Василенко А.А., Грабовский П.А., Ларкина Г.М., Полищук А.В., Прогульный В.И. Реконструкция и интенсификация сооружений водоснабжения и водоотведения

Подождите немного. Документ загружается.

101

Если на вводе установлен счетчик воды, то эти утечки учиты-

ваются и оплачиваются абонентом, но все же они должны рассматри-

ваться как непроизводительный расход, т.е. как потери воды. Если же

счетчики не установлены, то неисправность санитарных приборов соз-

дает прямые убытки для водопроводно-канализационного предпри-

ятия.

Небольшие утечки в домах

ночью иногда не учитываются счет-

чиками, так как малые расходы воды могут находиться ниже порога их

чувствительности.

Утечки в домах через санитарные приборы резко увеличиваются

ночью при повышении давления в городской сети (особенно через са-

нитарные приборы, расположенные на нижних этажах и работающие

под более высоким давлением).

Для снижения утечек

из санитарных приборов целесообразно

осуществлять:

1. Систематический осмотр и ремонт санитарных приборов,

установленных в домах.

2. Разработку рационального режима работы насосных стан-

ций со снижением подачи воды и давления в сети в часы

минимального водоразбора.

3. Установку на вводах у абонентов автоматических регулято-

ров давления для обеспечения работы санитарных приборов

условиях постоянного режима и т.п.

Причины возникновения утечек и нерационального использова-

ния воды и меры по их устранению приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1. Причины и меры устранения утечек и нерационального

использования воды.

Причины

Меры устранения

Внутренние сети

1. Нерациональные расходы

из-за избыточных напоров.

1. Установка регуляторов дав-

лений.

2. Неисправная арматура.

2. Совершенствование водораз-

борной арматуры. Повышение

уровня эксплуатации (профи-

лактические работы).

102

3. Слив охлажденной воды из

системы горячего водо-

снабжения из-за неудовле-

творительной циркуляции.

3. Организация естественной

или принудительной цирку-

ляции воды в системах горя-

чего водоснабжения.

Наружные сети

4. Низкое качество строи-

тельства, плохое качество

труб и арматуры, коррозия

металлических труб.

4. Повышение качества строи-

тельства, внутренняя и на-

ружная изоляция труб, элек-

трозащита, использование

труб, устойчивых к коррозии

(пластмасса, чугун и т.п.),

улучшение качества труб и

стыков.

5. Избыточные напоры.

5. Снижение избыточных напо-

ров (башенные схемы, зони-

рование, увеличение числа

насосных станций, разработка

АСУВ).

Заметный вклад в потери воды дают избыточные напоры. По

данным НИИКВОВ [42,43] на каждые 10м избыточного напора расход

возрастает на 5-8%.

Общие потери воды в системах хозяйственно-питьевого водо-

снабжения в Украине крайне велики. Так, в Одессе они достигают

41% от общей подачи.

Промышленные предприятия

Вода, подаваемая городскими водопроводами, предназначается

для удовлетворения питьевых

и хозяйственно-бытовых потребностей

населения и работников предприятий, а также для обеспечения неко-

торых предприятий, которые нуждаются в воде питьевого качества. К

таким относятся в первую очередь пищевые предприятия.

Расходование воды из водопроводной городской сети в тех слу-

чаях, когда не требуется вода питьевого качества, является совершенно

недопустимым.

Работники водопровода

должны стремиться к сведению до ми-

нимума расходов питьевой воды для нужд промышленных предпри-

ятий, не требующих воды питьевого качества.

103

Наиболее часто в большом количестве промышленные предпри-

ятия воду расходуют на охлаждение двигателей, компрессорных уста-

новок, машин, холодильных конденсаторов и пр. Между тем, охлаж-

дающие воды часто не относятся к категории вод питьевого качества и

могут быть заменены водой технической или оборотной, т.е. исполь-

зуемой несколько раз.

На многих предприятиях

питьевая вода расходуется на техноло-

гические цели, хотя технология данного производства не требует воды

питьевого качества. Вода также расходуется для испытания герметич-

ности резервуаров и котлов, для промывки отдельных деталей и т.д. На

все эти нужды также должны быть использованы оборотные воды или

вода из собственных источников. В отдельных

цехах, где требуется

вода питьевого качества, ее расходование осуществляется не эконо-

мично. Отсутствуют устройства, прекращающие подачу воды в те мо-

менты, когда расход ее не вызывается необходимостью. Это приводит

к излишкам расхода воды, которые хотя и оплачиваются потребите-

лем, но используются нерационально и потому являются прямыми

потерями.

