Принцип работы водонапорной башни

Водонапорная башня: принцип работы, назначение, характеристики

Водонапорная башня: принцип работы, назначение, характеристики - фотография 1 - изображение 1

Водонапорная башня – простейшая конструкция, предназначенная для автономного регулирования расхода и напора воды в водопроводной системе. Простой принцип работы водонапорной башни определил ее широкое распространение.

Виды водонапорных башен

Подобные конструкции применяются человечеством несколько столетий. Пик их популярности приходится на конец 19 - первую половину 20 века. В то время они использовались в депо и вокзалах для обслуживания паровозов. С тех пор они утратили свое значение, но до сих пор используются, например, для автономного водоснабжения загородных участков или промышленных предприятий.

Виды водонапорных башен - фото 2 - изображение 2

Первые водонапорные башни возводились преимущественно из красного кирпича, реже – из дерева. Затем появились железобетонные конструкции. Во второй половине 20 века ученый Рожновский предложил свою конструкцию из стальных листов.

Башня Рожновского внешне очень похожа на гранату с рукояткой. Диаметр основания водонапорной башни в 1,5-2 раза меньше диаметра бака. Преимущества такой конструкции заключаются в высокой скорости сборки (полые цилиндры сваривают из стальных листов) и простой установке на территории, а также в сравнительно небольшой массе.

Сейчас для водоснабжения чаще всего устанавливают индивидуальные резервуары в виде объемных металлических баков. В качестве опор используют стальные или железобетонные колонны.

Принцип работы водонапорной башни

Работа водонапорной башни была бы невозможна, если бы не явление выравнивания давления в сообщающихся сосудах, или гидростатического равновесия. Под действием силы тяжести вода в баке вытесняет жидкость из труб до тех пор, пока давление в емкости не станет равным давлению в системе трубопровода. На этом основывался принцип работы водонапорных башен до появления электронасосов.

Принцип работы водонапорной башни - фото 3 - изображение 3

С появлением электронасосов схема их работы несколько изменилась. Если ранее они были основными источниками воды в системе, то теперь стали играть роль резерва. В качестве «поставщика» воды выступает насосная станция, которая подает давление через систему труб непосредственно к потребителю.

В то же время насос накачивает воду в емкость башни до тех пор, пока она полностью не заполнится или не сработает автоматика. В момент пиковой нагрузки, когда водопотребление максимально, и насосная станция не справляется с работой, открывается клапан бака, и вода начинает поступать в систему из резерва. Происходит это до тех пор, пока станция подачи воды снова не станет справляться со своими обязанностями. После этого весь цикл повторяется.

Элементы водонапорной башни

Вне зависимости от вида и принципа работы водонапорная башня состоит из 5-6 узлов. Количество элементов может значительно варьироваться и определяется назначением сооружения, его месторасположением, удаленностью первоисточника, качеством воды и другими критериями.

Элементы водонапорной башни - изображение 4 - изображение 4

Так или иначе, в составе каждой башни имеется:

  1. Резервуар – стальной, железобетонный или пластиковый бак емкостью от нескольких десятков до нескольких тысяч кубических метров.
  2. Опора – рамная или монолитная конструкция из железобетона, стальных балок или красного кирпича высотой не более 25-30 метров. Она должна поддерживать бак выше уровня каждого потребителя.
  3. Вертикальный водопровод – подающая труба, идущая от источника и отводящая, диаметром от 200 м, которая прокладывается до водоразборной системы.
  4. Вентиляционный люк – на фото водонапорной башни он показан стрелочкой. Он необходим для поддержания объема воздуха в баке и для предотвращения застоя воды.
  5. Насосная станция с системами управления – отдельно стоящее сооружение, расположенное, как правило, над источником.

В конструкцию водонапорной башни может быть внедрена фильтрующая система с различной степенью очистки воды, а также блок автоматики для контроля уровня жидкости и предотвращения его падения до критического значения.

Основные функции водонапорной башни

Из принципа работы водонапорной башни вытекает ее основная функция – выравнивание графика работы насосной станции. Представим ситуацию, что насос подает воду напрямую, без промежуточного звена в виде водонапорной вышки.

По желанию каждого потребителя он включается в работу и выключается, то есть работает хаотично. В результате увеличивается износ его механизмов, энергопотребление становится неравномерным, что увеличивает нагрузку на электростанцию.

Основные функции водонапорной башни - изображение 5 - изображение 5

В результате обслуживающие компании вынуждены тратиться на дорогостоящий ремонт. Чтобы всего подобного не происходило, и устанавливают водонапорные башни.

Вторая функция – поддержание давления в трубопроводе. Вода, расположенная на значительной высоте, под действием силы тяжести сама создает необходимой величины давление в системе. В результате снимается нагрузка с насосной станции.

Дополнительное назначение

Другое назначение и принцип работы водонапорной башни тесно связаны между собой. Вода в источнике очень редко соответствуют установленным санитарным нормам, поэтому если она используется для бытовых нужд или для питья, водонапорная вышка используется как фильтрующая установка.

Дополнительное назначение - фото 6 - изображение 6

В систему подающего трубопровода встраивают фильтры грубой очистки, которые задерживают тяжелые металлы, оксиды железа и свинца, песок и другие загрязнители. В баке пода отстаивается и становится еще чище. Система очистных картриджей, установленных на подающем водопроводе, может очищать воду от болезнетворных бактерий, доставляя к потребителю идеально чистый продукт.

Создание аварийного запаса воды, который может использоваться в случае поломки водопровода или возникновения пожара – еще одна дополнительная функция водонапорной вышки.

Работа башни с автонасосом

Принцип работы водонапорной башни с автоматическим насосом практически ничем не отличается от описанной нами ранее схемы работы. Исключение составляет лишь тот факт, что в такой системе отсутствует насосная станция как таковая. Ее функцию выполняет компактный электронасос.

При снижении уровня воды в емкости ниже порогового значения системой автоматики подается сигнал, и насос начинает накачивать воду в бак. Как только резервуар полностью заполнится, ждут, пока уровень жидкости снова не упадет.

Такие системы используются чаще всего на частных и дачных участках. В качестве индикатора уровня жидкости выступает поплавок, который, опускаясь почти до самого дна, замыкает контакты и отдает сигнал реле, а то уже руководит работой насоса.

Определение характеристик

Чтобы система исправно выполняла свои обязанности, необходимо, чтобы высота водонапорной башни была больше, чем высота любого другого обслуживаемого сооружения. Именно поэтому резервуары с водой часто можно увидеть на крышах многоэтажных домов (особенно в американских фильмах). Если это условие не выполняется, то возможен застой воды в баке.

Работа башни с автонасосом - фотография 7 - изображение 7

Другим важным параметром водонапорной вышки является объем рабочей емкости. Этот показатель определяется графиком расхода воды потребителями. Обычно размер емкости подбирают так, чтобы накопленной жидкости хватило для использования на протяжении дня. В таком случае насос будет включаться в работу только ночью, что снизит нагрузку на электросеть.

