Министерство образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ КОММУНАЛЬНОГО

ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

Тема: "Водоснабжение города и промышленных предприятий"

МИКХиС, ИсиЭ, ВВ-97-059, 03, ДП.

Согласовано:

Руководитель доц. Минц О.Д.

Консультанты:

1. по технологической части доц. Минц О.Д.

2. по автоматике доц. Минц О.Д.

3. по ОПУСу проф. Литвинов

4. по охране труда к.т.н. Щадинский В. К.

5. по экономике к.э.н. Голубев

Дипломница хххххххххх

Москва, 2003 г.

Содержание

Введение 3

1. Объект водоснабжения 4

2. Расчетное водопотребление 6

3. Выбор источника водоснабжения, системы и схемы водоснабжения 18

4. Водозаборные сооружения 20

5. Очистные сооружения 27

6. Водопроводная сеть и водоводы 47

7. Насосные станции, резервуары и водонапорная башня 59

8. Автоматизация технологических процессов 65

9. Организация и планирование строительного производства 71

10. Мероприятия по охране труда 93

11. Экономические расчеты и основные технико-экономические показатели 103

12. Охрана окружающей среды 113

Литература

Перечень графического материала

Лист 1. Генплан города

Лист 2. Профиль пьезометрических напоров

Лист 3. Водозаборные сооружения

Лист 4. Генплан очистной станции

Лист 5. Высотная схема очистки воды

Лист 6. Блок основных сооружений

Лист 7. Автоматизация процесса коагулирования

Лист 8. Стройгенплан участка водопроводной сети

Лист 9. Сетевой график производства работ

Лист 10. Технико-экономические показатели

Лист 11. Профиль пьезометрических напоров

Введение

Системы водоснабжения представляют собой комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Системы водоснабжения предназначены также для удовлетворения потребителей в воде промышленности и сельского хозяйства.

Обеспечения населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемилогических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде, требуется громадное ее количество, измеряемое в милионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качествпитьевой воды требует тчательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специальные требования.

Водопроводные сети и водоводы занимают особое место в системах водоснабжения. Водопроводная сеть запроектирована с учетом требуемой надежности водообеспечения потребителей.

Дальнейшее развитие систем водоснабжения связана также с совершенствованием и созданием новых видов механического и электрического оборудования, разработкой и внедрением новых реагентов для обработки воды, средств автоматического контроля и регулирования.

Широкое внедрение средств вычислительной техники позволит решать задачи проектирования и эксплуатации сооружений систем водоснабжения на качественно новом уровне, обеспечивающем требования экономичности и надежности. К числу таких задач относятся гидравлические расчеты систем подачи и распределения воды, расчеты по защите водоводов от гидравлических ударов, выбора оптимальных режимов, расчеты отдельных сооружений и всей системы водоснабжения в целом, а также ряд других сложных задач.

Глава 1. Объект водоснабжения

Объектом водоснабжения является город, расположенный на берегу реки и промышленные предприятия, находящиеся в границах городской застройки. Город расположен в районе Нижнего Новгорода.

Местность, на которой расположен город, характеризуется перепадом отметок земли от 78 до 107 м. Площадь города составляет F = 550 га, плотность населения Р = 210 чел/га.

Число жителей – 115500 чел. Жилая застройка города состоит из 6 – этажных зданий, оборудованных водопроводом, канализацией и ванными с газовыми водонагревателями.

Проектируемая система водоснабжения – I категории обеспеченности подачи воды.

Геологические данные для территории города:

· глубина проникновения в грунт нулевой температуры в месте расположения города – 1,5 м.;

· растительный слой - 0,1-0,2 м;

· песок до глубины - 9,2 м;

· ниже супесь;

· уровень грунтовых вод на 3,3 м ниже поверхности земли;

На территории города расположено два предприятия: местной промышленности и предприятия коммунально-бытового обслуживания, с общим числом работающих – 8400 человек. Предприятия работают в три смены. Характеристика водопотребления промышленными предприятиями приведена в табл.2.1.

Водопотребление промышленными предприятиями.

Таблица 2.1.

Качественные показатели воды для производственных нужд:

· Q₁ – процеженная через сетку;

· Q₂ – по ГОСТ 2874-82.

Оборот воды допускается только для Q₁ .

Допускается повторное использование воды в технологических процессах производства в размере 70% от Q₂ .

Общая площадь полива составляет: площадь зеленых насаждений - 25%F_гор. .

Число дней полива в году - 160.

Расход воды на предприятия местной промышленности и предприятия коммунально-бытового назначения составляет 20% от Q_{хоз.-пит.}

Гидрологические данные к створу водозаборных сооружений:

· минимальный летний уровень воды (р = 97%) – 72,50 м;

· максимальный уровень воды (р = 1%) – 77,60 м ;

· минимальный расход в реке (р=95%) – 18,2 м³ /с;

· устойчивость берегов и дна реки – русло и берег устойчивы,

В табл. 2.2 приведены результаты исследований качества воды.

Показатели качества исходной речной воды.

Таблица 2.2.

Глава 2. Расчетное водопотребление

2.1.Нормы и коэффициенты неравномерности водопотребления

2.1.1. Хозяйственно – питьевое водопотребление населения.

Площадь города составляет F_гор = 550 га. Плотность населения P = 210 чел/га.

При заданной степени благоустройства жилых зданий норма хозяйственно – питьевого водопотребления на 1 жителя ( среднесуточная за год) составит q_ср = 230 л/сут.

Для определения максимального суточного и часового расходов воды находим коэффициенты суточной и часовой неравномерности.

Коэффициенты суточной неравномерности принимаем равными:

К_{сут.мах} = 1,2 ; К_{сут.м in} = 0,8

Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления определяются по формулам:

К_ч.мах = α_мах * β_мах = 1,3 * 1,09 = 1,4

К_{ч. min} = α_min * β_min = 0,6 * 0,72 = 0,43

α - коэффициент, учитывающий степень благоустройства жилых зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, применяем:

α_мах = 1,3 ; α_min = 0,6

β - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаем:

β_мах = 1,09 ; β_min = 0,72

2.1.2. Поливочное водопотребление.

Норму на полив зеленых насаждений, улиц и площадей принимаем 1,2 л/м² ; число поливов в сутки – 2; число дней полива в году – 160.

2.1.3. Хозяйственно – бытовое водопотребление рабочих предприятия.

Расходы воды на хозяйственно–бытовые нужды предприятия складываются из расхода на хозяйственно–питьевые нужды рабочих и расхода на принятие душа.

Норму расхода воды на хозяйственно–питьевые нужды принимаем на одного рабочего в смену:

для рабочих цехов - 45 л/смену;

для холодных цехов – 25 л/смену;

Часовой на 1 душевую сетку принимаем 500л, продолжительность пользования душем после окончания смены – 45 мин.

2.1.4. Производственное водопотредление предприятий.

Для промышленных предприятий необходимы расходы воды разного качества: вода прошедшая через сетку ( с расходом Q₁ ; допускается подача воды из оборотных систем водоснабжения) и вода фильтрованная ( с расходом Q₂ ; при этом до 70% этого расхода воды допускается повторно использовать).

Колиество воды,подаваемой на производственные нужды предприятий, при коээфициенте часовой неравномерности К_ч.мах = 1,

Для П/П №1:

Q₁ = 0,36 м³ /с = 1296 м³ /ч = 31104 м³ /сут

Q₂ = 0,031 м³ /с = 112 м³ /ч = 2678 м³ /сут

Для удовлетворения потребности в воде Q₁ = 31104 м³ /сут целесообразно использование оборотной системы водоснабжения. Тогда расход воды для пополнения оборотной системы, принимая пополнение в размере 10% от расхода оборотной воды, Q _поп = 0,1* Q₁ = 0,1*1296 = 130 м³ /ч.

По заданию до 70% от расхода воды Q₂ допускается использовать повторно, что составляет Q _повт = 0,7*112 = 78 м³ /ч. В этом случае необходимо подать дополнительный расход свежей воды:

Q _св =130-78=51 м³ /ч = 0,014 м³ /с

Для П/П №2:

Q₁ = 0,46 м³ /с = 1656 м³ /ч = 39744 м³ /сут

Q₂ = 0,04 м³ /с = 144 м³ /ч = 3456м³ /сут

Для удовлетворения потребности в воде Q₁ = 39744 м³ /сут целесообразно использование оборотной системы водоснабжения. Тогда расход воды для пополнения оборотной системы, принимая пополнение в размере 10% от расхода оборотной воды, Q _поп = 0,1* Q₁ = 0,1*1656 = 166 м³ /ч.

По заданию до 70% от расхода воды Q₂ допускается использовать повторно, что составляет Q _повт = 0,7*144 = 101 м³ /ч. В этом случае необходимо подать дополнительный расход свежей воды:

Q _св =166-101=65 м³ /ч = 0,018 м³ /с

2.1.5. Противопожарное водопотребление

Расчетное количество воды на наружное пожаротушение и число одновременных пожаров для жилой застройки принимаем в соответствии с [1, табл.5 , примеч.5].

Расчетное число одновременных пожаров ( при расчетной численности населения 115500 чел.) принимаем равным – 3; расход воды на один пожар ( жилая застройка свыше 3-х этажей), а с учетом внутреннего пожаротушения в две струи по q = 2,5 л/с, суммарный расход составит Q=40+2*2.5=45 л/с. В соответствии с [1 п.2.14, табл.5, прим.5], в это число пожаров входят пожары на промышленных предприятиях, расположенных в черте города.

2.2.Расходы воды по видам потребления и в целом по городу.

2.2.1. Хозяйственно-питьевое водопотребление населения

Средний за год суточный расход воды определяем по формуле:

где q_ср – принятая средняя норма водопотребления, л/(чел*сут);

N – расчетное число жителей,чел;

Расчетное число жителей определяется по формуле:

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяем по формуле:

Расчетные часовые расходы воды определяем по формуле:

2.2.2. Поливочное водопотребление

Максимальный суточный расход воды на полив определяем по формуле:

где F_пол – площадь полива, F=20% от F_гор в га. ;

q_пол – норма полива, 1,2 л/м² ;

Средний суточный расход воды за год на полив определяем по формуле:

где n – число дней полива в году n = 160 дней

Принимаем, что полив совпадает с днем максимального водопотребления, но не совпадает с часом максимального водопотребления данных суток.

2.2.3. Хозяйственно-бытовое водопотребление рабочих предприятий.

Расход воды на хозяйственно-бытовые ныжды предприятия складывается из расхода на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и расхода на прием душа.

Число радочих на п/п №1 составляет:

I смена – 1400 чел.

II смена – 1300 чел.

III смена – 1100 чел.

Число работающих в горячем цехе 5%, пользуются душем в холодном цехе – 25%. Число рабочих, обслуживаемых одной душевой сеткой – 8 чел.

Число радочих на п/п №2 составляет:

I смена – 1700 чел.

II смена – 1600 чел.

III смена – 1300 чел.

Число работающих в горячем цехе 5%, пользуются душем в холодном цехе – 25%. Число рабочих, обслуживаемых одной душевой сеткой – 8 чел.

Учитывая исходные данные и нормы водопотребления, определяем расходы воды ( в м³ ) на хозяйственно-бытовые нужды рабочих ( табл.3.1).

Хозяйственно-бытовое водопотребление

на промпредприятиях

Таблица 2.1

2.2.4. Производственное водопотребление на предприятиях.

В соответствии с исходными данными из городского водопровода в каждый час неравномерно (К_ч = 1) на технологические ныжды поступает:

П/П №1:

Q₂ = 0,031 м³ /с, следовательно восполнение потерь воды из оборотной системы будет обеспечено за счет подачи недостающего количества воды из системы городского водоснабжения; будет равен:

П/П №2:

Q₂ = 0,04 м³ /с, следовательно восполнение потерь воды из оборотной системы будет обеспечено за счет подачи недостающего количества воды из системы городского водоснабжения; будет равен:

2.2.5. Противопожарное водопотребление.

Количество пожаров и расходы на один пожар определены в 2.1.5. : Q_пож =3*45=135 л/с

2.2.6. Суммарное водопотребление города.

Расход воды по часам суток на хозяйственно-питьевые нужды населения города принят при коэффициенте часовой неравномерности К_ч.мах = 1,4.

Расход воды на производственные нужды промышленных предприятий по часам суток – равномерный.

Расход воды на душ – в течение 45 минут после окончания каждой смены.

Полив зеленых насождений и мойка улиц приняты равномерными в течение 6 часов (с 4 до 6 и 15 до 17) с таким расчетом, чтобы поливочные расходы не совпадали с часами максимального водоразбора.

Определение суммарного водопотребления города ( в м³ /сут), включающие водопотребление населения и промышленных предприятий приведено в таб. 2.3.

Суммарное водопотребление города.

Таблица. 2.2

На основании принятых распределений расходов воды отдельными водопотребителями составляем суммарное распределение расходов воды по всем потребителям (таб. 2.2).

На основании таб.2.3. строим ступенчатый график водопотребления города ( рис 2.1).

3.2.7. Определение свободного напора.

Минимальный свободный напор в водопроводной сети определяем в соответствии с [1, п.3.27] при заданной этажности – 6:

Н_св = 10+(4*5)=30 м

Минимальный свободный напор при тушении пожара для объедененного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода низкого давления приниманм по [1, п.3.31]:

Н_св = 10 м.

Глава 3. Выбор источника водоснабжения. Системы и схемы водоснабжения

3.1. Выбор источника водоснабжения

В связи с тем, что в районе расположения объекта водоснабжения не имеется подземных источников водоснабжения с необходимым дебитом, в качестве источника водоснабжения принята река, на берегу которой расположен город.

Минимальный расход воды в реке 95-процентной обеспеченности составляет 18,2 м³ /с, а средний секундный расход воды в системе водоснабжения при максимальном суточном водопотреблении 42421 м³ /сут составляет:

48690 / (24*3600) = 0,49 м³ /с.

Относительный отбор воды из реки составляет:

0,49 / 18,2 * 100% = 2,7%

3.2. Выбор системы водоснабжения

Проектируемая система водоснабжения - I категории обеспеченности подачи воды при численности населения более 50 тыс. человек (115500 человек в нашем случае).

На основании анализа объемов потребления воды отдельными категориями потребителей в проекте принята объединенная хозяйственно-питьевая, производственная и противопожарная система водоснабжения города и промышленных предприятий. При этом планируется большую часть производственного водопотребления предприятий обеспечить за счет использования оборотных систем водоснабжения.

3.3. Выбор схемы и состава сооружений системы водоснабжения

Водозаборные сооружения согласно проекту предусматривается расположить на берегу реки выше города по течению реки.

Так как качество речной воды не отвечает требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая", то в состав сооружений по водоснабжению будут входить очистные сооружения, располагаемые в непосредственной близости от водозаборных сооружений. На территории очистных сооружений будут располагаться резервуары чистой воды и насосная станция II подъема.

Для подачи воды в город предусматривается проложить напорные водоводы.

Для обеспечения надежности городскую водопроводную сеть предполагается выполнить кольцевой.

Водонапорная башня располагается на естественной возвышенности и присоединяется к водопроводной сети в ее начале.

Таким образом проектируемая система водоснабжения I категории обеспеченности подачи воды характеризуется:

· по виду источника водоснабжения - с использованием поверхностных вод (река);

· по способу подачи воды - нагнетательная (вода потребителям подается насосами);

· по назначению - объединенная (хозяйственно-питьевая, производственная, противопожарная);

· по видам обслуживаемых объектов - городская;

· по территориальному охвату водопотребителей - централизованная, обеспечивающая водой всех потребителей, расположенных в городе;

· по характеру использования воды - прямоточная (вода после однократного использования транспортируется в систему водоотведения); для предприятий применяется оборотная система водоснабжения, при этом для пополнения оборотных систем применяется повторное использование воды (из технологического цикла).

Глава 4. Водозаборные сооружения

4.1. Санитарные требования к качеству воды источников водоснабжения

Санитарная охрана источников водоснабжения является необходимой и имеет следующие цели:

- обеспечения населения доброкачественной водой для хозяйственно-питьевых нужд в достаточном количестве;

- предупреждение загрязнения как открытых источников водоснабжения, так и подземных;

- установление условий и проведение мероприятий, при которых возможно использование водоемов для хозяйственно-питьевых целей.

В целях обеспечения населения доброкачественной питьевой водой действует ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая» в котором регламентированы нормативы качества подаваемой населению водопроводной воды и определение ответственности хозяйственных организаций за несоблюдение этих нормативов.

Санитарные требования к качеству воды источника водоснабжения, который используется для хозяйственно-питьевых целей, изложены в ГОСТ 2761-74 «Источники центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения».

4.2. Выбор схемы водозаборных сооружений и основного технологического оборудования

Оценив геологический профиль русла реки и природные условия забора воды, принимаем водозаборное сооружение раздельного типа с русловым водоприемником. Раздельная компоновка насосной станции и берегового сеточного колодца обусловлена амплитудой колебания уровня воды А = 5 м.

Водозаборное сооружение намечено оборудовать плоскими водоочистными сетками, т.к. водозабор имеет малую производительность ( до 1 м³ /с), а водоприемник на малое количество загрязнений и сора.

Для задержания сора (водорослей, веток, шугольда) намечено оборудовать водоприемные отверстия водоприемника сороудерживающими решетками.

4.3. Определение производительности водозаборных сооружений

Полный расход воды водозаборных сооружений определяется по формуле:

Q_в.с. = a * (Q_{сут.макс.} + Q_пож. )=1,05*(42421+1458)=46073 м³ /сут=0,53 м³ /сут

где a - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нуж-ды станции водоподготовки, принимается равным 1,05 [1, п.6.6];

Q_{сут.макс.} – максимальный суточный расход воды ,м³ /сут;

Q_пож. - расход воды на восполнение пожарного запаса (м³ ) и определяемый по формуле:

Q_пож. = 3,6 * t_пож. * m * q_пож. = 3,6 * 3 * 3 * 45 = 1458 м³

где t_пож. – расчетная продолжительность пожара, час;

m – число одновременных пожаров (определено в главе 3), m = 3;

q_пож. - расход воды на один пожар, л/с, (определено в главе 3), q_пож = 45;

4.4. Выбор схемы и основного технологического оборудования водозаборных сооружений

Исходя из производительности водозабора (0,53 м³ /с) I категории, гидрологических характеристик водоисточника, топографических и геологических условий (пологий берег, отсутствие достаточных глубин у берега, нескальный грунт) принимается технологическая схема водозаборных сооружений - раздельного типа с русловым затопленным водоприемником.

В состав водозаборных сооружений входят затопленный двухсекционный водоприемник с двусторонним втеканием воды, береговой сеточный колодец и насосная станция I подъема для создания необходимого напора со всасывающим и напорным водоводами.

