Связь между элементами СПВ в отношении напоров

Статья в продолжение ранее поднимаемого вопроса о свободном напоре, адресу: https://www.ing-seti.ru/?p=1010

Изобразим вертикальный продольный разрез прямоточной системы производственного хоз-питьевого водоснабжения, на котором покажем положение пьезометрических линий для случая максимального водозабора.

Рисунок 3.1 — Вертикальный продольный разрез прямоточной системы производственного хоз-питьевого водоснабжения

Рисунок позволяет установить связь между элементами системы водоснабжения в отношении напоров. Самыми неблагоприятно расположенными в отношении напора оказываются точки, дальше всего отстоящие от башни и имеющие наибольшие геодезические отметки. В этих точках будут самые низкие пьезометрические отметки (вследствие падения напора в сети от источника питания до этих конечных точек) и самые малые величины располагаемого свободного напора.

Для определения величины расчетного напора, который необходимо создать в начале сети, следует выбрать «критическую» точку сети, самую неблагоприятную как в отношении ее геодезической отметки, так и в отношении удаленности от источника питания.

Пусть на рисунке 3.1 такой критической точкой будет точка а (с отметкой z_a). Отложив в этой точке величину требуемого (в зависимости от этажности) свободного напора Н_св, получим расчетную пьезометрическую отметку для критической точки сети z_a + Н_св.

Требуемая величина Н_св должна быть обеспечена в точке а в любой момент времени, включая период максимального водоразбора, при котором — max.

Пьезометрическая линия, характеризующая падение напора в сети при максимальном водоразборе показана на схеме в виде линии б^/a^/.

В точке б должен быть создан такой напор H_б, чтобы при максимальном уклоне пьезометрической линии напор в точке а не падал ниже заданной величины H_св. Напор H_б обеспечивается расположением на дне бака водонапорной башни на соответствующей высоте.

Очевидно, что

Отсюда может быть определена расчетная высота башни, т.е. высота расположения дна бака башни над поверхностью земли

Расположив башню на возможно более высокой отметки z_б, получим при имеющихся отметках наибольшую величину z_б — z_а, а, следовательно, минимальную величину H_б, т.е. наименьшую высоту башни (наименьшую стоимость). Поэтому водонапорную башню стремятся располагать на высоких отметках.

Если в результате расчета будет получена величина H_б 0, то в место башни устраивают напорный резервуар, расположенный на поверхности земли (или частично заглубленный в землю). Такие резервуары всегда будут значительно дешевле, чем башня с той же емкостью бака.

Следует иметь в виду, что максимальные H_св в сети не должны превосходить определенных пределов. Они устанавливаются в зависимости от материала и типа труб и условий эксплуатации сети. В соответствии со СНиП в сетях хоз-питьевого водоснабжения H_св 60 м.

На рисунке показана также пьезометрическая линия для водовода, подающего воду от НС2 до башни. При этом расчетным положением пьезометрической линии, диктующим величину напора насосов, будет такое, при котором конечная точка пьезометрической линии располагается на высоте максимального уровня воды в баке башни, а величина потерь напора в водоводе соответствует максимальному количеству воды, подаваемой насосами по графику работы насосной станции.

Напор, создаваемый насосами

где z_н2 – отметка оси насоса;

H_о – расчетная высота бака башни.

Следует отметить, что насосы, выбранные для подачи расхода Q_н на высоту H_н2 (т.е. при наивысшем уровне воды в баке башни), при более низких уровнях будут работать под меньшими напорами и подавать большие количества воды. Поэтому, действительный график подачи воды будет отличаться от запланированного(при условии постоянного расчетного напора).

Можно также установить зависимость между напором H_н1 , создаваемым насосами станции 1 подъема, и свободным напором, который необходимо обеспечить из станции ХВО с учетом отметок местности и потерь напора в трубах.

Установленная связь между отдельными элементами системы водоснабжения полностью характеризует режим ее работы при изменении водоразбора в случае нормального водопотребления.

Автор: ктн доцент ПТЭ Арсенов Владимир Георгиевич.

gom@cterra.ru