Особенности проектирования фундамента

Высота башни и объем бака прямым образом влияют на стоимость башни. Причем речь идет не столько о стоимости поддерживающей конструкции и резервуара, сколько о цене фундамента. Перед выбором типа и глубины заложения основания производится расчет не только на статическую нагрузку, но и на динамическую – во время наполнения бака могут возникнуть колебания, которые выведут конструкцию из равновесия.

Определение характеристик - изображение 8 - изображение 8

Производится также расчет на устойчивость с учетом влияния ветровой нагрузки. Чем выше башня, тем сильнее она будет отклоняться от вертикальной плоскости при сильном и порывистом ветре. Раскачиваясь, башня начнет «беспокоить» воду, появятся волны, которые в несколько раз увеличат допустимое давление водонапорной башни на основания. В результате конструкция разрушится.

Поэтому при установке даже дачной конструкции не пренебрегайте помощью профессионалов. Потратив средства сейчас, вы сможете в будущем не беспокоиться о надежности и работоспособности своей водонапорной башни.

Как работают водонапорные башни? Водонапорная башня Рожновского

Особенности проектирования фундамента - фото 9 - изображение 9

Водонапорные башни являются техническими сооружениями, которыми человечество пользуется уже не одно столетие. В Средние века эти постройки противник старался уничтожить первыми. Это заставляло местную армию быстрее капитулировать, т. к. она оставалась без воды. Сегодня водонапорные башни по-прежнему актуальны.

Как работают водонапорные башни? Водонапорная башня Рожновского - фотография 10 - изображение 10

Водонапорная башня – специальная конструкция, необходимая, чтобы отслеживать напор воды и ее расход, что позволяет наблюдать за тем, как формируются запасы в системе водоснабжения.

Обычно башня состоит из бака (резервуар для жидкости) и ствола, на котором закреплен бак.

История возникновения

Водонапорная башня была разработана инженером А.А. Рожновским в 1936 году. До этого момента в стране использовали подобные сооружения, построенные из кирпича. Рожновский же предложил очень выгодное решение проблемы накопления и хранения воды. При этом строение очень быстро монтируется – всего 2–4 дня. На его сооружение уходят минимальные затраты. Кроме того, отсутствует необходимость обязательного подогрева, выполняемого с целью предотвращения замерзания воды.

В 1942 году А.А. Рожновский был удостоен Сталинской награды за свое изобретение.

Но башни, не нуждающиеся в подогреве, разрабатывал не только А.А. Рожновский, но и П.И. Земсков. Последний пришел к выводу, что при возведении таких сооружений можно экономить значительные денежные средства.

Железная дорога в тот момент нуждалась в больших резервуарах, где можно было бы хранить запас воды, предназначенной для паровозов. До 1951 года водонапорные башни применяли только таким образом. Но после эти строения начали появляться и в сельском хозяйстве.

Назначение водонапорных башен

Основным предназначением этих сооружений является обеспечение постоянным и бесперебойным водоснабжением небольших населенных пунктов и предприятий, занимающихся легкой промышленностью. Башни приспособлены для хранения больших запасов воды. Кроме того, если вдруг останавливаются все насосы, предусмотрена подача жидкости под небольшим напором. Здесь же хранится противопожарный и резервный запас воды. Также эти конструкции необходимы в тех местах, где электричество подается с частыми перебоями, то есть стабильная работа электронасосов просто невозможна.

История возникновения - изображение 11 - изображение 11

Водонапорная башня Рожновского зарекомендовала себя надежностью, долговечностью и простотой конструкции. Она незаменима при условии, что сооружение эксплуатируется правильно.

Конструкция

Конструкция водонапорных башен унифицирована. Отдельные экземпляры различаются только емкостью бака и высотой ствола-опоры. Объем резервуара лежит в диапазоне от 15 до 50 м3. Высота водонапорной башни может составлять 9–25 метров. Все зависит от рельефа местности, а также того, каковы потери напора в водопроводной сети и, конечно же, этажности обслуживаемых зданий. Все необходимые расчеты проводят еще при проектировании.

Назначение водонапорных башен - фото 12 - изображение 12

Однако водонапорные башни нельзя строить в тех районах, где случаются карстовые явления, а также в условиях вечной мерзлоты. Если температура воздуха опускается ниже -20°С, то следует проводить два раза в сутки водообмен.

Внешний вид

Конструкция башни может быть выполнена из стали, кирпича или железобетона. В высоту строение может достигать нескольких десятков метров. В верхней части оно обязательно имеет емкость для воды. Чаще всего эта емкость бывает цилиндрической формы. Используемый объем резервуара зависит от мощности водопровода, обслуживающего его, и расхода воды в нем.

Например, для небольшого предприятия или деревни потребуется несколько кубических метров. В городах объем может возрастать в десятки и сотни раз.

Работа водонапорной башни зависит от:

  • труб, продолженных для подачи и отвода воды;
  • переливных устройств, автоматически отключающих насосы, чтобы предотвратить переполнение емкости;
  • системы замера уровня воды, которая передает сигналы в диспетчерский пункт.

В некоторых случаях для водонапорного резервуара не предусматривается опора. Емкость для хранения воды устанавливается на возвышенной местности. Обычно этот способ применяют в условиях гористого рельефа.

Чаще всего баки имеют округлую форму. Технологические и архитектурно-строительные соображения диктуют нормы соотношения высоты и диаметра резервуара. Бак не должен быть очень большим, ведь в этом случае увеличивается высота подъема воды. Кроме того, в системе возникают значительные колебания напора.

Внешний вид башни должен быть эстетичным и не выбиваться из общей композиции местности. Архитектурный ансамбль района при этом продолжает быть гармоничным. Довольно часто промышленные предприятия (если имеют две и более сети разного напора) устанавливают несколько баков на башне. При этом они располагаются на разной высоте. Размер всей конструкции определяет давление воды в водонапорной башне.

Чтобы проводить обслуживание сооружения, устанавливается наружная лестница с ограждениями. Если высота составляет более двенадцати метров, то комплектация также имеет дополнительную площадку с ограждениями.

Конструкция - фотография 13 - изображение 13

Как работает водонапорная башня Рожновского?

Напорно-разводящий трубопровод обеспечивает подачу воды в башню. Если резервуар применяется для отбора проб воды и пожаротушения, то трубопровод оснащается стояком с двумя закрытыми вентилями.

Насосная станция забирает грунтовые воды в водонапорную башню. В процессе закачки происходит фильтрация и дезинфекция воды. Из резервуара она подается по водопроводу в жилые дома.

Очень важно правильно определить высоту водонапорной башни. Резервуар должен располагаться выше последнего этажа здания. Это способствует нормальной подаче воды.

