Система водопостачання

Система водопостачання, яка містить активні джерела живлення мережі водою, трубопроводи, 33909 - керовані зональні насосні станції встановлені лише у зонах забезпечення подачі розрахункової кількості води споживачам, що диктують; - зональні насосні станції забезпечені установками по доочищенню і знезаражуванню води. Проведені патентні дослідження показали, що ні в патентній, ні у науково-технічній літературі не існує відомостей про пристрої для водопостачання населених пунктів таким засобом, який охарактеризовано у формулі винаходу, що дає підставу до його відповідності критерію патентоспроможності "новизна". Порівняльний аналіз пристрою, який пропонується, з відомими технічними рішеннями, у т. ч. і з прототипом, показують на суттєві переваги системи водопостачання, у якій централізована насосна станція регулювання тиску води з'єднана з магістральною водопровідною мережею, а керовані зональні насосні станції встановлені лише у зонах подачі розрахункової кількості води, забезпечує підвищення економічності роботи водопровідних мереж за рахунок зниження надлишкових напорів і зменшення втрат води, а також підвищення екологічності і надійності системи водопостачання з зношеними трубопроводами. Переваги, які досягаються, показують на те, що задача, яка вирішується, виконана на винахідницькому рівні, бо вона не витікає очевидним чином з відомих у даній галузі техніки рішень і тому відповідає критерію патентоспроможності "винахідницький рівень". Прилад, який пропонується пояснюється кресленнями: фіг. 1 - блок-схема системи водопостачання; фіг. 2 – блок-схема кільцевої системи водопостачання; фіг. 3 - блок-схема тупикової системи водопостачання. Система водопостачання складається з джерел живлення 1 мережі водою з очисними спорудами, водоводу 2, централізованої насосної станції 3 регулювання тиску води у системі, напірних трубопроводів 4 з регулюючою арматурою 5, кільцевих водопровідних мереж 6, мереж, що розводять, 7, споживачів 8, низьконапірного трубопроводу 9, з регулюючою арматурою 10, керованої зональної насосної станції 11 з приладами для доочищення 12, 13 і знезаражування 14 води, напірних трубопроводів 15 з запірно-регулюючою арматурою 16, споживачів, що диктують 17, вузлів 18, 19, 20, 21, 22, 23 кільцевої водопровідної мережі і вузлів 24, 25, 26, 27, 28 тупикової водопровідної мережі. Пристрій працює наступним чином. У режимі водоспоживання робота системи забезпечується по загальновідомій схемі з одержанням води з основних водосховищ і резервуарів, її обробкою до рівня питної на станціях водопідготовки 1 і подачею у напірному режимі через централізовану насосну станцію 3 по напірним трубопроводам 4 і 6 та трубопроводам, що розподіляють, 7 і 9 споживачам 8 і на зональні насосні станції 11, від яких вода поступає до споживачів 17, при цьому насосні агрегати на насосній станції З підбираються по витраті і напору, якій визначається необхідним тиском у критичній точці 17 (у даному випадку за критичну точку приймається віддалений вузол з необхідним напором до 30 м). при необхідності (якщо вода не відповідає ДГСТУ “Вода питна”) воду доочищають 12, 13 і після цього по напірним трубопроводам 15 подають споживачам 17. На території насосних станцій 11 знаходиться очисна установка 12 для одержання чистої та 13 особливо чистої води, наприклад, мінеральної. Особливо чисту воду споживач, при бажанні, отримує у фасованому виді (у флягах, або пляшках). Підвищені витрати на утримання установок 12, 13 і 14 компенсуються за рахунок скорочення витрати електроенергії і зниження величини збитків від різноманітних розладів здоров'я населення, а також продовження строку служби трубопроводів. Так як зональні насосні станції 11 встановлені лише в зонах забезпечення подачі розрахункової кількості води наводимо порівняльний розрахунок загальноприйнятої системи водопостачання міста і розрахунок, який пропонується авторами. Як перший варіант приймаємо традиційну кільцеву систему водопостачання міста, тобто вода, забрана з джерела, очищається, знезаражується 1 і після цього насосами