Технологическое оборудование водозаборов включает:

· сороудерживающие решетки, установленные в водоприемных отверстиях водоприемника со стержнями, расположенными под углом 135⁰ к направлению течения воды в реке;

· водоочистные плоские сетки, размещенные в береговом сеточном колодце;

· центробежные насосы с приводом от электродвигателей;

· подъемно-транспортное оборудование, служащее для монтажа оборудования, трубопроводов при выполнении ремонтных работ;

· трубопроводная арматура и оборудование для промыва водоприемных отверстий и самотечных водоводов.

4.5. Гидравлические расчеты водозаборных сооружений

Гидравлические расчеты водозаборных сооружений выполняются применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации.

Гидравлические расчеты по определению размеров водоприемных отверстий, водоочистных сеток, диаметров водоводов и других элементов водозаборов выполняются для нормальных условий эксплуатации, а расчеты потерь напора, уровней воды в береговом сеточном колодце и допускаемой наивысшей отметки оси насосов - применительно к аварийному режиму эксплуатации сооружений.

Расчетный расход воды в одной секции водозабора.

где n – число секций водозабора;

и для аварийных условий:

Площадь водоприемных отверстий (брутто) одной секции водозабора (оборудованной решетками) определяется по формуле:

где Q_р – расчетный расход одной секции, м³ /с;

v_вт – средняя скорость втекания в водоприемные отверстия с учетом требований для рыбозащиты принимается: для русловых затопленных водоприемников v_вт = 0,2 м/с, для рек со скоростями не менее 0,4 м/с, [1, п.5.94];

η_ст - коэффициент стеснения площади водоприемного отверстия стержнями сороудерживающей решетки, определяется по формуле:

η_ст = а / (а+d)=50/(50+6)=0,89

где d – толщина стержней, 6 мм;

а – расстояние между стержнями, 50 см;

η_з - коэффициент засорения решетки, 0,8;

Для принятого размера водоприемного отверстия число отверстий (количество решеток) в каждой секции берем –4.

Согласно [11, прил.1, табл. п 1.1], принимается характеристика сороудерживающих решеток:

· размеры водоприемных отверстий:

ширина - b = 600 мм;

высота - h = 800 мм;

· внутренние размеры рам решеток соответствуют размерам водоприемных отверстий;

· размеры рам решеток по наружному обмеру:

ширина - 700 мм;

высота - 900 мм;

Скорость втекания воды в водоприемное отверстие определяется по формуле:

Площадь водоочистных сеток , располагаемых под наинизшим расчетным уровнем воды в береговом сеточном колодце, определяется для плоских сеток по формуле:

где Q_р – расчетный расход одной секции, м³ /с;

v_вт –допускаемая скорость течения воды в ячейках сеток: для плоских сеток принимается: V_c = 0,3 м/с [4, п.2.10];

η_ст -коэффициент стеснения отверстия проволокой сетки, определяемый по формуле:

η_ст = а² /(а+d)² =3,5² /(3,5+1)² =0,6

где, а – расстояние между проволоками сетки в свету, 3,5 мм;

d – диаметр проволоки, 1 мм;

Согласно [4, прил.1, табл.П1.2] принимается две плоских водоочистных сеток:

· с размерами: ширина - 1250 мм;

высота - 1500 мм.

При выбранных размерах сетки расчетная скорость течения воды в сетке определяется по формуле:

Глубина погружения сеточного полотна под расчетный уровень воды определяется по формуле:

При всех уровнях волы в колодце, больших минимального, процеживание воды будет происходить через большую площадь сетки и с меньшей скоростью течения воды через нее. Вследствие этого повышается сороизвлекающая способность сеток и обеспечивается лучшая очистка воды.

Потери напора в плоских сетках согласно [4, п.2.10] принимаются: h_c = 0,15 м.

Уровень воды в береговом колодце пеерд сеткой и после нее определяется по формуле:

А^/ = Мин УВ – Σh^1-2 = 72,5-0,33=72,15м

В^/ = А^/ - h_с =72,15-0,15= 72,0 м

где Мин УВ – минимальный расчетный уровень воды в реке;

Σh^1-2 – сумма потерь напора при течении воды от 1 до 2 сечения – от водоприемника до водоочистной сетки;

Σh^1-2 = h_р +h_в +h_сам +Σh_м.с =0,05+0,08+0,15+0,06=0,33м

где h_р – потери напора в решетке, 0,05м;

h_в – потери напора в водоприемнике, 0,08м;

h_сам – потери напора в самотечном водоводе, м;

Σh_м.с – потери напора в местных сопративлениях водовода:

ζ - коэффициент местных сопротивлений, равный [4, прил.3]:

0,1 - для тройника на протоке;

0,05 – для полностью открытой задвижки;

1,0 - при вытекании воды под уровень;

q - ускорение свободного падения, м/с;

h_с – по эксплутационным данным для плоских сеток , 0,15 м;

Отметку днища берегового колодца определяем по формуле:

Д_н = А^/ - Н_с – h_п = 72,15-0,84-0,5=70,81м;

Д_н = В^/ - h₁ – h₂ – h₃ = 72-1,2-0,6-0,65=69,55м;

Принято Д_н = 69,5 м

где Н_с – высота сетки;

h_п – глубина приямка для сбора осадка, 0,5 м;

h₁ – допускаемое погружение отверстия всасывающего водовода, определяется: 1,5*D_в = 1,5*0,78=1,2 м,

D_в – диаметр отверстия воронки всасывающего водовода диаметром d_вс :

D_в = 1,3* d_вс = 1,3*600=0,78 м;

h₂ – расстояние от низа воронки до дна, принимается: h₂ = 0,8* D_в =0,8*0,78=0,6 м;

h₃ – высота слоя бетона для образования приямка и откосов для сползания осадка к приямку, принимается:

h₃ = h_п +0,15=0,5+0,15=0,65 м;

Расчет водоводов ( самотечных, всасывающих и напорных) выполняется применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации.

Диаметр водоводов принимается по [3] при расчетном расходе воды в одной секции водозабора для нормальных условий эксплуатации:

Q_р = 0,27 м³ /с; D = 600 мм.

Скорости течения воды в водоводах при нормальных условиях эксплуатации принимаются по [4, табл.2.5]: 1,02 м/с - в самотечных водоводах и 1,29 м/с - во всасывающих.

Принятый диаметр самотечных труб проверяем на незаиляемость транспортируемыми по водоводу мелкими наносами, по формуле:

где, v – средняя скорость течения воды в водоводе, м/с;

v_* - динамическая скорость, принимается:

v_* = 0,007*v = 0,007*1,02=0,0714 м/с;

А – параметр, принимаемый 9;

d – средневзвешанный диаметр наносов, 25мм;

ρ – средняя мутность воды в период половодья, 1,3 кг/м³ ;

ω – гидравлическая крупность, 11,6 мм/с;

Потери напора в водоводах (по длине) определяются по формуле:

h = i * L

где, i - пьезометрический уклон, определяемый согласно [3];

L - длина водовода, м;

Потери напора в самоточном водоводе (по длине) равны:

h = 0,00209 * 72 = 0,15 м

Потери напора во всасывающем водоводе (по длине) равны:

h_вс = 0,00421* 19 = 0,08 м

Наивысшая допустимая отметка оси насоса определяется по формуле:

ОН=Мин УВ+(10-∆h_g )-∑h_п -v² /2g =72,5+(10-5)-0,52-0,4=76,58 м

где, Мин УВ - отметка миним. расчетного уровня воды в реке, м;

10-∆h_g – приведенная высота атмосферного давления и допустимый кавитационный запас насоса, м;

Sh_п – сумма потерь напора при движении воды в сооружениях от водоприемных отверстий до насоса при аварийных условиях эксплуатации (т.е. потери напора в решетке, водоприемнике, самоточном водоводе, на местных сопротивлениях водовода, в сетке, во всасывающем водоводе, на местных сопротивлениях всасывающего водовода), м;

V² /2q - скоростной напор во всасывающем патрубке насоса:

V² /2q = 2,78² /2*9,81 = 4м

Потери напора на местных сопротивлениях во всасывающем водоводе определяются по формуле:

ζ - коэффициент местных сопротивлений, равный [4, прил.3]:

0,5 – для колена;

0,4 – длявходной воронки;

0,4 – для перехода;

0,05 - для полностью открытой задвижки;

Sh_п = Σh^1-2 + h_вс + Σh_м.с =0,33+0,08+0,11 =0,52м

Принимаем ось насоса на отметке 76,5 м.

Неразмывавающая скорость течения воды при проверке неразмываемости дна и определении крупности камня для крепления определяем по формуле:

где, d₀ – средневзвешанный диаметр отложений дна русла или каменного крепления, 0,3 мм;

H – глубина потока, м;

4.6. Описание конструктивных решений

Двухсекционный водоприемник с двусторонним втеканием воды имеет в плане удобообтекаемую форму. Корпус водоприемника выполнен сварным из машиностроительной стали. Самотечные водоводы проходят через водоприемник и заглушены с внешней стороны. Заглушки могут быть сняты для очистки самоточных водоводов. К самотечным водоводам присоединены вертикальные стояки, заглушенные в верху.

Водоприемные отверстия размером 0,6 х 0,8 м по четыре в каждой секции расположены с обоих сторон водоприемника и соединены со стоками косыми сужающимися коробами. Форма коробов за отверстиями обеспечивает плавное движение воды с непрерывным увеличением скоростей течения.

Глава 5. Очистные сооружения

5.1.Выбор схемы и состава очистных сооружений

Сравнивая показатели качества воды источника с требованиями ГОСТ 2874-82 показывает, что она не удовлетворяет этим требованиям по цветности и мутности.

Осветление и обесцвечивания воды производится коагулированием, в качестве реагента применяется сернокислый алюминий Al₂ (SO₄ )₃ .Этот процесс предусматривает реагентное хозяйство, а также смесители.

Для снижения интенсивности запаха и вкуса предусматривается предварительное хлорирование (если больше 2 баллов)

Для обеззараживания воды также применяется хлорирование (вторичное), которое осуществляется перед поступлением воды в резервуары чистой воды.

Учитывая состав воды и производительность станции в качестве основных сооружений принимаем горизонтальные отстойники и скорые фильтры.

5.2. Определение расчетной производительности очистной станции

Производительность очистной станции определяется по формуле:

Q_{оч.соор. мах} = α*(Q_{мах.сут} +Q_доп )=1,15*(42421+1458)= 50242 м³ /сут

где, α –коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужны станции и зависящий в основном от промывки фильтров. Принимаем равным 1,15 при повторном использовании промывной воды в размере 10% от расхода воды, подаваемой потребителям, и при сборе концентрированной мутной воды в размере 5% [1,п.6.6]

Q_доп –расход воды на трехчасовое тушение пожара, определен в главе 5 и равен 1458 м³ /сут;

5.3. Расчет сооружений реагентного хозяйства

Употребляемые при обработке воды реагенты вводятся в виде порошков или гранул (сухое дозирование) либо в виде водных растворов или суспензий (мокрое дозирование). Оба способа дозирования требуют организации на водоочистном комплексе реагентного хозяйства.

Реагентный блок разработан на два основных реагента: коагулянта и флокулянта. Хлорирование воды обеспечивается подачей хлорной воды от отдельно стоящей хлораторной.

Отделение коагулянта запроектировано в составе: баков растворных и расходных., насосов – дозаторов, а также воздуходувкой. Под растворными баками предусмотрены поддоны, что позволяет осуществлять контроль за утечками раствора – коагулянта из баков. В растворных баках концентрацию раствора коагулянта следует принимать до 20 %, а в расходных баках – 10-12%.

Внутренняя поверхность баков покрывается специальной изоляцией.

Отделение ПАА состоит из склада и помещения для приготовления раствора ПАА определенной концентрацией.

Для расчетов сооружений реагентного хозяйства необходимо определить дозы применяемых реагентов. В качестве коагулянтов, для устранения повышенной цветности и мутности, используют сернокислый алюминий.

Доза коагулянта:

где, Ц – цветность исходной ходы, 60 град

В соответствии [1.табл.16] дозу реагента берем мах, при этом учитывая нашу мутность воды:

Д_к = 40 мг/л

Для улучшения хлопьеобразования при недостаточной щелочности исходной воды проводят подщелачивание воды (в качестве коагулянта используют сернокислый алюминий, а для ускорения процесса добавляем гашеную известь). Дозу подщелачивания определяем по формуле:

где : е_к – эквивалентный вес безводного коагулянта; для сернокислого алюминия он равен 57;

Щ₀ – щелочность исходной воды (карбонатная жесткость),мг-экв/л;

К_щ - коэффициент для извести = 28;

Если Д_щ < 0 , то не производим подщелачивание.

Для улучшения осветления и обесцвечивания воды используется флокулянт полиакриламид (ПАА) = Д_ПАА = 0.5 мг/л Дозу флокулянтов следует принимать в соответствии [1.табл.16]

Для интефикации хода коагуляциии обесвечивания, а также для улучшения санитарного состояния сооружений рекомендуется проводить первичное хлорирование воды. Доза хлора для первичного хлорирования принимаем 3 –10 мг/л. Коагулянт вводят после первичного хлорирования, ПАА через 2 – 3 мин. после коагулянта.

5.4.Расчет отделения коагулянта

6.4.1. Сухое хранение коагулянта

Для хранения реагентов в сухом виде предусматривают закрытые помещения на первом этаже вблизи от растворных баков. При хранении навалом сульфата алюминия и негашеной извести высоту слоя принимают соответственно 1,5 –2 м, а при наличии соответствующей механизации допускается увеличение высоты слоя до 2,5 –3,5 м. Площадь склада коагулянта определяем на 30 суточное хранение.

Площадь склада:

где k – коэффициент, учитывающий расширение площади за счет проходов, 1,2;

P - суточная потребность в реагенте, т/сут;

где Д – доза реагента, 40 мг/л;

Q_{сут.пол} – расчетная производительность станции , 40529 м³ /сут

в – процентное содержание чистого продукта в техническом реагенте для глинозема очищенного 42 %;

T – время хранения коагулянта , 30 суток;

h – высота слоя коагулянта, 2 м;

γ – объемный вес коагулянта, 1 т/м³ ;

Размер склада в плане принимаем 8 x 9 м² (при высоте слоя коагулянта 2,1 м)

Проверим площадь склада на возможность доставки коагулянта на очистные сооружения большегрузными 60-тонными железнодорожными вагонами. Принимаем: грузоподъемность вагона G = 6т; число одновременно прибывших вагонов N = 1; время, на которое необходимо иметь запас реагента на складе к моменту поступления новой партии, Т₀ = 10 сут

где G–грузоподъемность большегрузного железнодорожного вагона, 60т;

N – количество одновременно прибывающих вагонов,1;

T – время на которое необходимо иметь запас реагента на складе, к моменту поступления новой партии, принимаемое равным 10 сут. при доставке железнодорожными вагонами;

Принимаемая площадь склада удовлетворяет требованиям приема большегрузного вагона.

По мере необходимости коагулянт со склада подается в растворные баки, где получается 20% раствор. После 4-5 часового отстаивания раствор перепускают в расходные баки, где он разбавляется до концентрации 10-12%. Емкость растворных баков:

где q_час – часовая производительность станции, 1689 м³ /ч;

n – время полного циклаприготавления раствора коагулянта 10-12 ч ;

в_раст - концентрация раствора коагулянта, 20%;

Площадь растворного бака:

где h – высота слоя раствора, 1 м

Принимаем 3 растворных бака, каждый емкостью 3,4 м³ . Высота слоя раствора h = 1 м, в плане 1,7х 2 м² .

Емкость расходных (рабочих) баков:

где W_расх – емкость расходного бака;

W_раст – емкость растворного бака;

в_раст – концентрация раствора коагулянта в растворном баке, 20%;

в_расх - концентрация раствора коагулянта в расходном баке, 10-12%;

Площадь расходного бака:

где h - высота слоя раствора , 17-2 м;

Принимаем 2 расходных бака, каждый емкостью 6,8 м³ . Высота слоя раствора 2 м, размер в плане 2 х 1,7 м² .

Количество растворных баков не менее трех и расходных баков не менее двух. Высотное расположение их должно обеспечить самотечный перелив растворов из растворных в расходные баки. Баки изготавливаются из монолитного или сборного железобетона. Растворные баки в нижней части проектируем с наклонными стенками под углом 15⁰ к горизонтали для очищенного коагулянта. Для опорожнения баков и сброса осадка принимаем трубопровод диаметром не менее 150 мм

Внутренняя поверхность растворных и расходных баков должна быть защищена от коррозирующего действия раствора коагулянта при помощи кислотостойких материалов.

Днища расходных баков имеет уклон к сбросному водопроводу диаметр которого не менее 100 мм.

Забор раствора коагулянта из растворных и расходных баков предусматриваем с верхнего уровня.

Ввод раствора реагента производится в суженный участок напорного водовода, подающего воду на очистные сооружения.

В случае невозможности самотечного перепуска растворов реагентов предусматривается их перекачка кислотостойкими насосами марки 1,5х-6Д-1-41. Время перекачки принимаем 0,5 ч. Тогда производительность насоса равна: q_нас = 3,4 / 0,5 = 6,8 м³ /ч

5.4.2. Расчет производительности воздуходувок

Для интенсификации процессов растворения коагулянтов и перемешивание раствора в растворных и расходных баков предусматривается подача сжатого воздуха, подаваемого по воздухопроводам от воздуходувок.

Производительность воздуходувок определяется по формуле:

где i_рас – интенсивность подачи воздуха в растворном баке, 8-10 л/сек м² ;

i_расх - интенсивность подачи воздуха в расходном баке, 3-5 л/сек м² ;

F_раст – площадь растворного бака, м² ;

F_расх – площадь расходного бака , м² ;

Принимаем 2 воздуходувки марки ВК-3 - одну рабочую и одну резервную.

По площади баков воздух распределяется при помощи дырчатых винипластовых труб, уложенных под решетками растворных и по дну расходных баков отверстиями вниз, на расстоянии 0,4-0,5 м друг от друга. Скорость выхода воздуха из отверстий принимается 20-30 м/сек при диаметре отверстий 3-4 мм.

5.4.3. Расчет отделения полиакриламида

Отделение ПАА состоит из склада и помещения, где располагаются установки для растворения и дозирования ПАА. ПАА поставляется в полиэтиленовых мешках емкостью 40 кг, упакованные в ящики.

Для приготавления 1% раствора ПАА принимаем установку УРП-2м производительностью 14 м³ /сут. Принимаем одну рабочую и одну резервную установки.