Работа насосной станции

Работа насосной станции постоянно остается интенсивной. Вода должна поступать в емкость башни и накапливаться там, пока ее потребление уменьшено. Когда же возникает потребность в большем количестве воды, накопленный водный запас начинает использоваться.

Внешний вид - изображение 14 - изображение 14

Воду подает насос. В тот момент, когда уровень жидкости в резервуаре достигает верхней допустимой отметки, срабатывает специальный датчик, и отключается насос. Так как потребление воды непрерывно, то ее уровень в емкости понижается по достижении нижнего допустимого предела. И здесь снова подается сигнал насосу о необходимости включения. Резервуар снова наполняется. По мере потребления жидкости давление в водонапорной башне понижается, что заставляет насос снова работать.

Технология обслуживания

Организация, которая эксплуатирует водонапорную башню, должна выполнять ее техническое обслуживание. В случае возникновения неисправности в системе в первую очередь необходимо слить воду, хранящуюся в резервуаре. Только после этой процедуры можно приступать к ликвидации неисправности.

Соблюдение всех необходимых технических требований по эксплуатации влияет на то, сколько прослужит водонапорная башня, и как часто будут возникать неполадки.

Комплектация установки

Каждый год количество пожаров возрастает.

Как работает водонапорная башня Рожновского? - фото 15 - изображение 15

Именно поэтому спрос на водонапорные башни, имеющие нестандартный размер или необычную конструкцию, постоянно растет. Такие требования возникают при подготовке запасов воды, которые понадобятся при тушении лесных пожаров.

Чаще всего водонапорные башни в комплектации имеют:

  • лестницу с ограждением;
  • отводящую трубу;
  • подающую трубу;
  • петли для подъема и установки башни;
  • внутреннюю лестницу;
  • верхний и нижний смотровые люки;
  • скобы-льдоудержатели;
  • 4 растяжки, имеющие толщину 12 мм.

Как используются водонапорные башни при низких температурах

Башни, созданные А.А. Рожновским, сегодня применяются в самых разных климатических условиях, в том числе и в условиях низкой температуры. Но даже эти конструкции имеют ограничения, что не дает возможности использовать их в следующих условиях:

  • в зимний период расчетная температура не должна быть ниже -35°С;
  • приемлемой массой снегового покрова является 100 кгс/м и менее;
  • возможное давление ветра - 38 кгс/м и менее;
  • отсутствуют грунтовые воды;
  • допускаемой сейсмической активностью в районе может быть 6 баллов и ниже;
  • грунты должны быть не пучинистые, не просадочные, т. е. однородные.

Работа насосной станции - фото 16 - изображение 16

Решающую роль во время установки водонапорной башни Рожновского играет учет пределов минусовой температуры. К примеру, процесс установки и эксплуатации конструкции невозможен в условиях вечной мерзлоты или в зоне развития карстового процесса.

В большинстве случаев водонапорную башню нет необходимости утеплять специальными средствами. Обычно происходит естественное образование тепловой «рубашки».

Если вода используется в штатном режиме, то она просто-напросто не успеет замерзнуть. В случае если она применяется реже, то на резервуар можно установить дополнительный «шатер» из дерева, который замедлит процесс замерзания. Когда водонапорная башня используется в полевых условиях, то перед зимой воду следует слить, чтобы предотвратить ее замерзание.

При подготовленной площадке монтаж конструкции в большинстве случаев занимает не более трех дней. Основой служит железобетонный монолитный фундамент, предусматривающий закладные детали. К ним приваривается днище опоры. Далее нижняя часть обсыпается грунтом, высота которого должна составлять не менее 2,5 метра. Этот грунт следует возобновлять через 3–4 года. Он нужен для предотвращения коррозии, что существенно продлит срок эксплуатации.

Кроме того, через каждые 3–4 года, а также при регулярном использовании, следует обновлять покрытие и внутренние поверхности.

Следует помнить, что если предприятие решило установить такую конструкцию, как водонапорная башня, цена будет зависеть главным образом от объема резервуара и высоты опоры.

Водонапорная башня

Технология обслуживания - фотография 17 - изображение 17

Как устроена водонапорная башня

Несмотря на то, что мы живем в век автоматизации всех технологических процессов, старые добрые водонапорные башни, обеспечивающие нас водой, продолжают служить людям в современных бытовых условиях. Более того, их количество постоянно растет.

Так что же представляет собой водонапорная башня и как она функционирует? Многим известно, для чего нужна водонапорная башня - это устройство регулирует операции систем водоснабжения. Оно может управлять процессом подачи воды, ее мощности, контролирует ее расход.

Также башня создает внутри себя резерв жидкости и управляет насосом. Башня состоит из двух частей - большой емкости для хранения воды и так называемого башенного ствола. Несмотря на внешнюю простоту сооружения, водонапорная башня иногда может являться своего рода архитектурным элементом, и иметь историческое значение в тех городах и деревнях, где они когда-то были построены.

Комплектация установки - фото 18 - изображение 18

Стоит отметить, что в разных населенных пунктах эти монументальные конструкции обычно имеют различный внешний вид. Принцип работы данного сооружения заключается в том, что вода с помощью специального насоса поступает в резервуар, предназначенный для ее хранения, стоимость станции водоснабжения как заверяют специалисты www.hoznasos.ru зависит от максимальной производительности, необходимого напора и глубины водозабора.

Как используются водонапорные башни при низких температурах - изображение 19 - изображение 19

Затем, когда количество потребляемой воды сводится к максимальному и возникает потребность в ее использовании, вода подается из этого резервуара. Такой механизм подачи воды позволяет избегать чрезвычайных ситуаций, которые могут вызвать нехватку воды.

Вода подается стабильно по требованию, предотвращая возможные перебои. Стандартная высота водонапорной башни обычно – 25 м. Это довольно высокое сооружение, в исключительных случаях высота водонапорной конструкции может достигать и 30 м.

Водонапорная башня - изображение 20 - изображение 20

Однако подобные водонапорные сооружения в настоящее время встречаются крайне редко. Водонапорная башня имеет достаточно вместительный резервуар, объем которого может доходить до 100 м3. Это зависит от конструкции самой башни. Столь огромные размеры в большей степени характерны для промышленных сооружений.

Водонапорные сооружения и установки с гидроаккумулятором - фотография 21 - изображение 21

Опора водонапорной конструкции обычно изготавливается из особо прочной стали. Иногда может применяться другой строительный материал. Бывают случаи, когда водонапорная башня строится из кирпича или изготавливается с помощью железобетона.

Водонапорные башни оснащаются специальными контролирующими устройствами и особой измерительной системой. Благодаря этому можно четко отслеживать количество воды в резервуаре. Такая система также позволяет выводить необходимые данные на ПУ в операторской, и тем самым предупредить возможность переполнения резервуара.

Автоматика Водонапорной башни. - изображение 22 - изображение 22

В оборудование данной конструкции также включены трубы, выполняющие отвод и подачу воды. Вода поступает в резервуар с помощью специальных насосов, откачивающих ее из скважин. Схема действия насоса водонапорного сооружения очень проста.

