Министерство образования, культуры и спорта Калужской области
ГОУ СПО КСТ «Коммунально-строительный техникум», г. Калуга
Курсовая работа
По дисциплине «Экономика отрасли»
Тема: Расчет затрат и тарифов на услуги водоснабжения иводоотведения
ГОУ СПО КСТ 07 270 112.51 В-41 КР
Выполнил:
А.С.Паршикова
Проверил:
Е.Г.Внученкова
Калуга 2007
Содержание
Раздел 1. Особенности предприятий сферы предоставленияуслуг водоснабжения и водоотведения
Раздел 2. Объективная необходимость и актуальностьпроведения реформы жилищно-коммунального хозяйства
Раздел 3. Значение единого механизма, формирование цен(тарифов) на услуги водоснабжения и водоотведения
Раздел 4. Расчетная часть
4.1 Расчет себестоимости услуг водоснабжения
4.1.1 Расчет затрат на материалы (реагенты)
4.1.2 Затраты на электроэнергию
4.1.3 Расчетно-суточный расход воды промышленнымипредприятиями
4.2 Режим водопотребления втечении суток
Раздел 5. Водопроводная сеть
5.1 Выбор схемы сети в плане.Трассировка сети и водоводов
5.2 Подготовка сети к гидравлическому расчету
5.2.1 Определение равномерно – распределенных и сосредоточенных расходов
5.2.2 Расчет резервуара чистой воды
5.2.3 Определение путевых расходов
5.2.4 Схемы предварительного распределения расходов длявсех расчетных случаев
5.3 Гидравлический расчет сети
5.4 Гидравлический расчет водоводов
5.5 Пьезометрические отметки и свободные напоры
5.6. Расчет водонапорной башни
5.7 Выбор материала труб. Основание под трубы. Глубиназаложения сети. Деталировка кольца, спецификация
6. Очистные сооружения
6.1 Выбор метода обработки воды и состава сооружений
6.2 Расчет очистных сооружений
6.1.1.Расчет скорого фильтра
Раздел 1. Особенности предприятий сферыпредоставления услуг водоснабжения и водоотведения
Жилищно-коммунальное хозяйствоподразделяется на следующие основные отрасли: жилищное хозяйство, ресурсоснабжение(теплоснабжение, электроснабжение, водоснабжение, водоотведение),благоустройство населенных пунктов (дорожное, постовое хозяйство, озеленение,санитарная очистка и утилизация отходов), бытовое хозяйство, ритуальные услуги.Основной характеристикой жилищно-коммунальных услуг и в частности подача воды иотвод сточной жидкости является их необходимость для функционированияжизнеобеспечения городов и населенных пунктов.
Для данных услуг характерно:
1) принадлежность кслужбам обеспечения
2) социальная значимость
3) низкая значимостьдругими услугами
Финансированиежилищно-коммунальной отрасли осуществляется из 2 источников:
1 оплата потребителей,которые могут выступать население, коммерческие и бюджетные организации
2 бюджетное дотированиеразности временной стоимости услуг и административно установленным уровнем ееоплаты для потребителя
Предприятия водоснабжения иводоотведения характеризуются несколькими общими признаками:
— сложная инженернаяинфраструктура (сети водопровода, канализации);
— непрерывность процессапроизводства;
— невозможность потребителейотказаться от получения данной услуги на значительный срок;
— невозможность компенсациинедопроизводства услуг в один за счет более интенсивный в другой;
— тесная взаимосвязьпроизводственных процессов от местных условий
Раздел 2. Объективная необходимость и актуальностьпроведения реформы жилищно-коммунального хозяйства
Объективная необходимостьпроведения демонополизации жилищно-коммунального хозяйства стало условием прикотором реальная стоимость ЖКХ в России существенно превышает стоимость этихуслуг в других странах с аналогичным климатом. Причиной сложившейся ситуацииявл. неразвитость в технологических решений и структуре управления.
Неразвитость и отсутствиеконкуренций в различных подотрослях ЖКХ, отсутствие антимонопольногорегулирования значительно увеличивают затраты отрасли, а так же приводит книзкому качеству предоставления услуг.
Для повышения эффективностииспользования финансовых ресурсов в отрасли разрабатываются мероприятия, поразвитию рыночных конкретных отношений, элементом которого является проведениеконкурсов на получение права на проведение работ. Заключение договоров, которыеопределят условия выполнения этих работ разработка механизмов контроля заработами, т.е. должна быть создана ситуация когда условием предоставленияуслуги определяет в первую очередь потребитель услуг, а не поставщик.
