Меню

Безбашенная система водоснабжения это

Безбашенная система водоснабжения это

Многолетняя практика работы с системами водоснабжения небольших населенных пунктов – сел, поселков, небольших городов, вынудила написать статью о проблемах и ошибочных взглядах специалистов, занимающихся организацией подачи воды именно в малых населенных пунктах. Их уровень знаний и пониманий специфики таких систем, к сожалению, часто приводит к ошибочным решениям и дополнительным финансовым издержкам – как на установку новых башен Рожновского, взамен вышедших из строя, так и на регулярные энергетические перезатраты при эксплуатации непрофессионально подобранных насосных агрегатов. Именно в качестве консультационной помощи мы и предлагаем ознакомиться с данной статьей.

Башня Рожновского используется в системах водоснабжения как средство накопления воды для покрытия пиковых объемов водопотребления в первую очередь, и для создания определенного давления в системе – достаточного для подачи воды во все точки населенного пункта. Делая профессиональный анализ существующих систем, первая задача может решаться и без башни в том случае, если дебит артезианской скважины (количество воды, подаваемое из скважины за 1 час при его полном восстановлении артезианской скважиной в течение того же периода времени) перекрывает пиковую нагрузку водопотребления. Вторая задача может решаться за счет установки станций автоматического управления с частотными преобразователями, за счет которых система отслеживает заданное в напорной магистрали давление путем регулирования оборотов насосного агрегата. Таким образом – задача обеспечения бесперебойной подачи воды пользователям может быть решена и без башни Рожновского. Этот факт особо ценен в том случае, когда башня вышла из строя, а на установку новой средств (как правило) нужно в разы больше, чем на установку современной станции автоматического управления.

Но – к решению данного вопроса нужно подходить взвешенно и технически грамотно. Нельзя отказываться от башни Рожновского при малых дебитах артезианских скважин, при частых отключениях электроэнергии (т.к. без подачи электропитания процесс водоснабжения приостанавливается) и в случае, если в воде — значительное содержание сероводорода (башня в данном случае способствует выветриванию неприятного запаха из накапливаемой воды).

Теперь перейдем к преимуществам так называемого безбашенного водоснабжения:

Использование станций автоматического управления (например, САУ «Каскад-ГА ПЧ», серийно производимых нашим предприятием на базе преобразователей частоты «Danfoss» серии AQUA-Drive, заточенных именно под работу с насосными агрегатами и водными системами) позволяет реализовать следующие преимущества относительно обычных систем с использованием башен Рожновского:

  1. 1. Автоматическое поддержание постоянного давления в напорном трубопроводе независимо от изменяющегося объема водопотребления, возможность изменения заданного значения давления в течение суток;

2. Энергосбережение в пределах 30-80%;

3. Отсутствие необходимости привлечения обслуживающего персонала;

4. Увеличение срока безремонтной эксплуатации насосного оборудования в 2-3 раза и более за счет оптимальных режимов эксплуатации;

5. Сокращение затрат на замену башни Рожновского в среднем в 3-4 раза;

6. Исключение вероятности порывов трубопроводов из-за резких перепадов давления;

7. Сохранение (улучшение) качества артезианской воды (отсутствие попеременного контакта кислорода и воды в башне Рожновского и как следствие — попадания ржавчины и прочих примесей в водонапорную систему). Отсутствие благоприятных условий (нагрев воды в башне в летний период) для размножения бактерий и микроорганизмов, накапливаемых в башне;

8. Сохранение водонапорной системы в зимнее время (отсутствует промерзание башни Рожновского из-за ее исключения из системы водоснабжения, постоянный проток воды в трубопроводе подачи воды в башню исключает замерзание системы трубопроводов);

9. Минимизация возможности выхода из строя насосного агрегата из-за некачественной электроэнергии (защита от перекоса фаз, понижения и повышения напряжения и др.);

10. Индикация параметров системы (фактического давления, потребляемых тока и мощности, оборотов двигателя. ) позволяет осуществлять анализ работы системы водоснабжения и контроль ее работы.

Зачастую встречаемся с возражениями так называемых «специалистов» систем водоснабжения о том, что при старых изношенных трубах систем водоснабжения башни Рожновского убирать нельзя. Абсолютно безграмотное предположение, потому что при их наличии – насосы, работающие посредством прямого пуска, создают значительно больше проблем и более высокую вероятность порыва напорных труб. Преобразователь частоты, устанавливаемый в современных станциях, может быть настроен на давление, аналогично создаваемое убранной башней. А при использовании именно серии «AQUA-Drive», имеющей функцию плавного наполнения трубопровода, вероятность порыва сводится к минимуму. И именно регулируемые обороты насосного двигателя позволяют отслеживать и выдерживать стабильность заданного давления в системе, обеспечивая максимально возможную экономию энергозатрат.