Для закачки воды в резервуар используется насосная станция. Она осуществляет закачку воды в резервуар, до того момента, пока специальное устройство не даст сигнал, свидетельствующий о переполнении резервуара. В этом случае контрольная система срабатывает и насос перестает работать.

Водонапорные башни - изображение 23 - изображение 23

По мере опустошения резервуара, механизм снова и снова приводится в действие.

Основные преимущества водонапорной башни

Главным достоинством водонапорной конструкции является ее автономность. В случае возникновения непредвиденной ситуации, связанной с перебоями электроэнергии, водонапорное сооружение станет единственным верным решением. Особенно это актуально и необходимо в тех районах, где есть большое количество потребителей воды.

Основная конструкция башни - изображение 24 - изображение 24

Кроме того, воды никогда не бывает много, а водонапорная башня способна обеспечить ее запас. Именно поэтому данная конструкция в настоящее время не просто не утратила свою актуальность, но и имеет все большую популярность.

Читайте также:

Очистка воды для частного дома

Особенности скважинного водоснабжения

Водопровод в квартире: схемы разводки

Проводим утепление водозаборной скважины на зиму

Подземные воды: их типы и возможность использования для водоснабжения

Компромиссы с питьевой водой

Водонапорные сооружения и установки с гидроаккумулятором

  - фото 25 - изображение 25

В механизированных системах водоснабжения животноводческих предприятий для создания необходимого давления в сети в период выключения насоса, создания и хранения запасов и регуляции подачи воды применяют водонапорные сооружения (баки, башни, воздушно-водяные котлы или гидроаккумуляторы). При этом самыми удобными и самыми распространенными являются металлические сборно-блочные бесшатровые башни конструкции инженера А.А. Рожновского. Широко распространены схемы с автоматизированными водоподъемными установками и гидроаккумулятором.

Сборно-блочная водонапорная башня (рис.30) сварена из листового металла, имеет опору и бак, которые во время эксплуатации постоянно заполнены водой.

Водонапорные башни и гидроколонны, их назначение и устройство. Расчет водонапорных башен. Способы сохранения пожарного запаса воды в баках водонапорных башен. - фото 26 - изображение 26

Рис.30. Конструктивная схема водонапорной металлической башни:1 - напорно-разводящая труба; 2 - сливная труба; 3 - анкерные болты; 4-фундамент; 5 - земляной вал (обсыпка); 6 - колонна; 7 - внешняя лестница; 8- внутренние лестницы; 9 - люк; 10 - вентиляционная труба; 11 - крышка бака; 12 - удерживатели льда; 13 - бак; 14 - обзорный колодец; 15 - заслонка.

Башня не обогревается и специальной теплоизоляции не имеет. Внутренние стенки оборудованы скобами, которые будто армируют ледовый слой, который медленно намерзает толщиной до 300 мм и этим образует теплоизоляционную оболочку. Башни рассчитаны на температуру воздуха к - 40 °С. Уровень воды в башнях регулируется (поддерживается) автоматически. Башню монтируют на фундаменте. Нижнюю часть башни, утепляют земляной подсыпкою.

Без утепления башни используют там, где температура воды подземных источников не меньше 4°С, а обмен воды в башне проходит не реже одного раза за сутки. При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении внешней температуры.

Башни экономят электроэнергию, повышают ресурс электродвигателя и насоса, а также накапливают определенный запас воды на случай отключения водяной или электрической сети.

Схемы водоснабжения с гидроаккумулятором позволяют уменьшить объем напорно-регулировочных емкостей и снизить капитальные вложения на строительство объектов водоснабжения.

Водоподъемная установка с гидроаккумулятором (рис.31) комплектуется поверхностным центробежным или вихревым насосами, а также воздушно-водяной емкостью (гидроаккумулятором).

Принцип работы водонапорной башни - изображение 27 - изображение 27

Рис. 31. Конструктивно -функциональная схема водоподъемной

установки с гидроаккумулятором:

1 - станция управления; 2 – реле давления; 3 - жиклер; 4 - воздушный клапан; 5 - регулятор струи; 6 - воздушно-водяной бак; 7 - вихревой насос.

Такие установки применяют для подачи воды под напором к потребителю без водонапорной башни.

Перед пуском установки выясняют высоту расположения потребителей относительно уровня размещения воздушно-водяной вместимости и с помощью реле давления регулируют границы включения и исключения насоса из расчета 0,1 МПа (1 кгс/см2) на каждые 10 м высоты. При включении установки вода вихревым насосом 7 подается в воздушно-водяную емкость (бак) 6, из которой водопроводной сетью поступает к потребителям. Избытки воды накапливаются в емкости и сжимают воздух, который находится в ней. Когда давление в емкости достигнет запланированного (заданного) значения, реле давления 2 (в рабочем положении контакты реле давления замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться из бака под действием сжатого в нем воздух. При снижении давления к определенному уровню контакты реле сомкнутся и в работу автоматически включается насос, который опять начнет подавать воду к потребителям и для накопления в воздушно-водяной вместимости.

В процессе работы установки объем воздушной подушки в баке 6 постепенно уменьшается из-за не плотности соединений и растворения воздуха в воде. Это приводит к увеличению количеству включений насоса.

Для автоматического заполнения вместимости воздухом служит струйный регулятор. Периодическое действие водоподъемной установки дает возможность экономить электроэнергию и повышает ресурс электронасоса.

Использование установок с гидроаккумулятором не нуждается в строительстве дорогих и металлоемких водонапорных башен. Себестоимость подачи 1 м3 воды при этом снижается в 1,5-2 разы. Однако такой вариант нуждается в постоянном энергоснабжении.

Автоматика Водонапорной башни.

Принцип работы водонапорной башни - изображение 28 - изображение 28

Привет всем, возник вопрос по полной автоматизации водонапорной башни на нашем СНТ. Дано: скважина, глубинный насос, автоматика "Лоцман", башня, запорная задвижка. По автоматике включения и отключения насоса на башню вопросов нет - ставится или ЭКМ или Реле Давления ff 4-4, выставляется в уставках давление нижнего и верхнего уровня, в БУ выбирается режим работы и тип датчиков уровня. Раздача воды происходит вручную: специально обученный человек приходит 4 раза в день к башне: утром в 10-00 открывает, в 13-00 закрывает, вечером в 19-00 открывает, в 22-00 закрывает задвижку (вентель, клапан), не знаю как его назвать. Поступило предложение вместо простой задвижки поставить ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН (НОРМАЛЬНО ОТКРЫТЫЙ), при подаче напряжения по таймеру открывать или соответственно закрывать подачу. Реально ли все это сделать по водяной части?