Площадь склада для сухого хранения ПАА:

где k – коэффициент, учитывающий расширение площади за счет проходов, k = 1,2;

P - суточная потребность в реагенте, т/сут;

где Д – доза реагента, 0,5 мг/л;

Q_{сут.пол} – расчетная производительность станции , м³ /сут;

в – процентное содержание чистого продукта в техническом реагенте для глинозема очищенного 8-10 %;

T – время хранения коагулянта , 30 суток;

h – высота слоя коагулянта, 1-1,5 м;

γ – объемный вес коагулянта, 1 т/м³ ;

Размер склада в плане принимаем 2 x 4 м² (при высоте слоя ПАА 1 м)

Проверим площадь склада ПАА на возможность доставки всей партии раегента автосамосвалами. Принимаем: грузоподъемность самосвала G = 5т; число одновременно прибывших самосвалов N = 1; время, на которое необходимо иметь запас реагента на складе к моменту поступления новой партии, Т₀ = 2-3 сут

Принимаемая площадь склада удовлетворяет требованиям приема большегрузного самосвала.

Емкость расходных баков:

где q_час – часовая производительность станции, м³ /ч;

n – время полного цикла приготавления раствора коагулянта 10-12 ч ;

в_ПАА - концентрация раствора коагулянта, 1-0,5%;

γ – объемный вес коагулянта, 1 т/м³ ;

Принимаем 2 растворных бака ПАА размерами в плане 1 х 1 м² , высота 2,4 м, емкость по 2 м³ . Расход раствора полиакриламида равен:

где t – 8-10 часов;

Для дозирования принимаем насосы-дозаторы марки НД 160/10 производительность q_нас = 0,16 м³ /ч, напор 100м.

5.5. Расчет основного технологического оборудования

5.5.1. Расчет вихревого вертикального смесителя

Смесительные устройства предназначены для перемешивания обрабатываемой воды с реагентами. Смесительные устройства принимают не менее 2.

Вертикальные вихревые смесители применяют для станций обработки воды с крупнодисперсной взвесью, а также при использование подщелачивания реагентов. При расчете смесительных устройств время пребывания воды в смесителе принимается от 1-2 мин.

Вертикальный смеситель принимают в виде цилиндрического резервуара с конической нижней частью при угле наклона 30-45⁰ .

Принимаем 2 вертикальных смесителя с расходом воды в каждом из них.

Расход на 1смеситель:

q_см = q_ч.пол /n = 2093/2 = 1046,5 м³ /час = 291 л/сек

Объем смесителя:

где: t – время пребывания воды в смесителе, 1-2 мин;

Площадь цилиндрической части смесителя:

где: v – скорость восходящего движения воды (90-100 м/час или 30-40 мм/сек)

Диаметр цилиндрической части смесителя:

Высота конической части смесителя:

где d – диаметр входной конической части смесителя, определяется по q_см [л/сек] и скорости движения воды к смесителю, принимаемая от 1,2-1,5 м/сек по таб.Шевелева, d = 550 мм = 0,55 м;

α – угол наклона стенок в конической части смесителя, принимаем 30-45 ⁰ ;

Объем конической части смесителя:

Объем цилиндрического смесителя:

W_цил = W_см - W_кон = 35– 12 = 23 м³

Определяем высоту цилиндрической части смесителя:

Высоту верхней части смесителя в соответствии [6.п.6.45], принимается от 1-1,5 м, по расчету берем 1,5 м.

Определим полную высоту смесителя:

H_см = h_ц + h_кон + 0,5 = 2,1 + 3 +0,5 = 5,6 м

где 0,5 – превышение строительной высоты над уровнем воды в смесительном устройстве;

5.5.2. Расчет камеры хлопьеобразования встроенной в горизонтальный отстойник со слоем взвешенного осадка

Камеры хлопьеобразования предназначены для протекания физико-химических процессов, обусловливающих образование крупных хлопьев гидроокиси алюминия, на которых абсорбируются примеси находящиеся в воде. Камеры хлопьеобразования всегда устраиваются при использовании первой стадии осветления (осаждения) в отстойниках. Их следует устанавливать примыкающими или встроенными в отстойники. Для наиболее полного протекания процесса хлопьеобразования необходимо осуществлять перемешивание обрабатываемой воды за счет специальных перегородок, изменения направления движения воды, а также механическое перемешивание.

Расчет камеры хлопьеобразования осуществляется после расчета горизонтального отстойника.

5.5.3.. Расчет горизонтального отстойника

Отстойники применяют для предварительного осветления воды перед поступлением ее на скорые фильтры.

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный, железобетонный резервуар. Дно отстойника должно иметь продольный уклон не менее 0,005 в направлении, обратном движению воды. Мутность воды – 400 мг/л.

Расчет горизонтального отстойника начинается с определения суммарной площади отстойника:

где - коэффициент объемного использования отстойника; 1,3;

q – расчетный расход воды, м³ /час;

u₀ – скорость выпадения взвеси,задерживаемой отстойником для мутных вод принимается по [1,табл.18] -0,6мм/с.

Длина отстойника:

где H_ср – средняя высота зоны осаждения, 3-3,5;

v_ср – средняя горизонтальная скорость движения воды, принимаем по СНиП в зависимости от мутности воды : 9-12 мм/сек;

Ширина отстойника:

Число отстойников:

где b–ширина одной секции отстойника, согластно [1,п.6.68] принимается равной 6м;

Полная высота отстойника:

Н_отс = Н_осв +Н_з.н +Н_доп = 3+0,89+0,5=4,4 м

где Н_осв – зона осветления, 3-3,5;

Н_з.н – зона накопления;

Объем зоны накопления:

где q – расчетный расход воды, м³ /час;

С₀ – содержание взвеси поступающих в отстойник с учетом введения реагентов;

С₀ = М+k*Д_к +0,25*Ц+В = 400+0,5*40+0,25*60+24 = 459

где М – наибольшая мутность исходной воды;

k – коэффициент принимаемый для Al₂ (SO₄ )₃ =0,5;

Д_к – доза коагулянта;

Ц – цветность исходной воды;

В – содержание взвеси при введении извести;

В = 0,6*Д_щ = 0,6*40 = 24

Н_доп – превышение уровня воды в отстойнике при отключении одного из них на ремонт – 0,5 м;

Сбор осветленной воды из отстойников осуществляется системой горизонтально расположенных дырчатых труб или желобов. Трубы (желоба) размещаются на участке 2/3 длины отстойника вдоль оси коридора, считая от задней торцевой стенки. Расстояние между осями труб (желобов) не более 3 м.

Для гидравлического удаления осадка из отстойников в течение 20-30 мин устраивается система из перфорированных труб или коробов, укладываемых по дну отстойников по продольной оси. Расстояние между осями труб не более 3 м.

Определим расход, приходящийся на трубу:

q_тр = q_отс / 2 = 349/2 = 174 м³ /ч = 48 л/с

по таб.Шевелева определим диаметр трубы:

v= 0,5-0,8 → d=250 мм

Система сбора осадка и отвода из отстойника.

Проектируются в виде дырчатых коробов, скорость движения осадка 1 м/с.

Расход воды сбрасываемый вместе с осадком:

где K_p – коэффициент разбавления осадка, 1,5;

W_з.н - объем зоны накопления;

n - количество коробов в отстойнике, 2;

N₀ – количество отстойников;

5.5.4.Расчет камеры хлопьеобразования

Площадь камеры хлопьеобразования:

где - скорость восходящего потока воды в камере, согластно [1,п.6.56] при осветлении мутных вод принимается равной 2 мм/сек;

Принимаем 6 камер (по числу горизонтальных отстойников [1,п.6.62]), тогда площадь одной камеры:

_к ²

При ширине камеры в_к = 6м (равной ширине отстойника)длина камеры:

_ккк

Высоту камеры _к принимаем равной высоте отстойника с учетом потерь напора в камере:

_{котспот}

где: h_п – потери напора в камере хлопьеобразования, согластно[1,п.6.219] принимаются равными 0,4 м;

Время пребывания воды в камере хлопьеобразования определяем по формуле:

_{к к.х} 60

что соответствует данным СниП 2.04.02-84(t ≥20 мин)

Расход воды приходящейся на каждую камеру:

Расход воды по каждой трубе:

_трк

Распределение воды по площади камеры предусмотрено при помощи перфорированных труб с отверстиями, направленными горизонтально. В каждой камере размещают две – четыре перфорированной трубы на расстояниях не более 3 м; приняты две трубы.

Диаметр трубы определяем по расходу и скорости (таб.Шевелева):

v = 0.5-0.6 м/сек → d= 300 мм

Площадь отверстий диаметром 15-25 мм в стенках перфорированной распределительной трубы составляет 30-40 % площади ее поперечного сечения:

_отв

Принимаем отверстия d = 25мм площадь

Число отверстий на каждой трубе:

_отв

Отверстия располагаются в два ряда с шагом:

e₀ =L_k /n_отв =8000/62=129 мм

Из камеры в горизонтальный отстойник воду отводят над затопленным водосливом. Верх стенки водослива располагают ниже уровня воды в отстойнике на величину:

где: - скорость движения воды через водослив, 0,05 м/сек;

- ширина камеры, 6м;

За стенкой водослива устанавливают подвесную перегородку, погруженную на 0,25-0,33 высоты отстойника, чтобы отклонить поток воды книзу. Скорость между стенкой водослива и перегородкой должна быть не более 0,03 м/сек.

5.5.5. Расчет скорых фильтров

Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, принимают для осветления воды, т.е. для задержания находящихся в воде взвешенных веществ. Вода после выхода из отстойников должна содержать не более 8-12 мг/л взвешенных веществ. После фильтрования мутность воды, предназначенной для питьевых целей, не должна превышать 2 мг/л.

Помимо взвешенных веществ фильтры должны задержать большую часть микроорганизмов и микрофлоры и понижать цветность воды до требований ГОСТ, т.е. до 20⁰ .

Двухслойный безнапорный фильтр представляет собой резервуар, загруженный слоями антрацита (верхний слой) с крупностью зерен 0,8-1,8 мм и толщиной слоя 0,4 м и кварцевого песка (нижний слой с крупностью зерен 0,5-1,2 мм и толщиной слоя 0,7м), согластно [1,табл.21].

Суммарная площадь скорых фильтров:

где Т – время работы станции в течение суток = 24 ч.;

v_р.н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, согласно [1,табл.21], 0,7 м/час;

n – количество промывок каждого фильтра за сутки, 2;

w – интенсивность промывки, 14-16 л/(с*м² );

t₁ – продолжительность промывки, 0,12 ч;

t₂ – время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,33 ч;

Число фильтров

Площадь одного фильтра:

, размер в плане 5,5х 6 м.

Скорость фильтрования воды при форсированном режиме составит:

где N₁ – количество фильтров, находящихся в ремонте, N₁ =1;

Поддерживающий слой.

Поддерживающий слой из гравия имеет общую высоту 500мм и крупность зерен 2-40 мм [1,табл.22].

Потери напора в поддерживающих слоях при промывке фильтрующего слоя определяются по формуле:

h_п.с. =0,022*Н_п.с. *ω= 022*0,5*15=0,16 м

где, Н_п.с. - высота поддерживающего слоя, м;

Расчет распределительной системы фильтра.

В проектируемом фильтре распределительная система служит как для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра, так и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки принята w = 15 л/(сек*м² ), согластно [1,табл.23].Тогда количество промывной воды, необходимо для одного фильтра:

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по скорости входа промывной воды d_кол = 700 мм, что при расходе 495 л/сек соответствует скорости v_кол =1,13 м/сек ( в начале коллектора рекомендуется v_кол = 1-1,2 м/с).

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое отверстие распределительной системы при расстоянии между ними m=0,27м (m = 0,25 – 0,35) и наружном диаметре коллектора D_кол =700 мм, составит:

а расход промывной воды, поступающей через одно отверстие,

Диаметр труб ответвлений принимаем d_отв =80 мм (ГОСТ 3262-62), тогда скорость входа воды в отверстия будет v=1,7 м/с.

В нижней части ответвлений под углом 60⁰ к вертикале предусматриваются отверстия диаметром 10-12 мм.

Отношение площади всех отверстий в ответвлениях распределительной системы ∑f₀ к площади фильтра F принимаем равным 0,25-0,30%

При площади одного фильтра F=33 м² суммарная площадь отверстий составит:

При диаметре отверстий δ₀ =14 мм, площадь отверстий f₀ =1,54 см² . Следовательно, общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра:

Общее количество отверстий на каждом фильтре при расстоянии между осями отверстий 0,25 м составит:

Количество отверстий, приходящихся на каждое ответвление 536/44=12шт

При длине каждого отверстия l_отв =(6-0,7)/2=2,65 м шаг оси отверстий на ответвлении бедет равен:

Высота фильтра:

Н_ф = h_з + h_под.сл + h_в + h_доп =1,1+0,5+2+0,5 = 4,1 м

где h_з – высота слоя загрузки, [1,табл.21];

h_под.сл – поддерживающий слой гравия, [1,табл.22];

h_в – высота слоя воды под поверхностью загрузки, 2м;

h_доп – 0,5м;

5.5.6. Система для сбора и отвода промывной воды

Для сбора и отведения промывной воды устраиваются три желоба. Расстояние между осями желобов составляет 2 м [1,п.б.111]. Поперечное сечение желоба принимается: верхняя часть – прямоугольная, нижняя – треугольная.

Ширину желоба определяем по формуле:

где К_ж – коэффициент , принимаемый равным для пятиугольного желоба-2,1 [1,п.б.111];

q_ж – расход воды по желобу, м³ /сек;

а_ж – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, от 1 до 1,5;

Определим число желобов : n = 6 / 2.2 = 3 шт ,тогда расстояние между осями желобов составит: 6 / 3 = 2 м ( рекомендуется не более 2,2 м)

Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:

Высота прямоугольной части желоба: h_пр = 0,75*B = 0,75*0,65=0,49 м

Полезная высота желоба: h = 1.25*B = 1.25*0,65 = 0,81 м

Конструктивная высота желоба ( с учетом толщины стенки) :

h_к = h + 0.08 = 0,81 + 0,08 = 0,89 м. Скорость движения воды в желобе v = 0,61 м/сек.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки при Н=1,5м и относительном расширении фильтрующей загрузки е = 30% по формуле:

Расход воды на промывку фильтра:

где Т_р – продолжительность работы фильтра между двумя промывками, равная

Т_р = Т₀ – (t₁ +t₂ +t₃ ) = 12-(0.1+0.33+0.17) = 11.4 ч

где Т₀ – продолжительность рабочего фильтроцикла, 8 –12 ч;

t₃ – продолжительность сброса первого фильтрата в сток;

w – интенсивность промывки;

N – количество фильтров, 10 шт;

5.5.7. Расчет сборного канала

Загрязненная промывная вода из желобов скорого фильтра свободно изливается в сборный канал, откуда отводится в сток.

Поскольку фильтр имеет площадь f = 33м² ‹ 40 м² , он устроен с боковым сборным каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра. При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов.

Поэтому расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала должно быть не менее:

где q_кан – расход воды в канале , 0,495 м³ /сек;

b_кан – минимальная допустимая ширина канала, согласно [1,П.6.112] принимается 0,7 м;

Скорость движения воды в конце сборного канала при размерах поперечного сечения f_кан = 0,7*0,7=0,49 м² , составит v_кан = q_кан / f_кан = 0,495/0,49=0,8 м/сек, что примерно отвечает рекомендуемой минимальной скорости, v = 0.8 м/сек.

5.5.8.. Определение потерь напора при промывке фильтра

Напор, под которым подается вода для промывки фильтра, должна быть не менее:

где Н_г – геометрическая высота подъема воды;

Н_г = 4,5+0,7+1,1=6,3 м

где 1,5- высота загрузки;

0,7 – высота над поверхностью загрузки;

∑h – сумма потерь напора при промывки фильтра;

где h_р.с – потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра;

где а– отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора, 0,25;

v_кол – скорость движения воды в коллекторе в м/сек;

v_р.т – то же, в распределительных трубах в м/сек;

h_ф – потери напора в фильтрующем слое, 1м;

h_п.с – потери напора в гравийных поддерживающих слоях;

h_п.т – потери напора в трубопроводе;

h_п.т = i*l =100*0,00649=0,65 м

при q = 435 л/сек, d = 600 мм и v = 1,77 м/сек гидравлический уклон i = 0,00649, общая длина трубопровода 100 м

h_о.с – потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах, 0,4 м;

h_м.с – потери напора на местные сопротивления, 0,6 м;

5.5.9.Подбор насосов для промывки фильтра

Для подачи промывной воды в качестве 495 л/сек принято два одновременно действующих центробежных насоса марки 12НД с производительностью 720 м³ /ч (200 л/с) каждый с напором 21 м, при скорости вращения n=960 об/мин. Мощность на валу насоса 48 кВт, мощность эл. двигателя 55 кВт, КПД насоса 0,87.

Кроме двух рабочих насосов принят один резервный агрегат.

5.5.10. Расчет отделения хлораторной

Для интесификации хода коагулянта и обесцвечивания, а также для улучшения санитарного состояния сооружений рукомендуется проводить хлорирование воды.

Д оза первичного хлорирования Д_х1 = 4 мг/л;

Доза вторичного хлорирования Д_х2 = 1 мг/л;

Определим суточный расход хлора: расход хлора для предварительного хлорирования воды при Д_х1 = 4 мг/л равен:

расход хлора для предварительного хлорирования воды при Д_х2 = 1 мг/л;

равен:

Общий расход хлора равен 8,4+2=10,4 кг/ч, или 250 кг/сут

Помещение хлораторной разделено глухой стенкой на две части (хлора торная и аппаратная) с самостоятельными запасными выходами наружу из каждой

В хлораторной устанавливают три вакуумных хлоратора ЛОНИИ-100 производительностью до 10 кг/ч с газовым измерителем. Два хлоратора являются рабочими, а один служит резервным.

В аппаратной кроме хлораторов устанавливаются три промежуточных хлорных баллона. Они требуются в больших установках для задержания загрязнений перед поступлением хлорного газа в хлоратор из расходных хлорных баллонов.

Число расходных хлорных баллонов:

n_бак =Q_хл /S_бак =10,4/0,5=21 шт.

где S_бак =0,5 – 0,7 кг/ч - съем хлора с одного баллона без искусственного подогрева при температуре воздуха в помещении 18⁰ С.

Для уменьшения количества расходных баллонов в хлораторной устанавливаются стальные бочки – испарители диаметром D=0,746 м и длиной L =1,6 м. Такая бочка имеет емкость 500 л и вмещает до 625 кг хлора. Съем хлора с 1 м² боковой поверхности бочек составляет S_хл =3 кг/ч. Боковая поверхность бочки при принятых выше размерах составит 3,65 м² .