Таким образом, работники водопроводно

-канализационного

предприятия совместно с администрацией данного предприятия долж-

ны произвести тщательное обследование, в результате которого опре-

делить, какое количество и какого качества вода требуется для каждо-

го производственного процесса.

На основании проведенного обследования и расчетов предпри-

ятию предъявляется технически обоснованное требование о сокраще-

нии расхода питьевой воды путем ее рационального

использования, об

организации оборотных систем или устройства самостоятельных водо-

заборов.

Решением городских властей каждому предприятию должен за-

даваться лимит расхода питьевой воды в зависимости от объема работ,

устанавливается срок для организации оборотного водоснабжения,

использования собственных источников водоснабжения или проведе-

ния других мероприятий с целью экономии питьевой воды. Причем

этот лимит может

начать действовать через определенный срок, в те-

чение которого предприятие должно сократить водопотребление до

заданного значения. По истечении указанного срока подача воды от

городского водопровода предприятиям сокращается в пределах уста-

новленного лимита. Перерасход лимита влечет за собой штрафные

санкции.

104

Для определения фактического водопотребления предприятий и

необходимого расхода воды проводят анкетирование предприятий с

указанием места их расположения, схемы подключения к водопровод-

ной сети, использования воды в технологическом процессе и режима

ее отбора из сети, расходов воды в целом по предприятию и, при необ-

ходимости, по отдельным цехам (технологическим линиям). Для наи

более крупных потребителей воды производят обследование с целью

определения фактического водопотребления.

Полученные данные сравнивают с расчетными, определенными

по действующим нормативам. Для предприятий с расходами, превы-

шающими нормативные, проводят обследование с целью выявления

нерационального потребления воды и разработки рекомендаций по его

снижению.

Основные пути снижения водопотребления на предприятиях:

• совершенствование технологий

основных производств – ис-

пользование безводных или маловодных технологий;

• внедрение оборотных систем с повторным и кооперативным

использованием воды;

• установка счетчиков воды (расходомеров) и совершенствование

платы за воду (штрафы за перерасход воды);

Наиболее действенным способом снижения максимальных ча-

совых расходов воды, отбираемых из водопроводной сети, является

установка регулирующих емкостей на территории

предприятия (на-

пример, башен или резервуаров на вводах). Заполнение этих емкостей

может быть автоматизировано, например, по времени - в часы мини-

мального водопотребления.

Поливка

Ориентировочное количество воды, отбираемой из системы хо-

зяйственно-питьевого водоснабжения на поливку, может быть опреде-

лено по данным отделов водосбыта Водоканалов. Полученные расхо-

ды сравнивают с расчетными,

определенными по методике СНиП

2.04.02-84 [9]. Фактические расходы воды на поливку и мойку проез-

дов могут быть меньшими, чем расчетные, просто из-за плохой работы

соответствующих служб.

Для снижения расходов воды, отбираемых из системы подачи и

распределения воды, а также для уменьшения максимально-часовых

расходов используют следующие способы:

• рассматривают возможность и

целесообразность поливки дочи-

щенной сточной водой или поверхностной водой из близлежа-

щих водоемов;

105

• для снижения отбора из наружных сетей предусматривают строи-

тельство резервуаров на сети для заправки поливочных машин;

• заполнение этих резервуаров производят из водопроводной сети в

часы минимального водопотребления, для чего предусматривают

соответствующую автоматику.

После определения расходов по всем группам потребителей на-

ходят необходимые расходы (максимальные, средние и минимально-

часовые для

суток максимального, среднего и минимального водопо-

требления). Следует отметить, что в некоторых случаях перечислен-

ные способы сокращения водопотребления позволяют обеспечить не-

обходимое водопотребление населенного пункта при его развитии, без

каких либо заметных капиталовложений.

3.1.2. Насосные станции

Основным этапом обследования насосных станций является

паспортизация насосов, при которой устанавливают:

а) марки насосов;

) диаметр колес;

в) число оборотов;

г) марки электродвигателей и их параметры;

д) фактические характеристики насосов:

• подача – напор – H(q);

• подача – мощность – N(q);

• подача – допустимый вакуум – H

вак

(q);

• подача – КПД – η(q) (рассчитывается).