Читайте также:  Системы отопления частного дома тепловой насос

Приведем пару отзывов по одним из реализованных объектов для сравнения работы системы водоснабжения с башней Рожновского при эксплуатации устаревших моделей насосов и — после исключения башни из системы с установкой современных более энергоэффективных насосов.

При глубоком понимании специфики организации таких систем – задачи реконструкций решаются легко и профессионально. Разработанная нами методика гидроэнергетического экспресс-анализа энергоэффективности насосных станций позволяет рассчитать прогнозируемые результаты реконструкций до момента их реализаций.

Приведем одну из таблиц расчета системы водоснабжения, состоящей из нескольких артезианских скважин:

Все выше указанные материалы позволят вам понять суть систем водоснабжения, состоящих из артезианских скважин и башен Рожновского.

В случае необходимости – готовы оказать консультационную и техническую поддержку для возможной реализации реконструкций и модернизаций ваших систем.

Директор ЧП «ГидроАвтоматизация»

Водопотребление города, Нормы водопотребления, Определение суточных расходов воды города , страница 11

Далее рассматриваются схемы, которые могут рассматриваться как альтернативные при проектировании систем водоснабжения.

Различают безбашенные и башенные схемы систем водоснабжения.

В безбашенных схемах на водопроводной сети города отсутствуют напорные и регулирующие емкости (напорные резервуары, башни и т.п.). Вода в водопроводную сеть города подаётся непосредственно насосными станциями, которые работают в режиме водопотребления. Безбашенные системы наиболее эффективны когда водопотребление города в течении суток не имеет резких колебаний. Более-менее равномерные графики водопотребления характерны для крупных городов, для которых и применяют безбашенные системы.

В башенных схемах на водопроводной сети города устанавливают напорно-регулирующие емкости (водонапорные башни и резервуары). Насосы работают в равномерном режиме и подают воду в башню. В часы минимального водопотребления, когда подача насосов превышает водопотребление, вода накапливается в резервуаре башни. В часы максимального водопотребления, когда подача насосов меньше водопотребления, недостающий расход поступает из бака башни.

Башенные системы особенно эффективны, когда графики водопотребления имеют резкие колебания, что характерно для небольших городов.

16. БЕЗБАШЕННЫЕ СХЕМЫ ПОДАЧИ ВОДЫ

Возможны два варианта схем безбашенных систем:

Схема 1 (Рис.18. 1). В этой схеме водозаборные сооружения 1 с насосной станцией первого подъёма (НС-1) и очистные сооружения 2 проектируются на среднечасовой расход в сутки максимального водопотребления. Насосная станция второго подъема (НС-2) 4,водоводы 5 и водопроводная сеть 6 работают в режиме водопотребления города и проектируются на максимальночасовой расход в сутки максимального водопотребления. Разница между водопотреблением города и подачей очистных сооружений регулируется резервуарами чистой воды. В часы минимального водоразбора резервуары 3 пополняются, а в часы максимального – накопленный запас воды расходуется.

НС-2 и водоводы должны обеспечить водопотребление города во всех режимах (максимальный, средний, минимальный расходы). Кроме того, необходимо подать и пожарный расход в часы максимального водопотребления города.

Диаметр водоводов и мощность насосной станции в этой схеме определяется по максимальночасовому расходу суток максимального водопотребления и проверяется на пропуск пожарного расхода.

Схема 2 (Рис.18. 2). В этой схеме, по сравнению с первой схемой, дополнительно устанавливается насосная станция третьего подъема (НС-3) 8 и РЧВ при ней 7. Все сооружения до РЧВ 7 проектируют на пропуск среднечасового расхода воды в сутки максимального водопотребления. НС-3 и водопроводная сеть работают в режиме водопотребления города и проектируются на пропуск максимальночасового расхода в сутки максимального водопотребления. РЧВ при НС-3 выполняют функции регулирующей ёмкости между среднечасовой подачей НС-2 и любым режимом водопотребления города включая пожаротушение.

Сравнительная характеристика безбашенных схем.

Схема 2 имеет преимущества перед схемой 1 в том, что водоводы здесь пропускают среднечасовой, а не максимальночасовой расход, следовательно, их диаметр и стоимость уменьшаются.

Еще одно преимущество схемы 2 заключается в том, что регулирующий и противопожарный объёмы воды находятся у города, что повышает надежность системы.

Недостаток схемы 2 — появляется дополнительная НС-3 с резервуарами чистой воды, что вызывает увеличение капитальных и эксплуатационных расходов.

