Классификация регулирующих и запасных емкостей. Водонапорные башни и колонны

Раздел 4 Регулирующие и запасные емкости

Классификация регулирующих и запасных емкостей. Водонапорные башни и колонны

Емкости, используемые в системах водоснабжения, могут быть классифицированы следующим образом.

1. По функциональному признаку (по их назначению):

а) регулирующие;

б) запасные;

в) запасно-регулирующие (т. е. объединяющие в одном сооружении функции аккумулирования и хранения воды).

2. По способу подачи воды из них в сеть:

а) напорные, которые обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в водопроводную сеть;

б) безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами.

Напорные емкости в зависимости от конструкции подразделяют на следующие основные типы:

а) водонапорные башни (напор обеспечивается установкой резервуара на поддерживающей конструкции требуемой высоты);

б) напорные резервуары (напор обеспечивается установкой резервуара на естественных возвышенностях с требуемыми отметками);

в) водонапорные колонны (занимают промежуточное положение между наземными резервуарами и башнями);

г) пневматические водонапорные установки (напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в герметически закрытых резервуарах).

Регулирующие емкости позволяют обеспечить более или менее рав­номерную работу насосных станций, так как отпадает необходимость в подаче ими пиковых расходов воды, а также уменьшить диаметр, а сле­довательно, и стоимость водопроводов и транзитных магистралей водо­проводной сети.

Правильный выбор размеров регулирующих емкостей, их числа и мест расположения в системе водоснабжения имеет большое экономи­ческое значение.

Запасные емкости способствуют повышению надежности систем во­доснабжения, т. е. обеспечивают выполнение одного из основных требо­ваний, предъявляемых к этим системам.

Для правильного решения вопроса о выборе размеров емкостей при проектировании необходим тщательный технико-экономический анализ системы водоснабжения и намечаемого режима ее работы.

Разделение полной расчетной регулирующей емкости между нес­колькими башнями и резервуарами и их правильное размещение на ме­стности могут в значительной степени снизить неравномерность нагруз­ки сети в отдельные моменты ее работы в результате изменений водопотребления.

Водонапорные башни

Основными элементами всякой водонапорной башни являются ре­зервуар или бак 1 и поддерживающая конструкция 2.

Размеры емкости бака W и высоты поддерживающей конструкции Н меня­ются в широких пределах. Емкость ба­ка колеблется от нескольких десятков до нескольких тысяч м³. Высота поддерживающей конструкции обычно лежит в пределах 15—30 м. Большая высота бака нежелательна, так как вызывает увеличение высоты подъема воды, а так­же значительные колебания напоров в системе. В некоторых случаях (например, на промышленных предприятиях при наличии двух или нескольких сетей разного напора) устраивают башни с двумя и более баками, расположенными на разной высоте.

Баки в большинстве случаев устраивают круглой формы в плане.

Иногда бак водонапорной башни окружают шатром 3 для предохранения воды от замерзания и частично от засорения. Шатры делают железобетонными или деревянными. Расстояние а между стен­ками бака и шатра должно быть не менее 0,7—0,8 м. В шатре вокруг бака устраивают легкое перекрытие 4 и устанавливают металлическую лестницу 5 для входа в бак. В шатер входят из подбаковой камеры 6, ус­траиваемой в верхней части поддерживающей конструкции башни. При благоприятных климатических условиях в устройстве шатра нет необхо­димости.

Башня, как правило, имеет подвальное помещение 7, в котором рас­полагаются задвижки на водопроводных трубах.

В бесшатровых башнях над баком устраивают кровлю и кольцевой балкон 5. Вход в бак из подбаковой камеры 6 воз­можен или по внешней лестнице 9 (рис. б) или через внутренний цилиндрический лаз 10 в центральной части бака (рис.в). В по­следнем случае усложняется конструкция бака, но улучшаются условия его обслуживания.

Поддерживающие конструкции водонапорных башен выполняются из различных материалов (сталь, железобетон, кирпич, дерево) в виде системы колонн (или стоек) или несущей стенки.

Наиболее широкое распрос­транение имеют железобетонные башни с железобетонными баками. В некоторых странах преимущественно используют­ся стальные башни при широком диапазоне размеров емкости и высоты. Построено много башен с каменной (в основном кирпичной) поддерживающей конструкцией и со стальными (иногда же­лезобетонными) баками. Во временных и мелких системах сельскохозяйственного водоснабжения с малым расходом воды приме­няют иногда деревянные поддерживающие конструкции с металлически­ми баками.

При устройстве поддерживающей конструкции в виде сплошных не­сущих стенок образуется закры­тое помещение часто весьма значительного объема. Пространство, расположенное ниже подбаковой камеры, может быть использовано для служебных и контор­ских помещений водопроводного хозяйства, складов и т. д.

Водонапорные башни в соответствии с их назначением должны быть оборудованы трубами и арматурой. Устройство подающих и отво­дящих воду труб возможно по одной из схем, приведенных на рис.

По схеме, приведенной на рис., а, устраивают одну общую подающе-отводящую трубу 1, рассчитанную на подачу воды в количестве, равном разности количества воды, подаваемой насосами и расходуемой потребителями. Эта схема может быть применена при расположении башни в любой точке сети. При такой схеме получается наи­меньшая стоимость труб и достигается сокращение расхода энергии на подъем воды, т.к. сниже­ние уровня воды в баке (с высоты Н₁ до высоты Н₂) обусловливает со­ответствующее снижение рабочего напора насосов.

По схеме, приведенной на рис. б, башня оборудуется двумя тру­бами: подающей 1 и отводящей 2, между которыми может быть устрое­но (в подвале) аварийное переключение. Такая схема может быть при­менена только при расположении башни в начале сети. Здесь вся вода, подаваемая насосами, проходит через бак, и насосы всегда работают с напором, соответствующим наивысшему положению уровня воды в ба­ке Н₁, что вызывает увеличение напора насосов и расхода энергии на подачу воды.

На рис. в показано устройство единой подающе-отводящей трубы 1 с разде­лением её у бака на подающую 2 и отводящую 3. На последней уста­новлен обратный клапан 4, препятствующий поступлению по ней воды в бак. Эта схема позволяет осуществлять постоянное перемешивание во­ды в баке. По этой схеме насосы также всегда должны иметь напор, соответствующий наивысшему уровню воды в баке башни.

Кроме основных подающих и отводящих труб башня должна быть оборудована переливной 1 и спускной 2 трубами (рис. г). Перелив­ную трубу доводят до наибольшего допустимого уровня воды в баке, чем обеспечивается автоматический отвод воды из бака при его пере­полнении. Отводимая вода сбрасывается в водосток. К переливной трубе присо­единяется спускная труба 2, идущая от наинизшей точки бака и позво­ляющая опорожнять его (открывая задвижку 3) при ремонте или про­мывке.

Для оборудования башни применяют обычно стальные трубы. Если поддерживающая конструкция башни выполнена в виде систе­мы колонн без устройства между ними стенового заполнения, трубы в целях утепления приходится помещать в специальной вертикальной ци­линдрической шахте.

Башня оборудуется сигнализационными устройствами, передающи­ми показания об уровне воды в баке или сигналы при достижении уров­нем критических положений.

Дата добавления: 2015-08-13