Известно, что в схеме НС — сеть возникает опасность избыточных давлений (рис. 3.18), что приводит к перерасходу электроэнергии, увеличению числа аварий.
Проектируем основную НС на среднечасовое потребление (рис. 3.19). При максимальном потреблении зона питания уменьшится, в этот момент включается НС регулирования. Станция узла регулирования работает периодически, основная НС работает в равномерном режиме. При этом уменьшается расход электроэнергии. К недостаткам этой схемы следует отнести появление новой площадки и дополнительного штата. Здесь целесообразно автоматизировать работу узла регулирования. При гидравлическом расчете определяют места размещения узлов регулирования, подачу НС, место и объем РЧВ, схему их питания (рис.3.20). Выбирают вариант на основании технико-экономического расчета (ТЭР).
Место расположения НС регулирования и питание ее РЧВ зависят от расхода, протяженности сети, режима водопотребления, рельефа местности и определяются гидравлическим расчетом. Процесс регулирования сводится к выбору такого напора, при котором пьезометр в диктующей точке равен требуемому.
При гидравлическом расчете водопроводной сети осуществляют не только внутреннюю увязку сети, но и внешнюю, т.е. выявление условий взаимодействия сети, НС, регулирующих РЧВ, НС регулирования.
Общие объемы регулирующих РЧВ определяют с учетом предполагаемого режима работы НС. Возможны два варианта:
1) увеличение суточной подачи за счет доведения расходов в период минимального водопотребления до среднечасовых значений;
2) дальнейшее круглосуточное увеличение подачи до максимальных часовых расходов.
Суммарный объем РЧВ определяют по формуле:
где - планируемая среднесуточная подача НС;
- регулирующий объем, определяемый по табл. 3.3;
Таблица 3.3 Регулирующий объем
Кч | 1,1 | 1,15 | 1,2 | 1,25 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9-2,0 |
Vp, % | 3,5 | 5,1 | 6,7 | 8,2 | 9,6 | 12,3 | 14,8 | 17,1 | 19,3 | 21,3 | 23,3-25 |
Ксут. – коэффициент суточной неравномерности города;
Vз – аварийный и пожарный запас;
Кч – коэффициент часовой неравномерности равен:
при отсутствии регулирующего РЧВ
,
при наличии регулирующего РЧВ
,
- максимальная подача НС 98% обеспеченности, м3/ч;
- среднечасовая подача НС, м3/ч;
- фактическая подача из РЧВ в час пик.
Рис. 3.18 Избыточные давления при питании сети от НС.
Рис.3.19 Схема с узлом регулирования.
Рис.3.20 Схема питания РЧВ узла регулирования:
1 – через сеть; 2 – транзитным водоводом
Подачу определяют по журналам эксплуатации НС путем выборки за предшествующий год данных о часовой подаче за 50 сут. с интервалом 8 сут. (1,9,17 и т.д. числа) и определяют Qср.час.
Для подсчета ранжируют (располагают в порядке возрастания) 30-40 пиковых расходов. В полученном ряду, считая от наибольшего, 24-й расход будет
Во втором варианте режима работы НС принимают меньший объем.
Примеры расчета приведены в /20, рис. 4,5,6/
При сетях большой протяженности НС регулирования размещают в центре. НС транзита устраивают, когда основная НС подает в сеть менее 1 от Qсут (в долях).
При питании регулирующего (при узле регулирования) РЧВ через сеть необходимо обеспечить минимальный потребный Нсв в районе расположения этого РЧВ.
Как правило, решение задачи интенсификации в каждом блоке, может быть достигнуто несколькими способами. Для выбора оптимального решения необходимо проводить сравнение вариантов. Кроме того, учитываются следующие обстоятельства:
1) возможность и трудоемкость реализации того или иного варианта при производстве работ в условиях непрерывно действующих сооружений;
2) расход электроэнергии;
3) избыточные напоры в сети.
Ниже приведен опыт водоканала С.Петербурга /Разработка программы реконструкции водопроводных сетей на основе моделирования процесса подачи и распределения воды. ВиСТ, 2003, №10,с.2-5/.
Для стальных труб наиболее типичны коррозионные повреждения, уязвимым местом чугунных труб является разрушение стыковых соединений, а также переломы, особенно частые при сезонных колебаниях температуры воды и подвижках грунта.
Для обоснования метода реконструкции важно определить обусловленное его применением изменение пропускной способности труб. Установлено (С.Петербург), что фактическое сопротивление труб в 1,5-5 раз выше, чем по таблицам для неновых стальных и чугунных труб. На степень увеличения сопротивления влияют режим подачи, материал и срок эксплуатации.
Стальная перемычка с периодическим режимом работы через 20 лет - выступы 10-15 мм, водовод 50 лет – 5-8 мм, непроточный тупиковый участок – 20-35 мм.
Реконструкция протаскиванием полиэтиленовых труб с предварительным обжатием либо без. В первом случае труба после протаскивания повторяет конфигурацию эксплуатируемого трубопровода, т.е. нет зазора между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью полиэтиленового «чулка». Во втором случае имеется зазор: обычно наружный диаметр протаскиваемой трубы на 10-20 % меньше внутреннего диаметра. Величина зазора определяется сортаментом пластмассовых труб, длиной протаскиваемого участка, состоянием поверхности старой трубы и мощностью применяемых лебедок. Первый вариант дороже в среднем на 30%.
Перед проведением работ – моделирование сети. Британская компания «Hyder Consulting» получила экономический эффект 28 фунтов на 1 фунт, вложенный в моделирование.
Определяют участки, подлежащие восстановлению, и метод реконструкции с учетом необходимого давления в сети.
Экватэк 2004: Рекомендуется строительство повысительных модульных НС в кварталах. Станции, выполняемые из оболочек (ж/б, пластмасса), с погружными насосами, автоматизированные от давления на сети. Екатеринбург – модульные НС: блок здания с насосами немецкой фирмы с частотным регулированием и дистанционным управлением.