насосної станції 3 по магістральній кільцевій водопровідній мережі 6 подається споживачам 8, 17. Дані по магістральній мережі наведені у табл. 1. Напір помп насосної станції 3 складає: Н1 = 42+9,36+6,38+2 = 59,74 м. Витрата помп насосної станції 3 складає: Q1 = 135 л/с. Тоді приймаємо помпу типу Д 500-65, споживна потужність помпи при напорі 60 м складає 115 кВт. Згідно другого варіанту (розрахунку авторів) водопостачання міста вода, забрана з основного джерела водопостачання, очищується та знезаражується 1. Чиста вода помпами станції 3 по магістральній кільцевій водопровідній мережі 6 подається споживачам. Напір помп на насосній станції 3 приймаємо мінімальним (з умови, що у самій віддаленій точці напір повинен бути не менше 10 м). З метою підвищення напору у системі трубопроводів, що розводять для споживачів з фактичними напорами нижче необхідних, встановлюються зональні насосні станції. Напір помп на насосній станції приймаємо з урахуванням необхідного вільного напору у вузлі. Дані по магістральній мережі наведені у табл. 2. Напір помп насосної станції 3 складає: Н2 = 10+8,46+9,36+6,38+2 = 36,22 м. Витрата помп насосної станції 3 складає: Q2 = 135 л/с. Тоді приймаємо помпу типу Д 630-40, споживана потужність помпи при напорі 36,3 м складає 75 кВт. При напорі помпи станції 3 - 36,3 м у вузлах 22 і 23 фактичний напір буде менш необхідного, отже, поблизу цих вузлів влаштовуємо помпи 11. Причому усмоктуючі трубопроводи насосних станцій 11 приєднуються до двох магістральних ліній (при великій довжині зони - до трьох і більше ліній), які підходять до даного вузла. Напір помп 11 визначається необхідним вільним напором у вузлах 22 і 23, відповідно. Витрата помп визначається шляховими витратами магістральних дільниць, які підходять до вузла. 2 33909 Вузол 22: напір помп 11 дорівнює необхідному вільному напору у вузлі 22: Н222 = Нвіл22 = 42м, витрата помпи – Q222 = 30 л/с. Приймаємо помпу типу К 100-65-200, споживана потужність помпи при напорі 42 м складає 19 кВт. Вузол 23: напір помп 11 дорівнює необхідному вільному напору у вузлі 23: Н223 = Нвіл23 = 26м, витрата помпи – Q223 = 20 л/с. Приймаємо помпу типу К 100-80-160, споживана потужність помпи при напорі 26 м складає 10 кВт. Загальна споживана потужність при другому варіанті складає: N = 75+19+10 = 104 кВт. Для забезпечення необхідної якості води, що подається споживачам, у вузлах 22 і 23 встановлюємо багатосхідчасті електрофільтри. Ефект по енерговитратам від використання другого варіанту у порівнянні з першим складає 10%, зниження втрат води складе - 30,5% (В.Ф. Кондрачук. Автоматизация работы систем подачи и распределения воды. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции “Основные направления развития водоснабжения, водоотведения, очистки природных и сточных вод и обработки осадков”. - Харьков, 1986. - С. 21-24), ефект від зменшення збитків від різноманітних розладів здоров’я населення - 20% (Water and Waster Engineering, 1976. Vol. 13, N 7, p. 26-28, 95) (при влаштуванні установок по очищенню і знезаражуванню у вузлах 22 і 23). Так як зональні насосні станції 11 встановлені у зонах забезпечення подачі розрахункової кількості води приводимо порівняльний розрахунок загальноприйнятої тупикової системи водопостачання міста і розрахунок, який пропонується авторами. Як перший варіант приймаємо традиційну систему водопостачання селища міського типу, т.т. вода, забрана з джерела, очищується, знезаражується 1 і після цього помпами насосної станції 3 по магістральній тупиковій водопровідній мережі 6 подається споживачам. Для розрахунку враховуємо дільницю від вузла 27 до самого усуненого споживача 28. Дані по тупиковій мережі наведені у таблиці 3. Напір насосів насосної станції 3 складає: Н1 = 42+7,56+6,11+1,32+2 = 58,99 м. Витрата помп насосної станції 3 складає: Q1 = 75 л/с. Тоді приймаємо помпу типу Д 500-65, споживана потужність помпи при напорі 59 м складає 68 кВт. Згідно другого варіанту водопостачання селища міського типу з тупиковою водопровідною мережею, вода, забрана з основного джерела водопостачання 1, очищається