Василенко А.А., Грабовський П.А., Ларкіна Г.М., Поліщук А.В., Прогульний В.І. Реконструкція і інтенсифікація споруд водопостачання та водовідведення

Подождите немного. Документ загружается.

101

а) витрата води на власні потреби водопровідно-каналізаційних

підприємств;

б) витрата води на пожежогасіння й пожежні навчання.

Боротьба з витоками на водопровідній мережі

Для забезпечення безперебійної роботи водопровідної мережі й

боротьби з витоками води необхідне дотримання наступних умов:

1. Мережа повинна бути закільцьована, тупикові лінії можуть засто-

совуватися у виняткових випадках.

2. На мережі повинні бути встановлені в необхідній кількості:

• засувки для виділення окремих ділянок мережі на час ремонту

або ушкодження. Вони розташовуються в колодязях, тому що до

них повинен бути забезпечений вільний доступ для обслугову-

вання;

• вантузи, що служать для випуску повітря із трубопроводів, які

встановлюються в найвищих точках мережі;

• запобіжні клапани для запобігання гідравлічних ударів у ме-

режі;

• пожежні гідранти для відбору води з мережі на випадок поже-

жі.

3. Вся водопровідна мережа й арматура повинні утримуватись в нор-

мальному технічному й санітарному стані.

4. Найважливішим заходом, що забезпечує нормальну експлуатацію

водопровідної мережі і тим, що охороняє її від втрат води, є планово-

попереджувальний огляд і ремонт мережі, що складається з наступних

основних елементів:

• систематичний огляд всієї траси водопроводу для виявлення

видимих витоків води, перевірка цілості люків і кришок колодя-

зів;

• огляд і профілактичний ремонт мережних арматур і т.п.

Боротьба із втратами води у внутрішній мережі

Втрати води в житлових і суспільних будинках відбуваються,

головним чином, через несправність санітарних приладів [40,41].

Якщо на вводі встановлений лічильник води, то ці витоки вра-

ховуються й оплачуються абонентом, але все-таки вони повинні роз-

глядатися як непродуктивна витрата, тобто як втрати води. Якщо ж

лічильники не встановлені, то несправність санітарних приладів ство-

рює прямі збитки для водопровідно-каналізаційного підприємства.

102

Невеликі витоки в будинках уночі іноді не враховуються лічи-

льниками, тому що малі витрати води можуть знаходитись нижче по-

рогу їхньої чутливості.

Витоки в будинках через санітарні прилади різко збільшуються

вночі при підвищенні тиску в міській мережі (особливо через санітарні

прилади, розташовані на нижніх поверхах і працюючі під більш висо-

ким тиском).

Для зниження витоків із санітарних приладів доцільно здійсню-

вати:

1. Систематичний огляд і ремонт санітарних приладів, встано-

влених у будинках.

2. Розробку раціонального режиму роботи насосних станцій зі

зниженням подачі води й тиску в мережі в години мінімаль-

ного водорозбору.

3. Встановлення на вводах у абонентів автоматичних регуля-

торів тиску для забезпечення роботи санітарних приладів в

умовах постійного режиму й т.п.

Причини виникнення витоків і нераціонального використання

води й заходи для їхнього усунення наведені в табл.3.1.

Таблиця 3.1. Причини й міри усунення витоків і нераціонального

використання води.

Причини

Міри усунення

Внутрішні мережі

1. Нераціональні витрати че-

рез надлишкові напори.

1. Установка регуляторів тисків.

2. Несправна арматура.

2. Удосконалення водорозбірної

арматури.

3. Злив охолодженої води із

системи гарячого водопо-

стачання через незадовіль-

ну циркуляцію.

3. Організація природної або

примусової циркуляції води в

системах гарячого водопоста-

чання. Підвищення рівня екс-

плуатації (профілактичні ро-

боти).

103

Зовнішні мережі

4. Низька якість будівництва,

погана якість труб і арма-

тури, корозія металевих

труб.

4. Підвищення якості будівниц-

тва, внутрішня й зовнішня

ізоляція труб, електрозахист,

використання труб, стійких

до корозії (пластмаса, чавун і

т.п.), поліпшення якості труб

і стиків.

5. Надлишкові напори.

5. Зниження надлишкових на-

порів (баштові схеми, зону-

вання, збільшення числа на-

сосних станцій, розробка

АСУВ).

Помітний внесок у втрати води дають надлишкові напори. За

даним НДІ КВОВ [42,43] на кожні 10м надлишкового напору витрата

зростає на 5-8%.