Принцип работы водонапорной башни - фото 29 - изображение 29

Принцип работы водонапорной башни - фото 30 - изображение 30

А хотите совет из опыта, у нас тоже волк давали по вашему графику, а потом забили и стала вода 24 часа в сутки и оказалось, что воды стало хватать всем, все стали в разное время поливать

Водонапорные башни

Принцип работы водонапорной башни - фото 31 - изображение 31

Завод емкостного и резервуарного оборудования МашТех предлагает изготовление водонапорных башен системы Рожновского. Стальные водонапорные башни Рожновского предназначены для водоснабжения населенных пунктов, объектов сельского хозяйства, предприятий и т.д., расположенных в удалении от стационарных водопроводных коммуникаций. Возможно изготовление водонапорной башни как из черного металла с антикоррозийной обработкой, так и из нержавеющей пищевой стали. Металлические водонапорные башни Рожновского различаются по емкости бака накопителя для воды и по высоте цилиндрических опор. Объем емкостей, включаемых в конструкцию, изменяется от 15 до 50 куб м., а высота цилиндрических опор изменяется от 9 до 25 метров.

Принцип работы водонапорной башни - фото 32 - изображение 32

Основная конструкция башни

Бак с люком для осмотра - изготовлен из листового металла толщиной 4 мм; Водонапорная опора - изготовлена из листового металла толщиной 4 мм; Скобы для спуска/подъема людей; Трубопроводы для наполнения и слива воды.

 

Наименование Объем Масса Габаритная высота
Водонапорная башня ВБР-15У-12 15 м3 3100 кг 15 950 мм
Водонапорная башня ВБР-25У-12 25 м3 4300 кг 17 650 мм
Водонапорная башня ВБР-25У-15 25 м3 4900 кг 20 650 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-15 50 м3 6300 кг 24 850 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-18 50 м3 6800 кг 27 850 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-18-2 50 м3 8500 кг 27 850 мм

Стоимость изготовления водонапорной башни зависит от выбранног типа металла, объема и комплектации.

По согласованию с заказчиком возможна дополнительная комплектация:

Закладные детали; Водопроводная арматура и гидрозатвор согласно ТПР 901-5-045.88; Полоса заземления ВБР.00.152 и кронштейн ВБР.00.560 согласно ТПР 901-5-045.88; Насосная станция или насос; Ящик управления ЯН 51 согласно ТПР 901-5-045.88; Кабельные изделия, провода.

Возможна доставка и монтаж по желанию заказчика.

Водонапорные башни и гидроколонны, их назначение и устройство. Расчет водонапорных башен. Способы сохранения пожарного запаса воды в баках водонапорных башен.

Принцип работы водонапорной башни - фотография 33 - изображение 33

Особенности расчета сети с контррезервуарами.

Но могут быть случаи, когда такая возвышенность находится в другом месте города, даже в противоположной стороне от водовода.Водонапорная башня называется контррезервуаром.

Режим работы системы при таком расположении башни будет отличаться от режима работы системы с башней в начале сети.

В системах с контррезервуаром в часы максимального водоразбора вода в сеть будет подаваться с двух противоположных сторон:от насосов Qн и от башни Qб.Зная Qн и Qб,а также характер отбора воды из сети,можно наметить районы питания сети от насосов и башни.У границы этих районов(линия а-а)будет происходить встреча потоков воды,идущих от башни и насосов.Подача максимального расхода воды из двух противоположных точек позволяет уменьшать диаметры водопроводных труб.

Принцип работы водонапорной башни - фотография 34 - изображение 34

Водопроводную сеть с водонапорной башней в конце сети (сеть с контррезервуаром) рассчитывают для трех максимальных случаев:

§ водоразбора в обычное время (без пожара), когда сеть питается с двух сторон − от насосов и от башни;

§ транзита воды в башню (при минимальном водопотреблении);

§ водоразбора при пожаре, т.е. с учетом расчетного пожарного расхода. Приводим гидравлический расчет сети с водонапорной башней в начале сети.

17. Обеспечение надежности работы напорно-регулирующих емкостей. Значительное повышение надёжности систем водоснабжения обеспечивается за счёт использования напорно-регулирующих ёмкостей и водонапорных башен или гидроколонн. Значительное повышение надёжности систем водоснабжения обеспечивается за счёт использования напорно-регулирующих ёмкостей и водонапорных башен или гидроколонн.

Резервуары чистой воды: их назначение и устройство в соответствии с требованиями СНиП. Определение емкости резервуаров чистой воды. Способы сохранения и восстановления неприкосновенного запаса воды.

(РЧВ)выполняют роль регулирующих и запасных емкостей и располагаются между HC-I и HC-II.

Общий объём РЧВ должен включать регулирующий и неприкосновенный противопожарный объём воды:

Принцип работы водонапорной башни - фото 35 - изображение 35

.

РЧВ обеспечивает хранение регулирующего объема воды,образующегося в результате того, что насосная станция первого подъема обычно работает в равномерном режиме(если обе станции работают в равномерном режиме с одинаковой подачей воды,то Wрег = 0).

Регулирующий объем РЧВ определяется на основании графиков поступления и отбора воды,а при их отсутствии по формуле:

Принцип работы водонапорной башни - фотография 36 - изображение 36

,где Qсут.макс. – максимальный суточный расход воды в сутки,м3/с;kн – отношение максимальной часовой производительности насосной станции к среднему часовому расходу воды в сутки максимального потребления;kч – коэффициент часовой неравномерности, определяемый как отношение максимального часового расхода (отбора воды)к среднему(в сутки максимального водопотребления).

Объём неприкосновенного противопожарного запаса воды в РЧВ должен приниматься из условия, что пожаротушение осуществляется из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, а также специальными средствамипожаротушения (спринклерными, дренчерными и другими установками,если эти установки не имеют собственных резервуаров),и на весь период пожаротушения обеспечиваются максимальные хозяйственно-питьевые и производственные расходы.При этом на промышленном предприятии расходы воды на поливку территории,душ,мытье полов и мойку технологического оборудования не учитываются:

Принцип работы водонапорной башни - фотография 37 - изображение 37

.Приэтом:

Принцип работы водонапорной башни - фотография 38 - изображение 38

;

Принцип работы водонапорной башни - фотография 39 - изображение 39

,где Qнар, Qвн, Qуст, Qхоз.пр – соответственно,расходы,на наружное пожаротушение,на пожаротушение внутренними пожарными кранами, стационарными установками, на хозяйственно-питьевые нужды,м3/с;τ− продолжительность тушения пожара из гидрантов и внутренних пожарных кранов;τ1 − продолжительность тушения пожара установками пожаротушения.

Аварийный объем воды должен обеспечивать:

§ хозяйственно-питьевые нужды в размере 70 % от расчетного расхода;

§ производственные расходы по аварийному графику;

§ расходы на пожаротушение – наружное, внутреннее и установки, пожаротушения в течение нормативного времени пожаротушения.

