Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения 6 страница

Период проектирования является наиболее ответственным, так как именно на этом этапе закладываются все решения и разрабатываются все процессы, связанные с захватом, подготовкой, транспортировкой, сохранением и распределением готовой продукции. Важное значение на этом этапе имеет наличие грамотного задания на проектирование.

При проектировании закладываются и условия обслуживания системы - условия ее эксплуатации. Автоматизация работы устройств и оборудования должна проводиться в разумных пределах. Перенасыщенность средств автоматизации и ее исключительность могут привести к неблагоприятным последствиям.

При проектировании систем должно быть выбрано наиболее надежно работающее оборудование, в полной мере использована унификация и стандартизация устройств и оборудования.

Период строительства и монтажа оборудования характерен тем, что выполняемые работы должны соответствовать проектным решениям, обеспечивающим доступ ко всем устройствам, КИП и оборудованию. В этот период создаются наиболее благоприятные условия для обслуживания.

В период эксплуатации должны своевременно проводиться профилактические мероприятия по обслуживанию, а при необходимости - замена отслуживших элементов. Особое значение имеют условия хранения расходных материалов, запасных элементов и т.п. В этот же период должен быть организован сбор информации о работе объекта - как оборудования, так и обслуживающего персонала - и ее анализ. Для суждения о качестве обслуживания может проводиться выборочный сбор информации методом организации комиссий из представителей посторонних организаций. При этом может быть рекомендован сбор таких сведений:

знание своих обязанностей обслуживающим персоналом, его обученность и умение обслуживать элементы системы;

выполнение администрацией своих обязанностей и знание их, особенно в экстремальных условиях;

учет непроизводительных затрат времени, необоснованного расхода материалов, энергии и т.п.

Программа сбора данных в эксплуатационных условиях должна тщательно планироваться и контролироваться. Для выполнения программы по сбору данных необходимо заранее разрабатывать все процедуры отчетности. Полученные данные после их анализа должны обсуждаться в коллективах. Обсуждение должно рассматриваться не как административное мероприятие, а как период учебы и выработки ответственности у персонала за порученное дело.

В период эксплуатации значительную роль в повышении эффективности и обеспечении надежности ее играет фактор инженерной психологии. Известно, все системы включают в себя как устройства, так и персонал, обслуживающий эти устройства и оборудование, в их взаимодействии (система "человек-машина"). Следовательно, при оценке надежности системы необходимо анализировать оба элемента. Установлено, что приблизительно от 20 до 50% всех отказов происходит по вине человека вследствие плохой организации производства. Отсюда вытекает вывод, что руководить производством могут только хорошие организаторы. К высокой организации производства призывают и решения XXVII съезда КПСС, и вся политика партии и правительства за последние годы.

В заключение необходимо отметить следующее. Такие науки, как теория надежности, инженерная психология и другие, связанные с разработкой и повышением эффективности обслуживания систем, к настоящему времени широко развились и успешно обслуживают отдельные производственные процессы. В области водопроводно-канализационного хозяйства и газоснабжения они делают первые шаги. В данной книге даются только азы теории надежности и направления, по которым можно использовать эту науку с целью совершенствования работы названных систем.

Для более широкого ознакомления с вопросами теории надежности рекомендуется использовать литературные источники [1, 6]. В этих работах подробно освещены расчеты разнообразных устройств, в том числе дано определение надежности восстанавливаемых систем, рассмотрены вопросы ремонтопригодности, подачи и распределения воды и т.п. В них также дается полная библиография изданий по надежности за последнее десятилетие как общетеоретического, так и конкретного направления.

Раздел третий

ВОДОЗАБОРЫ, ВОДОВОДЫ И СЕТИ

Глава I. ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

§ 3.1. Содержание источников воды

Для обеспечения надежной работы системы водоснабжения (СВ) необходимо постоянное наблюдение за источниками воды. Наблюдению и контролю подлежат:

в поверхностных источниках воды - уровень воды в водоемах, характер движения потоков воды в русле реки, наличие поперечной циркуляции, движение насосов, размыв берега, изменение русла, образование и состояние льда и его действие на водозаборные сооружения, санитарное состояние водоема;

уровень воды в водоеме, который контролируют при помощи рейки, устанавливаемой, как правило, на водозаборе; отметки уровней заносят в журнал; дно водоема нивелируется не реже одного раза в год на участке 100-150 м выше и ниже водозабора с интервалом через 10-20 м;

в подземных источниках воды - дебит водозаборных сооружений, изменение статического и динамического уровней в трубчатых и шахтных колодцах, солевой состав воды, санитарное состояние источника воды.

