Водопроводные сети, их классификация, особенности эксплуатации

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

(КубГТУ)

Факультет экономики, управления и бизнеса

Кафедра производственного и регионального менеджмента

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Организация муниципальной инфраструктуры»

на тему: «Водопроводные сети, их классификация, особенности эксплуатации»

 

 

Выполнил студент группы:

11-ЭБ-ГУ2,    3 курса

Руднева Елена Константиновна

Преподаватель:

Ковалев Андрей Валериевич

 

 

Краснодар

2014

Неотъемлемой частью систем теплоснабжения являются магистрали. По ним вода (130є С) от ТЭЦ поступает в контур теплообменников, где греет теплоноситель, который разводится по потребителям. Большая часть таких трубопроводов изготовлена из стали (около 70%).  
 Системы водоснабжения в зависимости от назначения бывают следующие:

1. для удовлетворения хозяйственно-бытовых и питьевых нужд – хозяйственная; 
2. для снабжения производств водой – производственная; 
3. в редких случаях самостоятельно выполняется противопожарная система; 
4. системы, предназначенные для одновременного удовлетворения различных нужд - объединенные системы, например, производственно-противопожарный водопровод и пр. 

Вода из водоприемника поступает самотеком в сборный колодец, затем, центробежным насосом первого подъема её подают на фильтры в отстойник. Здесь вода подвергается дальнейшему осветлению и хлорированию, после чего поступает в резервуары чистой воды. Вода из этих резервуаров нагнетается насосами второго подъема в резервуар водонапорной башни. Из этого резервуара вода поступает в магистральные линии, прокладываемые под землей по улицам жилых кварталов или к производственным зданиям. Уровень промерзания грунта всегда выше уровня закладки труб. В ряде случаев, например, когда для нужд крупных промышленных комплексов расход воды очень большой, водонапорные башни можно не сооружать. Работа насосов второго подъема в этих случаях регулирует количество подаваемой в сеть воды, а также напор воды в сети. 
 Как правило, с хозяйственным или производственным водопроводом объединяют противопожарный водопровод. И лишь в том случае, когда объединить несколько водопроводов затруднительно (экономически нецелесообразно) его устраивают отдельно. 
 Центробежные насосы применяют для подачи воды в водопроводных установках, т.к. они обладают большой и устойчивой производительностью. В отличие от насосов других типов, преимуществами центробежных насосов являются простота конструкции и относительно небольшой вес. И, кроме того, значительно упрощает насосную установку возможность соединения вала насоса непосредственно с валом паровой турбины или электромотора. 
 Предварительная грубая механическая очистка сточных вод происходит под действием силы тяжести в отстойниках, которые сооружают в виде бассейнов горизонтального или вертикального. Такие коагулянты как глинозем добавляют в воду для ускорения процесса осаждения взвешенных частиц. 
 Пропуская воду через фильтры для очистки воды производят ее вторичное осветление. Для фильтров используют обычно дробленый антрацит, кварцевый песок и гравий различной крупности. Одновременно производится дезинфекция хлором для уничтожения остатков бактерий, после чего вода в значительной степени от них освобождается. 
 Обычно, сооружают кольцевую наружную водопроводную сеть, для того чтобы вода при аварии какого-либо участка бесперебойно поступала в другие участки сети. Допускается прокладывать лишь короткие тупиковые линии к отдельно стоящим зданиям и сооружениям — при длине участков, не превышающей 100м. 
 Глубина заложения наружных водопроводных сетей для защиты от замерзания устанавливается ниже уровня промерзания грунта в данной местности на 0,5—0,6 м. 
 Трубы для наружных сетей водопроводов применяют преимущественно стальные и чугунные, реже железобетонные или асбестоцементные. Водяные трубопроводы должны быть устойчивыми к эрозии и коррозии. Эрозия вызывается движением воды, а коррозия — химическим воздействием. Например, если в стальных трубах имеется воздух (а поступающая вода всегда содержит в себе какое-то количество воздуха), происходит химическая реакция. В результате на них появляется окись железа, называемая ржавчиной. Поэтому стальные трубы, предназначенные для подачи воды, покрывают цинком электрохимическим способом. Этот процесс называется гальванизацией. Стальные трубы обладают очень высокой прочностью, пожаробезопасностью и, что очень важно для систем отопления, газовой герметичностью. Кроме того, стальные трубы отличаются трудоемкостью монтажа. Имея большую массу, они поставляются в виде относительно коротких отрезков, что приводит к значительному увеличению сварочных соединений. Так, по оценкам специалистов, на километре длины (при диаметре трубы 110 мм) требуется около 84 стыковочных узлов.  
 В качестве материалов для изготовления труб используют, кроме стали, медь, латунь, чугун, асбестоцементные смеси и большое количество пластмасс. Медь – дорогой материал, однако она хорошо обрабатывается и соединяется. Если есть возможность, рекомендуется применять медные трубы для устройства высококачественных трубопроводов. Несмотря на то, что в состав чугуна входит много железа, которое поддается коррозии, в процессе получения чугуна происходят химические реакции, в результате которых он становится коррозионно-стойким. Поэтому чугунные трубы часто применяют для подземных коммуникаций, особенно при диаметре 75 мм и больше, для которых медь является дорогим материалом. Чем больше масса чугунных труб, тем меньше они пригодны для прокладки внутри дома, где их очень трудно крепить. Трубы из асбестоцемента меньше подвержены коррозии, но динамическим нагрузкам они сопротивляются плохо. 
 Для хозяйственного водопровода целесообразно применять оцинкованные бесшовные сварные цельнотянутые трубы, т.к. они покрыты цинком (в отличие от черных, которые также выпускают заводы), что в значительной мере предохраняет трубы от коррозии, а воду – от загрязнения ржавчиной. 
 Соединяют стальные оцинкованные трубы оцинкованными же фитингами или фасонными частями. Для наружного противопожарного водопровода применяют трубы диаметром не менее 100 мм. Пожарные краны для внутренней сети ставят диаметром 50 мм, а большего диаметра, например, 63 мм - только в наиболее ответственных случаях. 
 Согласно «Противопожарным нормам проектирования промышленных предприятий», чтобы установить расход воды из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, надо учесть размер территории, занимаемой предприятием, а также прилегающих к ней жилой и административной зон. В нормативной литературе по вопросам внутреннего водопровода вспомогательных и производственных зданий промышленных предприятий а также во второй главе II части Строительных норм и правил освещены нормы расхода воды на противопожарные мероприятия, технологические нужды, и другие потребности предприятий. 

  Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно связана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями).

  Водопроводная сеть должна удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым напором;

б) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности

снабжения водой потребителей.

  Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений системы.

  Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и материала труб, а также правильным определением диаметров труб с технической  и экономической   точки   зрения.

  Первой задачей, которую решают при проектировании сети, является ее трассировка, т. е. придание ей определенной геометрической формы в плане.

Расположение линий водопроводной сети зависит:

1)  от характера планировки снабжаемого водой объекта,    размещения отдельных потребителей  воды, расположения проездов,  формы и  размеров  жилых  кварталов,  цехов,  зеленых  насаждений  и  т.  д.;

2)  от наличия естественных и искусственных препятствий для про

кладки труб  (рек, каналов, оврагов, железнодорожных путей и т. п.);

3) от рельефа местности.

В практике водоснабжения используют два основных вида сетей: разветвленные, или тупиковые (Ш.1), и кольцевые (III.2). Последние представляют собой систему смежных замкнутых контуров или колец.

  Подача воды в заданных количествах в любую точку территории объекта водоснабжения может быть осуществлена как по разветвленной, так и по кольцевой сети. Однако в отношении надежности и обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям эти типы сетей далеко не равноценны. Авария и выключение на ремонт любого участка разветвленной сети ведут к прекращению подачи воды всем потребителям, расположенным ниже места аварии по направлению движения воды В кольцевой сети при аварии, (и выключении) любого ее участка вода" может быть подана в обход по параллельно расположенным линиям При этом нарушается снабжение водой только тех потребителей, которые присоединены к выключенному участку.