Загальні втрати води в системах господарсько-питного водопо-

стачання в Україні вкрай великі. Так, в Одесі вони досягають 41% від

загальної подачі.

Промислові підприємства

Вода, що подається міськими водопроводами, призначається

для задоволення питних і господарсько-побутових потреб населення й

працівників підприємств, а також для забезпечення деяких підпри-

ємств, які мають потребу у воді питної якості. До таких відносяться в

першу чергу харчові підприємства.

Використання води з водопровідної міської мережі в тих випад-

ках, коли не потрібна вода питної якості, є зовсім неприпустимим.

Працівники водопроводу повинні прагнути до зведення до міні-

муму витрат питної води для потреб промислових підприємств, які не

вимагають води питної якості.

Найбільш часто у великій кількості промислові підприємства

витрачають воду на охолодження двигунів, компресорних установок,

машин, холодильних конденсаторів та ін. Тим часом, охолоджуючі

води часто не відносяться до категорії вод питної якості й можуть бути

замінені водою технічною або оборотною, тобто використовуваною

кілька разів.

104

На багатьох підприємствах питна вода витрачається на техноло-

гічні цілі, хоча технологія даного виробництва не вимагає води питної

якості. Вода також витрачається для випробування герметичності ре-

зервуарів і казанів, для промивання окремих деталей і т.д. На всі ці

потреби також повинні бути використані оборотні води або вода із

власних джерел. В окремих цехах, де потрібна вода питної якості, її

витрачання здійснюється не економічно. Відсутні пристрої, що припи-

няють подачу води в ті моменти, коли витрата її не викликається необ-

хідністю. Це приводить до надлишків витрати води, які хоча й опла-

чуються споживачем, але використовуються нераціонально й тому є

прямими втратами.

Таким чином, працівники водопровідно-каналізаційного під-

приємства разом з адміністрацією даного підприємства повинні зроби-

ти ретельне обстеження, в результаті якого визначити, яка кількість і

яка якість води потрібна для кожного виробничого процесу.

На підставі проведеного обстеження й розрахунків підприємст-

ву пред'являється технічно обґрунтована вимога про скорочення ви-

трати питної води шляхом її раціонального використання, про органі-

зацію оборотних систем або влаштуванню самостійних водозаборів.

Рішенням міських влад кожному підприємству повинен задава-

тися ліміт витрати питної води залежно від обсягу робіт, установлю-

ється строк для організації оборотного водопостачання, використання

власних джерел водопостачання або проведення інших заходів з метою

економії питної води. Причому цей ліміт може почати діяти через пев-

ний строк, протягом якого підприємство повинне скоротити водоспо-

живання до заданого значення. Після закінчення зазначеного строку

подача води від міського водопроводу підприємствам скорочується в

межах установленого ліміту. Перевитрата ліміту спричиняє штрафні

санкції.

Для визначення фактичного водоспоживання підприємств і не-

обхідної витрати води проводять анкетування підприємств із вказів-

кою місця їхнього розташування, схеми підключення до водопровідної

мережі, використання води в технологічному процесі й режиму її від-

бору з мережі, витрат води в цілому по підприємству й, при необхідно-

сті, по окремих цехах (технологічним лініям). Для найбільш великих

споживачів води роблять обстеження з метою визначення фактичного

водоспоживання.

Отримані дані порівнюють із розрахунковими, визначеними за

діючими нормативами. Для підприємств із витратами, що перевищу-

105

ють нормативні, проводять обстеження з метою виявлення нераціона-

льного споживання води й розробки рекомендацій з його зниження.

Основні шляхи зниження водоспоживання на підприємствах:

• удосконалювання технологій основних виробництв - викорис-

тання безводних або маловодних технологій;

• впровадження оборотних систем з повторним і кооперативним

використанням води;

• установка лічильників води (витратомірів) і вдосконалювання

плати за воду (штрафи за перевитрату води);

Найбільш діючим способом зниження максимальних годинних

витрат води, що відбираються з водопровідної мережі, є установка ре-

гулюючих ємностей на території підприємства (наприклад, башт або

резервуарів на вводах). Заповнення цих ємностей може бути автомати-

зовано, наприклад, за часом - у години мінімального водоспоживання.

Полив

Орієнтовна кількість води, що відбирається із системи госпо-

дарсько-питного водопостачання на полив, може бути визначена за

даними відділів водозбуту Водоканалів. Отримані витрати порівнюють

із розрахунковими, визначеними за методикою БНіП 2.04.02-84 [9].