Актуальность проведениядемонополизации в настоящее время обусловлено так же необходимостью измененияструктуры финансирование отрасли, которое предусматривает поэтапный переход отбюджетных дотаций предприятий, при условии адресной социальной защитынизкодоходных слоев населения.
В затратах предприятийестественных монополий по подаче воды и отводу сточной жидкости, большой весзанимает продукция и услуги других предприятий монополистов. Если ониувеличивают свои цены и тарифы, то повышаются соответственно цены и тарифы наводоснабжение и водоотведение.
На цены и тарифы влияют такжевнешние факторы самого предприятия:
1) отсутствие эффективнойсистемы учета и планирования;
2) недостаточная работапо ликвидации дебиторской (абонентной) задолжности;
3) высокие потериводоресурсов при подаче их потребителю;
4) в большинстве случаевстимулирование работников предприятий данной отрасли не связаны с экономиейэнергоресурсов и т.д.
Эти факторы прямо или косвенноувеличивают тарифы по подаче воды и отводу сточной жидкости
В условиях естественныхмонополий эти проблемы решаются органами власти субъектов РФ и органамиместного самоуправления.
В условиях конкурентной борьбыэти проблемы решает само предприятие.
Раздел 3. Значение единого механизма, формированиецен (тарифов) на услуги водоснабжения и водоотведения
Тарифы (цены) на услугиводоснабжения и водоотведения разрабатываются на предприятиях в соответствии суказаниями президента РФ «О мерах по упорядочению государственногорегулирования цен» и «Реформе жилищно-коммунального хозяйства РФ»
Тарифы и услуги регулируютсярегиональной энергетической комиссией. Основной задачей явл. Обоснование тарифовна услуги водоснабжения и водоотведения. Для этого разрабатываются обоснование,показывающее необходимость изменения тарифов.
Также анализируется структураполезного отпуска воды и пропуска сточных вод, анализируется себестоимостьуслуг, планируется сумма прибыли предприятия, рассчитываются источникифинансирования капитальных вложений.
Основными показателями прирасчете тарифов явл. Себестоимость 1 м3 воды.
Раздел 4. Расчетная часть
4.1 Расчет себестоимости услуг водоснабжения
4.1.1 Расчет затрат на материалы (реагенты)
Себестоимости затрат на услугиводоснабжения значительный удельный вес занимают затраты на применяемыереагенты. Сюда входят оптовая цена данных реагентов их доставка, использованиеи хранение.
В данном технологическомпроцессе используются следующие реагенты: хлор с дозой 7 мг/л, коагулянт сдозой 40 мг/л, флокулянт с дозой 0,3 мг/л.
Для расчета затрат на реагентыопределяется расход реагентов в год – Р, в т.
Р=/>,т.
где Qг. — годовой расход воды в тыс.м3
Qгод.=/>, тыс.м3
Д — доза реагента в мг/л
Затраты на реагенты:
Зр=/>, тыс.руб.
Ц0 — оптовая ценареагента за 1 т., руб.
Результаты расчета заносим втаблицу 5.1.1
Таблица 4.1.1 Расчетызатрат на реагентыПрименяемые реагенты Доза, мг/л
Годовой расход воды, тыс.м3 Расход реагентов, т Оптовая цена, 1т., руб. Затраты на реагенты, тыс.руб. Хлор 7 3934 27,5 4350 119,6 Коагулянт 40 3934 157,3 133000 20,9 Флокулянт 0,3 3934 1,2 142740 168,4 Итого 47,3 11802 186 280090 21209
4.1.2 Затраты на электроэнергию
В данной статье рассчитываютсязатраты на электроэнергию используемые на перекачку и очистку воды, а так же натехнологические нужды очистных сооружений.
Затраты на электроэнергию имеютнаибольший удельный вес в себестоимости.
Для расчета используетсяследующие нормативные данные:
1) норма расхода электроэнергии на тыс.м3 воды принимаем Нр=1300квт.час./тыс.м3
2) тариф за 1 квт.час. — Т=1,25 руб.
Прими объем воды, перекачиваемойНС 2 подъема в объеме 90% от НС 1 подъема
НС 1 подъема –по исходным данным
Расход электроэнергииопределяется по формуле:
Эр=Qг*Нр,кВт. час.