Таким образом:

Принцип работы водонапорной башни - фото 40 - изображение 40

,где τав – нормативное время ликвидации аварии, ч; Qпр.ав – расход воды на производственные цели по аварийному графику, м3/с;

Принцип работы водонапорной башни - фото 41 - изображение 41

.

Если во время пожара гарантирована бесперебойная подача воды Q1 в РЧВ,то при расчете объема РЧВ допускается учитывать пополнение РЧВ за время тушения пожара.Тогда объем неприкосновенного запаса определяется по формуле

Принцип работы водонапорной башни - фотография 42 - изображение 42

Максимальный срок восстановления неприкосновенного запаса воды должен быть не более:

§ 24 ч – в населенных пунктах и на промышленных предприятиях со зданиями, отнесенными по пожарной опасности к категориям А, Б, В;

§ 36 ч – на промышленных предприятиях со зданиями, отнесенными по пожарной опасности к категориям Г и Д;

§ 72 ч – в сельских населенных пунктах и на сельскохозяйственных предприятиях.

Общее количество РЧВ,как правило, должно быть не менее двух.Распределение запасных и регулирующих объемов воды следует производить пропорционально количеству РЧВ и их объему.При выключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50 % пожарного и аварийного объемов воды.

Устройство одного резервуара допускается в случае отсутствия противопожарного и аварийного объема воды.Резервуары следует принимать железобетонными.Применение металла для резервуаров не допускается.Резервуары оборудуются системой трубопроводов для подачи и отбора воды,слива избытка воды,сброса грязной воды при ремонте.Подающий трубопровод снабжают клапаном,автоматически закрывающимся при заполнении резервуара.Постоянное перемешивание воды в резервуаре достигается за счет того, что отверстие подающего трубопровода располагают на максимальном уровне воды в резервуаре в противоположной стороне от приямка со всасывающими трубами насосов (рис. 4.27).

РЧВ, система трубопроводов с задвижками и НС-II образуют узел насосной станции.Узлы проектируют обычно в двух вариантах:с камерой переключения и без нее.

Способы сохранения неприкосновенного противопожарного запаса в резервуарах определяются типом НС-II.

На насосных станциях низкого давления с общими всасывающими линиями для отбора хозяйственно-питьевых и пожарных расходов применяют автоматические указатели уровней.Их показания передаются на НС-I или на диспетчерский пункт управления и используются для включения дополнительного насоса на НС-I или выключения хозяйственно-питьевых насосов в НС-II.

На насосных станциях высокого давления (со специальными пожарными насосами) хозяйственно-питьевые и пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие линии (рис. 4.27).Сохранение неприкосновенного противопожарного запаса воды обеспечивается в этом случае за счет того, что при снижении уровня воды в резервуаре до уровня неприкосновенного запаса (рис. 4.28,б) во всасывающую трубу 1 хозяйственно-питьевого насоса через отверстие попадает воздух и происходит срыв работы насоса. Наличие изгиба на конце всасывающей линии хозяйственно-питьевых насосов позволяет производить отбор воды из низшей части резервуара, что улучшает перемешивание воды в нем

.

Принцип работы водонапорной башни - изображение 43 - изображение 43

Рис. 4.27. Схема железобетонного резервуара:

1 – подающий трубопровод; 2 – вентиляционная труба; 3 – трубопровод отбора воды (всасывающий трубопровод хозяйственно-питьевых насосов); 4– трубопровод отбора воды на пожаротушение

Другим способом сохранения неприкосновенного противопожарного запаса воды в резервуаре может служить способ, показанный на рис. 4.28,а. Всасывающая труба 2 производственно-хозяйственных насосов выведена на уровень неприкосновенного противопожарного запаса, что исключает отбор этими насосами неприкосновенного запаса воды.

Наличие кожуха 1 обеспечивает перемешивание воды в резервуаре. Всасывающие линии пожарных насосов показаны на рис. 4.28,а3, рис. 4.28,б2.

Водонапорные башни и гидроколонны, их назначение и устройство. Расчет водонапорных башен. Способы сохранения пожарного запаса воды в баках водонапорных башен.

Водопроводные башни и гидроколонны. Водонапорная башня располагается между НС-II и сетью (в обычной схеме водоснабжения) или в конце сети (в схеме водоснабжения с контррезервуаром). Водонапорная башня предназначается для:

· регулирования неравномерности водопотребления;

· хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды;

· создания необходимого напора в водопроводной сети.

На рисунке 4.29 показана принципиальная схема водонапорной башни и её оборудования.

Подача воды в бак 1 из водопроводной сети 2 и поступление регулируемого запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающе-разводящему трубопроводу 3. Для отбора неприкосновенного запаса воды используется трубопровод 4 с электрозадвижкой 5, которая открывается при пуске пожарного насоса. С помощью обратного клапана 6 и электрозадвижки 7, которая в обычное время открыта, происходит отключение водонапорной башни от сети. В противном случае часть подачи воды пожарного насоса будет поступать в бак, в результате чего расход воды в водопроводной сети при пожаре может оказаться меньше расчетного.

Водонапорная башня оборудуется переливным 8 и грязевым 9 трубопроводами, которые соединяются с канализационным колодцем 10. Для подачи воды к месту пожара передвижным пожарным насосом 11 из колодца 10 открывают задвижку 12 с помощью вентиля 13 и муфты 11.

Принцип работы водонапорной башни - изображение 44 - изображение 44

Сохранение неприкосновенного запаса воды в баке в рассмотренном случае осуществляется за счет расположения приемных патрубков хозяйственных и пожарных трубопроводов на разных уровнях. В городах часто ограничиваются установкой указателя уровня различных конструкций, которые сигнализируют о состоянии уровня воды в баке.

Исходя из назначения водонапорной башни, объём бака водонапорной башни определяется по формуле

Принцип работы водонапорной башни - изображение 45 - изображение 45

,где Wрег – регулирующий объем; Wн.з – неприкосновенный запас (объём).

Неприкосновенный объём воды определяется из соотношения

Принцип работы водонапорной башни - фотография 46 - изображение 46

,где Wхоз – объем воды на хозяйственно-питьевые и производственные цели на 10 минут тушения пожара; Wпож – объем воды на 10 минут тушения: одного внутреннего и одного наружного пожара при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды. Таким образом,

Принцип работы водонапорной башни - фотография 47 - изображение 47

;

Принцип работы водонапорной башни - фотография 48 - изображение 48

где Qхоз.макс – максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные цели без учета расхода воды на промышленных предприятиях на поливку территории, душ, мытье полов и мойку технологического оборудования, м3/с; Qпож – расход воды на пожаротушение, м3/с.

При этом нужно иметь в виду следующее:

− при обосновании допускается хранение в баках водонапорных башен полного пожарного объема

− противопожарный объем воды водонапорной башни, общей для населенного пункта и промышленного предприятия, надлежит принимать по большему расчетному расходу для предприятия или населенного пункта.