Фактичні витрати води на полив й мийку проїздів можуть бути мен-

шими, чим розрахункові, просто через погану роботу відповідних

служб.

Для зниження витрат води, що відбираються із системи подачі й

розподілу води, а також для зменшення максимально-годинних витрат

використовують наступні способи:

• розглядають можливість і доцільність поливання доочищеною

стічною водою або поверхневою водою із прилеглих водойм;

• для зниження відбору із зовнішніх мереж передбачають будівни-

цтво резервуарів на мережі для заправлення поливальних машин;

• заповнення цих резервуарів роблять із водопровідної мережі в

години мінімального водоспоживання, для чого передбачають

відповідну автоматику.

Після визначення витрат по всіх групах споживачів знаходять

необхідні витрати (максимальні, середні й мінімально-годинні для до-

би максимального, середнього й мінімального водоспоживання). Слід

зазначити, що в деяких випадках перераховані способи скорочення

водоспоживання дозволяють забезпечити необхідне водоспоживання

населеного пункту при його розвитку, без будь-яких помітних капіта-

ловкладень.

106

3.1.2. Насосні станції

Основним етапом обстеження насосних станцій є паспортизація

насосів, при якій установлюють:

а) марки насосів;

б) діаметр коліс;

в) число обертів;

г) марки електродвигунів і їх параметри;

д) фактичні характеристики насосів:

• подача - напір - H(q);

• подача - потужність - N(q);

• подача – припустимий вакуум – H

вак

(q);

• подача - ККД -((q) (розраховується).

Фактична характеристика насосів може помітно відрізнятися від

заводської. Тому відповідно до Правил технічної експлуатації фактич-

ні характеристики насосів повинні визначатися не рідше 1 рази в 2 ро-

ки. Методика визначення характеристик насосів нормується ГОСТ

6134 - 87.

Перед зняттям характеристик вимірюють діаметри трубопрово-

дів, перевіряють вертикальність положення приладів для виміру тиску

й обчислюють постійні вимірювальних приладів. Всі прилади повинні

бути попередньо повірені.

Перелік необхідних приладів наведений нижче:

1. Вакуумметри.

2. Манометри.

3. Витратоміри (бажано на кожному насосі).

4. Ватметри або амперметри й вольтметри.

При вимірах варто застосовувати прилади тиску із класом точ-

ності не більше 2,5. В процесі випробування шкала приладу повинна

використовуватися не менш чим на 2/3.

При випробуваннях подачу насосів (відцентрових) змінюють від

0 до Q

макс

з інтервалом не більше 12% номінальної подачі за допомо-

гою засувки на напірному трубопроводі й записують відповідні напори

й потужності. Робочих точок повинно бути не менше 10. Показання

приладів записують тільки при сталому режимі. Тривалість виміру - не

більше 15 с, послідовність при всіх режимах роботи - та сама.

Схема випробування насосу наведена на рис.3.1.

107

Рис. 3.1. Схема випробування насосу

= Н

Манометр 1

Манометр 2

м2

м1

Регулювальна засувка

Витратомір

Вакуумметр

Порядок проведення випробувань наступний:

1. Виміряються відмітки води в резервуарах (Z

і Z

) і знімаються

показання вакуумметра (H

) і манометра (Н

М2

) при нульовій подачі

(регулювальна засувка закрита - Q=0) і визначається геометрична ви-

сота підйому води:

= Z

- Z

= Н

М2

+ H

= Н

М2

+ H

2. Варіюючи подачу регулювальною засувкою, вимірюють ви-

трату, потужність, напори до й після засувки Н

М1

і Н

М2

і відмітки води

в резервуарах (Z

, Z

3. Напір насосів (м) розраховується за формулами:

ВН

ман

−

(3.1)

12 ВНММман

ZZННН

−

(3.2)

де Н

ман

– манометричний напір, який визначається за показниками

манометрів на напірній (Н

М2

) і всмоктувальній лініях (Н

)

, м;

При установці на всмоктуючій лінії вакууметра тиск в формулі (3.2) береться

зі знаком мінус.

