Гидравлический расчет объединенного водопровода

ФГБОУВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ»

 

 

 

Кафедра «Пожарной и аварийно-спасательной техники»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Противопожарное водоснабжение»

 

тема: Гидравлический расчет объединенного водопровода

 

Расчетно-пояснительная записка    на _____ листах

 

 

 

Выполнил:      

курсант  ____уч. группы___________ внутренней службы  _________________________________

 

 

 

Проверил:

 

Старший преподаватель кафедрыПиАСТ    

подполковник внутренней службы     А.Н. Гусаков

 

 

Руководитель курсовогопроекта

Старший преподаватель кафедры ПиАСТ   А.Н. Гусаков

 

 

 

Защищен _________________  Оценка  ______________________

 

Воронеж  2015 г.

 

УТВЕРЖДАЮ

Начальник кафедрыПиАСТ

полковник внутренней службы

А.В. Жердев

 

«_____»_____________2015г.

 

Задание

на курсовой проект

Курсанту_______________________________________________________

(специальное звание, фамилия, имя, отчество )

 

Руководительстарший преподаватель кафедры ПиАСТ, А.Н. Гусаков

(должность, ученая степень, специальное  звание, фамилия, имя, отчество)

 

Тема: Гидравлический расчет объединенного водопровода 

 

Цель курсовогопроекта:закрепление знаний, полученных при изучении дисциплины, приобретение навыков проектирования реальных водопроводных сетей, применяемыхна объектах.

 

Срок сдачи курсантом законченного курсовогопроекта:_____________________

 

Исходные данные к проекту: расчетная схема кольцевого водопровода населенного пункта, данные по поселку и предприятию.

 

Содержание пояснительной записки:основные расчеты расходов, потерь напора на участках водопроводной сети.

 

Литература к проекту:Задания и методические указаниядля выполнения курсового проекта. – Воронеж: Воронежский институт ГПС МЧС России, 2010.

 

Дата выдачи задания ________________________

 

Руководитель:                        ___________                 ________________                     

(подпись)                                                  (инициалы, фамилия)

 

Курсант         ___________         ________________  

(подпись)       ( инициалы, фамилия)

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для обеспечения водой потребителей в необходимом количестве.

В процессе работы система водоснабжения должна удовлетворять требованиям надежности и экономичности. Ошибки при определении степени надежности системы при ее проектировании, строительстве и эксплуатации могут привести к серьезным сбоям в подаче воды.

Под надежностью понимают способность системы обеспечивать потребителей водой в необходимом количестве, требуемого качества и под определенным напором. Одним из показателей надежности функционирования системы может служить вероятность ее безотказной работы в течение рассматриваемого времени.

Для борьбы с неконтролируемым процессом горения, сопровождающимся уничтожением материальных ценностей и создающим опасность для жизни людей – пожаром, человечество издавна использовало воду. Поэтому вопросы противопожарного водоснабжения всегда были в центре внимания при борьбе с этой грозной стихией.

Противопожарное водоснабжение – комплекс инженерных сооружений и организационных мероприятий, которые обеспечивают подачу воды к месту пожара.

С развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий происходит улучшение их противопожарного водоснабжения. Жилые, общественные, административные и производственные здания оборудуются объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом. В зданиях повышенной этажности, театрах, производственных зданиях большой высоты и площади устраивают специальные противопожарные водопроводы.

В противопожарном водоснабжении рассматриваются схемы и сооружения под углом зрения соблюдения противопожарных требований, а именно: получения необходимых для тушения пожара расходов воды под требуемым напором в течение расчетного времени тушения пожаров при обеспечении надежности работы, как отдельных водопроводных сооружений, так и систем водоснабжения в целом.

При решении задач по совершенствованию и созданию новых систем противопожарного водоснабжения в первую очередь должна быть обеспечена надежность подачи воды к месту пожара с требуемыми для тушения напором и расходами. При этом надо помнить, что проектирование систем противопожарного водоснабжения – это, как правило, многовариантная технико-экономическая задача, и оптимальное решение определится минимальными приведенными затратами, при условии соблюдения требований надежности и нормативных документов.