Затраты на электроэнергиюопределяется по формуле:
Зэ=/>, тыс.руб.
Расход электроэнергии на нуждыочистных сооружений принимаем в размере 16% от расхода НС 2 подъема (графа 6)
Результаты расчета смотрим втаблице 5.1.2
Затраты на электроэнергию,которые расходуются на освещение и отопление смотри в цеховых расходах.
Таблица 4.1.2 Расчетзатрат на электроэнергию
Потре-
бители электроэнэргии
Норма
расхода
электро-
энергии на 1000м3, кВт.час
Годовой объем воды, тыс.м3
Тариф
за один кВт. час.,
руб.
Расход
электроэнергии, кВт.час
Затраты на
электроэнергию,
тыс.руб. НС 1 1300 5114161 1,25 3934 6392,7 НС 2 1300 5114161 1,25 3540,6 6392,7 О.С. - 818265,8 1,25 - 1022,8 итого 2600 10535171,8 3,75 7474,5 7415,5
Qпол.машсутср= Qполсут.ср — Qпол.двсут ср,(3.16) Qпол.машсут ср=142,6 — 43=143-43=100(м3 /сут)
Дворники поливают 2 раза в суткипо2-3 часа.
Часовой расход воды дворниками Qдвчас, м3/ч, определяетсяпо формуле:
Qдвчас=/>, (3.17) Qдвчас=/> (м3/сут)
Часовой расход воды машинами Qмашчас, м3/ч, определяетсяпо формуле:
Qмашчас=/>, (3.18)
Т=8
Qмашчас=/> (м3 /сут)4.1.3 Расчетно-суточный расход воды промышленнымипредприятиями
Максимальный суточный расходводы на хозяйственно-питьевые нужды промышленного предприятия Q х – nсутмах, м3/сут,
определяется по формуле:
Q х – nсутмах= Σ Q хсм+ Σ Q гсм, (3.19)
где Σ Q хсм– расход воды на хозяйственные нужды в холодных цехах за все сменыработы;
Σ Q гсм– расход воды на хозяйственные нужды в горячих цехах
Q х – nсутмах=45+25=75 (м3 /сут)
Расход воды дляхозяйственно-питьевых нужд промышленных предприятий в холодных и горячих цехахза одну смену Q хсм,Q гсм, м3/смопределяется по формуле:
Q хсм=/>, (3.20)
Q гсм=/>, (3.21)
где q х, q г– удельное водопотребление л/см на одного работника в холодных и горячих цехах(см [3] ); Nх, Nг– количество человек, работающих в холодных и горячих цехах по сменам:
Q х 1см=/>=20 (м3 /см)
Q х 2-3см=/>12,5 (м3 /см)
Qг1см=/> 3,6 (м3 /см)
Qг2-3см=/> 2,25 (м3 /см)
Расход воды для приема душарабочими в одну смену Qдушсм, м3/см,определяется по формуле:
Qдушсм=/>, (3.22)
где qдуш– удельное водопотребление одной душевой сетки л/см (см [3]);
Nдуш– число человек, пользующихся душем после окончания смены;
Т — время работы душевой сеткипосле окончания смены, час (0,75ч);
nс– число человек, приходящихся на одну душевую сетку
Qдуш1см=/>20 (м3/сут)
Qдуш2-3см=/>=12,5 (м3 /сут)
Максимальный суточный расходдушевых вод, Qдушсут мах м3/сутопределяется по формуле:
Qдушсутмах= Σ Qдушсм, (3.23)
Qдушсутмах=20+12,5+20=52,5 (м3 /сут)
Количество душевых сеток, работающихпосле окончания смены, определяется по формуле:
Nc=/>, (3.24)
Nc1 =/>=53 (сеток)
Nc2-3 =/>=33 (сеток)
Максимально-суточный расход напроизводственный нужды промышленного предприятия Q прсут мах, м3/сут
определяется по формуле:
Q прсут мах=Qпр·Т·Клетн, (3.25)
где Q пр – расход из городского водопровода м3/чдля технологических нужд предприятия;
Т – время работы предприятия втечение суток, час;
Клетн – коэффициентсуточной неравномерности водопотребления на
промышленном предприятии влетний период (из задания).
