Определение водопотребителей и расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды поселка и предприятия

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ

ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

 

УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

 

Кафедра: «Пожарной тактики и службы»

 

 

курсовой проект

 

по дисциплине:

Противопожарное водоснабжение

Тема: «Расчет и проектирование наружного и внутреннего противопожарного водопровода населенного пункта

И промышленного предприятия»

 

Вариант №78

 

Выполнил: курсант 231 уч. группы

Ряд. вн. службы

Иордан В.В.

Проверил: ст. преподаватель

Ст. л-т внутренней службы

Арканов П.В.

 

 

Екатеринбург

СОДЕРЖАНИЕ стр.

Исходные данные для проектирования 4

Обоснование принятой схемы водоснабжения 5

Определение водопотребителей и расчет требуемого расхода

Воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды поселка

И предприятия 6

Гидравлический расчет водопроводной сети 14

Определение режима работы HC 26

Гидравлический расчет водоводов 28

Расчет водонапорной башни 30

Определение высоты водонапорной башни 30

Определение емкости бака водонапорной башни 30

Расчет резервуаров чистой воды 32

Подбор насосов для насосной станции второго подъема 35

Гидравлический расчет внутреннего объединенного, хозяйственного,

Производственного и противопожарного водопровода

Производственного здания 37

Литература 40

Исходные данные для проектирования

Схема объединенного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода населенного пункта (поселка) и промышленного предприятия с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины). В начале магистральной сети установлена водонапорная башня (ВБ).

 

Число жителей в населенном пункте: 17 тысяч человек;

Этажность застройки: 3

Степень благоустройства районов жилой застройки: внутренний водопровод, и канализация и ванны с местными водонагревателями;

Тип общественного здания: дом отдыха с душами при всех комнатах объемом 5000 м³;

Измеритель: 3000 коек;

Материал труб магистральных участков водопроводной сети и водоводов: стальные с внутренним пластиковым покрытием.

Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни: 500 м;

Категория помещений и зданий по пожарной опасности: Г

С.О. здания производственного корпуса: II

Объем зданий: 90 тыс. м³ первое производственное здание, свыше 200 тыс. м³ второе производственное здание;

Ширина здания - 42м.

Площадь территории предприятия - до 150 Га.

Число рабочих смен – 3.

Количество рабочих в смену - 500 человек.

Расход воды на производственные нужды - 600 м³ / смену.

Количество рабочих в смену принимающих душ - 60 %.

Обоснование принятой схемы водоснабжения

В данном случае водонапорная башня расположена вначале водопроводной сети. Ее назначение состоит в том, что если наблюдается значительная неравномерность потребления воды по часам суток и подачи ее насосами подъема II. Поэтому в те часы когда насосы подают воды больше, чем ее расходуется, излишек воды поступает в водонапорную башню. Кроме того предназначена для хранения запаса воды на тушение пожара. Резервуары чистой воды служат для регулирования насосных станций I и II подъема. Данный резервуар устанавливается после артезианской скважины. Насосная станция II подъема предназначена для непосредственной подачи воды в водопроводы. Устанавливают сразу после резервуара чистой воды. Насосная станция I подъема предназначена для передачи воды из водозаборного сооружения и подачи ее к очистным сооружениям. Устанавливают перед очистными сооружениями. Водопровод предназначен для транспортировки воды в различные районы города под требуемым напором. Водопровод устанавливают перед магистральными трубами. Магистральный трубопровод предназначен для подачи воды к распределительным трубам.

Определение водопотребителей и расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды поселка и предприятия

При проектировании водопроводов в первую очередь следует определить то количество воды, которое водопровод должен подать. Подача объединенного водопровода должна обеспечить: хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях; водопотребление в общественных зданиях; расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений; на работу фонтанов, хозяйственно-питьевое потребление на предприятиях; водопотребление на промышленные нужды предприятий; расход воды на цели пожаротушения в поселке и на промышленном предприятии.

 

Схема хозяйственно-противопожарного водопровода поселка и предприятия.1 - санитарная зона артезианских скважин; 2 - резервуары чистой воды; 3 - камера переключения; 4 - насосная станция II подъема; 5 - водопроводы; 6 - водонапорная башня; 7 - водопроводная сеть поселка; 8 – предприятие.