В соответствии с учебной программой каждый курсант (слушатель) должен выполнить курсовой  проект по дисциплине «Противопожарное водоснабжение».

Задачей курсового проекта является закрепление знаний в области противопожарного водоснабжения. В процессе выполнения курсового проекта курсант (слушатель) должен получить полное представление об устройстве всей системы водоснабжения, определить расчетные расходы воды, произвести гидравлический расчет водопровода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

1. Определение и классификацию  систем водоснабжения..................................6

2. Схемы водоснабжения  городов...........................................................................7

3. Схемы водоснабжения  промышленных предприятий......................................8

4. Назначение сооружений, входящих в систему..................................................9

4.1. Водонапорная башня.........................................................................................9

4.2. Резервуары чистой  воды..................................................................................10

4.3. Насосная станция второго  подъема................................................................11

4.4. Водоводы и магистральные  сети....................................................................11

5. Обоснование принятой схемы водоснабжения................................................12

6. Определение водопотребителей  и расчет потребного расхода  воды на

хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка

и предприятия..........................................................................................................13

6.1. Определение водопотребителей.....................................................................13

6.2 Расчет требуемого расхода  воды на хозяйственно-питьевые

производственные нужды......................................................................................16

6.3 Определение расчетных  расходов воды на пожаротушение……………...20

7. Гидравлический расчет  водопроводной сети поселка....................................21

Заключение..............................................................................................................30

Список используемой литературы……………………………………………….31

 

1. Определение и классификация  систем водоснабжения. 

     Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений для забора, очистки и подачи воды потребителям. Она включает источники воды, насосные станции, станции очистки, баки, резервуары и сети трубопроводов. 
В зависимости от местных условий водоснабжения некоторые из этих сооружений могут отсутствовать. В тех случаях, когда предприятие обеспечивается водой от городского водопровода, водозаборные и очистные сооружения не устраивают. 
Системы водоснабжения различают по виду обслуживаемого объекта, по назначению и по принципу расходования воды. 
      По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, железнодорожные, сельскохозяйственные и другие. 
В зависимости от назначения системы водоснабжения бывают следующие: хозяйственно-питьевые, производственные (технологические), противопожарные объединенные. 
Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения снабжают водой столовые, души, умывальники, уборные, прачечные и другие водопотребительские объекты хозяйственного назначения. 
Производственные системы водоснабжения предназначены для подачи воды на технологические нужды. Технологическую воду используют для нагрева или охлаждения сырья и полуфабрикатов, в теплообменных аппаратах, для мойки тары, помещений и т.д. На производственные цели уходит большая часть поступающей на предприятие воды. 
Противопожарные системы водоснабжения обеспечивают водой для тушения пожаров внутри предприятий и на его территории. 
Противопожарный водопровод делят на внутренний и наружный.         Внутренний водопровод устраивают в пожароопасных и взрывоопасных помещениях (машинные и аппаратные залы аммиачных компрессорных станций, отделения дробления и просеивания кормовой муки и т.д.). Все подводки обеспечивают противопожарными средствами (шланги с брандспойтами, дренчерные и спринклерные установки). 
Наружный водопровод на территории предприятия прокладывают под землей. Он может быть низкого или высокого давления. Низкое водопроводное давление поддерживают городская насосная станция, водонапорная башня, насосная станция второго подъема. Высокое давление создают специальные стационарные противопожарные насосы. Их устанавливают в помещениях предприятий.

 

2. Схемы водоснабжения  городов. 