На малых реках и ручьях, имеющих перекаты, которые подвержены промерзанию, наблюдения должны вестись не только в районе водозабора, но и на протяжении 2-3 км вверх по руслу реки или ручья. Для наблюдения в опасных местах делают лунки и, при необходимости, ежедневно производят замеры толщины льда и глубины воды. В случаях снижения уровня воды перекаты углубляют и утепляют.

Реки и ручьи с глубинами меньше 1 м, мелкие пруды и озера подлежат обязательному утеплению, которое производят утепляющими материалами (соломенные маты и др.), а также путем создания слоя снега на поверхности льда.

Борьба с цветением и зарастанием озер, водохранилищ и прудов производится механическим и химическим способами. При механическом способе по мере зарастания водоема его периодически полностью очищают или только выкашивают растения. При химическом способе в воду добавляют химические реагенты (медный купорос, хлор и др.). Обработку водоемов рекомендуется производить после половодья с лодок, катеров или с самолетов дозами реагентов до 0,4 мг/л (по СuSO ).

Качество воды в источнике контролируется в соответствии с установленной схемой взятия проб из него (табл.3.1). Контроль проводится как для используемых, так и намеченных к использованию источников для хозяйственно-питьевого, а также совмещенного хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения. Результаты заносятся в журнал установленной формы. Отбор проб, их хранение и транспортировка производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 24481-80 и 18963-73. Отбор проб донных отложений осуществляется по требованиям ГОСТ 17.1.5.01-80.

Таблица 3.1

Отбор проб для оценки качества воды в источнике

#G0 Поверхностные источники воды	Подземные источники воды
	артезианские (напорные)	безнапорные (грунтовые)
Не менее 12 разовых проб в год, забираемых ежемесячно для проточных водоемов. Отбор проб воды осуществляется на расстоянии 1 км выше по течению от предполагаемого места водозабора; для непроточных (озера, водохранилища) - на расстоянии 1 км в обе стороны от водозабора	Отбор проб осуществляется при пуске колодца в эксплуатацию или долго бездействующих скважин после длительной откачки, выполненной до постоянного динамического уровня и осветления воды, при производительности, равной или несколько большей проектной, а при эксплуатации скважин в течение первого года эксплуатации - не реже 4 раз по сезонам года, в дальнейшем - не реже 1 раза в год в наиболее неблагоприятный период (по результатам наблюдений первого года), но не менее двух проб, взятых с интервалом 24 ч	Отбор проб производится в течение года в каждый характерный в данном климатическом районе период по две пробы воды с интервалом отбора не менее 24 ч. В карстовых районах пробы воды отбираются после сильных дождей через интервал времени, достаточный для прохождения воды через закарстованную горную породу

Требования к качеству воды в источниках определяются ГОСТ 17.1.3.03-77, указаниями Главного медицинского управления СССР, а также санитарными инспекциями городов. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, а также ядохимикатов в воде источников приводятся в работах [6, 38], а ПДК пестицидов в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения - в "Методических рекомендациях по контролю за содержанием пестицидов в водоисточниках, питьевых и очищенных сточных водах" (МЖКХ РСФСР, 1979 г.).

Требования к воде поверхностных источников приведены в табл.3.2.