Схема 1 однозначно выгодна при длине водоводов до 4 — 5 км, а схема 2 – при длине водоводов более 10 км. При длине водоводов 4 – 10 км выбор схемы осуществляется на основании технико-экономического сравнения схемы 1 и схемы 2.

Читайте также:  Отопление 2 этажной бани

17. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ БЕЗБАШЕННЫХ СИСТЕМ

Общим в безбашенных схемах является то, что подача воды в сеть осуществляется непосредственно насосами.

Подбор насосного оборудования, работающего в сеть, производится на подачу следующих расходов:

· максимальночасовой расход в сутки максимального водопотребления;

Особенности систем водоснабжения малых посёлков и городов

АННОТАЦИЯ

Особенности систем водоснабжения малых посёлков заключаются в резко выраженной неравномерности водопотребления, которая выражается коэффициентами часовой и суточной неравномерности. Рассматриваются возможные варианты схем системы водоснабжения, отличающиеся разным составом основных сооружений. Рекомендуется вместо общепринятых башенных вариантов использовать в качестве регулирующего сооружения пневмонасосную установку. Изучение режима работы системы, с использованием этой установки в лабораторных условиях, показало целесообразность использования её в системах водоснабжения с небольшим водопотреблением предостаточно больших напорах в системе.

ABSTRACT

The features of the water supply systems of small villages are the sharply expressed unevenness of water consumption, which is expressed by the coefficients of hourly and daily unevenness. Possible options for schemes of a water supply system that differ in the different composition of the main structures are considered. Instead of generally accepted tower options, it is recommended to use a pneumatic pump installation as a regulatory structure. The study of the system’s operating mode, using this installation in laboratory conditions, showed the feasibility of using it in water supply systems with low water consumption and relatively high pressures in the system.

Ключевые слова: система водоснабжения, малые посёлки, расход воды, режим работы насосов, пневматические установки, давление воздуха.

Keywords: water supply system, small villages, water consumption, pump operating mode, pneumatic units, air pressure.

Системы водоснабжения по общему составу сооружений и их работе, а также в части подачи и распределения воды потребителям имеют свои особенности режима работы. Особенность режима водопотребления явно проявляется уже при определении степени неравномерности водопотребления по часам суток, зная который можно выбирать возможную схему питания сети и затем общую схему водоснабжения. Известно, что малые сельские посёлки и посёлки городского типа характеризуются резко выраженной неравномерностью суточного водопотребления, когда Кчас.нер.=1.5-2.2, а также неравномерностью водопотребления по сезонам года.

Режим работы систем водоснабжения рассматривается в работах Н.Н. Абрамова, Н.А. Карамбирова, В.М. Усаковского, Г.Н. Николадзе, Л.Е. Тажибаева и др. В этих работах подчёркивается, что неравномерность водопотребления в течение суток в той или иной степени наблюдается в малых и больших населённых пунктах с разным количеством населения, направленностью промышленных предприятий, наличием животноводческих комплексов и т.д. Неравномерность водопотребления промпредприятий определяется особенностями технологического процесса и способами потребления воды.

Меньшей степенью изученности отличаются сельские системы водоснабжения, характеризующиеся ощутимой разницей максимальных и минимальных расходов воды в течении суток. Следует отметить изменение минимального водопотребления в пределах 0.6-2,5% от Qсут и максимального водопотребления до 8-9% от Qcyт Вопрос неравномерности суточного и часового водопотребления систем сельскохозяйственного водоснабжения рассматривается в работах Н.Н. Карамбирова, В.М. Усаковского, в которых обращается внимание на тот факт, что при наличии животноводческого сектора, в частности животноводческих комплексов, значительно повышается коэффициент часовой неравномерности.

Сооружения системы водоснабжения, подающие воду потребителю-водопроводные сети, водонапорные башни, насосные станции второго подъёма безбашенных систем – рассчитывают с учётом часовых колебаний. Строится суммарный ступенчатый график водопотребления. Расходы на полив зелёных насаждений относят на часы минимального и среднего хозяйственно-питьевого водопотребления. Максимальный часовой расход воды находят по суммарному графику водопотребления.

Рисунок 1. Графики водопотребления и работы насосной станции второго подъёма (башенный вариант)

_____________ график водопотребления

——————- график работы насосной станции второго подъёма

При таком режиме водопотребления принимается башенная система питания сети (рис. 1), часто экономически целесообразная, но не всегда правильно осуществлённая на практике. По действующим в настоящее время нормативным документам [1] для систем водоснабжения любой категории по проекту не должно приниматься меньше 2-х скважин (1рабочая, 1 резервная). Часто в действующих системах водоснабжения работает одна скважина и при выходе её из строя, по разным причинам, без питьевой воды остаётся полностью населённый пункт. Если рассматривается такая схема, необходимо учесть ограничения в отношении объёма и высоты башни, её конструкции и возможности строительства с учётом сейсмичности района расположения объекта [2].