Таким образом, съем хлора с одной бочки будет

q_б =F_б *S_хл =3.65*3=10.95 кг/ч

Для обеспечения подачи хлора в количестве 15,83 кг/ч нужно иметь 10,4/10,95=1 бочки испарителя. Чтобы пополнить расход хлора из бочки, его переливают из стандартных баллонов емкостью 55 л, создавая разрежение в бочках путем отсоса хлор газа эжектором. Это мероприятие позволяет увеличить съем хлора до 5 кг/ч с одного баллона и, следовательно, сократить количество одновременно действующих расходных баллонов до 10,5/5 2 шт

Всего за сутки потребуется баллонов с жидким хлором:

250/55=5 баллона

где: 55 л – объем одного баллона

В помещении хлораторной предусматриваются резервные баллоны в количестве 50% суточной потребности т.е. 2 баллона.

Основной запас хлора хранится вне очистной станции, на расходных складах, рассчитанных на месячную потребность в хлоре.

n=250*30/55=136 баллонов

Доставка баллонов с расходного склада на очистную станцию производится автомашиной.

Вентиляцию хлораторной и склада предусматриваем общеобменную с 12 – ти кратным обменом воздуха в час.

Загрязненный воздух отсасывается из нижней зоны через подпольные каналы с решетками и выбрасывается в атмосферу через шахту, возвышающуюся на 5 м над крышей здания.

5.5.11. Расчет сооружений повторного использования воды.

Принято повторное использование промывной воды фильтров с кратковременным отстаиванием ее в аккумулирующих емкостях, предназначенных для приема залповых сбросов.

На одну промывку фильтра расход воды составляет:

q=F*ω*60*t₁ =33*15*60*7=208м³

где, t₁ – продолжительность промывки, 7 мин;

Следовательно приняты две аккумулирующие емкости по 210 м³ каждая.

Полагая, что повторно используется 80% промывной воды, а 20% воды сбрасывается с осадком в сток, определяем параметры насосной установки:

а) насос для перекачки осветленной воды на очистные сооружения:

где t – продолжительность перекачки, 30 мин=0,5ч [12, табл.43];

б) насос для перекачки шламовой воды из резервуара в канализацию:

где t – продолжительность перекачки, 15 мин=0,25ч [12, табл.43];

Для выполнения обеих операций принимаем четыре обнотипных насоса ( три рабочих и один резервный) марки 12Д-19-60 производительностью по 150 л/с, напором 15 м, скоростью вращения 1450 об/мин и КПД 0,8.

9.5.12. Песковое хозяйство.

Кварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтра, должен быть очищен от примесей и иметь определенный гранулометрический состав.

В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка карьерного песка для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объема песчаного фильтрующего материала.

Объем песка,загружаемого в фильтры перед пуском станции из восьми фильтров площадью по 33 м² каждый и высотой фильтрующего слоя 1,2 м составит:

W_n =8*1.2*33=290 м³

Готовая потребность в дополнительном песке (10%-ная догрузка):

W_д =290*0,1=29,0 м³

Принимаем, что в карьерном сырье содержит 55% песка, пригодного для загрузки фильтра.

Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции будет:

а годовая потребность в песке для его дозагрузки в фильтры:

Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 26Х20 м.

Глава 6. Водопроводная сеть и водоводы

6.1. Общие сведения

Трассировка водопроводной сети обусловлена выполнением следующих основных правил:

1. Водопроводная сеть должна равномерно охватывать всех потребителей воды.

2. Сети водопровода должны иметь возможно наименьшую строительную стоимость, для чего подачу воды в заданные точки необходимо производить по кратчайшим направлениям, с тем чтобы обеспечить наименьшую длину водопроводных сетей.

3. Водопроводная сеть должна обеспечивать бесперебойность подачи воды потребителям, как при нормальной работе, так и при возможных авариях на отдельных участках.

На территории города главные магистрали водопроводной сети трассируем по основному направлению движения воды. Магистрали соединены перемычками, обеспечивающими перераспределение воды между магистралями при авариях.

Транзитные магистрали предусмотрены для транспортирования воды от точки питания сети к наиболее удаленным ее точкам, а так же в распределительную сеть.

6.2. Расчет водопроводной сети на случай максимального водозабора

6.2.1. Расчетная схема отбора воды.

Водопроводная сеть – кольцевая с водонапорной башней в начале сети; башня располагается на естественной возвышенности на отметке 107,3 м.

Максимальное водопотребление приходится на промежуток времеми с 21 до 22 часов. В этот час город потребляет 5,28% от Q_{сут.мах} , т.е.2238,57 м³ /ч = 622 л/с, в том числе предприятия:

Q_пр№1 = 162 м³ /ч = 45 л/с

Q_пр№2 = 208 м³ /ч = 58 л/с

Суммарное потребление воды предприятиями: Q_пр = 103 л/с

Тогда расход воды, равномерно распределенного по территории города, составит:

Q = Q_расч – Q_пр = 622 – 103 = 519 л/с

Удельный отбор, т.е. отдача воды сетью на 1 м ее длины, определяем по формуле:

где ∑l – сумма длин участков сети, м.

Путевые расходы воды по участкам сети:

или заменяя их узловыми расходами воды:

где l_узл – сумма длин участков, приходящих к узлу.

Результаты определения узловых расходов приведены в табл. 6.1 и на рис.6.1.

Узловые расходы воды.

Таблица 6.1

Определение расчетных расходов воды по участкам сети.

При начальном потокораспределении должны быть выполнены два основных требования:

1. обеспечение надежности работы сети путем распределения воды по основным параллельным магистралям примерно равными потоками, что, в свою очередь, обеспечивает взаимозаменяемость этих участков в случае аварии;

2. соблюдение баланса расходов воды в узлах, чтобы сумма всех расходов, приходящих к узлу, равнялась сумме расходов, вытекающих из этого узла, включая собственно узловой расход.

Начальное потокораспределение представлено на рис.6.1.

Определение диаметров труб участков сети.

Максимальная надежность сети обеспечивается путем назначения равных диаметров в пределах каждого характерного сечения сети, что обеспечивает взаимозаменяемость транзитных магистралей.

Диаметры перемычек, осуществляющих переброску транзитных расходов воды при авариях на магистралях, назначаются конструктивно и принимаются равными диаметрам магистральных участков, следующих за данными перемычками.

Для водопроводной сети применяются чугунные водопроводные трубы (ГОСТ 21053-75).

Наивыгоднейшие диаметры участков сети вычисляется с помощью компьютера. Данные диаметры принимаются одинаковыми и для случая максимального водоразбора при пожаротушении.

Учитывая экономический фактор и предельно-допустимые значения скоростей течения воды подобраны экономически наивыгоднейшие диаметры труб участков сети.

Потери напора в трубах определяем по формуле:

h = S₀ *L*Q² = S* Q²

где S₀ – удельное сопротивление трубопровода, При скорости движения воды в трубах < 1,2 м/с, вводится поправочный коэффициент δ ,

L – длина трубопровода;

Q – расчетный расход воды в трубопроводе;

S – полное сопротивление трубы длиной l;

Диаметр труб и потери напора при первоначальном потокораспределении приведены на рис.6.1.

6.3. Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора.

Гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети с водопроводной башней (контур 1) в начале производится на компьютере. Результаты вычислений сводим в табл. 6.2.

Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора.

Таблица 6.2.

Невязка по внешнему контуру:

∆h_к = h_4-5 + h_5-1 + h_1-2 + h_2-3 – h_3-8 + h_8-14 + h_14-15 +h_15-20 - h_4-9 - h_9-16 - h_16-17 - h_17-18 - h_18-19 - h_19-20 - h_20-15 = 1,83+2,65+6,5+5,66-3,51+2,43+1,16-1,53-2,56-4,26-6,4-1,72-0,21-0,16=-0,12м

Результаты расчетов соответствуют:

1. Потери напора в кольцах: в пределах 0,5м

2. Невязка по внешнему контуру – 1,5 м.

7.4. Поверочный расчет сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

При пожаротушении допускается повышение расчетных расходов воды больше предельных экономических, т.к. пожары продолжаются сравнительно недолго и это не отражается на экономике сети.

Выбор предполагаемых точек пожара производится из соображений подачи воды на тушение пожара в самые отдаленные точки сети. Принимается, что тушение пожара осуществляется в узлах 3,15 и 20.

Во время тушения пожара в сеть необходимо подавать рас ход воды:

Q_{расч.пож} = Q_мах + Q_пож = 622 + 135 = 757 л/с

7.5. Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении производится также на компьютере, результаты вычисление сводим в табл. 6.3

Первоначальное распределение потоков воды при пожаре осуществляем с учетом тех же требований, что при максимальном водоразборе. Схема сети с первоначальным распределением потоков воды показана на рис. 6.2.

авлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

Таблица 6.3.

Невязка по внешнему контуру:

∆h_к = h_4-5 + h_5-1 + h_1-2 + h_2-3 – h_3-8 + h_8-14 + h_14-15 +h_15-20 - h_4-9 - h_9-16 - h_16-17 - h_17-18 - h_18-19 - h_19-20 - h_20-15 = 2,83+4,5+12,48+15,53-12,37+6,78+15,25-2,2-3,7-6,8-11,91-7,78-3,35-9,6=-0,34м

7.6. Гидравлический расчет водоводов.

С учетом категории системы водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды в город прокладываются два водовода. Применяются стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-76.

Водоводы рассчитываются на характерные случаи их работы, соответствующие режимам расходования воды из сети:

· водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью:

- максимальный водоразбор;

- максимальный водоразбор при пожаротушении;

· водоводы II подъема:

- максимальный водоразбор;

- максимальный водоразбор при пожаротушении.

Потери напора в участках определяются по формуле:

h = 1000i * L, где:

1000i – пьезометрический уклон

L – длина участка водовода, м.

Результаты расчетов приведены в таблице 6.4.

Расчет водоводов.

Таблица 6.4.

6.7. Построение профиля пьезометрических линий

Для определения высоты водонапорной башни (при условии обеспечения во всех точках сети требуемых свободных напоров) вычисляются пьезометрические отметки в узлах сети и строится профиль пьезометрических напоров для двух случаев работы сети.

Пьезометрические отметки вычисляем следующим способом. На генплане города намечаем самую неблагоприятную точку на сети в части обеспечения требуемых свободных напоров, т.е. самую удаленную или расположенную на самой высокой отметке. Пьезометричесакя отметка в этой точке равна:

П=Z + H_тр

Где, Z – отметка поверхности земли в диктующей точке;

Н_тр – требуемый свободный напор. При максимальном водоразборе он равен 30 м, а при пожаре – 10 м.

За диктующие точки принимаем: при максимальном водоразборе – точку 3 как расположенную на самой высокой отметке, а при пожаре – точка 15.

Затем определяем пьезометрическую отметку П_i для точки, расположенной на противоположном конце участка:

П_i = П ± h_{i - k}

где П_i – пьезометрическая отметка в диктующей точке;

h_{i - k} – потери напора на участке;

Пьезометрические отметки для всех других точек определяем по формуле:

П_{i -1} = П_i ± h_{i - k}

где П_i – вычисленная ранее пьезометрическая отметка для точки, находящейсяна противоположном конце участка от искомой точки.

При вычислении пьезометрических отметок учитываем направление движения воды на участке: если вода движется от диктующей точки или от точки, для которой определена пьезометрическая отметка, к точке на противоположном конце учаска, для которой определяем П, к диктующей точке или к точке , для котороц уже определена П , то потери напора прибавляются. Направление движения воды по участкам определяем по расчетным схемам водопроводной сети.

Свободный напор в узлах сети определяем по формуле:

Н_св = П_i – Z_i

где П_i – пьезометрическая отметка;

Z_i – отметка поверхности земли;

Результаты вычислений пьезометрических отметок и свободных напоров в узловых точках, приведенные в табл.6.5.

Пьезометрические отметки и свободные напоры в узловых точках

Таблица 6.5.

Высота ствола водонапорной башни: 107,3-141,62=34 м

По данным табл.6.5 строим профиль пьезометрических напоров в сети.

Глава 7. Насосные станции , резервуары и водонапорная башня

7.1. Режим работы насосов

Для определения регулирующей вместимости бака водонапорной башни и резервуара чистой воды, а также гидравлического расчета водоводов 2-го подъема необходимо задаться режимом работы насосов станции 1-го и2-го подъемов.

Режимы подачи воды насосной станции 1-го подъема, а также поступление воды с очистных сооружений в резервуары чистой воды принимаем равномерными в течение суток, ( 4,17% Q_{сут.мах} ). Режим работы насосов 2-го подъема принимаем равномерно ступенчатым, по возмажности приближенным к графику водопотребления и с учетом подбора наименьшего числа типов и числа насосов.

С учетом графика водопотребления принимаем двухступенчатый график работы насосов:

С 0 до 5 - 2,6%; с 6 до 24 – 4,58%Q_{сут.мах} .

Таким образом, в сутки насосы 2-го подъема подают в город воды:

(2,6*5)+(4,58*19)= 100%

7.2. Определение вместимости бака водонапорной башни

Полная вместимость бака водонапорной башни складывается из регулирующей вместимости W_рег и противопожарного запаса W_пож . Регулирующая вместимость бака определяется путем совмещения ступенчатых графиков подачи воды насосами 2-го подъема и режима водопотредления.

Результаты расчетов сводим в табл.7.1.

Определение регулирующей (аккумулирующей) вместимости бака водонапорной башни.

Таблица 7.1

Из приведенной таблицы видно, что наибольший остаток воды в баке приходится на 15-16 ч. и составляет 2,5% Q_{сут.мах} , следовательно,

Противопожарный запас воды W_пож на 10-минутную продолжительность тушения одного наружнего и одного внутреннего пожаров:

где q_{пож.нар} – пожарный расход на тушение одного наружнего пожара в городе, 40л/с;

q_{пож.внут} – расход внутри здания из пожарного крана, принято ранее 5 л/с;

Полная вместимость бака водонапорной башни равна:

W_б = W_рег + W_пож .= 1088 м³

К установке принимаем типовую железобитонную башню, вместимостью бакаа которой – 1100 м³ .

Размеры бака принимаем с таким расчетом, чтобы отношения высоты слоя воды к диаметру было в пределах 0,7. Тогда диаметр бака равен:

Д = 1,25³ √ W_б = 1,25³ √ 1088 = 13 м, а высота слоя воды Н = 9 м

7.3. Определение вместимости резервуаров чистой воды

Полная вместимость резервуаров чистой воды (в м³ ) определяется по вормуле:

W_р =W_рег.р +W_пож.р +W_ф

где W_рег.р – регулирующий запас воды;

W_пож.р – противопожарный запас;

W_ф – запас воды на промывку фильтровпринимаем равным 2121 м³ ,согластно расчету очистных сооружений;

Результаты расчетов W_рег.р приведены в табл. 7.2.

Вместимость резервуара чистой воды

Таблица 7.2

Из таблицы видно, что наибольший остаток воды в РЧВ приходится на период с 23 до 24 часов и составляет 7,85 % Q_{сут.мах} ., следовательно:

Неприкоснавенный противопожерный запас воды определяем из расчета подачи воды на тушение пожара в течение трехчасового периода наибольшего водопотребления по формуле:

где Q_пож – расход воды на тушение наружных плжаров, Q_пож = 135 л/с;

3* Q_ч.мах – расход воды на три смежных часа наибольшего водопотребления, т.е. с 20 до 22ч.

3* Q_ч.ср – приток воды в резервуар принимаем равным трем среднечасовым, т.е. 4,17% Q_{сут.мах} .*3

Запас воды на собственные нужды очистных сооружений может быть принят в размере 5-8% от Q_{сут.мах} ., следовательно:

W_ф =42421*5/100=2121 м³

Полная вместимость резервуара чистой воды:

W_р = 3030+2393+2121=8060 м³

Принимаем два типовых железобетонных резервуара вместимостью 4030 м³ каждый, с размерами в плане 30X30м, высота слоя воды – 4,5 м.

7.4. Определение напора насосов I подъема

Напор насосов I подъема определяется по формуле:

Н = Н_г + h_в + h_н + h_l + h_м +1=16+1+2+2,49+0,249+1=22,8 м

где Н_г - геометрическая высота подъема воды насосами, м:

Н_г = Z_ос - Z_вз =88-72=16 м;

где Z_ос - уровень воды в смесителе очистной станции, м;

Z_вз - минимальный уровень воды в береговом колодце, водозабора м;

h_в - потери напора во всасывающих водоводах и во всасывающих коммуникациях насосной станции, принимаются равными 1,0 м [4, п.14.3];

h_н - потери напора в напорных коммуникациях внутри насосной станции, принимаются равными 2 м [4, п.14.3];

1 - запас напора на излив воды из трубопроводов, м;

Потери напора в напорных водоводах (по длине) определяются по формуле:

h_L = i * L=2,49 м

где i - пьезометрический уклон, принимается при диаметре напорного водовода d=500 мм и расходе воды Q=270 л/с;

L – длина водовода, 600м;

Потери напора на местные сопротивления в напорных водоводах принимаются в размере 10% от потерь напора по длине:

h_м = 0,1 * h_L =0,1*2,49=0,249 м

Принимаются два рабочих и два резервных насоса марки Д 1250-65 , n = 980 об/мин. Характеристика насосов: D_р.к =460 мм;

∆h_g = 5 м;

N = 80 кВт;

h = 26 м;

8.5. Напор насосов II подъема.

Полный напор насосов определяется по формуле:

Н = (Z_вб - Z_рчв ) + Н_вб + Н_б + h_i + h_н ,= (107,3-80,75)+34+9+1,5+5,22+2=78,27 м

где Z_вб - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м;

Z_рчв - отметка минимального уровня воды в резервуарах чистой воды при сохранении неприкосновенного запаса воды, м;

Н_вб - высота водонапорной башни, м;

Н_б - максимальная высота слоя воды в баке водонапорной башни, м;

h_i - потери напора во всасывающих водоводах и коммуникациях насосной станции, соответствующих подаче насосной станцией в период максимального водоразбора, принимаются равными 1,5 м [4];

h_н - потери напора в водоводах от насосной станции до водонапорной башни, определены в гл.7, и в напорных коммуникациях внутри насосной станции при расходах, соответствующих подаче насоса в период максимального водоразбора, принимаются равными 2 м [4, п.14.3].

В соответствии с [1] работа насосной станции II подъема должна быть проверена на подачу воды при тушении пожара.