Таблица 3.2

Требования к свойствам и составу воды поверхностных источников

хозяйственно-питьевого назначения

#G0Показатели качества воды	Требования к воде и нормативные показатели
Плавающие примеси	На поверхности водоемов должны отсутствовать плавающие пленки, пятна минеральных масел и скопления других примесей
Запахи и привкусы	Вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более двух баллов, обнаруживаемых непосредственно или при последующем хлорировании
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см
Реакция	Должна находиться в пределах 6,5 8,5 рН
Минеральный состав	По сухому остатку не должен превышать 1000 мг/дм , в том числе хлоридов не более 350 мг/дм и сульфатов не более 500 мг/дм
Биохимическая потребность в кислороде	БПК воды при 20°С не должна превышать 3 мг/дм
Бактериальный состав	Вода не должна содержать возбудителей кишечных заболеваний; число бактерий группы кишечных палочек (коли-индекс) должно быть не более 10000 в 1000 мл воды
Токсические химические вещества	Содержание токсических химических веществ в воде не должно превышать концентраций, превышающих нормативы, установленные Министерством здравоохранения СССР

В процессе эксплуатации водного источника рекомендуется осуществлять статистическую обработку основных показателей качества воды (мутности, цветности, щелочности, окисляемости, рН, содержания ионов железа, кальция, магния, хлора, сульфатов и др., а также коли-титра и общего числа бактерий) за длительный срок и проводить их анализ. Тенденции изменения показателей качества воды могут указывать на необходимость введения коррективов в технологию ее обработки.

ЗСО источника водоснабжения и мероприятия по содержанию этих зон должны быть определены проектом с организацией специальной службы по соблюдению требований, изложенных в проекте и нормативных документах.

§ 3.2. Обслуживание водозаборных сооружений из поверхностных и подземных источников воды

Для обслуживания водозаборных сооружений и насосных станций назначаются машинисты насосных станций и операторы на решетки. Количество персонала определяется производительностью сооружений. Так, норматив численности машинистов насосной станции и операторов на решетках (явочное число), занятых на эксплуатации водозаборных сооружений и насосных станций I подъема, составляет (чел.-смен/сут): при производительности насосных станций до 16 тыс.м /сут - 3,5, при 16-50 тыс.м /сут - 5,5, при 50-150 тыс.м /сут - 7, свыше 150 тыс.м /сут - 9.

Списочный состав рабочих определяется умножением явочного числа на коэффициент 1,54. Нормативы установлены для насосных станций с ручным обслуживанием агрегатов. Для частично или полностью автоматизированных насосных станций (скважин) необходимое количество обслуживающего персонала определяется администрацией предприятия. В указанных нормативах учтены трудовые затраты на работы по текущему ремонту, выполняемые слесарем-ремонтником, слесарем по ремонту КИПиА.

При обслуживании группы скважин необходимо учитывать их местоположение и возможность одновременного обслуживания одним и тем же персоналом.

§ 3.3. Водозаборные сооружения из поверхностных источников

При приемке водозаборных сооружений проверяется наличие разрешения на специальное водопользование и определение границ первого пояса зоны санитарной охраны, а перед пуском их в эксплуатацию осуществляется обследование и сверка исполнительной документации с проектными решениями, замеры высотного расположения приемных отверстий, значений входных скоростей и их направления, проверка доступности к запорной арматуре и подъемным механизмам, правильности монтажа всасывающих линий, работа подъемных механизмов по подъему решеток и сеток, промывочных устройств сеток, обогревающих устройств для решеток и промывных устройств самотечных линий, проверяется возможность очистки решеток в различных условиях состояния водоисточника.

В период эксплуатации осуществляется планово-предупредительный осмотр (ППО) и планово-предупредительный ремонт (ППР) водозаборных сооружений и устройств (табл.3.3). Перечень основных видов работ по видам ремонта (текущий и капитальный) приведен в табл.3.4.