108

і V

– швидкості в напірному й всмоктувальному патрубках насо-

сів, м/с;

- відмітки осей манометрів на напірному й всмоктувальному

трубопроводах, м;

g - прискорення вільного падіння (9,81 м/с

При відсутності манометра (вакуумметра) на всмоктувальній

лінії насоса допускається визначати напір за рівнем води в резервуарі

(рис.3.2). У цьому випадку формула (3.2) приймає вигляд

вс1

hZZНН

РНМман

−

(3.2.1)

де Z

– відмітка води в резервуарі, обумовлена за показниками рівне-

міра, м, (ці показання повинні бути пов'язані з відміткою осі маномет-

ра на напірній лінії);

вс

- втрата напору у всмоктувальній лінії від резервуара до насоса, м,

яка визначається за формулою:

вс

=ΣζV

/2g+1000iL,

або по наближеній формулі -

вс

= k

1000iL,

де k

= (1,1─1,5) -–коефіцієнт, що враховує місцеві опори;

L- довжина всмоктувальної труби від резервуара до насоса, км;

1000i - гідравлічний ухил, м/км, який можна визначити по таблицях

Ф.А.Шевельова [39] залежно від діаметра труби, її матеріалу й витра-

ти.

Рис.3.2. Визначення напору насосу при відсутності

манометра (вакууметра) на всмоктуючій лінії

Резе

Насос

109

При однакових діаметрах напірного й всмоктувального патруб-

ків (V

) напір насоса дорівнює манометричному напору, який ви-

значається за формулами (3.2) або (3.2.1).

В результаті одержують залежність напору насосів, втрати напору в

засувці та характеристики насоса від подачі:

Н= H(q), h

= h

(q)= Н

М1

-Н

М2

,, hв(q)=H(q)-h

4. За результатами замірів будують характеристику H–q насоса

(рис.3.3).

Обробка результатів вимірів може бути виконана за допомогою

стандартної програми Microsoft Excel. При цьому для апроксимації

результатів вимірів доцільно використовувати поліном другого або

третього ступеня. Для оцінки ступеня вірогідності апроксимації про-

грама автоматично підраховує коефіцієнт кореляції.

Основні утруднення при одержанні витратно-напірної характе-

ристики насосів пов'язані з визначенням подачі кожного насоса. Спра-

ва в тому, що витратоміри на кожному насосі встановлюють рідко,

тому доводиться користуватися загальними витратомірами на виході з

насосної станції. У цьому випадку доводиться працювати по черзі ко-

жним насосом

При використанні загальних витратомірів насосної станції може

виявитися, що подача випробовуваного насоса (особливо при малих

Рис.3.3. Побудова сумісної

характеристики насоса и водоводів

Характеристика

насоса

Характеристика во-

доводів

Такі заміри доводиться здійснювати в нічний час.

110

значеннях витрат) виявиться за межами чутливості цих витратомірів.

Крім того, необхідно проконтролювати, що вся витрата випробовува-

ного насоса проходить через витратомір, і немає витоків води через

нещільно прикриті засувки. Ще гірше ситуація в тих (ще, на жаль,

нерідких) випадках, коли в насосній станції взагалі немає витратомірів.

Тоді витрату доводиться визначати об'ємним способом - по спорож-

нюванню або заповненню резервуарів чистої води. У цих випадках

доводиться попередньо одержати залежність обсягу води в резервуарі

від рівня. Трудомісткість і похибка випробувань при цьому зростають.

Тут також доводиться контролювати щільність закриття засувок.

Замір подачі насосів може бути зроблений за допомогою пере-

носних ультразвукових витратомірів (УЗВ) з накладними датчикам.

Такі датчики, як і для інших типів витратомірів, вимагають певних

довжин прямих ділянок до і після них без яких-небудь місцевих опо-

рів, однак ці відстані менші, чим для інших витратомірів. Проблеми з

виміром витрат при використанні УЗВ можуть виникнути при малих

значеннях витрат, коли погрішність сильно зростає.

5. Одночасно з вимірами тисків і витрат визначається потужність,

споживана електродвигуном. Простіше всього це зробити при наявно-

сті лічильників активної електроенергії, якщо такими лічильниками

обладнаний кожний насос. Тривалість виміру для кожної витрати по-

винна бути не менш 30 с. Якщо лічильників немає, то замір потужності

(кВт) можна зробити за допомогою амперметра й вольтметра за фор-

мулою:

,1000/cos3

ϕη

UAN =

де U- напруга фази, В;

А – струм фази, А;

cos φ -коефіцієнт потужності;

– ККД двигуна (cos φ і η

приймають за даними тривалої експлуата-

ції).

Обробку результатів замірів роблять аналогічно обробці витра-

тно-напірної характеристики (див. п.4).

6. Коефіцієнт корисної дії насоса обчислюється за формулою:

η = qH/102N,

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

Обчисливши η для кожної точки, будують графік залежності η(q), по-

тім обробляють його аналогічно п.4.