Вне водонапорных башен на подводяще-отводящем трубопроводе следует предусматривать устройство для отбора воды пожарными машинами.

Высота водонапорной башни Нв.б определяется по формуле

Принцип работы водонапорной башни - фотография 49 - изображение 49

, где 1,05 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях; hc – потери напора в сети в обычное время (без пожара) от водонапорной башни до диктующей точки в период наибольшего водопотребления; Нcв – свободный напор в диктующей точке, определяемый по формуле

Принцип работы водонапорной башни - изображение 50 - изображение 50

, где n – количество этажей.

Для уменьшения высоты водонапорной башни ее располагают обычно на наиболее возвышенной точке местности. По типовым проектам сооружают водонапорные башни высотой до дна бака 8 – 40 м и баками с объемом 50 – 800 м3. Водонапорные башни надлежит принимать железобетонными. Для ствола водонапорной башни допускается применять металл или местные несгораемые материалы, а для баков – металл.

В некоторых системах производственного водоснабжения, например, на металлургических заводах, вместо водонапорных башен используются гидроколонны. Гидроколонна представляет собой цилиндрическую ёмкость, ствол которой заполнен водой полностью. Таким образом, при одинаковой с водонапорной башней высоте объем воды в гидроколонне значительно больше. Однако при работе гидроколонны в обычное время используется только верхняя часть объема, то есть объем, расположенный выше соответствующей величины свободного напора в сети в месте расположения гидроколонны, а в нижней части может храниться неприкосновенный противопожарный запас воды.

Принцип работы водонапорной башни - изображение 51 - изображение 51

Рис. 4.30. Гидроколонна

Пожарные резервуары и водоемы. Хранение пожарного объёма воды в специальных резервуарах или открытых водоёмах допускается:

§ для населённых пунктов с числом жителей до 5000 человек;

§ производственных зданий с категориями В, Г, Д, при расходе воды на наружное пожаротушение 10 л/с;

§ отдельно стоящих общественных зданий объёмом до 1000 м3, расположенных в населённых пунктах, не имеющих кольцевого пожарного водопровода;

§ в ряде других случаев, указанных в СНиП.

Объем пожарных резервуаров и водоёмов следует определять, исходя из расчётных расходов воды и продолжительности тушения пожаров.

К пожарным резервуарам, водоемам и приемным колодцам должен быть обеспечен свободный подъезд пожарных машин. У мест расположения пожарных резервуаров и водоемов должны быть предусмотрены указатели в соответствии с требованиями ГОСТ. Количество пожарных резервуаров и водоемов должно быть не менее двух. В каждом должно храниться 50 % объема воды на пожаротушение. Подача воды на тушение любой точки пожара должна обеспечиваться из двух соседних резервуаров или водоемов.

Пожарные резервуары или водоемы следует размещать из условия обслуживания ими зданий, находящихся в радиусе 200 м − при наличии автонасосов, 100 –150 м − при наличии мотопомпы и в зависимости от типа мотопомпы. Для увеличения радиуса обслуживания допускается прокладка от резервуаров или водоемов тупиковых трубопроводов длиной не более 200 м. Расстояние от точки забора воды из резервуаров и водоемов до зданий III, IV, V степени огнестойкости и до открытых складов сгораемых материалов должно быть не менее 30 м, до зданий I и II степени огнестойкости − не менее 10 м.

Если непосредственный забор воды из пожарного резервуара или водоема автонасосами или мотопомпами затруднен, то следует предусматривать приемные колодцы объемом 3–5 м3. Диаметр трубопровода, соединяющего резервуар или водоем с приемным колодцем, следует определять из условия подачи воды на наружное пожаротушение, но не менее 200 мм. Перед приемным колодцем на соединительном трубопроводе следует устанавливать колодец с задвижкой, штурвал которой должен быть выведен под крышку люка.

Обеспечение надежности подачи воды насосными станциями. Классификация насосных станций. Выбор режима работы насосных станций первого и второго подъемов. Устройство насосных станций в соответствии с требованиями СНиП.

К числу основных сооружений, определяющих надежность работы системы водоснабжения, относятся насосные станции. От того, насколько правильно спроектирована и построена насосная станция, зависит надежность работы насосной станции и системы водоснабжения в целом. Классификация насосных станций

1. По назначению различают насосные станции первого подъема, второго подъема, повысительные и циркуляционные. Насосные станции первого подъема (НС – I) предназначены для подачи воды от источника водоснабжения на очистные сооружения или, если очистка не требуется, непосредственно в резервуары чистой воды (РЧВ), водонапорную башню, распределительную сеть или другие сооружения в зависимости от схемы водоснабжения.

Насосные станции второго подъема (НС-II) предназначены для подачи воды из резервуаров чистой воды через водоводы и водопроводную сеть к потребителям. Иногда НС-II блокируют с очистными сооружениями или с НС- I.

Повысительные насосные станции предназначены для местного повышения напора в водопроводной сети. При этом вода из одной сети под увеличенным напором подается в другую (сеть района, города или отдельного здания).

Циркуляционные насосные станции устраивают в оборотных системах водоснабжения промышленных предприятий. В таких насосных станциях одни насосы подают воду на производственные цели, а другие подают отработанную воду на очистные сооружения или на охлаждение.

2. По расположению относительно поверхности земли насосные станции могут быть: наземные, заглубленные и шахтного типа (расположенные на большой глубине).

3. По виду оборудования различают насосные станции с вертикально и горизонтально расположенными насосами.

4. По характеру управления различают насосные станции с ручным, автоматическим и дистанционным управлением.

5. По надежности действия (степени обеспеченности подачи воды) насосные станции подразделяются на три категории:

а) первая – не допускается перерыв в подаче воды. К ним относятся насосные станции противопожарных и объединенных хозяйственно-производственно-противопожарных водопроводов;

б) вторая категории – допускается перерыв в подаче воды на время, необходимое для включения резервного электроснабжения обслуживающим персоналом. К ним относятся станции противопожарных и объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов при наличии на сети емкостей с необходимым противопожарным запасом воды, обеспечивающим необходимый напор;

и) третья – когда допускается перерыв в подаче воды на время ликвидации аварии, но не более одних суток. К ним относятся станции противопожарных и объединенных противопожарных водопроводов при расходе воды на наружное пожаротушение до 20 л/с в населенных пунктах с количеством жителей до 5000 человек, а также при подаче воды по одному водоводу.

Выбор режима работы насосной станции второго подъема. НС-II могут иметь равномерный и неравномерный режимы работы.

Равномерный режим работы НС-II – это режим, при котором подача воды остается постоянной в течение суток.

Неравномерный (ступенчатый) режим работы НС-II – это режим, при котором подача воды периодически меняется в течение суток за счет включения различного числа насосов.