Таблица 3.3

Сроки ППО и ППР

#G0 Наименование сооружений,	Срок осмотра	Срок очистки	Сроки ремонта
устройства и работы			текущего	капитального
Оголовки и решетки водоприемников в условиях нормального режима работы	2 раза в год	По мере надобности	2 раза в год	По мере надобности
В том числе:
в период ледостава на реках (с образованием донного льда и шуги)	Постоянное наблюдение	То же	То же	То же
в период листопада на залесенных водоемах	То же	"	"	"
Самотечные линии	1 раз в год	По мере накопления осадка	По мере надобности	"
Береговой колодец	2 раза в год	То же	1 раз в год	По мере надобности, но не реже 1 раза в 5 лет
В том числе:
удаление осадка из колодца	То же	По мере надобности	-	-
ремонт сетки в колодцах	Постоянное наблюдение	То же	2 раза в год	1 раз в 2 года
Крепление береговой полосы у водоразбора	2 раза в год (перед зимним ледоставом и после половодья)	"	По мере надобности, но не реже 1 раза в 2 года	По мере надобности, но не реже 1 раза в 5 лет
Проверка состояния и работы задвижек, приемных клапанов и сеток, арматуры, самотечных всасывающих и грязевых трубопроводов	2 раза в год	-	2 раза в год	По мере надобности, но не реже 1 раза в 5 лет
Плотины, дамбы, каналы, водоспуски	1 раз в месяц	-	То же	То же
Водоразборные скважины (горизонтальные и вертикальные), шахтные колодцы	То же	-	"	"

Таблица 3.4

Перечень основных видов работ по текущему и капитальному

ремонтам водозаборных сооружений

#G0Наименование объектов	Текущий ремонт	Капитальный ремонт
Береговые водоприемные колодцы и приемные камеры водозаборов, совмещенные с насосными станциями	Очистка от ила, промывка колодцев камер и ковшей; чистка и ремонт решеток (сеток) и щитовых затворов; окраска металлических поверхностей с очисткой от ржавчины; затирка с железнением стен колодцев, камер и оголовков	Ремонт стен и днищ колодцев камер и береговых окрылков водозаборов; смена решеток или сеток водоприемников и щитовых затворов; разборка и ремонт приводов вращающихся сеток, замена сеток; схема ходовых скоб или лестниц; ремонт крепления береговой полосы у водозабора и в приемном ковше с заменой креплений; ремонт грязевых эжекторов и промывных устройств сеток
Ряжевый и бетонный оголовки водозабора	Обследование состояния оголовка водолазом	Смена ряжа с загрузкой и отсыпкой камня; демонтаж и монтаж стальных самотечных труб оголовков; ремонт обогревательной решетки для борьбы с донным льдом и шугой
Водопроводные каналы, отводящие каналы, откосы плотин, отстойные пруды, водоспуски	Засев травой откосов плотин; затирка трещин в бетонной облицовке каналов; замена отдельных бетонных плит в креплении каналов, заделка трещин в бетонных водосбросах и в теле плотины; исправление повреждений в берегоукрепительных одеждах и в креплениях откосов (до 2% общей площади крепления); замена отдельных элементов в деревянных конструкциях; укрепление закладных частей металлических конструкций; покраска	Замена конструкции крепления стенок и откосов каналов; противооползневые работы, бурение разгрузочных и дренирующих скважин; устройство противофильтрационных дренажей; ремонт входных оголовков каналов и выходных оголовков выпусков

С целью исключения образования на поверхности воды во всасывающей камере колодца воронок (т.е. возможности засасывания воздуха насосом) должно быть выдержано определенное соотношение между расходом воды, размерами камеры колодца и диаметром всасывающего трубопровода. По данным проф. М.М.Флоринского,

(3.1)

где - объем воды в колодце, м ;

- расход воды, откачиваемой из колодца, м /с.

По исследованиям С.Д.Яковлева, низ всасывающей трубы следует погружать на величину (м):

(3.2)

где - диаметр эквивалентного круглого в плане колодца, м.

В любом случае низ всасывающей трубы должен располагаться не менее чем на величину , где - диаметр нижнего сечения всасывающего трубопровода.

Расстояние от низа всасывающей трубы до дна колодца во избежание засасывания отложений со дна следует принимать больше или равным 0,5 .

Для увеличения расхода воды при сохранении прежних размеров всасывающей камеры берегового колодца и исключения образования воронок на поверхности воды в камере можно устраивать накладки на всасывающую часть трубопровода (это позволяет увеличить расход на 20-30%) или плотики на поверхности воды в камере (рис.3.1).