Требуемый напор насосов в период тушения пожаров определяется по формуле:

Н_п = Н_гп + h_вп + h_нп + Н_св.п = (141,62-78,25)+1,5+2+9,36+10=86,23 м

где Н_гп - геометрическая высота подъема воды при пожаротушении, т.е. разность отметок земли в расчетной (диктующей) точке пожара и минимального уровня воды в резервуарах чистой воды (отметка дна), м;

h_вп - потери напора во всасывающих водоводах и коммуникациях насосной станции при пожаротушении, принимаются равными 1,5 м [4, п.14.3];

h_нп - потери напора в напорных коммуникациях внутри насосной станции, принимаются равными 2 м, и по пути от насосной станции до расчетной точки (в водоводах и сетях) при пожаротушении, определены в гл.7;

Для обеспечения подачи расчетных расходов воды принимаются в часы максимального водопотребления два рабочих и два резервных насоса.

Принимаются насосы марки Д 1250-125 , n = 1450 об/мин .

Характеристика насосов: D_р.к =570 мм;

∆h_g = 5 м;

N = 400 кВт;

h = 110 м;

Глава 8. Автоматизация технологического процесса.

Автоматизация процесса коагулирования воды.

Одним из первых этапов процесса очистки воды является коагулирование. Иногда одновременно с коагулированием устраняется излишняя жёсткость воды путём подщелачевания её известью. В воду могут вводиться и другие реагенты (твёрдые, жидкие и газообразные) для устранения излишнего количества солей железа, марганца и кремния, а также для устранения привкусов и запахов.

В установках коагулирования воды автоматизируется управление механизмами внутристанционного транспортирования, дробления и дозирования реагентов. Дозирование реагентов производится в сухом виде или в виде водных растворов и суспензий.

Механизация и автоматизация разгрузки и внутристанционного транспортирования химических реагентов обеспечивает бесперебойную и более точную подачу реагентов, от чего зависит качество очистки воды; упрощает эксплуатацию сооружений; сокращают численность обслуживающего персонала; устраняют пыль в рабочих помещениях станции; снижают потери реагентов. В последние годы получает внедрение мокрое транспортирование коагулянта, значительно упрощающее автоматизацию реагентного хозяйства на очистных станциях.

При использовании на станциях сухого коагулянта его дозирование может осуществляться в сухом виде или после предварительного растворения в баках. Дозаторы (иногда их называют питателями) сухого коагулянта бывают объёмные и скоростные. Объёмные отмеривают равные порции коагулянта и регулируют число порций, вводимых в воду в единицы времени. Скоростные подают измельчённый коагулянт непрерывным потоком с заданной скоростью.

Сухое дозирование коагулянта не получило широкого внедрения, на водопроводных станциях обычно применяется мокрое дозирование. В этом

случае грубоизмельчённый коагулянт загружается в растворные баки, где получается раствор примерно 20%-ной крепости. Дальше в расходных баках крепость раствора доводится примерно до 10%, и в таком виде он поступает в дозирующее устройство.

Действие автоматических устройств для мокрого пропорционального дозирования реагентов в точном соответствии с количеством обрабатываемой воды может быть основано на изменении площади отверстия, через которое поступает раствор, пропорционально количеству обрабатываемой воды; на изменении напора, под которым вытекает раствор из какого-либо отверстия, пропорционально количеству воды; на объёмном отмеривании; на объёмном вытеснении. На многих водопроводных станциях построены установки для механизации и автоматизации загрузки, растворения и мокрого дозирования коагулянта, в основу которых положен автоматический дозатор системы Чейшвили-Крымского.

В установке принята периодическая загрузка баков сухим коагулянтом. При колебании концентрации раствора в определённых заданных пределах периодическая загрузка даёт наиболее рациональное решение. Одновременная загрузка коагулянта в баки, ёмкость которых рассчитана на суточный расход, требует громоздких сооружений и значительного расхода энергии на перемешивание раствора. Непрерывная загрузка коагулянта элеватором неприемлима, так как производительность элеватора не остаётся постоянной при различной крупности сухого коагулянта. Даже небольшое несоответствие между производительностью элеватора и расходом коагулянта в растворённом состоянии приведёт или к переполнению бака сухим коагулянтом, или к чрезмерному понижению концентрации.

Общая схема установки приведена на листе N 8. Загрузка коагулянта производится в бункер 9 автомобилями-самосвалами. Далее коагулянт элеватором 8 подаётся в камеру 7, имеющую дырчатое дно. В эту камеру для растворения коагулянта подаётся вода. Подача воды регулируется дроссельным клапаном 5 с поплавковым устройством. Перемешивание раствора производится с помощью сжатого воздуха, подаваемого от воздуходувки 10 в сеть перфорированных труб, уложенных на дне бака 6. В условиях периодической загрузки коагулянта в камеру 7 концентрация забираемого из бака 6 раствора будет медленно повышаться или понижаться в определённых заданных пределах. Контроль концентрации раствора осуществляется ареометром 3 с электрическим индукционным датчиком 2. К датчику подключены вторичный прибор для измерения и регистрации концентрации коагулянта и контактная система, регулирующая работу элеватора 8. Ареометр измеряет концентрацию раствора в устроенном для этой цели баке 4.

Раствор из бака 6 забирается насосом 13 и подается через регулирующий вентиль с электроприводом 14 в трубопровод, по которому вода поступает из реки в смеситель 11. Перед регулирующим вентилем установлен тройник, через который часть раствора непрерывно подается в бак 4. А из него по переливной трубе раствор отводится в бак 7. Этим обеспечивается контроль концентрации рабочего раствора коагулянта перед подачей его в воду. Ввод раствора коагулянта в трубу под напором обеспечивает быстрое и полное перемешивание его с водой.

В состав дозатора входят равновесный электронный мост ЭМД-217 и датчик электропроводности 12, включающий две измерительные и одну компенсационную электролитические ячейки. К одной из измерительных ячеек подводится вода из трубопровода до введения в нее раствора коагулянта, а к другой – после введения коагулянта. Электропроводность воды, в которую введен коагулянт, больше, чем без коагулянта. Разность электропроводности воды в электролитических ячейках можно принять как добавочную электропроводность коагулянта и по ее величине определить количество коагулянта в воде. Компенсационная ячейка, включающая постоянное сопротивление, служит для устранения влияния измерений температуры воды. Происходит это путем обтекания постоянного сопротивления компенсационной ячейки водой из измерительной ячейки. Изменение температуры воды вызывает изменение постоянного сопротивления, что учитывается в электронном мосте.

Контактная система равновесного моста управляет работой электрифицированного вентиля 14. Вся контрольно-измерительная и управляющая аппаратура размещается на пульте 1. Для обеспечения бесперебойности работы установки предусмотрены два бункера, два растворных бака, два насоса и две воздуходувки.

Как видно из электрической схемы дозирующей части установки ( лист № 8), трансформатор Тр, питающий электролитические ячейки, имеет три вторичные обмотки. Средняя точка одинаковых обмоток соединена со средней точкой измерительных ячеек 1 и 2 через постоянное сопротивление R₀ .

Отдельная обмотка трансформатора включена последовательно с компенсационной ячейкой 3 и реохордом Р электронного моста переменного тока ЭМД-127. К усилителю моста Ус подводится разность между напряжением на включенном в данный момент сопротивления реохорда Р и напряжением от сопротивления.

Автоматический дозатор поддерживает заданную дозу коагулянта с помощью автоматического электронного равновесного моста, имеющего систему контактов, которые замыкаются при отклонении стрелки, связанной с реохордом, от установленной (по шкале прибора) дозы коагулянта. Поскольку сопротивление включенного участка реохорда Р определяется положением скользящего по нему контакта, отклонение стрелки будет прямопропорционально количеству коагулянта в воде. Проходящей через измерительную ячейку 2.

Равновесный мост, действуя на электропривод регулирующего вентиля с помощью контактов регулятора, автоматически поддерживает заданную дозу коагулянта. Следовательно, для дозатора Чейшвили-Крымского не нужно постоянства концентрации раствора коагулянта. Изменение концентрации автоматически компенсируется большим или меньшим открытием регулирующего вентиля. Необходимо только, чтобы концентрация была выше некоторого предела, определяемого пропускной способностью устройств для подачи раствора коагулянта в воду.

Таким образом, при применении дозаторов этого типа отпадает необходимость в устройстве отдельных баков для приготовления раствора и отдельных расходных баков; достаточно иметь только один небольшой растворный бак. Однако надо обеспечить такие условия работы, чтобы скорость растворения коагулянта превышала его наибольший расход.

На Ленинградской главной водопроводной станции при непрерывном растворении оказался достаточным бак емкостью до 30 м³ на 1 тонну коагулянта в 1 час, тогда как до автоматизации требовался бак вместимостью не менее 300 м³ на такое же количество коагулянта.

Применяемый в схеме контактный ареометр имеет контакты, замыкающиеся при снижении концентрации раствора коагулянта ниже заданного предела. На плоту ареометра, плавающем в баке с раствором коагулянта, укреплена герметически закрытая катушка индукционной телеметрической системы. При изменении концентрации, а следовательно, и объемной массы раствора коагулянта изменяется взаимное расположение катушки и сердечника, что вызывает соответствующее изменение положения стрелки вторичного прибора, соединенного с индукционной катушкой ареометра. В качестве вторичного прибора используется Э-280 (указывающий) или Э-612 (регистрирующий). Электрическая схема ареометра включает задатчик и усилитель с поляризованным реле. Задатчик представляет собой обычный реостат с сопротивлением около 1500 Ом. Подвижной контакт задатчик устанавливается в такое положение, при котором распределение напряжения на секциях реостата получается таким же, как и распределение напряжения на секции индукционной катушки ареометра при заданной концентрации. В этом случае напряжение между средней точкой задатчика и средними точками катушки и вторичного прибора, подаваемое на вход усилителя, равно нулю. В случае понижения концентрации раствора коагулянта изменяется напряжение на индукционных катушках и на вход усилителя окажется поданным напряжение, под действием которого поляризованное реле замкнет свой контакт. Если же произойдет увеличение концентрации раствора коагулянта сверх заданной, то напряжение на входе усилителя будет иметь фазу, сдвинутую на 180⁰ , вследствие чего поляризованное реле разомкнет контакты.

Пуск и установка элеватора осуществляется автоматически. При понижении концентрации раствора коагулянта в баке до заданного предела замыкаются контакты ареометра КА и включается реле пуска элеватора РЗ, которое своими контактами замкнет цепь магнитного пускателя одного из двух элеваторов в зависимости от положения переключат

Опыт применения дозатора коагулянта Чейшвили-Крымского показал, что этот дозатор может использоваться лишь при очистке воды невысокого
(до 150 … 200 мг/л) солесодержания, что является его существенным недостатком. К другим его недостаткам относятся большое запаздывание в регулировании, нарушение работы электролитических ячеек при отложении в них осадка, сложность принятой температурной компенсации. Для успешной работы дозатора необходимо квалифицированное обслуживание

Глава 10.Автоматизация технологического процессов.

Автоматизация процеса коагулирования воды.

Одним из первых этапов процесса очистки воды является коагулирование. Иногда одновременно с коагулированием устраняется излишняя жёсткость воды путём подщелачевания её известью. В воду могут вводиться и другие реагенты ( твёрдые, жидкие и газообразные) для устранения излишнего количества солей железа , марганца и кремния, а также для устранения привкусов и запахов.

В установках коагулирования воды автоматизируется управление механизмами внутристанционного транспортирования, дробления и дозирования реагентов. Дозирование реагентов производится в сухом виде или в виде водных растворов и суспензий.

Механизация и автоматизация разгрузки и внутристанционного транспортирования химических реагентов обеспечивает бесперебойную и более точную подачу реагентов, от чего зависит качество очистки воды; упрощает эксплуатацию сооружений; сокращают численность обслуживающего персонала; устраняют пыль в рабочих помещениях станции; снижают потери реагентов. В последние годы получает внедрение мокрое транспортирование коагулянта, значительно упрощающее автоматизацию реагентного хозяйства на очистных станциях.

При использовании на станциях сухого коагулянта его дозирование может осуществляться в сухом виде или после предварительного растворения в баках. Дозаторы ( иногда их называют питателями) сухого коагулянта бывают объёмные и скоростные. Объёмные отмеривают равные порции коагулянта и регулируют число порций, вводимых в воду в единицы времени. Скоростные подают измельчённый коагулянт непрерывным потоком с заданной скоростью.

Сухое дозирование коагулянта не получило широкого внедрения, на водопроводных станциях обычно применяется мокрое дозирование. В этом

случае грубоизмельчённый коагулянт загружается в растворные баки, где получается раствор примерно 20%-ной крепости. Дальше в расходных баках крепость раствора доводится примерно до 10%, и в таком виде он поступает в дозирующее устройство.

Действие автоматических устройств для мокрого пропорционального дозирования реагентов в точном соответствии с количеством обрабатываемой воды может быть основано на изменении площади отверстия, через которое поступает раствор , пропорционально количеству обрабатываемой воды; на изменении напора, под которым вытекает раствор из какого-либо отверстия, пропорционально количеству воды; на объёмном отмеривании; на объёмном вытеснении. На многих водопроводных станциях построены установки для механизации и автоматизации загрузки, растворения и мокрого дозирования коагулянта, в основу которых положен автоматический дозатор системы Чейшвили-Крымского.

В установке принята периодическая загрузка баков сухим коагулянтом. При колебании концентрации раствора в определённых заданных пределах периодическая загрузка даёт наиболее рациональное решение. Одновременная загрузка коагулянта в баки, ёмкость которых рассчитана на суточный расход, требует громоздких сооружений и значительного расхода энергии на перемешивание раствора. Непрерывная загрузка коагулянта элеватором неприемлима, так как производительность элеватора не остаётся постоянной при различной крупности сухого коагулянта. Даже небольшое несоответствие между производительностью элеватора и расходом коагулянта в растворённом состоянии приведёт или к переполнению бака сухим коагулянтом, или к чрезмерному понижению концентрации.

Общая схема установки приведена на листе N . Загрузка коагулянта производится в бункер 9 автомобилями-самосвалами. Далее коагулянт элеватором 8 подаётся в камеру 7, имеющую дырчатое дно. В эту камеру для растворения коагулянта подаётся вода .Подача воды регулируется дроссельным клапаном 5 с поплавковым устройством. Перемешивание раствора производится с помощью сжатого воздуха, подаваемого от воздуходувки 10 в сеть перфорированных труб, уложенных на дне бака 6. В условиях периодической загрузки коагулянта в камеру 7 концентрация забираемого из бака 6 раствора будет медленно повышаться или понижаться в определённых заданных пределах. Контроль концентрации раствора осуществляется ареометром 3 с электрическим индукционным датчиком 2. К датчику подключены вторичный прибор для измерения и регистрации концентрации коагулянта и контактная система , регулирующая раб оту элеватора 8. Ареометр измеряет концентрацию раствора в устроенном для этой цели баке 4.

Раствор из бака 6 забирается насосом 13 и подается через регулирующий вентиль с электроприводом 14 в трубопровод, по которому вода поступает из реки в смеситель 11. Перед регулирующим вентилем установлен тройник, через который часть раствора непрерывно подается в бак 4. А из него по переливной трубе раствор отводится в бак 7. Этим обеспечивается контроль концентрации рабочего раствора коагулянта перед подачей его в воду. Ввод раствора коагулянта в трубу под напором обеспечивает быстрое и полное перемешивание его с водой.

В состав дозатора входят равновесный электронный мост ЭМД-217 и датчик электропроводности 12, включающий две измерительные и одну компенсационную электролитические ячейки. К одной из измерительных ячеек подводится вода из трубопровода до введения в нее раствора коагулянта, а к другой – после введения коагулянта. Электропроводность воды, в которую введен коагулянт, больше, чем без коагулянта. Разность электропроводности воды в электролитических ячейках можно принять как добавочную электропроводность коагулянта и по ее величине определить количество коагулянта в воде. Компенсационная ячейка, включающая постоянное сопротивление, служит для устранения влияния измерений температуры воды. Происходит это путем обтекания постоянного сопротивления компенсационной ячейки водой из измерительной ячейки. Изменение температуры воды вызывает изменение постоянного сопротивления, что учитывается в электронном мосте.

Контактная система равновесного моста управляет работой электрифицированного вентиля 14. Вся контрольно-измерительная и управляющая аппаратура размещается на пульте 1. Для обеспечения бесперебойности работы установки предусмотрены два бункера, два растворных бака, два насоса и две воздуходувки.

Как видно из электрической схемы дозирующей части установки ( рис. 143), трансформатор Тр, питающий электролитические ячейки, имеет три вторичные обмотки. Средняя точка одинаковых обмоток соединена со средней точкой измерительных ячеек 1 и 2 через постоянное сопротивление R₀ .

Отдельная обмотка трансформатора включена последовательно с компенсационной ячейкой 3 и реохордом Р электронного моста переменного тока ЭМД-127. К усилителю моста Ус подводится разность между напряжением на включенном в данный момент сопротивления реохорда Р и напряжением от сопротивления.

Автоматический дозатор поддерживает заданную дозу коагулянта с помощью автоматического электронного равновесного моста, имеющего систему контактов, которые замыкаются при отклонении стрелки, связанной с реохордом, от установленной ( по шкале прибора) дозы коагулянта. Поскольку сопротивление включенного участка реохорда Р определяется положением скользящего по нему контакта, отклонение стрелки будет прямопропорционально количеству коагулянта в воде. Проходящей через измерительную ячейку 2.

Равновесный мост, действуя на электропривод регулирующего вентиля с помощью контактов регулятора, автоматически поддерживает заданную дозу коагулянта. Следовательно, для дозатора Чейшвили-Крымского не нужно постоянства концентрации раствора коагулянта. Изменение концентрации автоматически компенсируется большим или меньшим открытием регулирующего вентиля. Необходимо только, чтобы концентрация была выше некоторого предела, определяемого пропускной способностью устройств для подачи раствора коагулянта в воду.

Таким образом, при применении дозаторов этого типа отпадает необходимость в устройстве отдельных баков для приготовления раствора и отдельных расходных баков; достаточно иметь только один небольшой растворный бак. Однако надо обеспечить такие условия работы, чтобы скорость растворения коагулянта превышала его наибольший расход.

На Ленинградской главной водопроводной станции при непрерывном растворении оказался достаточным бак емкостью до 30 м³ на 1 тонну коагулянта в 1 час, тогда как до автоматизации требовался бак вместимостью не менее 300 м³ на такое же количество коагулянта.