Кольцевая форма сети в известной мере парализует действие гидравлических ударов, которые иногда возникают в водопроводных сетях.

В то же время общая протяженность кольцевой сети всегда больше, чем разветвленной (для того же объекта), и поэтому строительная стоимость кольцевой сети выше.

  Для большинства объектов водоснабжения — как городов, так и промышленных предприятий — в соответствии с их требованиями к надежности систем подачи воды устраивают кольцевые сети.

Разветвленные сети могут быть допущены в отдельных случаях в небольших поселковых водопроводах и водопроводах сельских местностей (использующих пожарные водоемы на территории поселка) и для снабжения водой тех производственных потребителей, которые допускают перерывы в снабжении водой.

  Кроме того, разветвленные сети часто используют в крупных районных водопроводах, снабжающих ряд объектов, отстоящих друг от друга на значительные расстояния. В таких системах надежность водоснабжения обеспечивается наличием местных резервуаров достаточной емкости.

Более экономично требуемая надежность таких систем может быть обеспечена не устройством кольцевой сети, а созданием достаточных резервных емкостей у отдельных потребителей.

  В городских водопроводах для подачи воды к домовым ответвлениям  водопроводные линии приходится  прокладывать  почти  по  каждому проезду и по каждой улице, поэтому сеть в целом принимает форму смежных замкнутых контуров (колец), определяемую в основном планировкой города. При этом в отношении транспортирования воды не все линии сети равноценны. В любой кольцевой сети можно наметить основные направления движения воды, определяемые формой территории объекта, а также местами расположения точек питания (точек присоединения к сети водоводов и водонапорных башен) и крупнейших потребителей воды.

Из общей массы линий, составляющих водопроводную сеть, обычно выделяется система так называемых магистральных линий, основной задачей которых является транспортирование воды транзитом в более удаленные районы снабжаемой территории. Магистрали выбираются из числа линий, идущих в направлении движения основных масс воды (сплошные линии на III.2).

При трассировке магистралей стремятся к тому, чтобы подача воды в отдельные районы города и к отдельным крупным потребителям происходила кратчайшим путем.

Система основных транзитных магистралей соединяется рядом поперечных соединительных линий (перемычек) также магистрального значения, служащих для выравнивания загрузки основных продольных магистралей и обеспечения надежности работы системы. В случае аварии на одной из магистральных линий кольцевой сети вода по соединительным ветвям поступает в другую параллельную магистраль.

Остальные линии, присоединенные к магистральной  сети и  получающие воду из нее  (пунктирные    линии на    Ш.2),    составляют так  называемую  распределительную  сеть.  Основная  задача  этой    сети — непосредственная подача воды к отдельным домовым ответвлениям, а также подвод воды к пожарным гидрантам во время пожара.

  Рассчитывают обычно лишь сеть магистральных линий. Что касается линий распределительной сети, то их диаметры принимают в зависимости от размеров пожарного расхода. Магистральные линии наряду с транспортированием воды в удаленные районы снабжают ею также и непосредственно примыкающие к ним кварталы.

Что касается наружных сетей производственных водопроводов, то обычно нет оснований делить их на магистральные и распределительные,  и вся запроектированная  сеть полностью  подвергается    расчету.

Известное влияние на выбор трассы магистралей оказывает рельеф местности. Магистральные линии по возможности следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории. При этих условиях наличие достаточных свободных напоров в магистральной сети обеспечивает создание достаточных напоров и в распределительной (нерассчитываемой) сети, питающейся от магистральной и располагаемой на более низких отметках. Такая прокладка магистралей обеспечивает также относительно меньшее давление в трубах больших диаметров.

Места расположения регулирующих емкостей (определяемые в зависимости от рельефа местности) также оказывают влияние на выбор трассы магистральной сети.