Выбор режима работы НС-II, а следовательно, количество и подача насосов зависят от графика водопотребления. На рисунке 4.25 показан график водопотребления 1 и графики равномерной 2 и неравномерной 3 работы НС-II. При равномерном режиме работы НС-II работает, например, один насос с подачей в час 100 / 24 = 4,17 % общего суточного водопотребления.

При неравномерном режиме работы (см. рис. 4.25) один насос с подачей 2,5 % работает с 0 до 4 ч. В 4 ч подключается такой же насос, и оба насоса с 4 до 24 ч работают параллельно. Так как при параллельной работе подача каждого насоса уменьшается, то суммарная подача двух насосов в час принята равной 4,5 % суточной подачи НС-II.

В моменты, когда подача НС-II больше водопотребления, избыток воды поступает в бак водонапорной башни 4 (см. рис. 4.25), а когда подача НС-II меньше водопотребления, недостаток воды поступает из бака водонапорной башни.

Принцип работы водонапорной башни - фотография 52 - изображение 52

Рис. 4.25. Графики водопотребления (1), равномерного (2) и неравномерного (3) режимов работы НС-II

При неравномерной работе НС–II, в сравнении с равномерной значительно уменьшается объем бака водонапорной башни, при этом увеличивается количество насосов, но с меньшей подачей, а следовательно, площадь насосной станции тоже увеличивается. Увеличивается также объем резервуаров чистой воды, так как НС–I обычно работает равномерно. В ряде случаев увеличивается диаметр водоводов, так как при неравномерной работе НС-II водоводы должны обеспечивать пропуск большего количества воды, чем при равномерной работе. Обычно для малых водопроводов выгодна равномерная работа НС-II, для больших – неравномерная.

Окончательный режим работы НС-II следует устанавливать на основании технико-экономического сопоставления вариантов. При этом необходимо учитывать, что КПД насосов с большей подачей выше, чем КПД насосов с меньшей подачей.

Обеспечение надежности работы насосных станций. Надежность работы насосных станций определяется надежностью работы основных элементов − насосов, запорно-регулирующей аппаратуры, электрооборудования, трубопроводов и др.

Данные об отказах различных частей собственно насосов типа К (консольные) и НД (двустороннего подвода жидкости), полученные в результате обобщения опыта их эксплуатации, показывают, что 60 % отказов приходится на износ подшипников. При этом число отказов зависит от продолжительности работы насоса.

Одним из наиболее широко применяемых методов повышения надежности насосных станций является резервирование. Различают: структурное, нагрузочное, функциональное, временное резервирование.

Структурный метод резервирования предусматривает использование на станциях избыточных элементов. Примером является применение в качестве избыточных насосов трубопроводов, запорно-регулирующей аппаратуры. Основным показателем структурного резерва является кратность m = k/n, где k − общее число насосов или других элементов одного и того же назначения; n − число рабочих элементов.

Различают три вида структурного резерва: нагруженный, ненагруженный, облегчённый.

Нагруженный резерв характерен для запорно-регулирующей аппаратуры, всасывающих и напорных трубопроводов, когда резервные элементы участвуют в обеспечении расхода наравне с основными.

Для насосов используется ненагруженный резерв, то есть резервные насосы не работают до отказа основных агрегатов.

На станциях со ступенчатым (неравномерным) режимом работы резервные насосы работают в более легком режиме, чем основные, то есть это облегченный резерв.

Нагрузочный метод резервирования предусматривает использование возможности насосов и других элементов станции увеличивать подачу (пропускную способность) при отключении части из них. Такой метод характерен для самих насосов, напорных и всасывающих трубопроводов. При наличии нагрузочного резервирования общая кратность резерва будет превышать кратность структурного резервирования.

Функциональный метод резервирования означает возможность взаимозаменяемости оборудования разного назначения. Например, при подборе хозяйственно-питьевых, противопожарных и других насосов учитывается возможность выполнения ими дополнительных функций: дублирования друг друга, создания больших напоров при авариях на водопроводах, сети и т.п.

Временной метод резервирования предусматривает использование резерва по продолжительности работы станции в течение суток. Такой резерв может создаваться, например, путем применения насосов с подачей, превышающей суточную. Этот метод используется в системах с регулирующими емкостями. Исследования показывают, что эффективность резервирования как меры повышения надежности зависит от ряда факторов, таких, как показатели надежности оборудования и трубопроводов, число рабочих агрегатов и т.п.

Необходимо, кроме того, учитывать, что повышение надежности работы станции резервированием приводит к увеличению затрат на строительство и эксплуатацию. Поэтому кратность резерва следует обосновывать технико-экономическими расчетами.

Для обеспечения надёжности работы насосных станций используют следующие меры.

1. Должны быть установлены резервные насосы (табл. 4.4).

При этом:

§ в количество рабочих агрегатов на НС-II низкого давления включаются пожарные насосы;

§ при установке только противопожарных насосов или при объединенных противопожарных водопроводах высокого давления следует предусматривать только один резервный насос независимо от количества рабочих агрегатов;

§ количество рабочих агрегатов одной группы, кроме пожарных, должно быть не менее двух; в насосных станциях 2-й и 3-й категории при обосновании допускается установка одного рабочего агрегата.

Насосные станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного противопожарного водопроводов, следует относить к 1-й категории.

2. Противопожарные насосы должны быть обеспечены электропитанием от двух независимых источников, а в случае одного источника и в населенных пунктах с количеством жителей до 5000 человек следует устанавливать резервный противопожарный насос с двигателем внутреннего сгорания и автоматическим запуском (от аккумуляторов).

3. Количество всасывающих линий на насосных станциях 1-й и 2-й категории обеспеченности подачи воды должно быть не менее двух. При выключении одной всасывающей линии остальные должны быть рассчитаны на пропуск полного расчетного расхода для насосных станций 1-й и 2-й категории и 70 % расчетного расхода для 3-й категории. Устройство одной всасывающей линии допускается для насосных станций 3-й категории.

4. При установке в НС 1-й и 2-й категории надежности специальных насосов (т.е. на насосных станциях высокого давления) эти насосы должны иметь самостоятельные всасывающие линии.

5. Трубопроводы в НС, а также всасывающие линии за пределами НС следует выполнять из стальных труб.

7. Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорной арматурой и обратным клапаном, установленным между насосом и запорной арматурой. На всасывающих линиях запорную арматуру следует устанавливать у насосов, расположенных под заливом, или при присоединении насосов к общей всасывающей линии.

8. Размещение запорной арматуры на напорных и всасывающих трубопроводах должно обеспечивать возможность замены или ремонта любого из насосов, обратных клапанов, а также запорной арматуры с обеспечением непрерывной подачи воды:

– на пожаротушение – полностью;

– на хозяйственно-питьевые цели – 70 % от расчётного расхода для НС 1-й и 2-й категории;

– на производственные цели – по аварийному графику.

При 1-й категории длительность снижения подачи не должна превышать – 3 сут; 2-й категории – 10 сут; 3-й категории – 15 сут.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты