Подбор и определение местоположения оголовка

Для определения местоположения оголовка руслового водозабора необходимо выполнить условия [1, п. 5.96]:

1 условие: Низ водоприёмных отверстий должен быть расположен на расстоянии не меньше 0,5 м выше дна реки (водотока).

2 условие: Верх водоприёмных отверстий или затопленных сооружений не менее 0,2 м от нижней кромки льда.

3 условие: Расстояние от впадины волны до верхней части водоприёмного отверстия не менее 0,3 м.

Расчёт ведется на летний и зимний период, а также в период судоходства:

Рис. 4. Схема определения местоположения оголовка.

В зимний период глубина перед входным отверстием должна быть:

Н_И = а + H_ок + +0,9h_л

а=0,5м; =0,2м

h_л – расчётная толщина льда, м;

0,9 – коэффициент, характеризующий плотность льда и глубину его погружения в воду;

H_ок – проектная высота водоприёмного окна Н=1,1 м;

h_вол – высота волны

Н_И=0,5+1,1+0,2+0,9*0,4=2,16м

В летний период:

Н_И = а+ H_ок + + 0,3 - 0,5h_вол

Н_И =0,5+1,1+0,3+0,5*0,3=2,05м

а=0,5м; =0,3м

Для определения отметки, на которой будет расположен оголовок, берём в расчёт большее из получившихся глубин перед водоприемником, тоесть глубину получившеюся при расчёте в зимний период Н_И=2,16 м.

▼дн=НУВЛ- Н_И.зим=299-2,16=296,84 м

Водоприёмные отверстия располагаются в русле реки на отметке 296,84 м.

6. Самотечные линии: определение диаметра и потерь напора на расчетные случаи

Расчёт диаметров трубопроводов коммуникаций водозабора производится по значениям допускаемых скоростей в условиях нормального режима работы водозабора. Для самотечных труб, согласно [1, табл. 14] скорость должна быть в пределах от 1 до 1,5. Диаметр самотечных труб принимаем по таблицам Шевелёва.

Принимаем две самотечные линии. Принимаем Æ700 мм =1,23 м/с.

Определение потерь в самотечных линиях, возникающих в процессе эксплуатации:

, где

L – длина самотечной линии. Длина самотечной линии определяется из профиля дна реки. Это расстояние по горизонтали от наружной стены водозабора (принимается на расстоянии 5м от уреза воды при ВУВ) до места расположения оголовка, L=43,5 м.

V – скорость движения потока воды в трубе, =1,23 м/с;

=2,45 м/с;

åx - сумма коэффициентов местных сопротивлений, принимаем по [3, табл.5.1]:

åx= _{выхврезервуар=}

=3*0,25+0,1+0,97+1,0=3,57м

Нормальный режим:

V=1,23 м/с ;

1000i = 2,54

0,47 м

Аварийный режим:

Q_ав.= Q_расч=961,22л/с;

V=2,45 м/с;

1000i = 10,1

1,65 м

7. Система промывки кассетных фИльтров, ОГОЛОВКОВ И самотечных ТРУБ

Рис.5. Система промывки кассетных фильтров, оголовков и самотечных труб.

При достижении перепада уровней в реке и в одной или обеих камерах колодца, критической величины, необходимо приступить к промывке фильтрующих кассет и самотечных труб. Разность уровней определяется по показаниям датчиков. Вначале производится импульсная промывка фильтров одного из оголовков. Если после 3-4 импульсных промывок фильтров и самотечных трубопроводов, перепад уровней не восстановлен до нормальной величины, то приступают к напорной обратной промывке. Трубопроводы подводящих воду на промывку самотечных линий и фильтров подключается в камере переключения к напорному водоводу. Диаметр подводящих трубопроводов определяется следующим образом:

Скорость воды при обратной промывке должна удовлетворять следующему условию:

где - скорость воды в промывной линии, принимаем1,5 м/с;

- скорость воды в самотечной линии, м/с

При этом, расход воды на промывку самотечной линии определяется по формуле:

где - диаметр самотечной линии, м

м/с

м³/с

Согласно [4] принимаем диаметр труб подачи промывной воды при 4м/с диаметр мм.

Расчёт импульсного промыва

Рис. 6. Расчёт импульсного промыва.

Расчет импульсного промыва рыбозащитных кассет затопленных водоприемников состоит в определении максимальной скорости течения воды в самотечном водоводе при промыве. По этой скорости можно косвенно судить об эффективности его применения (например, в сопоставлении с возможно достижимой скоростью течения при промыве обратным током воды). Максимальную скорость течения воды в самотечном водоводе м/с, при некоторых принятых значениях , L, D и d определяют по формуле

Где и — полуамплитуды колебания уровня жидкости в вакуумстояке, м;

, — продолжительность первого полупериода колебания уровня жидкости в вакуумстояке

где F и ω — площади соответственно живого сечения вакуумстояка и самотечного водовода. при F=ω

L-длинна самотечной линии

Ѳ- характеристика основного гидравлического сопротивления определяется по формуле:

При этом коэффициент ѱ находят по формуле:

Где, λ - коэффициент гидравлического трения;

L и Dс — длина и диаметр самотечного водовода, м;

∑ζ - сумма коэффициентов местных сопротивлений при движении воды от водоисточника к включительно.

h – потери напора в фильтрующей кассете, h=0.3;

V – скорость воды в фильтрующей кассете, определяется по формуле:

,м/с

Где, - скорость втекания воды в кассету

Ρ=50%- пористость загрузки кассеты

м/с

Характеристику дополнительного сопротивления находят по формуле

где D u d — диаметр соответственно вакуумстояка и клапана для впуска воздуха. D=700 мм; d=100 мм;

Определяем - высота подъёма воды в вакуумном стояке

принимается 3-8 м

По графику расчётов импульсной промывки определяем

; м/с

8. Подбор насосов

Подбор насосов осуществляют исходя из задания, поставленного в курсовом проекте.

При подборе необходимо стремиться к тому, чтобы насосы работали в рекомендуемой зоне, т.е. с оптимальным КПД.

Выбор насоса произведем по напору и расходу по сводному графику для насосов типа Д, предназначенных для подачи чистой воды.

Принимаем ориентировочное количество насосов. Минимальное количество насосов, согласно СНиП, для водозаборов II категории – 2 рабочих и 1 резервный.

Расчётный расход водозабора: Q_расч=961,23 л/с.

Напор: Н = 45 м.

Принимаем 2 рабочих и 2 резервных насоса марки Д2500-45 с числом оборотов n = 730 об/мин и диаметром рабочего колеса D=740мм.

Рис. 7. Насос Д 2500-45

А-3693

В-900

С-700

Е- 500

М-1300

N-1000

O-646

P-532

R-692

S-950

T-959

V-1145

Dвс-600

Dн-500

mн-4152

mдв-2850

9. Определение диаметров труб насосной станции

Проектируется насосная станция I подъема I категории надежности при четырёх рабочих насосах; один насос подает расход воды Q_нас = 480,61 л/с.

Принимаем скорость движения воды во всасывающем трубопроводе V_вс = 1,0-1,5 м/с, в напорном трубопроводе V_нап = 2-3 м/с, по [1, табл.33].

Определяем диаметры водоводов по таблицам Шевелёва.

Трубы в насосной станции - стальные.

Определим диаметр всасывающих труб:

принимаем Д_ВС= 0,8 м = 800 мм

Определяем диаметр напорных труб:

принимаем Д_НАП = 0,6 м = 600 мм.

Определяем диаметр напорного коллектора:

принимаем Д_Н.К. = 0,8 м = 800 мм.

10. ПОДБОР АРМАТУРЫ И ФАСОННЫХ ЧАСТЕЙ

Подбор производим по [3].

1. Задвижка параллельная с электроприводом на давление р_у = 10 МПа

Подбираем по [3, табл. VI. 16]

D_у = 600; L = 390 мм, Н = 2410 мм, m = 625 кг.

D_у = 800; L = 470 мм, Н = 3290 мм, m = 1049 кг.

2. Обратный клапан поворотный однодисковый безударный фланцевый принимаем по [3, табл. VI. 21.]

Dу = 600 мм, L = 240 мм, m = 237 кг.

3. Тройник проходной сварной

D = 800х600 мм, L₁= 650 мм, L = 1700мм, m = 421кг

4. Концентрический бесшовный переход из углеродистой стали D_yxd_y = 600x500, L = 247 мм;

эксцентрический бесшовный переход из углеродистой стали D_yxd_y = 800x600, L = 457мм;.

5. Отводы крутоизогнутые бесшовные приварные из углеродистой стали, с углом 90°. D_y = 600 мм; L₁ = 600 мм; L₃ = 248 мм; m₉₀ = 195,5 кг.

11. Определение высотных отметок водозаборных сооружений

Рис. 9.Схема к определению днища насосной станции.

Отметка уровня воды в приемной камере определится по формуле:

Z_ПК = УВ_min –∑ h_н.= 299-0,46= 298,54 м,

Где ∑ h_н- потери напора на самотечных линиях и в рыбозащитных кассетах при нормальном режиме работы водозабора;

Z_ПК^ав = УВ_min – ∑h_ав.= 299 – 1,65 = 297,35 м;

Где ∑ h_ав- потери напора на самотечных линиях и в рыбозащитных кассетах при аварийном режиме работы водозабора;

Принимаем отметку воды в приёмном отделении Z_ПК= 297,35

- Определяем отметку верха самотечной линии:

Z_ВЛ = Z_ПК – 0,5 = 297,35 – 0,5 = 296,85 м;

- Определяем отметку низа самотечной линии:

Z_НЛ = Z_ВТ – d = 296,85 – 0,7 = 296,15 м;

- Определяем отметку пола в водоприемной камере:

294,15 м;

- Определяем отметку уровня воды в камере всасывания :

Z_ВК = Z_ПК – Δh_сетки = 297,35 – 0,2 = 297,15 м,

где: Δh_сетки – потери напора в сетке 20-30 см

- Определяем отметку пола во всасывающем отделение:

1)Входной диаметр воронки:

мм;

Расстояние от верха воронки до уровня воды во всасывающей камере:

мм;

Расстояние от низа воронки до пола всасывающей камеры:

мм;

=0.7м - высота слоя осадка

292,49 м;

Принимаем наименьшую отметку пола водоприёмной камеры, Z_n = 292,49 м

Рис. 10. Схема определения отметки пола во всасывающем отделении.

- Отметка оси насоса при его расположении под заливом:

Z_ОН = Z_ВК – h – О = 297,15 – 0,5– 0,646 = 296,00 м

где О – расстояние от оси насоса до его верхней части.

- Толщина набетонки пола:

2,11 м

- Отметка насоса при условии его расположения на одной линии с всасывающей линией:

Z_ОН = Z_ВК – h – О = 297,15 – 0,5– 0,646 = 296,00 м

- Определяем отметку низа днища:

По [1] принимаем h_днища = 1,5 м.

Z_Н.ДН. = Z_n – h₁- D/2 + Р = 297,15 – 1,8 – 0,4 + 0,532 = 295,48 м

- Определяем отметку ножа:

Z_ножа = Z_n – h_днища – (2 – 2,5) = 292,49 – 1,5 – 2= 288,49 м;

- Отметка пола наземной части:

Z_{надз.части} = УВ_max + 2h_волн + 0,15 = 305 + 0,6 + 0,15 =305,75 м;

- Полная строительная высота подземной части:

Н_{подз.части} = Z_{надз.части} – Z_ножа=305,75– 288,49 = 17,26 м