Q прсут мах=96·24·1=2304 (м3/сут)
Неучтенные нужды местнойпромышленности в сутки среднего водопотребления Qн.нсут ср, м3/сут, определяется по формуле
Qн.нсут ср=/>, (3.26)
Расход на неучтенные нужды местнойпромышленности принимается в размере 10-20 процентов от расхода воды нахозяйственно-питьевые нужды населения
Qн.нсут ср=/>=139(м3/сут).
Максимальный суточный расход нанеучтенные нужды местной промышленности Q н.нсут мах, м3/сут,определяется по формуле:
Q н.нсут мах=/> (3.27)
Q н.нсут мах=/>/>=180,5 (м3/сут)
Таблица 4.1-Расчетныесуточные расходы отдельных потребителей и всей системы водоснабжения
Наименование
потребителей
Единицы
измерения
Кол-во
единиц
Ср. сут. норма
Водо
потребления
л
Ср. сут.
расход
воды
/>
Коэф-т.
сут.
неравно-
мерности
Мах. сут.
норма водо-
потребления
л
Мах. сут.
расход
воды
/> Примечаиие 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1.Население
в том числе Чел 8,677 1145 1389 1,3 188,5 1805 [ ] 1.2.Баня Мест 100 180 144 1 180 144 [ ] 2.Полив Чел 8,677 142,6 50 434 [ ] 2.1.Дворники
/> 42 130 [ ] 2.2.Машины
/> 100 304 [ ]
З.Промышленное
предприятия [3] 3.1.Хозпит. нужды холодн. цеха [3] I смена Чел 800 25 20 1 25 20 [3] II смена Чел 500 25 12,5 1 25 12,5 [3] III смена Чел 500 25 12,5 1 25 12,5 [3] 3.2.горячие цеха [3] I смена Чел 80 45 3,6 1 45 3,6 [3] II смена Чел 50 45 2,25 1 45 2,25 [3] III смена Чел 50 45 2,25 1 45 2,25 [3]
3.3.душевые
нужды [3] I cмена Сетка 80 500 30 500 30 [3] II смена Сетка 50 500 19 500 19 [3] III смена Сетка 50 500 19 500 19 [3] 3.4.Произв.воды
М2 1920 1920 [3] 4. Неучтенные нужды
%,Q
сут.
10% от Qсут. 1389 1805 [3] 5.Расчетный суточный расход объединен.системы водоснабжения 3283,9 6409,1 [3]
4.2 Режим водопотребления в течении суток
Неравномерность водопотреблениянаселения в течение суток определяется коэффицентом неравномерности Кчас.max, который определяется по формуле:
Кчас.max=/>, (3.28)
где />max. — коэффициент, учитывающий степень благостройствазданий, режим работы предприятий и т.д.
/>max=1,2/>1,4,
/>max=1,4;
/> . — коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, определяется потаблице 2.
/>=1,3
Кчас.max=1,4 1,3=1,82
Для характеристикиводопотребления в течение суток строят ступенчатый график.
Водозаборные, очистные станции инасосная станции первого подъема работают равномерно в течение суток.
Насосные станции второго подъемаработают в равномерном режиме.
Состав очистных сооруженийназначается по таблице
По заданию консультанта принятасхема:
В состав оснавных сооруженийвходят:
Раздел 5. Водопроводная сеть
5.1 Выбор схемы сети в плане. Трассировка сети иводоводов
В данном курсовом проектевыбранна кольцевая сеть, состоящая из двух колец. Кольцевая схема обеспечиваетболее надежную подачу воды потребителя и для противопожарных нужд.
5.2 Подготовка сети к гидравлическому расчету
Подготовка сети кгидравлическому расчету заключается в определении расчетных расходов научастках магистральной сети. Последовательность подготовки:
— вычерчивается расчетная схемасети;
— определяются величиныравномерно – распределенных сосредоточенных расходов;
— определяются удельные ипутевые расходы;
— заполняется расчетная схема иопределяются расчетные расходы на участках.
5.2.1 Определение равномерно – распределенных исосредоточенных расходов
Все расходы, забираеме изводопроводной сети подразделяются на две группы:
— равномерно –распределенные(население, неучтенные нужды местной промышленности), которыезабирают воду равномерно по всей длине участка;
— сосредоточенные расходы (промышленныепредприятия, коммунально-бытовые объекты), которые отбирают воду из конкретныхточек.