Читайте также:  Печное отопление схема труб

Необходимо также учесть возможность использования типовых проектов, применение которых ограничено в силу больших расчётных объёмов и высот водонапорных башен. При использовании действующих методов расчёта, особенно применяемых в учебных проектах, объём и высота башни часто превышают возможности их строительства.

Безбашенная схема водоснабжения может быть выбрана для обеспечения водой посёлков городского типа и городов с большим количеством населения и разнообразным составом водопотребителей (промпредприятия, строительные объекты и т.д.). График водопотребления характеризуется более равномерным водопотреблением по часам суток. Башенная схема водоснабжения в этих случаях не применяется, за исключением отдельных пригородных районов с малым составом водопотребителей и количеством потребляемой воды.

График водопотребления при безбашенной схеме более пологий в силу большей численности населения и круглосуточного режима работы предприятий [4].

Коэффициент часовой неравномерности принимает значение 1,25-1,35.

При таких схемах работу насосов необходимо назначать при соответствующем обосновании по строительной стоимости и эксплуатационным затратам. Рассматриваются возможные графики работы насосной станции второго подъёма. Варианты могут отличаться количеством и типом насосов, их временем работы. Возможны варианты с последовательным включением нескольких насосов, отличающихся разными расходами и соответственно мощностью и эксплуатационными затратами на электроэнергию. При выборе количество их должно быть по возможности меньшим, при этом предпочтение отдаётся насосам с большим коэффициентом полезного действия, работающим длительное время. Учитывая необходимость взаимозаменяемости насосов, принимаются насосы одинаковой марки. Количество резервных насосов принимается по количеству рабочих насосов в соответствии с классом насосной станции, который зависит от количества водопотребителей [1]. Ниже приводятся возможные графики работы насосной станции второго подъёма при одинаковом графике водопотребления (рис. 2, 3).

Рисунок 2. Графики водопотребления и работы насосной станции второго подъёма (I вариант)

Рисунок 3. Графики водопотребления и работы насосной станции второго подъёма (II вариант)

Сравнение вариантов может осуществляться по безбашенной и башенной схеме, а также могут рассматриваться два безбашенных варианта, отличающихся количеством насосов и их типами. Вариант выбирается по результатам сравнения капитальных и эксплуатационных затрат. Другим сравнением может быть сравнение башенного варианта с вариантом использования вместо водонапорной башни пневмонасосной установки.

Изучение в лабораторных условиях работы системы водоснабжения сельского населённого пункта с использованием пневмонасосной установки [5- 7] показало преимущества этой схемы не только по экономическим показателям, но также по простоте выполнения. Выбор этой схемы может быть рекомендован по результатам лабораторных исследований при отношении максимального давления в системе к минимальному:

Выводы:

  1. Системы водоснабжения с различным составом и количеством водопотребителей могут резко отличаться по составу сооружений;
  2. При выборе схемы водоснабжения необходимо учитывать режим водопотребления и на его основе рассматривать возможный состав сооружений;
  3. Башенные системы водоснабжения могут быть рекомендованы при коэффициентах часовой неравномерности 1,5-2,2, а при малых их значениях (1,25-1,35) – безбашенные системы;
  4. Водонапорные башни для малых систем водоснабжения могут быть заменены пневмонасосными установками.

Список литературы:
1. КМК 2.04.02-97 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения Ташкент, 1997
2. Зацепин А.М. Курсовое и дипломное проектирование водопроводных и канализационных сетей и сооружений. М.:Стройиздат, 1984
3. Махмудова И.М. Питьевое водоснабжение: Учебное пособие. Ташкент: ТИИИМСХ, 2019. – 264 с.
4. Сомов М.А., Квитка Л.А. Водоснабжение. М.: Инфрам, 2007. – 287 с.
5. Махмудова И.М., Шарипов Ф.М. Ахоли пунктларини ва фермер хужаликларини водопровод тизимларида пневмонасос курилма ишини урганиш. Тошкент: ТИМИ, 2007.
6. Махмудова И.М., Газиева М.Н. Режим и нормы водопотребления систем сельхозводоснабжения. Сборник трудов Научно-практической конференции, посвящённой 70-тилетию Мирзаева С.Ш.. Ташкент,12 декабря 2002г.
7. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 2. Водопровод и канализация. М.:Стройиздат,1990.

Adblock
detector