 

Определение водопотребления поселка

В соответствии с п. 2.1. табл. 1. норму водопотребления на одного человека принимаем 195 л/сут.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по формуле:

Q _сут.max. = (q_ж • N_ж) / 1000 [м³/сут] (п. 2.1 (1) [4])

где q_{ж —} удельное водопотребление, принимаемое на одного жителя по п. 2.1. табл. 1. [4]

N_{ж — расчетное число жителей.}

Q _сут.max. =(195•17000) / 1000 = 3315 м³/сут

 

Суточный расход с учетом примечания 4, п. 2.1 [4].

Q _сут.max. = 1,15•Qсут.m

 

Q _сут.max. = 1,15• 3315 = 3812,25 м³/сут

 

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

 

Q _сут.max. = К _сут.max. • Q _сут.max. [м³/сут] (п. 2.1 (2) [4])

 

где Ксут max — коэффициент суточной неравномерности, определяется

по п. 2.2

 

К _сут.max. = 1,2

Q _сут.max. = 1,2 • 3812,25 = 4574,7 м³/сут

Расчетный часовой максимальный расход воды:

 

q _ч..max. = (K _сут..max. • Q _сут..max.)/24 [м³/ч] (п.2.2 (3) [1])

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления:

K _ч..max. = _max. • _max. (п. 2.2 (4))

Принимаем по п. 2.2 и табл. 2 _max. = 1,2 — зависит от степени благоустройства;

_max. =1,24 — зависит от числа жителей в населенном пункте.

K _ч.max. = 1,2 • 1,24 = 1,488 K _ч.max. =1,5

q _ч.max.= (1,2 • 4574,7)/24 = 228,7 м³/ч

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды дома отдыха:

где q_коек=150 л/сут (приложение 3 [5]).

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для дома отдыха принимаем по приложению 1.

Суммарный расход воды по поселку:

 

Определение водопотребления предприятия

Расчетные величины хозяйственно-питьевого водопотребления в производственных и вспомогательных зданиях промышленного предприятия. Водопотребление в смену:

Q^прсм.х-п = (q’н х-п • Nсм) / 1000 [м³/см]

где q’н х-п — норма водопотребления на одного человека в смену, принимается согласно п. 2.4 [4], приложения 3 [5]

Q^прсм.х-п = (25 • 500) / 1000 = 12,5 м³/см

 

Суточное водопотребление

Q^прсут.х-п = Q^прсм.х-п • nсм [м³/сут.]

где nсм — количество смен

Q^прсут.х-п = 12,5 • 3 = 37,5 м³/сут.

Расход воды на душевые в смену

Q^душсм = 0,5 Nc

Где = 1 ч. — продолжительность действия душа после смены (приложение 3); 0,5 м³/ч — норма расхода воды через одну душевую сетку (приложение 3); Nc — количество душевых сеток, шт.

Nc = N’cм / 5,

где N’cм — количество работающих, принимающих душ после смены. Под одной душевой сеткой в течении часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек;

Nc = (Nсм • 70 %) / (5 • 100 %) = (500 • 60 %) / (5 • 100 %) =60 шт.

Q^душ_см = 0,5 • 1 • 60 = 30 м³/см

Суточное водопотребление на душ:

Q^душ_сут. = Q^душ_см • n_см

Q^душ_сут. = 30 • 3 =90 м³/сут

 

Расход воды на производственные нужды предприятия Q^пр_см = 500 м³/см (по заданию) равномерно распределяется по часам смены (восьмичасовая смена с перерывом на обед один час, в течение которого производство не останавливается). Принимается работа восьмичасовых смен: 1-я смена с 8 до 16 ч.; 2-я смена с 16 до 24 ч, с 24 до 8 ч – третья смена.

Часовой расход воды:

 

q^пр_ч = Q^пр_см / t_см = 500 / 8 = 62,5 м³/ч

 

Суточное водопотребление на производственные нужды:

 

Q^п_сут. = Q^пр_см • n_см Q^пр_сут. = 500 • 3 = 1500 м³/сут

 

Суммарный расход воды по предприятию за сутки:

 

Q^прсут. = Q^прсм.х-п + Q^душсут. + Q^прсут. [м³/сут.]

Q^прсут. = 37,5+ 1500 + 90 =6652,2 м³/сут

 

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию:

 

Q^общсут. = Q^пос_сут. + Q^прсут. [м³/сут.]

Для определения режима работы насосных станций, емкости баков водонапорных башен и резервуаров чистой воды составляется таблица почасового суточного водопотребления и строится график водопотребления по часам суток. Пояснение к табл. 1.3.