Применяемый в схеме контактный ареометр имеет контакты, замыкающиеся при снижении концентрации раствора коагулянта ниже заданного предела. На плоту ареометра, плавающем в баке с раствором коагулянта, укреплена герметически закрытая катушка индукционной телеметрической системы. При изменении концентрации, а следовательно, и объемной массы раствора коагулянта изменяется взаимное расположение катушки и сердечника, что вызывает соответствующее изменение положения стрелки вторичного прибора, соединенного с индукционной катушкой ареометра. В качестве вторичного прибора используется Э-280 (указывающий) или Э-612 (регистрирующий). Электрическая схема ареометра включает задатчик и усилитель с поляризованным реле. Задатчик представляет собой обычный реостат с сопротивлением около 1500 Ом. Подвижной контакт задатчик устанавливается в такое положение, при котором распределение напряжения на секциях реостата получается таким же, как и распределение напряжения на секции индукционной катушки ареометра при заданной концентрации. В этом случае напряжение между средней точкой задатчика и средними точками катушки и вторичного прибора, подаваемое на вход усилителя, равно нулю. В случае понижения концентрации раствора коагулянта изменяется напряжение на индукционных катушках и на вход усилителя окажется поданным напряжение, под действием которого поляризованное реле замкнет свой контакт. Если же произойдет увеличение концентрации раствора коагулянта сверх заданной, то напряжение на входе усилителя будет иметь фазу, сдвинутую на 180⁰ , вследствие чего поляризованное реле разомкнет контакты.

Пуск и установка элеватора осуществляется автоматически. При понижении концентрации раствора коагулянта в баке до заданного предела замыкаются контакты ареометра КА и включается реле пуска элеватора РЗ, которое своими контактами замкнет цепь магнитного пускателя одного из двух элеваторов в зависимости от положения переключат

Опыт применения дозатора коагулянта Чейшвили-Крымского показал, что этот дозатор может использоваться лишь при очистке воды невысокого
(до 150 … 200 мг/л) солесодержания, что является его существенным недостатком. К другим его недостаткам относятся большое запаздывание в регулировании, нарушение работы электролитических ячеек при отложении в них осадка, сложность принятой температурной компенсации. Для успешной работы дозатора необходимо квалифицированное обслуживание

Глава 9. Организация и планирование строительного производства

9.1 Задание на проектирование

Разработать документацию проекта производства работ (ППР) на строительстве участка от колодца № 9 до колодца № 13 протяженностью 2490 км в следующем составе: пояснительная записка, стройгенплан, сетевой график строительства.

9.2 Характеристика инженерной сети

Уровень строительства – летний;

Глубина промерзания грунта - 1,5 м;

Грунт – песок;

Уровень грунтовых вод на 3,3м ниже поверхности земли;

Трубы чугунные, диаметрами 400, 350 и 250 мм.

9.3 Номенклатура и объемы строительно – монтажных работ

Перечень строительно-монтажных процессов, принимаемый в соответствии с технологической последовательностью выполнения работ и с параграфами единых норм и расценок, отображен в таблице № 9.1

Таблица № 9.1

Определение объемов земляных работ.

Механизированное рытье траншей

Размеры траншеи:

Так как грунт в котором ведутся работы – в стесненных условиях, песок и глубина заложения не более 1,93м., то траншею выполняем без откосов. Глубина заложения траншеи:

I Н ₁ = 1,5 + 0,43= 1,93 м

II Н ₂ = 1,5 + 0,375= 1,875 м

III Н ₃ = 1,5 + 0,27 = 1,77 м

Ширина траншеи [Справочник монтажника т.39.1]:

I В₁ = 0,43+ 0,6 = 1,03 м

II В₂ = 0,375+ 0,5 = 0,875 м

III В₃ = 0,27+ 0,5 = 0,77 м

Объем траншеи:

I V₁ = 1,03 х 1,93 х725 = 1441,2 м³

II V₂ = 0,875х 1,875 х825 = 1353,5м³

III V₃ = 0,77х1,77 х940 = 1281,13 м³

Итого: V_тр.= 1441,2+1353,5+1281,13=4075,9 м³

Большей производительности при устройстве траншей экскаватором достигается при движении его по оси траншеи и укладке грунта в отвал с одной стороны.

Площадь поперечного сечения траншеи: F_тр =1,03 х 1,93 = 1,99 м²

Площадь поперечного сечения отвала: F_отв . =1,99 х 1,1=2,2м²

где, К_пр .-коэффициент разрыхления, для песка , 1,1;

Высота отвала: Но=ÖF_отв .=Ö 2,2 = 1,5 м.

Ширина отвала по низу: В = 2*Н_о = 2 х 1,5 = 3 м.

Проверка: В+в ÍR

2+а

где , в - ширина отвала по низу;

В- ширина траншеи по верху;

а- расстояние от основания откоса до края траншеи;

3 + 1,8 / (2+0,96)= 1,6 Í 7,5

При выполнении равенства принятый экскаватор можно ставить на ось траншеи.

Механизированное рытье котлованов для колодцев.

Определение габаритов колодца:

Трасса Æ 400 – 250 мм. длиной 2490 м;

2540/150 + 1 = 18 шт.

На трассе устанавливаем 18 колодцев через 150 м из железобетонных элементов.

Высота колодца будет 2,35 м с учетом толщины раствора швов.

Минимальное расстояние от элементов оборудования до внутренних поверхностей колодцев приняты из условий нормального монтажа и эксплуатации по [3 табл.54.3 ].

Размеры котлована под принятый колодец диаметром кольца 1500 мм. длина 2,7 м. ширина 2,7 м. [т 44.1 Справочник. монтажника].

Высота котлована принимаем 2,5 м. с возможностью устройства люка и отмостки .

Объем одного котлована на участках соответственно:

I V_кот = 2,7 х 2,7х 1,93 = 14,07 м³

II V_кот = 2,7х2,7х1,875=13,67 м³

III V_кот = 2,7х2,7х1,77=12,9 м³

Полный объем выработки земли под колодцы:

I V_{кот.полн.=} 5х14,07=70,35 м³

II V_{кот.полн} .= 6х13,67=82,02 м³

III V_{кот.полн} .=7х12,9=91 м³

Итого:V_кот = 70,35 + 82,02 + 91 =242,67 м³

Общий объем механизированных работ:

= + =4075,9+242,67=4361,08 м³

Объем ручной зачистки траншеи.

Ручная зачистка траншеи выполняется для достижения расчетной глубины заложения труб. Глубина зачистки равна 10 см, тогда объем зачистки траншеи будет равен:

I = 0,1 х B х L =0,1 х 1,03 х 725=74,7 м³

II = 0,1 х 0,875 х 825=150 м³

II =0,1 х 0,77 х 940= 97,5 м³

где , L – длина одного участка;

В – ширина траншеи;

Общий объем ручной зачистки траншеи:

= + + = 74,7+72,19+72,38=219,27 м³

Объем приямков.

Для возможности заделки стыков труб, перед их укладкой отрывают

приямки.

Объем приямка: Размеры: длина 1м. ширина Dнар.+0,6 м. высота 0,3 м.

V_пр. =1 х 1 х 0,3=0,3 м³

Общий объем работ под устройство приямков:

= 0,36 х n = 0.36 х 508 = 182,88 м³

где, n кол-во приямков;

n=2540 / L = 2540 / 5= 508 шт.

где, L- длина одной трубы;

Y- кол-во колодцев;

Зачистка дна котлована:

= а × b × n × 0,1

а – ширина котлована

b – длина котлована

n – количество колодцев на участке

0,1 – недобор грунта экскаватором

I = 2,7 х 2,7 х 5 х 0,1 = 3,64 м³

II = 2,7 х 2,7 х 6 х 0,1 = 4,37м³

II = 2,7 х 2,7 х 7 х 0,1 = 5,1 м³

= 3,64 + 4,37 + 5,1 = 13,11 м³

Общий объем работ, выполняемых вручную:

åV_руч.= ++ =219,27 + 182,88 + 13,11 = 415,26 м³

Объем частичной засыпки.

Частичная засыпка выполняется вручную на высоту 0,3 м от верха трубы. Приямки остаются не засыпаными, но после предварительных испытаний засыпаются.

V_час. = F_час. х L

где, F_час. – площадь поперечного сечения;

L - длина траншеи без приямков;

= F_тр – F_труб = 1,03х 0,73– (3,14 х 0,43² /4) = 0,6 м²

= F_тр – F_труб = 0,875 х 0,675 – (3,14 х 0,375² /4) = 0,48м²

= F_тр – F_труб = 0,77 х 0,57 – (3,14 х 0,27² /4) = 0,38 м²

где, F_тр - площадь поперечного сечения траншеи;

F_труб - площадь поперечного сечения трубы, F_труб = п R² /4;

L¹ = 725– (1 х 145) = 580 м

L² = 825 – (1 х 165) = 660 м

L³ = 940 – (1 х 188) = 752 м

= 0,6 х 580 = 348 м³

= 0,48 х 660 = 316,8 м³

= 0,38 х 752 = 285,76 м³

Полной объем частичной засыпки.

åVчас.= + + = 348 + 316,8 + 285,76= 950,56 м³

Полная механизированная засыпка.

Полная механизированная засыпка производится после предварительного испытания и устранения дефектов.

= +

где, – объем засыпки траншеи;

- объем засыпки котлованов;

Объем засыпки траншей:

= V_тр – V^зас _част = 1441,2 – 348 = 1093,2 м³

= 1353,5 – 316,8 = 1036,7 м³

= 1281,13 – 285,76 = 995,37 м³

= 3125,27 м³

Объем засыпки котлованов:

= V_кот. - V_кол. = 14,07 – (3,14 х 1,03² / 4) х 1,93 = 25,45 м³

= 13,67 - ( 3,14 х 0,875² / 4) х 1,875 = 24,5 м³

= 12,9 - ( 3,14 х 0,77² / 4) х 1,77 = 22 м³

= 71,97 м³

Полная механизированная засыпка

V_мех =+ = 3125,27+71,97=3197,24 м³

Устройство крепления стенок.

Крепление производится инвентарными щитами.

Площадь креплений стенок:

S_тр1 = 2 х L х h = 2 х 725 х 1,93 = 2798,5 м²

S_тр2 = 2 х 825 х 1,875=3093,75 м²

S_тр3 = 2 х 940 х 1,77 = 33327,6 м²

где, L – длина участка;

h - глубина траншеи;

åS_тр = 9219,85 м²

9.4 Технология и организация СМР.

а) Технология СМР.

Подготовительные работы:

До начала производственных строительных работ происходит ознакомление с технической документацией, завоз материала и оборудования. На отведенном под строительство участке с помощью геодезических инструментов производится закрепление высотных отметок, устанавливается положение основных осей и элементов, будущих сооружений в соответствии с проектом. Закрепление положения осей и элементов сооружения на местности производится путем постановки кнопок на асфальтовое покрытии. Для определения высотных отметок будущих сооружений на участке трубопровода устанавливаются временные реперы.

Разбивку трассы трубопровода производят на основании утвержденного проекта в котором положение оси трубопровода в зависимости от условий работ может быть задано расстоянием от постоянных ориентиров, от красных линий, а где они отсутствуют; аналитическим методом. Для разбивки трассы наносят и закрепляют его ось на местности металлическими колышками. Колышки устанавливают на всех углах поворотов трассы, а на прямых участках в приделах видимости разбивочных знаков. Разбивочная схема должна храниться на строительстве до полного его окончания. Перед началом работ получают ордер т.е. разрешение на производство работ.

Чугунные трубы доставляются на строительство автотранспортом и раскладываются вдоль траншеи так, что бы расстояние до них от бровки было не менее 1-1,5 м. и что бы положение их было таким каким оно будет в траншее.

Детали сборных ж/б изделий колодцев и запорная арматура разгружается рядом с будущим колодцем. Доставка трубопровода на строительную площадку производится грузовым автомобилем КРАЗ 325761.

Устанавливаются временные здания и сооружения, производиться расчет прокладка временных трубопроводов водоснабжения и канализации, устройство временного освещения, разработка дорожного покрытия.

Доставка материала на строительство осуществляется автотранспортом, выгрузка происходит непосредственно возле траншеи, рядом с будущим сооружением на расстоянии 1,0 – 2,0 м.

Продолжительность подготовительных работ составляет 10 % от общей продолжительности работ.

Механизированная разработка грунта:

В настоящем проекте разработка грунта траншеи производится с помощью универсального экскаватора ЭО 4121.

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой наиболее часто используют для разработки траншей при строительстве различных трубопроводов. Выбор экскаватора производится в зависимости от глубины и ширины траншеи, от размещения грунта, от грунтовых условий на месте производства работ, а также от сроков строительства по графику. При этом вынутый грунт увозится на автосамосвалах МАЗ 5549

Во время работ экскаватор передвигается вдоль траншеи по ее оси.

Зачистка с удалением грунта выполняется сразу же выбранным экскаватором ЭО 4121. Управление экскаватора осуществляется с помощью полуавтоматической системы что резко снижает затраты физического труда машиниста.

Работы выполняемые вручную :

После механизированной разработки грунта производиться:

- установка креплений;

- рытье приямков

- планировка дна котлована под колодец по визирке. Установка бортовых досок и маячных колышков. Подача материала в котлован. Разравнивание и уплотнение слоя щебня, толщиной 5 мм, с проверкой визирке.

Все грунты за исключением неустойчивых болотистых, лессовидных и скальных могут служить естественным основанием под трубы. Однако необходимо что бы грунт на дне траншей находился в естественном ненарушенном состоянии, а дно траншеи было выбрано под проектную отметку таким образом, что бы каждая уложенная труба на всем своем протяжении плотно прикасалась с грунтом. Если грунт в основании перебран, то необходимо подсыпать основание до проектной отметки песком или щебнем, с тщательным уплотнением.

Работы по монтажу труб и колодцев:

Днище колодцев устраивают до опускания труб. Укладка труб производится при помощи монтажного крана. Затем производится прицентровка к ранее уложенной трубе, стыковка труб. Устройство водонепроницаемого уплотнения стыкового соединения с применение битуминизированной пряди. Устройство асбестоцементного замка. Фасонные части и задвижки расположенные в колодце устанавливаемом одновременно с укладкой труб. Стены колодцев возводят после укладки труб, заделки стыковых соединений, монтажа фасонных частей и запорной арматуры.

Гидроизоляция днища колодцев принимается штукатурная, асфальтовая из горячего асфальтного раствора толщиной 10мм. Наружная гидроизоляция стен, плит перекрытия окрасочная из горячего битума, наносимого несколько слоев(не мене 2), общей толщиной 4-5 мм по грунтовке из битума, растворенного в бензине. На стыках сборных ж/б колец при этом следует наклеивать полосы теплостойкой ткани шириной 20-30 см

Заделка труб в стены колодца должна обеспечивать плотность соединения водонепроницаемость в условиях мокрых грунтов.

Водопроводные колодца предназначаются для установки на узлах водопроводов с рабочим давлением до I мПа. Для определения габаритов колодцев необходимо узнать размеры фасонных частей, а так же размеры и рабочее давление задвижек и пожарных гидрантов. Габариты размеров колодца в плане должны обеспечить свободную замену фасонных частей. Минимальное расстояние от элементов оборудования до внутренних поверхностей колодца принимается по справочнику монтажника таб.54.3 ,где указаны для Æ 400 расстояние:

1.От стенок труб до внутренних стен колодца -0,3 м;

2.От края фланца до внутренней стенки колодца -0,3 м;

3.От маховика задвижки до верхней внутренней стены колодца - 0,4м;

4.От низа трубы до дна колодца - 0,35 м.

Детали колодца :

1.Плита днища КЦД10 -1шт.

2.Плита перекрытия КЦП 10 –1 -1шт.

3.Кольцо стеновое КЦ10 -9 -1шт.

4.Кольцо стеновое КЦ 7 -3 -2шт.

Высота колодца будет 2,35 м с учетом толщины раствора швов.

Минимальное расстояние от элементов оборудования до внутренних поверхностей колодцев приняты из условий нормального монтажа и эксплуатации по (3 табл.54.3 ).

В колодцах устанавливаются задвижки с ручным управлением чугунные параллельные с выдвижным шпинделем типа 30ч6бр по ГОСТ 8437-75 Р=I МПа. Задвижки должны соответствовать требованиям ГОСТ 5762-74.

Задвижки соединяются при помощи присоединительных фланцев по ГОСТ 12817-80 при помощи болтов и с помощью резиновых прокладок.

Частичная засыпка трубопровода :

Смонтированный и уложенный на дно траншеи напорный трубопровод должен быть засыпан грунтом на 0,2-0,3 м над его поверхностью с подбивкой пазух между трубами и стенками траншеи для предохранения трубопровода от смещения при повышении в нем давления во время испытаний. Стыки как наиболее слабые места на смонтированных трубопроводах, оставляют недосыпанными для наблюдением за ними во время испытаний.

После частичной засыпки трубопровода производится установка заглушек. Продолжительность работ по установке заглушек составляет 0,5% от продолжительности установки фасонных частей.

Предварительное испытание:

Предварительное испытание проводится после окончания монтажа всего водопровода. Испытания проводятся внутренним давлением на прочность гидравлическим способом гидравлическим прессом.

Трубопровод заполняются водой в самых низких точках. Наполняется водой до тех пор, пока она не начнет выходить из воздушных кранов (в самых высоких точках трубопровода). В местах заполнения трубопровода устанавливается гидравлический пресс, который по окончании заполнения водой подключается к трубопроводу. Величина испытательного давления чугунного трубопровода со стыковыми соединениями под зачеканку (по ГОСТ 9583 – 85 для всех классов) составляет: рабочее + 5 кгс/см = 10+5 = 15 кгс/см. Продолжается выдергивание испытательного давление не менее 10 мин. После давление снижают до рабочего, и производится осмотр трубопровода. Напорный трубопровод считается выдержавшим гидравлическое испытание, если в нем под испытательным давлением не произойдет разрыва труб и фасонных частей, а также нарушения заделки стыков соединений и под рабочим давлением не будет обнаружено утечек. Дефекты выявленные при осмотре трубопровода, отмечаются после снижения избыточного давления до нуля.

Снятие заглушек производится вручную. Установка фасонных частей и задвижек производится с помощью крана, монтаж осуществляется вручную.

Установка производится автокраном. Строповка и опускание задвижек в котлован. Установка задвижек на готовое основание. Центрирование готовых прокладок и временных болтов. Выверка установки по заданной отметке.

Окончательное свертывание фланцев с заменой временных болтов постоянными. Снятие подвесок, снятие мостиков, демонтаж креплений стенок траншей и котлованов.

Полная засыпка траншей и котлованов :

Траншеи и котлованы засыпают обычно бульдозерами, поскольку они являются очень производительными машинами. Засыпку производим бульдозером ДЗ-29.

К засыпке траншей в которые уложен трубопровод, часто предъявляют требование уплотнять грунт так что бы в последующем он не давал усадки. Уплотнение грунта производят пневматической трамбовкой, работающей в полевых условиях от передвижного компрессора. Что бы избежать просадки трубопроводов у стыков ,засыпку приямков выполняют особо тщательным путем, подсыпка с послойным тромбованием до состояния естественной плотности грунта

Окончательное испытание трубопровода :

Окончательное испытание производим в последовательности:

а) давление в трубопроводе доводится до испытательного,

равного 5кгс/см и под этим давлением трубопровод выдерживаем в течении 80 мин.

б) по окончании срока выдержки в трубопроводе устанавливается давление Рн=3450 мм. рт. ст. (при заполнении жидкостного манометра керосином-, при испытании в низкие температуру отмечается время начала испытания, а также барометрическое давление I мм. рт. ст. соответственно моменту начала испытания.

в) по истечении времени I^го часа измеряется давление в трубопроводе Р_к и барометрическое давление. Р_н ^б .

Г) величена снижения давления определяется по формуле:

Р= g(Рн-Рк)+1,36(Р_н ^к -Р_к ^б )

д)трубопровод считается выдерживает давление, если не будет обнаружено нарушения по плотности, целостности и величине Р определяется по формуле, не будет превышать величины 70мм.в.с. (согласно СНиП 3.05.04-85 табл.7).

Промывка и хлорирование трубопровода :

После выполнения окончательного испытания трубопровода проводят промывку и дезинфекцию. Промывка трубопровода производиться следующим образом: вначале предварительно трубопровод промывают водой от действующего питьевого трубопровода с возможно большой скоростью (более 1 м/с) при полном заполнению трубопровода. Предварительная промывка производится до полного очищения воды от мути и других примесей. До начала, окончательной промывки трубопровод дезинфицируют, заполняя его водой содержащей в себе раствор хлорной извести в количестве 40 мг активного хлора на I литр воды. Хлорная вода должна находиться в трубопроводе не менее I суток. По окончании дезинфекции хлорную воду сливают и трубопровод подвергают окончательной промывке. В процессе этой промывки отбирают пробы воды (в конце промывки) для лабораторных исследований. Качество воды должно соответствовать ГОСТ 2874-82 "Питьевая вода". Результаты дезинфекции и промывки оформляют актом.

Благоустройство:

Мероприятия по благоустройству включают в себя: восстановление дорожного покрытия, завоз растительного грунта, посадка зеленных насаждений, устройство пешеходных дорожек. Трудозатраты принимаются равными 6 % от общих.

Контроль качества работ и сдача объекта :

Контроль за качеством земляных работ осуществляется путем технического надзора.

При этом проверяют:

1. Отметки планируемой территории и траншеи, дна котлована.

2.Ширину траншеи и котлованов, а так же крутизну откосов.

3.Степень уплотнения грунта при засыпке траншеи и котлованов.

4.Надежность естественных оснований под трубопроводами, смотровыми колодцами. Проводят лабораторные исследования и анализ грунтов.

Контроль заключается также в своевременной сдаче определенных работ заказчику.

Согласно СниП 3.05.04.-.85^* , сдача объекта проводится по окончании всех работ для передачи объекта в эксплуатацию.

1) Проверка соответствие выполненных строительно-монтажных работ проектно-сметной документации, стандартам,. Строительным нормам и правилам производства работ.

2) Проверка качества выполненных строительно-монтажных работ и оценка.

3) Выдача заключения по результатам проведенного комплексного испытания и принять для предъявления государственной приемочной комиссии.

Выбор строительных машин.

Количество экскаваторов:

m _экс = = = 1 шт

V _об – объем грунта в целом по объекту, подлежащий разработке экскаватором в автотранспорт, 809,95 м³

k – коэффициент, учитывающий вспомогательные работы, связанные с опробыванием крана, 1,1;

Т – продолжительность работы экскаватора, 75 дн;

Р _см – производительность ковша в смену, 8,8 м³ ;

п – количество смен, 2;

Принимаем гусеничный экскаватор с жесткой подвеской марки ЭО 4121 с составной стрелой и рукоятью, удлиненной.

Техническая характеристика:

Вместимость ковша-0,65м³ ;

Ширина ковша – 0,83 м;

Наибольшая глубина копания – 7,1м;

Высота выгрузки – 5,2 м;

Радиус копания-10,2 м; выгрузки-10,2 м;

Двигатель марки А – 01М;

Мощность -95 кВт;

Скорость передвижения -2,9 км/ч;

Удельное давление на грунт – 0,06 Мпа;

Максимальный угол подьема -22град;

Основные размеры: длина-6870;

ширина –3000;

высота-3000;

масса-20900кг;

Количество кранов

m _кр = = = 1 шт

Р _об – общая масса монтируемой конструкции, 669,2 т;

k – коэффициент, учитывающий вспомогательные работы, связанные с опробыванием крана, 1,1;

Т – производительность монтажных работ, 25 дн;

Р _см – производительность крана в смену, 56 т;

п – количество смен, 2;

Подбор монтажного крана. Выбор крана для опускания труб определяется массой трубыи требуемым вылетом стрелы крана (расстояние от оси траншеи до оси вращения стрелы крана) Требуемый вылет стрелы определяем по формуле:

L=B:2+d+б

в- ширина котлована d - расстояние от края котлована

б₂ - расстояние колес от края котлована

L = 2,7/2 + 3 + 1,0 = 5,35 м

Принимаем монтажный кран КС-3571

Техническая характеристика :

Грузоподъемность при вылете стрелы- наименьшем-10т;

наибольшем- 2,5;

Длина телескопической стрелы – 8 м;

Вылет крюка 7,5 м;

Высота подъема крюка (м) при вылете стрелы наим.-8-; наиб.-1,6;

Скорость подъема груза–0,1-20 м/мин;

Скорость передвижения крана–5 км/ч;

Ширина колесного хода –2,8 м;

Длина крана -10000 м;

Угол подъема (без грунта) –14 град;

Количество автосамосвалов

Часть вынутого грунта увозится на автосамосвалах МАЗ 5549. [справочнику монтажника табл 26.2. стр 276].

N = T_e / t _п

T_e – продолжительность одной ездки самосвала туда и обратно, с учетом времени погрузки и маневров

T_e = t _ц +

t _ц – продолжительность погрузки автосамосвала, 8 мин;

l – расстояние возки, 5 км;

V ₁ – средняя скорость, 40 км/час;

V ₂ – средняя скорость в обратном направлении, 60 км/час;

t _р – продолжительность разгрузки, 1 мин;

t _м – время, затрачиваемое на маневры автосамосвалов, 2 мин;

T_e = 8 + = 23,5 мин

N = 23,5 / 8 = 3+1=4 машины

Технические данные:

Грузоподъемность – 8 т;

Ширина колеи колес: передних – 1970 мм;

задних – 1865 мм;

Двигатель типа- дизель марки – ЯМЗ 236;

Мощность – 132,4 кВт;

Вместимость кузова – 5,1 м³ ;

Направление разгрузки продольное – назад;

Продолжительность разгрузки – 15 сек;

Наибольшая скорость движения – 75 км/час;

Основные размеры автомобиля: длина – 5785 мм

ширина – 2500 мм

высота – 2720 мм

Масса в заправленном состоянии – 6,22 т;

б) Организация СМР

Участок водопроводной сети производится поточно.

Параметры потока: количество захваток – 4;

длина одной захватки – 600 м;

Продолжительности и ритмы работ:

1. Подготовительные работы t ₁ = 4,0 t _р = 1;

2. Механизированная разработка траншей и котлованов t ₂ = 6,0 t _р = 1,5;

3. Крепление стенок t ₃ = 14,0 t _р = 3,5;

4. Доработка грунта вручную t ₄ = 18,0 t _р = 4,5;

5. Раскладка материалов t ₅ = 6 t _р = 1,5;

6. Укладка труб t ₆ = 14,0 t _р = 3,5;

7. Устройство колодцев t ₇ = 4,0 t _р = 1;

8. Устройство задвижек и гидрантов t ₈ = 4,0 t _р = 1;

9. Частичная засыпка трубопровода t ₉ = 10,0 t _р = 2,5;

10. Предварительные испытания t ₁₀ = 6,0 t _р =1,5;

11. Устранение дефектов t ₁₁ = 4,0 t _р = 1;

12. Окончательные испытания t ₁₂ = 12,0 t _р = 3;

13. Полная засыпка t ₁₃ = 12,0 t _р = 3;

14. Промывка и хлорирование трубопровода t ₁₄ = 6,0 t _р = 1,5;

15. Благоустройство территории t ₁₅ = 6 t _р = 1,5;

16. Сдача объекта t ₁₆ = 2 t _р = 0,5;

Критический путь по расчету:

Т _кр = 61,5 дн

Т_кр £ Т _норм ( СНиП 1.04.03-85)

61,5 £ 75

Оптимизация по времени не требуется.

9.5. Стройгенплан

Расчет временных складских и бытовых помещений.

Склад.

Склад принимаем только для хранения инструмента, материалов и железобетонных колодцов и чугунных труб, которые по мере доставки, раскладываются по трассе, а затем укладываются в траншею. Необходимая площадь склада 18 м² .

Расчет бытовых помещений.

Площадь бытовых зданий различного назначения определяем по формуле :

П_тр = П_н * Р

где , П_н - нормативный показатель площади зданий;

Р - чило работающих в наиболее многочисленную смену;

В проекте, число рабочих в наиболее многочисленную смену-15 чел.. Численность ИТР принимается - 14% от этого количества: 15 х 0,14 = 2 чел., а МОП принимается 4% от этого количества: 15 * 0,04 = 1 чел.

Нормативные показатели площади служебных зданий (м² /чел) следующее:

Таблица 10.3

Выбор типов временных зданий.

1) Комната для отдыха приема пищи и обогрева – 1 здание передвижного типа 4078 – 1.00.00.000.СБ, полезной площадью 15 м² , размеры 6,5*2,6 *2,8 м.

2) Объединяем помещение для собраний и контору – 1 здание контейнерного типа “Комфорт”, полезная площадь 27 м² , размеры 9*3*3 м.

3) Объединяем: душевую, умывальную и гардероб. F=0,8 + 11,7 + 3,2 = 15,7 м² – 1 здание типа ЦТС 420-01, размеры 3 * 9.

4) Уборная – тип: туалет на два очка 494-4-13,площадь 4,3 м² , размеры 2,7*2,8 м.

5) Склад - инвентарное временное здание сборно-разборного типа, серии - УТС, с габаритами : длина - 3 м: ширина - 6 м; высота - 3 м.

6)

Расчет временного водоснабжения.

Вода на строительной площадке расходуется : на производственно-технические и хозяйственно-питьевые нужды, а также на пожаротушение.

Q_общ = Q_np + Q_xoз + Q_пож

Q_np = q * a * K₁ * K₂ / 3600 x n

Q_{xo з} = m * b * K₁ * K₂ / 3600 x n

-

где : q - объем работ в смену;

а - удельный расход воды на единицу объема работ;

K₁ , K₂ - коэффициенты, учитывающие неравномерность потребления и спроса;

n - число часов работы в смену;

m - число рабочих в смене;

b - расход воды на одного рабочего в смену;

Таблица № 9.4

Расход на тушение пожара - 20 литров.

О_общ = 2,5+ 0.11 + 20 = 22,6 л/с

Диаметр временного водопровода:

Д = = = 0,139 м

принимаем диаметр временного водовода = 150 мм

Воду берем из городской сети водопровода.

Общий расход канализационной воды:

Qк = q_д + q_х = 0,07 + 0,04 = 0,11 л/с

Диаметр временной канализации:

Принимаем временную канализацию диаметром 150 мм.

Расчет временного энергоснабжения

Общую трансформаторную мощность Рэ определяем по формуле:

где :К - коэффициент, учитывающий потери в сети, 1.10;

К₁ ,К₂ ,К₃ ,К₄ - коэффициенты спроса, зависящие от количества потребителей и степени их загрузки;

Р_с - силовая мощность установленных электродвигателей, кВт;

Р_т - технологическая мощность сварочных трансформаторов, кВт;

Р_в.о. , Р _н.о - мощность внутреннего и наружного освещения, кВт;

cos. φ – коэффициент мощности;

Р_авт = 5 * 3 = 15 кВт

Σ P * K₄ = 3 * 7,5 + 2 * 940 = 1902,5 Вт = 1,9 кВт

Рэ = 1,1 * ( 2 + 15 + 33 + 1,9 ) = 57,09 кВт

По справочнику строителя, таб.50, выбираем комплектную трансформаторную подстанцию КТП, мощностью 63 кВт, габаритные размеры 1,5х1.9х2.7. КТП подключена к городской электросети.

Расчет числа прожекторов.

1) Определение количества прожекторов для матч

где, n - количество прожекторов ( марки ПЗС-45), шт;

Е = 10 – освещенность, ЛК;

S – величина площадки, подлежащей освещению, м² ;

Рл = 1000 – мощность лампы прожектора, Вт;

р = 0,3 – удельная мощность, Вт/ м² ЛК;

Принимаем 4 светильника на матче, следовательно количество мачт

36/4 = 9 шт.

2) Определение количества светильников для столбов

где n - количество прожекторов ( марки ПЗС-45), шт;

Е = 3 – освещенность; ЛК;

S – величина площадки, подлежащей освещению; м² ;

Рл = 1000 – мощность лампы прожектора; Вт;

р = 0,3 – удельная мощность, Вт/ м² ЛК;

Принимаем 8 столбов.

Количество прожекторов для строительной площадки, для погрузо-разгрузочных работ с помощью кранового оборудования, а также устройства траншеи и планировочных работ.

n = = =840 шт

где, р - удельная (ПЗС – 45),0,3 Вт/м² ЛК;

Е– освещённость, 56 ЛК;

S - площадь подлежащая освещению, 49973 м² ;

Р_л - мощность лампы прожектора, 1000 Вт;

Прожектора устанавливаются по 4 шт на мачте высотой 15 м с двух сторон траншеи, на расстоянии 40м друг от друга.

Для освещения временных дорог принимаются осветительные столбы.

9.6.Техника безопасности в строительстве.

1.Требования правил по т/б в строительстве должны соблюдаться при проектировании, строительстве, реконструкции и обслуживании сооружений, а так же при монтаже, наладке и эксплуатации водопроводной сети.

2.Котлованы и траншеи, разрабатываемые в местах, где происходит движение людей или транспорта, должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 23407-85.

На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи, а в ночное время - красные предупредительные фонари.

3.Валуны и камни должны быть удалены, а также отслоения грунта

4.Перед допуском рабочих в траншеи или котлованы глубиной более 1,3м должна быть проверена устойчивость откосов.

5.Значение сигналов- подаваемых в процессе работ или передвижения машин, должны быть разъяснены всем лицам связанным с ее работой.

6.Оставлять без надзора машины с работающим двигателем не допускается.

7.Перемещение, установка и работа машин вблизи выемок с неукрепленными откосами разрешается только за пределам обрушения грунта на расстоянии установленным СНиП III-4-80.

8.Площадка для разгрузочных работ должна быть спланирована и имеет уклон не более 5 град.

9.При загрузке автомобилей экскаватором или краном водителю и другим лицам запрещается находиться в кабине не защищенной козырьком.

10.При необходимости перемещения горячего битума на рабочем месте вручную, следует применять металлические бочки, имеющие форму усеченного конуса.

11.На участке (захватке), где ведутся монтажные работы не допускается выполнение других работ и нахождение по сторонних лиц.

12. Во время перерывов в работе не допускается оставлять поднятые элементы конструкций и оборудования на весу.

13.Перед испытанием необходимо:

а) Руководителю работ ознакомить персонал, участвующий в испытаниях, с порядком проведения работ и с мероприятия ми по безопасному их проведению.

б) Предупредить работающих на смежных участках о времени проведения испытаний.

14.Осмотр оборудования должен проводиться после снижения испытательного давления до рабочего.

15. Присоединять и разъединять линии подводящий воздух от компрессора к испытываемому трубопроводу разрешается только после прекращения подачи воздуха и снятия давления до атмосферного.

Глава 10. Охрана труда

1. Инструкция и обучение охране труда на предприятии

Инструкция это документ в котором описывается порядок действия работника при возникновении различных ситуаций на производстве, также в нем указывается права и обязанности которые имеет работник. В частности работник обязан проходить обучение охране труда на предприятии.

Рабочие могут быть допущены к выполнению работ в том случае, если они изучили технику безопасности и производственную санитарию в объеме вводного (общего) инструктажа, инструктажа на рабочем месте, курсового и специального профессионально-технического обучения.

1) Вводный (общий) инструктаж по технике безопасности проводят в форме беседы до приема рабочих и служащих на работу. О прохождении инструктажа рабочему выдается справка и только после этого его должны оформлять на работу.

2) Инструктаж на рабочем месте (производственный) проводит руководитель работ. В данном случае изучаются правила, инструкции, памятки по технике безопасности, касающиеся работы на конкретном месте.

3) Повторный инструктаж на рабочем месте положено проводить через 6 месяцев, что должно оформляться записью в журнале. Курсовое обучение рабочих по типовым программам для каждой специальности проводят после инструктажа, но не позднее чем в трехмесячный срок. По окончанию обучения рабочие сдают экзамены им выдается удостоверение которое действительно в течении гота. В дальнейшем знания по специальности проверяют ежегодно.

4) Специальное профессионально-техническое обучение проходят рабочие по тем профессиям или видам работ, к которым предъявляют повышенные требования по технике безопасности (например, монтажники конструкций и операторы монтажного пистолета).

Перед обучением некоторые профессии рабочих и служащих проходят обязательный предварительный, а затем периодические медицинские осмотры с целью определения возможности выполнения работ без ущерба для здоровья. К таким профессиям отнесены, в частности, работы, связанные с подъемом на высоту, применение вредных веществ, эксплуатации электроустановок.

Руководящие, инженерно-технические и административно-хозяйственные работники должны проходить ежегодную проверку знаний правил техники безопасности и норм производственной санитарии. ИТР, занятые на эксплуатации объектов Госгортехнадзора и Госэнергонадзора, сдают дополнительные экзамены и получают удостоверение допуска на право производства работ.

2. Краткое описание технологического процесса и анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации водопроводной станции. Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда.

Требование безопасности работ:

- кто допускается

- порядок действия работ

- требования к режиму работы

- порядок окончания работы

- поведение в аварийной ситуации

- требования пожарной безопасности

- расчетная часть

Работа на любом из сооружений на водопроводной станции подразумевает ту или иную степень опасности. Это относится как к работе, непосредственно связанной с технологическим процессом и работе с реагентами, применяемыми на станции и имеющими высокую степень токсичности (будь то хлор, коагулянт и т.д.), так и к проведению сопутствующих погрузочно-разгрузочных, ремонтных или монтажных работ. Правила, описываемые требованиями техники безопасности, рассматривают все возможные аспекты риска и являются предписанием действий и работ, необходимых для минимизации или полного исключения травм на производстве. Кроме того, правила описывают действия персонала в условиях нештатных ситуаций (авария или пожар), выполнение которых позволит четко и быстро устранить причину происшедшего. Неукоснительное соблюдение правил техники безопасности позволяет повысить надежность производства и сохранить работоспособность персонала.