Фактическая характеристика насосов может заметно отличаться

от заводской. Поэтому согласно Правилам технической эксплуатации

фактические характеристики насосов должны определяться не реже 1

раза в 2 года. Методика определения характеристик насосов нормиру-

ется ГОСТ 6134 – 87.

Перед снятием характеристик измеряют диаметры трубопрово-

дов, проверяют вертикальность положения приборов для измерения

давления и

вычисляют постоянные измерительных приборов. Все при-

боры должны быть предварительно поверены.

Перечень необходимых приборов приведен ниже:

1. Вакуумметры.

2. Манометры.

3. Расходомеры (желательно на каждом насосе).

4. Ваттметры или амперметры и вольтметры.

106

При измерениях следует применять приборы давления с клас-

сом точности не более 2,5. В процессе испытания шкала прибора

должна использоваться не менее чем на 2/3.

При испытаниях подачу насосов (центробежных) изменяют от 0

до Q

макс

с интервалом не более 12% номинальной подачи при помощи

задвижки на напорном трубопроводе и записывают соответствующие

напоры и мощности. Рабочих точек должно быть не менее 10. Показа-

ния приборов записывают только при установившемся режиме. Про-

должительность замера - не более 15 с, последовательность при всех

режимах работы - одна и та же.

Схема испытания насоса

приведена на рис.3.1.

Порядок проведения испытаний следующий:

1. Измеряются отметки воды в резервуарах (Z

и Z

) и снимаются

показания вакуумметра (H

) и манометра (Н

М2

) при нулевой подаче

(регулировочная задвижка закрыта - Q=0) и определяется геометриче-

ская высота подъема воды:

= Z

- Z

= Н

М2

+ H

= Н

М2

+ H

2. Варьируя подачу регулировочной задвижкой, измеряют рас-

ход, мощность, напоры до и после задвижки Н

М1

и Н

М2

и отметки воды

в резервуарах (Z

, Z

Рис. 3.1. Схема испытания насоса

= Н

Манометр 1

Манометр 2

м2

м1

Регулировочная задвижка

Расходомер

Вакуумметр

107

3. Напор насосов (м) рассчитывается по формулам:

ВН

ман

−

(3.1)

12 ВНММман

ZZННН

−

(3.2)

где Н

ман

– манометрический напор, определяемый по показаниям ма-

нометров на напорной (Н

М1

) и всасывающей линиях (Н

)

, м;

и V

– скорости в напорном и всасывающем патрубках насосов,

м/с;

- отметки осей манометров на напорном и всасывающем тру-

бопроводах, м;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с

При отсутствии манометра (вакуумметра) на всасывающей ли-

нии насоса допускается определять напор по уровню воды в резервуа-

ре (рис.3.2). В этом случае формула (3.2) принимает вид

вс1

hZZНН

РНМман

−

(3.2.1)

где Z

– отметка воды в резервуаре, определяемая по показаниям

уровнемера, м, (эти показания должны быть связаны с отметкой оси

манометра на напорной линии);

вс

– потеря напора во всасывающей линии от резервуара до насоса, м,

определяемая по формуле:

вс

=ΣζV

/2g+1000iL,

или по приближенной формуле –

вс

= k

1000iL

где k

= (1,1─1,5) –коэффициент, учитывающий местные сопротивле-

ния;

L- длина всасывающей трубы от резервуара до насоса, км;

1000i – гидравлический уклон, м/км, который можно определить по

таблицам Ф.А.Шевелева [39] в зависимости от диаметра трубы, ее ма-

териала и расхода.

При установке на всасывающей линии вакуумметра давление в формуле (3.2)

берется со знаком минус.

108

При одинаковых диаметрах напорного и всасывающего патруб-

ков (V

) напор насоса равен манометрическому напору, опреде-

ляемому по формулам (3.2) или (3.2.1).

В результате получают зависимость напора насосов, потери на-

пора в задвижке и характеристики водоводов от подачи:

Н= H(q), h

= h

(q)= Н

М1

-Н

М2

,, hв(q)=H(q)-h

4. По результатам замеров строят характеристику H–q насоса

(рис.3.3).

Обработка результатов замеров может быть выполнена с помо-

щью стандартной программы Microsoft Excel. При этом для аппрокси-

мации результатов замеров целесообразно использовать полином вто-

Рис.3.2. Определение напора насоса при отсутствии

манометра (вакуумметра) на всасывающей линии

Резе

Насос

Рис.3.3. Построение совместной

характеристики насоса и водоводов

Характеристика

насоса

Характеристика

водоводов

109

рой или третьей степени. Для оценки степени достоверности аппрок-

симации программа автоматически подсчитывает коэффициент корре-

ляции.