та знезаражується. Чиста вода помпами 3 по магістральній тупиковій мережі 6 подається споживачам. Напір помп на насосній станції 3 приймаємо мінімальним (з умови, що у самій віддаленій точці напір повинен бути не менше 10 м). З метою підвищення напору у системі трубопроводів, що розводять, для споживачів з фактичними напорами нижче необхідних встановлюються насосні станції 11. Напір помп на насосній станції 11 приймаємо з урахуванням необхід ного вільного напору у вузлі. Для розрахунку враховуємо дільницю від вузла 27 до самого віддаленого споживача (точка 28). Дані по тупиковій мережі 6 наведені у табл. 4. Напір помп насосної станції 3 складає: Н2 = 10+2,41+7,56+6,11+1,32+2 = 29,4 м. Витрата помп насосної станції 3 складає: Q2 = 75 л/с. Тоді приймаємо помпу типу Д 320-50, споживана потужність помпи при напорі 30 м складає 32 кВт. При напорі помпи 3 - 30 м у вузлах 27 і 28 фактичний напір буде менш необхідного, отже у цих вузлах встановлюємо помпи 11. Напір помп 11 визначається необхідним вільним напором у вузлах 27 і 28, відповідно. Вузол 28: напір помп 11 дорівнює необхідному вільному напору у вузлі 28: Н228 = Нвіл28 = 18м, витрата помпи - Q228 = 5 л/с. Приймаємо помпу типу К 80-65-160, споживана потужність помпи при напорі 18 м складає 7,1 кВт. Вузол 27: напір помп 11 дорівнює необхідному вільному напору у вузлі 27: Н227 = Нвіл27 = 42м, витрата помпи - Q227 = 15 л/с. Приймаємо помпу типу К 100-65-200, споживана потужність помпи при напорі 42 м складає 15 кВт. Загальна споживана потужність при другому варіанті складає: N = 33+7,1+15 = 54,1 кВт. Для забезпечення необхідної якості води, яка подається споживачам, у вузлах 27 і 28 влаштовуємо багатосхідчасті електрофільтри. Ефект по енерговитратам від використання другого варіанту у порівнянні з першим складає 20,4%, зниження втрат води складе - 35,8% (В.Ф. Кондрачук. Автоматизация работы систем подачи и распределения воды / В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции “Основные направления развития водоснабжения, водоотведения, очистки природных и сточных вод и обработки осадков”. - Харьков, 1986. С. 21 - 24), ефект від зменшення збитків від різноманітних розладів здоров’я населення - 30% (Water and Waster Engineering, 1976. Vol. 13, N 7, p. 26-28, 95) (при влаштуванні установок по очищенню і знезаражуванню у вузлах 27 і 28). Застосування системи водопостачання, яка пропонується, шляхом зниження гідравлічного навантаження на водопровідні очисні споруди і магістральні трубопроводи забезпечує зниження втрат напору води, а отже, і навантаження, так як у містах України втрати води у мережі досягають 40%, а влаштування на зональних насосних станціях установок для доочищення і знезаражування води, забезпечує необхідну якість води, яка подається населенню, що особливо актуально у системах водопостачання із зношеними трубопроводами, у яких, внаслідок корозії трубопроводу та пов'язаних з цим фізико-хімічних і мікробіологічних процесів, істотно знижується ряд показників якості питної води у порівнянні з аналогічними показниками на вході. Зниження тиску у мережі магістральних водоводів дозволяє знизити втрати води, а отже, зменшити вартість води питної якості, за рахунок еко 3 33909 номії реагентів та електроенергії, а також збільшити термін служби магістральних трубопроводів. Зменшення потужності насосних агрегатів на централізованій насосній станції, підвищує економічність роботи системи, як за рахунок зниження надлишкового тиску у мережі, так і за рахунок відносного збільшення подачі води у мережу з меншими енерговитратами. Влаштування очисних установок для доочищення води дозволяє забезпечувати всіх спожива чів водою необхідної якості, при цьому відбувається різке зниження величини збитків від різноманітних розладів здоров'я населення. Джерела інформації. 1. А.с. СССР № 1118754 А1, кл. Е03В7/04, 1983. опубл. 15.10.84 г. 2. A.с. СССР № 1689532 (рототип), кл. Е03В7/04, 1984. опубл. 07.11.91 г. Таблиця 1 4 33909 Таблиця 2 Таблиця 3 5 33909 Таблиця 4 Фіг. 1 6 33909 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 7