Проектирование ГНС

Дюкер

Транспортирование сточных вод через реку с I района во II район населенного пункта производится самотечно-напорным дюкером.

Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней (ВКД) и нижней (НКД) камер дюкера.

Дюкеры должны располагаться в местах с устойчивым неразмываемым руслом, на участках с минимальной шириной реки. В зависимости от движения воды в подводящем трубопроводе и глубины заложения перед дюкером (ВКД) возможны два варианта дюкера: самотечно-напорный и напорный.

Самотечно-напорный дюкер (рис. 5) устраивается на самотечной водоотводящей сети при переходе через водоем.

Дюкер работает полным сечением в напорном режиме. Он состоит из входной (верхней), выходной (нижней) камер и напорных трубопроводов. Верхняя камера дюкера (ВКД) имеет два отделения: мокрое и сухое, разделенные водонепроницаемой перегородкой. В мокром отделении самотечный трубопровод переходит в открытые лотки. Для перекрытия потока воды в лотках предусматривают затворы (шиберы). В сухом отделении размещают напорные трубы с задвижками, с помощью которых можно отключать любой из трубопроводов дюкера. Размеры камер в плане зависят от числа и диаметра труб. Расстояние между трубами в камере принимается не менее 400 мм, ширина боковых проходов – не менее 250 мм (для труб диаметром более 500 мм эти расстояния удваиваются).

Высота камер должна обеспечить удобство обслуживания и размещения задвижек и затворов и быть не менее 1800 мм, считая от бермы лотка до перекрытия. Каждое отделение ВКД должно иметь горловину и заканчиваться люком с крышкой. Нижняя камера дюкера (НКД) устраивается в виде одного отделения, где напорные трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале которых устанавливаются щитовые затворы (шиберы). Камеры следует выполнять из сборных железобетонных колец и элементов, а в случае сложной конфигурации – из сборных железобетонных блоков и монолитного бетона.

Дюкер проектируем в две нитки с двумя рабочими нитками. Чтобы не допустить подпора и как следствия подтопления трубопроводов большой протяженности дюкер рассчитываем при условии пропуска всего расчетного расхода по одной линии дюкера.

Расчетный расход , проходит по одной линии дюкера:

Диаметр труб , мм, дюкера определяется согласно [1, п. 2.37]. Расчетная скорость движения сточных вод в дюкере принимается не менее 1 , при учете скорости движения сточных вод к дюкеру в подводящем коллекторе. При пропуске расхода , со скоростью на подводящем коллекторе , по [7] подбирают диаметр , мм, гидравлический уклон и скорость , : , ; ; .

Потери напора на трение по длине , м:

, (27)

где - гидравлический уклон;

- длина трубопровода дюкера между ВКД и НКД, м.

м

Потери напора на местные сопротивления в дюкере учитываются: на входе в трубу, на поворотах, на выходе из трубы. Сопротивление в задвижке при полном открытии равно нулю. Потери напора на входе в трубу , м:

, (28)

где - коэффициент сопротивления на входе в трубу (при нормальном режиме работы дюкера =0,2);

- скорость движения сточных вод в дюкере, .

м.

Потери на выходе из дюкера , м, определяется по формуле

, (29)

где - скорость движения воды в отводящем коллекторе, ;

- скорость движения сточных вод в дюкере, .

м.

Потери на повороте трубы , м, рассчитываются по формуле

, (30)

где - сопротивление на повороте трубы на угол ( =0,23) [10];

- угол поворота;

- сопротивление на повороте трубы на угол .

Сопротивление на повороте трубы на угол :

. (31)

Сопротивление на повороте трубы на угол :

. (32)

Тогда получим следующие значения потерь напора в углах поворота:

- нисходящей линии (2 поворота на угол ):

, (33)

м.

- восходящей линии (2 поворота на угол ):

, (34)

м.

Сумма местных потерь напора , м, в дюкере:

, (35)

м.

Общие потери напора в дюкере , м:

, (36)

м.

Отметка воды , м, в НКД:

, (37)

где - отметка воды в верхней камере дюкера, м.

м.

Отметка лотка , м, в НКД:

, (38)

где - слой воды в трубе на отводящем участке сети от дюкера, м.

м.

Для подачи стоков на очистные сооружения устраиваем насосную станцию для перекачки сточных вод. ГНС располагается за пределами города вблизи НКД и перекачивает стоки двумя напорными водоводами на площадку ОС, располагаемую на расстоянии 500 м от жилой зоны [1, табл.1].

Расчет насосной станции включает: подбор насосов и выбор основного оборудования насосной станции, определение вместимости приемного резервуара. Напорные водоводы прокладываются в две нитки из стальных труб протяженностью 1750 м. Расход по каждой нитке: . По [7] принимаем мм, , . При аварии на одной нитке водовода потери возрастают: мм, , .

Подбор насосов осуществляется по максимальному часовому притоку к ГНС (см. табл.4, графа 16).

Подача одного насоса, , составляет:

, (39)

где - часовой расход воды, подаваемой насосом, ;

- максимальный часовой приток сточных вод, ;

- количество работающих насосов.

.

Напор насоса определяется по формуле:

, (40)

где - напор насоса, м;

- геометрическая высота подъема сточной воды, м;

, (41)

здесь - отметка подачи сточных, принимаемая на 2 м выше отметки земли в месте

расположения приемной камеры очистных сооружений, м;

- отметка откачки сточных вод, принимаемая на 1,5 м ниже отметки лотка

подводящего коллектора к ГНС, м;

м;

- потери напора в напорном трубопроводе, м;

, (42)

здесь - гидравлический уклон напорного трубопровода [7];

- длина напорного трубопровода от ГНС до очистных сооружений, =1750 м;

м,

м (при аварии);

- свободный напор на излив, принимаемый равным 1 м;

- потери напора внутри насосной станции, принимаемые равными 2 м.

м,

м (при аварии).

По подаче и напору м выбираем насос марки

СМ 250-200-400/4. Техническая характеристика: диаметр рабочего колеса 400 мм, , м, , , м. Тип электродвигателя 4А250S6. Характеристика насоса приведена на рис 1.

Рис. 1. Характеристика агрегата СМ 250 – 200 – 400б/4

ГНС принята I категории надежности.

Согласно [1, табл.21] для трех рабочих насосов принимают два резервных. Общее число насосов – пять. Принимаем канализационную насосную станцию

по ТП 902-1-117.87** с глубиной заложения подводящего коллектора 5,5 м (по расчету – 4,736). Подземная часть круглая в плане, диаметром 14 м, из сборного монолита. Надземная часть прямоугольная 21 12 м.

Дата добавления: 2015-06-30