Рис.3.1. Устройство диафрагм всасывающего трубопровода

а - при наличии раструба на конце всасывающего трубопровода; б - то же, при отсутствии раструба

Увеличение подачи воды через самотечные линии без изменения диаметров последних и размеров колодца (при сохранении уровней воды в нем) может быть достигнуто герметизацией береговых колодцев и созданием в них вакуума. В этом случае расход воды (м /с) можно определить по формуле

(3.3)

где - площадь трубопровода, м - перепад в уровнях воды в водоеме и в приемной части колодца при отсутствии вакуума, м вод.ст.; - величина вакуума, м вод.ст.; - коэффициент сопротивления системы; - коэффициент трения движения воды в трубопроводе; - длина трубопровода, м; - диаметр трубопровода, м; - сумма коэффициентов сопротивления, учитывающая местные сопротивления.

При необходимости забора из водоема воды с пониженной и устойчивой температурой над водоприемным оголовком делают съемные (временные) или постоянные наплавные устройства.

При эксплуатации сифонных водозаборов необходимо обращать внимание на следующее: герметизацию трубопроводов и арматуры сифонных линий; автоматизацию удаления воздуха из этих линий; исключение их вибрации, связанной с появлением кавитации в нисходящих участках трубопровода при нарушении сплошности потока в нем. Чтобы не допустить этого явления, надо или подобрать соответственно диаметр нисходящего участка, или установить на нем местное сопротивление (задвижку, шайбу и т.п.).

Для защиты водоприемных устройств водозаборов от шуги рекомендуется применять ограждения камерного типа или шпунтовые, шугоотбойные запани, дырчатые или щелевые короба, каменную наброску, ковши-шугоотстойники и т.п.

Эксплуатация ковшовых водозаборных сооружений включает, дополнительно к ранее сказанному, наблюдение и уход за самим ковшом. Очистка ковша от ила должна производиться в случае надобности, но, как показывает практика эксплуатации, не реже 1 раза в 2-3 года. При редких чистках (1 раз в 5-7 лет) ковши зарастают водорослями, травами и кустарником.

Наблюдения и осмотры сооружений и оборудования в целях своевременного выявления и предупреждения неполадок производятся визуально, инструментально и с помощью заранее установленной контрольно-измерительной аппаратуры.

§ 3.4. Борьба с льдообразованием на решетках

Льдообразование на решетках имеет место в период образования шуги и донного льда. Подводное льдообразование начинается при переохлаждении воды до температуры - 0,03°С. Для предупреждения льдообразования следует повысить температуру стержней решеток до 0,01°С, чтобы частицы льда не прилипали к металлическим стержням.

Мерами борьбы с льдообразованием на решетках являются механическая очистка решеток и их обогрев. Механическая очистка решеток от льда осуществляется скребками, баграми, путем обратной промывки самотечных линий. Промывку следует производить в период льдообразования (до момента образования поверхностного льда) в течение 10-20 мин через каждые 2-4 ч. Этот способ эффективен при заборе воды из водоисточников, в которых образование льда происходит в небольших количествах и на короткий срок.

При интенсивном образовании льда применяется обогрев решеток паром, горячей водой и электрическим током. Парообогрев или обогрев горячей водой осуществляются путем пропуска пара и воды через трубчатую систему решетки либо путем подвода пара или воды и распределения их перед решеткой.

Расход тепла (кДж) определяется по формуле

(3.4)

где - потери тепла в подводящих трубопроводах; - расход тепла на нагрев воды.

Расход тепла для подводной и надводной частей трубопровода определяется самостоятельно по формуле

(3.5)

где - коэффициент теплопередачи на 1 м трубопровода, кДж/(м·ч·°С); - температура пара или воды,°С; - расчетная температура наружного воздуха,°С; - длина трубопровода, м.

Для изолированных труб, уложенных на поверхности земли,

где - коэффициент теплопроводности изоляции (асбеста), кДж/(м·ч·°С): = 0,75; - диаметр трубопровода с изоляцией, м; - наружный диаметр паропровода, м; - коэффициент теплоотдачи: = 147 кДж/(м·ч·°С).

Дата добавления: 2015-08-28