      Под схемой водоснабжения  понимают генеральный план объекта  водоснабжения с указанными на нем всеми водопроводными сооружениями. Проектирование схем водоснабжения осуществляется на основе генеральных планов городов (первая очередь на срок 8-10 лет и перспектива на срок 20-25 лет) и промышленных предприятий. Схема водоснабжения зависит от многих факторов, из которых главными являются следующие: расположение, мощность и качество воды источника водоснабжения, рельеф местности и кратность использования воды на промышленных предприятиях. 
Схема водоснабжения города состоит из следующих основных элементов: 1) водоприемных сооружений; 2) водоподъемных сооружений, т.е. насосных станций, подающих воду к очистным сооружениям (насосная станция I подъема) или потребителям (насосная станция II подъема); 3) очистных сооружений; 4) башен и резервуаров, накапливающих запасы воды или регулирующих напоры и расходы; 5) водоводов и сети трубопроводов, предназначенных для транспортирования воды от сооружения к сооружению или к потребителям.

 

3. Схемы водоснабжения  промышленных предприятий. 

Различают следующие системы производственного водоснабжения  
1. с прямоточным использованием воды;  
2. с последовательным использованием воды;  
3. с оборотом воды: охлаждающая система оборотного водоснабжения; технологическая система оборотного водоснабжения ; смешанная (охлаждающая и технологическая) система оборотного водоснабжения.  
Схемой водоснабжения прямоточного типа предусмотрена подача воды к потребителю, ее использование, очистка (при необходимости) и последующий сброс в водоем. Такую схему можно применять в случае наличия вблизи от объекта (на расстоянии до 3 км) мощного источника воды, а также при условии, что высота над уровнем воды самого предприятия (расположение его площадки) небольшая (до 20 м). 
     Подача воды для производственных нужд по схеме последовательного водоснабжения происходит последовательно в несколько цехов предприятия. Объем подаваемой из источника воды, по сравнению с промышленным водоснабжением прямоточного типа, значительно уменьшен. Это вызвано особенностями этой схемы водоснабжения. 
     Система оборотного водоснабжения приобретает решающее значение в промышленном водоснабжении. Избыток тепла воды, использованной в теплообменных аппаратах, устраняется в градирне, брызгальном бассейне или другом аналогичном устройстве, после чего вода подается снова в цикл циркуляционными насосами. При этом происходит многократное и последовательное физико-химическое воздействие на воду: изменение ее температуры, аэрация, испарение, загрязнение. 

 

4.Назначение сооружений, входящих в систему водоснабжения 

4.1. Водонапорная башня. 

    Водонапорная башня —  сооружение в системе водоснабжения  для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций. 
Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрической формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из нее в часы увеличенного водопотребления. Высота водонапорной башни (расстояние от поверхности земли до низа бака) обычно не превышает 25 м, в редких случаях — 30 м; ёмкость бака — от нескольких десятков м³ (для малых водопроводов) до нескольких тысяч м³ (в больших городских и промышленных водопроводах). Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки — преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуют трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт. 

4.2. Резервуары чистой  воды. 

     Резервуары чистой  воды расположены между очистными  сооружениями, работающими круглосуточно с постоянной производительностью, и насосной станцией 2-го подъема, которая в зависимости от режима водопотребления часто работает по ступенчатому графику. РЧВ выполняет функции регулирующей и запасной емкости. Необходимая регулирующая емкость определяется при совмещении графика подачи воды НС-1 (от очистных сооружений) и отбора воды насосами 2-го подъема.  
Кроме регулирующего объема в РЧВ хранятся аварийный, контактный и пожарный запасы воды. Аварийный объем должен обеспечивать подачу воды потребителям по аварийному графику в течение времени ликвидации аварии. Контактный объем предусматривается для обеспечения требуемого времени контакта воды с реагентами, содержащими хлор. 
Пожарный объем воды предусматривается, когда получение необходимого количества воды для тушения пожара непосредственно из источника водоснабжения (артезианские скважины, очистные сооружения) технически невозможно или экономически нецелесообразно. Пожарный объем определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов, внутренних пожарных кранов и специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров, не имеющих собственных резервуаров) при максимальном потреблении воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.