Основные затруднения при получении расходно-напорной ха-

рактеристики насосов связаны с определением подачи каждого насоса.

Дело в том, что расходомеры на каждом насосе устанавливают редко,

поэтому приходится пользоваться общими расходомерами на выходе

из насосной станции

. В этом случае приходится работать поочередно

каждым насосом

При использовании общих расходомеров насосной станции мо-

жет оказаться, что подача испытываемого насоса (особенно при малых

значениях расходов) окажется за пределами чувствительности этих

расходомеров. Кроме того, необходимо проконтролировать, что весь

расход испытываемого насоса проходит через расходомер, и нет уте-

чек воды через неплотно прикрытые задвижки. Еще хуже ситуация в

тех (

еще, к сожалению, нередких) случаях, когда в насосной станции

вообще нет расходомеров. Тогда расход приходится определять объ-

емным способом – по опорожнению или заполнению резервуаров чис-

той воды. В этих случаях приходится предварительно получить зави-

симость объема воды в резервуаре от уровня. Трудоемкость и погреш-

ность испытаний при этом возрастают. Здесь также

приходится кон-

тролировать плотность закрытия задвижек.

Замер подачи насосов может быть произведен с помощью пере-

носных ультразвуковых расходомеров (УЗР) с накладными датчикам.

Такие датчики, как и для других типов расходомеров, требуют опреде-

ленных длин прямых участков до и после них без каких-либо местных

сопротивлений, однако эти расстояния меньшие, чем

для других рас-

ходомеров. Проблемы с измерением расходов при использовании УЗР

могут возникнуть при малых значениях расходов, когда погрешность

сильно возрастает.

5. Одновременно с замерами давлений и расходов определяется мощ-

ность, потребляемая электродвигателем. Проще всего это сделать при

наличии счетчиков активной электроэнергии, если такими счетчиками

оборудован каждый насос. Продолжительность замера для

каждого

расхода должна быть не менее 30 с. Если счетчиков нет, то замер

мощности (кВт) можно произвести с помощью амперметра и вольт-

метра по формуле:

Такие замеры приходится производить в ночное время.

,1000/cos3

ϕη

UAN =

110

где U- напряжение фазы, В;

А – ток фазы, А;

cos φ –коэффициент мощности;

– КПД двигателя (cos φ и η

принимают по данным длительной экс-

плуатации).

Обработку результатов замеров производят аналогично обра-

ботке расходно-напорной характеристики (см. п.4).

6. Коэффициент полезного действия насоса вычисляется по формуле:

η= qH/102N,

где q и H- подача (л/с) и напор (м) насоса.

Вычислив η для каждой точки, строят график зависимости η(q), затем

обрабатывают его аналогично

п.4.

7. При обследовании насосных станций фиксируют данные об элек-

тродвигателях насосов (марка, тип, год выпуска, мощность и т.п.).

8. В процессе обследования собирают информацию, необходимую

для последующих этапов анализа СПРВ:

• суточная подача по сезонам года (максимальная, средняя и

минимальная);

• почасовые графики подачи воды и соответствующие напо-

ры на выходе из насосной станции;

• наиболее часто используемые сочетания работающих насо-

сов;

• способы регулирования подачи и управления работой на-

сосной станцией.

Показанная на рис. 3.1 схема испытаний позволяет одновремен-

но с характеристиками насосов получить и характеристику системы,

на которую работает насосная станция. Для того, чтобы получить ха-

рактеристику водоводов

, необходимо от характеристики насосов от-

нять (отложить вниз) потери напора в задвижке h

, измеренные при

разных расходах (см.п.4). Для контроля правильности замеров исполь-

зуется величина геометрического подъема воды h

, определенная в п.1-

кривая H-q водоводов должна стремиться к h

при q=0. Потери напора

в коммуникациях насосной станции в данном случае включены в по-

тери в водоводах.

Описанная методика дает возможность получить характеристи-

ку системы водоводов, сети, (или водоводы и сеть) в целом. Однако,

определить характеристику отдельных элементов таким способом не

всегда удается, так как для этого необходимо тщательно отсечь один

водовод, что связано с большим объемом работ по закрытию и откры-