В состав водопроводной станции в общем случае входят следующие сооружения:

1) водозаборное сооружение и насосная станция первого подъема, где производится забор воды из водоема и перекачка на очистные сооружения;

2) реагентное хозяйство, смесители, камеры хлопьеобразования, где осуществляется приготовление, дозирование реагентов и смешение с обрабатываемой водой;

3) отстойники, где происходит осветление воды;

4) фильтры, где происходит окончательная очистка воды;

5) вторичное реагентное хозяйство, контактные камеры и РПВ, где происходит обеззараживание воды перед подачей в распределительную сеть населенного пункта;

6) насосная станция 2-ого подъема, откуда вода поступает непосредственно в распределительную сеть.

Независимо от сооружений, правила техники безопасности на водопроводной станции предусматривают следующие общие правила:

1) работа может поручена лицам не моложе 18 лет, прошедшим медицинскую комиссию и предварительный и вторичный инструктаж на месте по технике безопасности;

2) перед началом работы следует надеть полагающуюся спецодежду и проверить наличие личных средств защиты, если таковые предусмотрены родом производства;

3) получить задание и допуск для проведения работ;

4) по окончании работ произвести уборку рабочего места, сдать инструменты. Снять рабочую спецодежду;

5) в случае аварии действовать в соответствии с порядком, установленным требованиями по технике безопасности в зависимости от рода работ. На примере инструкции по охране труда операторов аммиачных установок:

В случае неожиданного появления газов немедленно одеть противогаз. Совместно со слесарем принять меры по устранению утечки. Сообщить инженеру. Лиц, попавших в атмосферу, насыщенную аммиаком, немедленно перевести в теплое помещение, напоить горячим молоком, дать кислородную подушку. Дальнейшее лечение назначает врач. При поражении электрическим током, сделать искусственное дыхание;

6) требования пожарной безопасности: курить только в специально отведенных местах. Не допускается включение электроприборов с оголенным проводом или неисправных приборов. Электронагревательные приборы должны быть защищены стальными листами, и располагаться на некотором расстоянии от стен;

7) режим работ возможен различный в зависимости от рода производства: 8 часов ежедневно, далее 2 дня отдыха, дополнительно - праздничные дни; 1 сутки, за которыми следует 3 суток отдыха; 12 часов работы, после этого 24 часа отдыха. В последних 2-ух случаях за время, отработанное свыше 168 часов в месяц, полагаются дополнительное денежное выплаты или отгулы. Кроме того, работа в ночное время суток оплачивается по повышенному тарифу.

Вредные условия работы, к примеру, работа с реагентами, повышают тариф в зависимости от класса вредности. Кроме того, при работе во вредных условиях полагается бесплатное молоко.

Каждое из сооружений водопроводной станции имеет собственные специфические рабочие объекты, представляющие опасность.

2.1. Водозаборное сооружение и насосная станция первого подъема.

Присутствуют потенциально опасные рабочие объекты:

- открытые окна водоприемника, где установлены решетки, задерживающие крупные взвешенные объекты. Необходимые ежедневные чистки решеток в определенное время года при отсутствии механизации требуют применения живой рабочей силы и крана для подъема решетки. При этом удаляются защитные ограждения окон водоприемника, соответственно требуются принять меры для исключения возможности падения человека в водоприемную камеру;

- механизированные вращающиеся сетки. Необходимо проверять сохранность защитного кожуха, ограждающего подвижные части;

- мостовой кран, служащий для перемещения крупных объектов и конструкций. Может работать только человек, специально прошедшего обучение и допущенного для работы на мостовом кране. Кроме того, необходимо исключить доступ людей в опасную зону работающего крана;

- обслуживание агрегатов. Перед началом работы необходимо обесточить агрегат и с помощью установки знаков запретить включение на период обслуживания.

2.2. Реагентное хозяйство, смесители, камеры хлопьеобразования .

Присутствуют потенциально опасные рабочие объекты:

- на складе хлора должны использоваться герметичные емкости, исключающие возможность выброса газа в атмосферу. Необходимо поддерживать в помещении хранения стабильную температуру для исключения возможности испарения хлора и соответственно увеличения давления в баке-хранилище;

- необходимо поддерживать аварийную сигнализацию и устройство водяной завесы в рабочем состоянии;

- персонал, работающий в непосредственной близости от реагентного хозяйства, должен быть обучен действиям в аварийных ситуациях. Кроме того, персонал должен быть обеспечен противогазами;

- склад сухого сульфата алюминия следует устраивать в закрытом помещении, куда невозможен доступ дождевой воды для исключения возможности растворения реагента;

- при разгрузке растворении сухого сульфата алюминия следует пользоваться респираторами для исключения возможности попадания пыли в органы дыхания;

- при растворении коагулянта исключить возможность падения человека в растворные емкости;

- транспортировка реагентов надлежит предусматривать в герметичных емкостях. Запрещена совместная перевозка с горючими, органическими материалами.

2.3. Отстойники.

Основную опасность представляет работа по удалению накопленного осадка из отстойника (при отсутствии гидравлической системы удаления осадка). При этом работающие должны быть обеспечены соответствующей одеждой, осветительными приборами, страховочными поясами, обеспечивающими безопасный спуск в камеру отстойника. Необходимо исключить возможность затопления помещения отстойника в период проведения промывных работ.

2.4. Фильтры.

Необходимо строго соблюдать процедуру проведения промывки для избежания возможности затопления помещения фильтров. Необходимо исключить возможность заполнения фильтров в период проведения реконструкции и обслуживания (замена дренажа, замена фильтрующей загрузки, прочистка каналов). Следует строго соблюдать процедуру замены или восстановления поврежденного дренажа для обеспечения равномерного распределения промывной воды по площади фильтрующей загрузки. При проведении санации фильтрующей загрузки следует соблюдать правила техники безопасности, регламентирующие применение и обращение с используемыми для этой цели реагентами.

2.5. Вторичное реагентное хозяйство, контактные камеры и РПВ.

Все условия, соблюдение которых необходимо при работе на сооружениях первичного реагентного хозяйства, справедливо также и здесь. На данном этапе обработки воды коагулирование воды.

2.6. Насосная станция 2-ого подъема.

Перечень потенциально вредных объектов тот же, что и на станции 1-ого подъема.

Все открытые камеры во избежание падения, должны быть оборудованы ограждениями.

Кроме того, для проведения всех типов работ необходимо обеспечение достаточной освещенности.

На всех объектах существует опасность поражения током. Для ликвидации этой опасности, необходимо устройство заземления.

3. Схема водоснабжения города из подземных или поверхностных источников и их описание; эскиз самотечного водозабора .

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.

В зависимости от источника питания водой объекта они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных источников. По способу подачи воды потребителям системы могут быть напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих схем подачи воды. Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, её транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи.

Вид водозаборного сооружения зависит от характера источника водоснабжения. Из поверхностных источников водоснабжения (рис.12.1) забор воды осуществляется береговыми и русловыми водозаборами различной конструкций, из подземных (рис.12.2) – водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.

Подъем и перекачка воды на очистные сооружения или к потребителю осуществляется насосной станцией первого подъема. После прохождения процесса кондиционирования вода подаётся потребителю насосной станцией 2-го подъема. Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих станций, что определяется техническими и экономическими требованиями.

Сооружение для кондиционирования воды необходимы для доведения её качества до требований, предъявляемой к ней абонентами. Резервуары чистой воды (сборные резервуары) служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций 1 и 2 подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов воды.

Водоводы следует рассматривать как сооружения транспортирования воды к местам ее распределения. Они представляют собой систему труб (напорных и безнапорных) и каналов, по которым вода поступает городу, поселку или промышленному объекту.

Для распределения воды по территории объекта и раздачи её потребителям устраиваются водопроводные сеть. Они представляют систему трубопроводов, уложенным по улицам, проездам и т.д., оборудованные необходимой арматурой для целей регулирования, ремонта, отбора воды для целей пожаротушения, поливки и т.д.

Рис. 12.1. Схемы систем водоснабжения из поверхностного (а) и подземного (б) источников

1 – водозаборные сооружения; 2, 5 – насосные станции соответственно 1 и 2 подъема; 3 – очистные сооружения; 4 – резервуар чистой воды; 6 – водоводы; 7 – напорнорегулирующая емкость; 8 – водопроводная сеть.

Сооружения для хранения и аккумулирования воды ( водонапорная башня ) выполняет туже роль, что и резервуар чистой воды. Они сглаживают несоответствие режима работы насосной станции 2 подъема и режима водопотребления.

Если источник расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя. При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства нескольких последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водоводам. Если город имеет развитою территорию и сложный пересеченный рельеф местности, то для создания у абонентов требуемого давления устраивают несколько насосных станций.

При совпадении режимов работы насосной станции и режимов водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для целей регулирования отпадает.

Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть.

рис. 12.2. Схема водозаборного сооружения с самотечным водоводом

1 и 2 - соответственно минимальный и максимальный уровни воды; 3 – русловой затопленный водоприемник; 4 – самотечные водоводы; 5 – береговой сеточный колодец; 6 - всасывающие водоводы; 7 – насосная станция; 8- напорные водоводы; 9 – водоводы для подачи воды на промыв решеток и водоводов обратным током воды.

4. Расчет креплений

Перед разработкой траншей и котлованов необходимо необходимо заранее определить крутизну откосов, обеспечивающую безопасность производства работ, с учетом глубины траншей или котлована и выбрать способ формирования откосов.

Доступная крутизна откосов котлованов для средних грунтов (суглинки и др.) глубиной от 1,5 до 5 м, обычной для промышленного и гражданского строительства, а также при глубине более 5 м устанавливается расчетом в технологической карте проекта производственных работ.

Откосы земляных сооружений в несвязных грунтах ( песок и др.) устраиваются с углами естественного откоса. Что же касается лессовых грунтов, то устойчивость откосов определяется составлением их влажности: в сухих лессовых грунтах устойчивыми являются откосы даже с вертикальными стенками без креплений, но при смачивании этих грунтов откосы котлованов и траншей могут обрушиться в любое время, что в свою очередь может привести к травмотизму

Расчет креплений производят на активное давление грунта и дополнительные нагрузки, могущие располагаться на призме обрушения.

Значение активного давления в связных грунтах определяют из формулы механики грунтов:

s _акт = Н g tg ² (45^о - j /2) - 2 с tg (45^о - j /2)

где, Н - глубина траншеи, м;

g - объемная масса грунта;

j - угол естественного откоса;

с - сила сцепления;

В песчаных грунтах силы сцепления незначительны и их можно не принимать в расчет. Тогда активное давление определяют по формуле:

s _акт = Н g tg ² (45^о - j /2)

В случае применения для креплений досок длиной более 3 м эти доски рассчитывают как неразрезанные балки с максимальным изгибающим моментом:

М =

Для принятых досок момент сопротивления

W =

Приняв эти данные получим:

тогда расстояние между стойками:

l =

где, q - нагрузка на 1 см доски;

b - ширина доски;

Рис.12.3. Крепление стенок траншей (а ) и котлованов (б ).

Для крепления стенок котлованов применяются одинарные стенки ( щиты), которые удерживаются стойкам,забитыми в дно котлована, а верхнии концы их крепят к анкерным ( рис.12.3).

Как правило, для крепления стенок котлованов применяют анкерные и подкосные крепления.

Производство земляных работ на строительных объектах связано с применением машин и транспортных средств и решением вопросов правильного расположения транспортных путей вблизи бровок, за пределами призмы обрушения.

Глава 11. Экономика.

11.1. Исходные показатели при проектировании водоснабжения города и промышленных предприятий.

Экономические расчеты и технико-экономические показатели .

Определение базисной (сметной) стоимости строительства

проектируемых систем.

Сметный расчет стоимости отдельных объектов включает в себя стоимость общестроительных и специальных работ, монтажа оборудования. Объектная смета составляется на объекты основного производственного назначения и сети.

Смета № 1

Прокладка магистральных сетей и коллекторов, водопроводов города.

Таблица 11.1

Накладные расходы составляют ( 16 % ) : 673 * 16 / 100 = 107,7 тыс.руб.

Итого с накладными расходами: 673 + 107,7 = 780,7 тыс.руб.

Плановые накопления ( 8 % ) : 780,7 * 8 / 100 = 62,45 тыс.руб.

Всего по смете: 780,7 + 62,45 = 843,15 тыс.руб.

С учетом коэффициента к ценам 2002 года: 843,15 * 12 = 10177 тыс.руб.

Смета №2.

Строительство сооружений водоснабжения.

Таблица 11.2

11.2. Определение базисной (сметной) стоимости строительства проектируемых систем водоснабжения

Базисная сметная стоимость строительства проектируемых систем служит основой для формирования договорной цены при заключении договора (контракта) на строительство. Сводный сметный расчет стоимости строительства системы водоснабжения города и промышленных предприятий составлен в ценах 2000 года и представлен в табл.11.3.

Сводный сметный расчет стоимости строительства системы водоснабжения города и промышленных предприятий.

Таблица 11.3

11.3. Определение годовых эксплуатационных затрат

Годовые эксплуатационные затраты и себестоимость 1м³ реализованной воды определяется по смете эксплуатационных расходов путем расчета следующих статей затрат:

1. материалы (химические реагенты);

2. электроэнергия;

3. топливо;

4. заработная плата производственных рабочих;

5. начисления на заработную плату;

6. цеховые и общеэксплуатационные расходы.

Подсчет отдельных статей затрат производится следующим образом:

1). Материалы:

Стоимость реагентов складывается из отпускной стоимости и расходов по заготовке и доставке их на склад водопроводной станции.

М = (Q_год * ДЦ * К) / (10000 * В),

где, Q_год – годовое количество обрабатываемой воды, м³ ;

Д – доза реагента, мг/л;

Ц - отпускная цена за 1 тонну реагента, тыс. руб.;

К – коэффициент, учитывающий затраты на заготовку и доставку, принимается равным 1,15;

В – содержание основного вещества в товарном реагенте, %.

Расчет затрат на реагенты приведен в таблице 13.4.

Затраты на реагенты.

Таблица 11.4.

2). Электроэнергия:

Количество электроэнергии, необходимое для подъема и подачи воды насосными станциями на год, определяется по формуле:

Э = (Q_o * H_o * t) / (102 * КПД_н * КПД_д ),

где, Q_o – среднее количество перекачиваемой воды, л/с;

Н_о – высота подъема воды, м;

t – число часов работы насоса в течении года, час;

КПД_н – КПД насоса, принимается по каталогу, %;

КПД_д – КПД двигателя, %

Э = (581 * 21,05 * 24 * 365) / (102 * 0,85 * 0,92) +

+ (491 * 70 * 24 * 365) / (102 * 0,55 * 0,93) = 7113976 кВт

При тарифе за электроэнергию 0,40 руб/кВт*ч расходы составят:

7113976 * 0,40 = 3651 тыс. руб.

Установленная мощность определяется по формуле:

N = (P * K_o * EN) / cos j,

где, Р - коэффициент, учитывающий трансформаторный резерв, 1,5;

К_о - коэффициент, учитывающий электроосветительную нагрузку, 1,06;

cos j - 0,9;

EN – сумма мощностей всех рабочих электродвигателей низкого напряжения:

EN = (Q_o * H_o ) / (102 * КПД_н * КПД_д )

EN = (581 * 21,05) / (102 * 0,85 * 0,92) +

+ (491 * 70) / (102 * 0,55 * 0,93) = 812

N = (1,5 * 1,06 * 812) / 1,06 = 1218 кВА

При тарифе 0,42 руб/кВА затраты составят:

1218 * 0,42 = 51 тыс. руб.

Общие затраты на электроэнергию составят:

Э_общ = 3651 + 51 = 3702 тыс. руб.

3). Топливо.

Так как в разрабатываемом проекте не предусмотрены двигатели внутреннего сгорания, поэтому эти затраты мы не считаем.

4). Заработная плата производственных рабочих.

Численность рабочих определяется в соответствии с нормативами. Нормативами предусмотрена явочная численность для всех профессий рабочих, кроме обслуживающих сети.

Списочная численность определяется по формуле:

Ч_с = Ч_я * К_н ,

где, Ч_я - нормативная явочная численность рабочих, чел.;

К_н - коэффициент, учитывающий планируемые невыходы (отпуска, болезни и т.п.), К_н = 1,25.

Определение численности производственных рабочих.

Таблица 11.5.

Фонд заработной платы определяется исходя из численности и среднегодовой заработной платы одного рабочего и составляет:

58 * (800 * 12) = 556 тыс. руб.

Начисления на заработную плату. Принимаются от фонда заработной платы производственных рабочих в размере 40% и составляют:

556 * 0,4 = 222 тыс. руб.

Амортизационные отчисления. Сумма амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов при норме амортизации в размере 15% от стоимости основных фондов от главы 2 составляет:

3361 тыс.руб.

Ремонтный фонд. Затраты на ремонт принимаются равными для сетей 0,1% от сметной стоимости и составляют 8 тыс. руб.; для прочих сооружений - 1% от сметной стоимости и составляют 148 тыс.руб. Общая сумма затрат на ремонтный фонд равна 156 тыс. руб.

Цеховые и общеэксплуатационные расходы.

Определение численности административно-управленческого и цехового персонала.

Таблица 11.6.

Фонд заработной платы определяется исходя из численности и среднегодовой заработной платы административно-управленческого и цехового персонала и составляет:

34 * (1500,0 * 12) = 612,0 тыс. руб.

Начисления на заработную плату данных категорий работников принимаются в размере 40% от фонда заработной платы и составляют:

612,0 х 0,4 = 244,8 тыс. руб.

Прочие расходы принимаются в размере 20% от суммы фонда заработной платы и начислений на нее и составляют:

(612,0 + 244,8) * 0,2 = 171,4 тыс. руб.

Тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение составляет 344300 ккал/ч . С учетом 20%-ного уровня тепловых потерь, теплотворной способности угля 4000 ккал/тн и КПД котельной, равного 0,65, требуемое количество каменного угля в сутки определяется по формуле:

G_сут. = (24 * 344300 *1,2) / (4000 * 0,65 * 1000) = 3,8 тн/сут

При стоимости угля 600 руб/тн годовые расходы на теплоснабжение составят:

835 * 600 = 501,0 тыс. руб.

Общие затраты по статье цеховые и общеэксплуатационные расходы равны 1529,2 тыс. руб.

Смета эксплуатационных расходов.

Таблица 11.7.

Технико-экономические показатели по проекту:

· численность населения. - 115500 чел.

· суточная производительность системы - 42421 м³ /сут