В графе 1 приведены часовые промежутки от 0 до 24 ч.

В графе 2 - расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно приложению 1 при К_Ч.MAX = 1,5.

В графе 3 - расход воды поселком на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток в м³ (например, с 10 до 11 ч. расходуется 6,25% от

Q_cyт = 4574,7 • 6,25% /100% = 285,9 м³/ч.

В графе 4 - расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания (в нашем примере – дом отдыха) по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов воды по часам суток принято по приложению 1

В графе 5 - количество воды в м³, расходуемое общественным зданием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час.

В графе 6 - расход на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода воды. Распределение расхода воды по часам смены принято по приложению 1 при К_ч = 3. В табл. 1.3 дано распределение расходов на хозяйственно-питьевые нужды предприятия для трехсменной работы.

В графе 7 - количество воды в м³, расходуемое предприятием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час смены (например, с 10 до 11 ч. расходуется 6,25 % сменного расхода предприятия)

12,5 • 6,25 % / 100 % = 0,78 м³/ч.

В графе 8 - расход воды на работу душа, который учитывается в течение часа после работы каждой смены (например, первая смена заканчивается в 16 ч., душ работает с 16 до 17 ч.).

В графе 9 - расход воды на производственные нужды, равномерно распределен по часам смены (Q_см = 500 м³, продолжительность смены 8 ч.)

q = 500/8= 62,5 м³/ч.

В графе 10 - сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в м³

В графе 11, сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в процентах от суммарного суточного расхода.

 

 

Водопотребление по часам суток в поселке и на

промышленном предприятии таблица 1.

Часы суток	Поселок	Предприятие	Всего за сутки
на хозяйственно- питьевые нужды	Общественное здание (гостиница)	на хозяйственно-питьевые нужды				% от суточного водопотребления
% от при Кч=1.5		% от при Кч=1		% от при Кч=3
0-1	1,5	68,62	0,2	0,675	12,5	1,56		62,5	163,36	2,46
1-2	1,5	68,62	0,2	0,675	6,25	0,78		62,5	132,58	1,99
2-3	1,5	68,62	0,2	0,675	6,25	0,78		62,5	132,58	1,99
3-4	1,5	68,62	0,2	0,675	6,25	0,78		62,5	132,58	1,99
4-5	2,5	114,37	0,2	0,675	18,75	2,34		62,5	179,89	2,70
5-6	3,5	160,11	0,3	1,125	37,5	4,69		62,5	228,43	3,43
6-7	4,5	205,86	0,3	1,35	6,25	0,78		62,5	270,49	4,07
7-8	5,5	251,61			6,25	0,78		62,5	449,89	6,76
8-9	6,25	285,92	6,8	30,6	12,5	1,56		62,5	410,58	6,17
9-10	6,25	285,92	4,6	20,7	6,25	0,78		62,5	369,90	5,56
10-11	6,25	285,92	3,6	16,2	6,25	0,78		62,5	365,40	5,49
11-12	6,25	285,92			6,25	0,78		62,5	358,20	5,38
12-13		228,74		13,5	18,75	2,34		62,5	307,08	4,62
13-14		228,74		13,5	37,5	4,69		62,5	309,42	4,65
14-15	5,5	251,61		13,5	6,25	0,78		62,5	328,39	4,94
15-16		274,48		13,5	6,25	0,78		62,5	351,26	5,28
16-17		274,48			12,5	1,56		62,5	386,54	5,81
17-18	5,5	251,61	3,6	16,2	6,25	0,78		62,5	331,09	4,98
18-19		228,74	3,3	14,85	6,25	0,78		62,5	306,87	4,61
19-20	4,5	205,86		22,5	6,25	0,78		62,5	291,64	4,38
20-21		182,99	2,6	11,7	18,75	2,34		62,5	259,53	3,90
21-22		137,24		83,7	37,5	4,69		62,5	288,13	4,33
22-23		91,49	1,6	7,2	6,25	0,78		62,5	161,98	2,43
23-24	1,5	68,62		4,5	6,25	0,78		62,5	136,40	2,05
Всего		4574,7				37,5			6652,2

 

Из табл. 1.3 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 8 до 9 ч., в это время на все нужды воды расходуется 449,89 м³/ч или

По предприятию расчетный расход

Расчетный расход общественного здания (больницы)

Собственно поселок расходует

 

По данным графы 11 табл. 1.3 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам (рис 1).

Рис. 1. График водопотребления объединенного водопровода по часам