16.2. Насосные станции второго подъема

Насосная станция II подъема подает воду из резервуаров чистой воды в водопроводную сеть потребителя. В зависимости от планировки объекта и взаимного расположения насосной станции и напорных емкостей различают системы: с башней в начале сети, безбашенную, с башней в конце сети (с контррезервуаром).

Определение подачи насосов

Режим работы насосной станции II подъема определяется в зависимости от режима водопотребления объекта. Насосное оборудование подбирается на подачу расчетного расхода в час максимального водопотребления и проверяется на подачу пожарного расхода, транзитного расхода в водонапорную башню (при наличии схемы с контррезервуаром), расчетного расхода при аварии на одной из ниток водоводов.

В безбашенной системе подача насосов по часам суток должна полностью дублировать график водопотребления. Подача регулируется количеством одновременно работающих насосов или числом их оборотов. Расчетная максимальная подача насосов принимается равной максимальному часовому расходу:

В системах водоснабжения с башней график подачи воды насосами не совпадает с графиком водопотребления. Расчетное водопотребление в часы максимального расходования обеспечивается подачей воды насосами и расходами из башни, в часы минимального водопотребления - только насосами, избыток воды в этом случае направляется в башню. Для таких схем характерными являются двух- или трехступенчатые графики работы насосных станций II подъема. Максимальная подача насосов определяется по наивысшей ступени графика подачи воды, а минимальная - по наинизшей. Равномерный режим работы насосов рекомендуется при подаче не более 15 тыс. м³/сут. При ступенчатой работе насосов регулирующая вместимость башни принимается 2,5-6% суточной подачи станции.

Величина регулирующего объема бака водонапорной башни определяется по совместному графику водопотребления и подачи воды насосами (гл. 15). Исходными данными являются часы включения и выключения подач насосов, а необходимым условием - минимальная вместимость бака башни. После расчета становятся известными величины подач насосов и регулирующего объема.

Работа насосной станции II подъема должна быть проверена на случай возникновения пожара. Подача насосов должна равняться сумме полного расчетного расхода воды на тушение пожара Q_пож и расхода воды в час максимального водоразбора q_макс.ч. Башню на период тушения пожара отключают.

Определение расчетного напора

1. Система с башней в начале сети (рис. 16.2).

Полная высота подъема насосов определяется по формуле:

где H_г - разность отметок поверхности земли у водонапорной башни и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды z_мин, м; H_б - высота водонапорной башни, м; h_б - максимальная глубина воды в баке водонапорной башни, м; h_в.в - потери напора во всасывающем трубопроводе от резервуара до насосной станции, м, определяются по (16.5); h_н.с - потери напора внутри станции, м; h_вдм - потери напора на водомере, м; h_н.в - гидравлические потери в напорном трубопроводе от насосной станции до башни, м, определяются по (16.6).

104

Рис. 16.2. Схема к определению расчетного напора насосов II подъема в системе с башней в начале сети:
1 - резервуар чистой воды, 2 - насосная станция II подъема, 3 - водонапорная башня.

Рис. 16.3. Схема к определению расчетного напора насосов II подъема в безбашенной системе:
1 - резервуар чистой воды, 2 - насосная станция II подъема.

105

Высоту башни до дна бака можно рассчитать по формуле:

где H_св - необходимый свободный напор в диктующей точке сети (т.е. наиболее удаленной и высокорасположенной точке), м; h_с - потери напора в сети от башни до диктующей точки, м; z_д.т - отметка поверхности земли в этой точке, м; z_б - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м.

2. Безбашенная система (рис. 16.3). Расчетный напор насосов определяется по формуле:

где Н_г - разность отметок поверхности земли в диктующей точке сети z_д.т и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды z_мин, м; h_н.в - гидравлические потери в напорном трубопроводе от насосной станции до начала водопроводной сети, м, определяются по формуле (16.6); h_с - потери напора в сети от места присоединения напорного трубопровода до диктующей точки, м; остальные обозначения - те же, что и для формулы (16.9).

3. Система с башней в конце сети (с контррезервуаром) (рис. 16.4).

При определении расчетного напора учитывается два режима работы насосной станции II подъема:

• - в часы максимального водопотребления, когда в диктующую точку поступает вода из насосной станции и водонапорной башни, эта точка называется точкой схода потоков и ее местоположение определяется гидравлическим расчетом сети;
• - в часы минимального водопотребления, когда избыток воды проходит через сеть транзитом в башню.

В первом случае полная высота подъема насосов рассчитывается по формуле:

Рис. 16.4. Схема к определению расчетного напора насосов II подъема в системе с контррезервуаром:
1 - резервуар чистой воды, 2 - насосная станция II подъема, 3 - водонапорная башня

106

где H_г - разность отметок поверхности земли z_б в точке схода а и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды z_мин, м; h_с - потери напора в сети от места присоединения напорного трубопровода до точки схода а, м; остальные обозначения - те же, что и для формул (16.8, 16.9).

Во втором случае полную высоту подъема насосов находят по формуле:

где H’_г - разность отметок поверхности земли z_б у водонапорной башни и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды z_мин, м; h'_с - потери напора в сети от места присоединения напорного трубопровода до точки схода а, м; остальные обозначения - те же, что и для формул (16.8, 16.9), только взятые для часа минимального водопотребления.

Высоту башни можно рассчитать по формуле:

где H_св - необходимый свободный напор в точке схода я, м; h_а-б - потери напора в сети от башни до точки схода, м; z_a - отметка поверхности земли в точке схода, м; z_б - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м.

Напор насосов принимается равным наибольшему из полученных по расчету. Как правило, наибольший напор оказывается при транзитной подаче воды в башню.

В случае возникновения пожара необходимый напор насосной станции II подъема определяется по формуле:

где H^п_г - разность отметок поверхности земли в расчетной точке пожара и минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, м; H_св.п - необходимый свободный напор в расчетной точке при возникновении пожара, м; h^п_с - потери напора в сети от места присоединения напорного трубопровода до расчетной точки пожара, м; остальные обозначения - те же, что и для формулы (16.8), только рассчитанные для суммы расчетного расхода и расхода на тушение.

Расчетная точка пожара должна находиться в наиболее возвышенных и удаленных от насосной станции территориях, обслуживаемых водопроводом. Свободный напор H_св.п при возникновении пожара в расчетной точке должен быть не менее 10 м. Потери напора во всасывающих и напорных коммуникациях насосной станции определяются на пропуск расхода, равного сумме полного расчетного расхода воды на тушение пожара Q_пож и расхода воды в час максимального водоразбора q_макс.ч.

107