Таблица 5.1 -
Равномерныеи распределенные расходы в час максимального водопотребления
Наименование
потребителей Равномерно — распределительные расходы Сосредоточенные расходы
м3/4 л/сек.
м3/4 л/сек. 1 2 3 4 5 Население 86,1 24 Промышленные предприятия 104,6 29 Бани 18 5 Прачечные 14 3,9 Неучтенные нужды 75,2 20,9 Итого
/>
161,3
/>
44,9
/>
136,6
/>
37,9
Проверка: />+ />= />, (4.1)
161,3 + 136,6=297,9
/>=/>= />
/> (4.2)
/>=44,9+37,9=82,8
5.2.2 Расчет резервуара чистой воды
Регулирующий объем резервуарачистой воды, W рек.,м3,
определяется по формуле:
Wрчв.рек..=/> (4.3)
Wрчв.рек..=/>
где р – максимальный остатокводы в резервуаре чистой воды в %
Qсист.сут.max – максимально суточныйрасход, объеденненый системой водоснабжения, м3
Противопожарный объем резервуарачистой воды,Wпож., м3 определяетсяпо формуле:
Wпож=3Qпож.+/> (4.4)
где Qпож. — запас воды на тушение всех пожаров, возникающих в населенном пункте, м3/час:
qпож=15,Qпож.=qпож 3,6(4.5), Qпож.=15 3,6=54 (м3/час.)
/>мах– суммарный часовой расход в населеном пункте за тушение пожара, м3/час.:
Wпож.=289,3 + 275,2+275,2 =839,7 (м3/час.)
Q1= часовой расход очистной станции м3/час, определяется по формуле:
Q1=/>, (4.6)/>/>
где Q о.с.сут — суточнаяпроизводительностьочистной станции, м3\час.
определяется по формуле:
Q о.с.сут. =/>сутссист..max. + Qдоп. (4.7)/>/>
где /> -коэффициент, учитывающий расход очистной станции на собственные нужды.
/>
Q доп.= 3Qпол.=3 54= 102(м3/час.)
Qсут.о.с.=1,04 6469,1 + 162 = 6889,86(м3/ сут.)
Q1=/>287,07 (м3/час.)
Wрчв.пол.=354 +839,7 — 3 287,07=162 +839,7 – 861,21=140,49/>140,5(м3)
Общий Vводы Wрчв., м3, определяется поформуле:
W рчв.рег.= W рчв.рег + W рчв.пол., (4.8)
W рчв.рег= 646,91 + 140,5 = 787,41(м3)
На станции должно бытьустановлено не менее двух резервуаров чистой воды, тогда Vкаждого W рчв.1,м3, определяется по формуле:
W рчв.1=/>,(4.9)
Таблица 5.1-Равномерно- распределенные и сосредоточенные расходы в час максимального транзита
Наименование
потребителей Равномерно — распределительные расходы Сосредоточенные расходы
м3/4 л/сек.
м3/4 л/сек. 1 2 3 4 5 Население 14,3 4 Промышленные предприятия 96,07 26,9 Бани - - Прачечные - -
Неучтенные
нужды 75,3 20,9 Полив 38 10,5 Итого
/>
127,6
/>
35,4
/>
96,97
/>
26,9
Проверка: />+ />= />,
127,6+96,97=224,57
/>= />/>,
/>,5.2.3 Определение путевыхрасходов
Удельный расход – это расход,отбираемый в л/с с одного метра водопроводной сети qудел.определяется по формуле:
qудел.=/>/>,(4.10)
где /> -сумма равномерно распределенных расходов, л\с, в час максимальноговодопотребления (см.табл.4, итог графы 3);
/> -общая длина магистральных линий водопроводной сети, м(в общую длинумагистральной сети не включают участки, проходящие по незастроенной территории,по мостам, паркам и т.д., где нет отбора воды, см.табл. 4.1., графа 2 )
qудел.=/> (л/с м)
Путевой расход на участке qпут., л/с, определяется по формуле:
qпут.=qудел l, (4.11)/>
где l–длина расчетного участка в м.
Таблица 5.2- Путевые расходы на расчетных участках в час.maxводопотребления.Обозначение участков Длина участков в м. Удельный расход л/сек.м.
Путевой расход
л/с 1 2 3 4 1-2 750 0,009933628 7.5 2-3 600 0,009933628 5.9 3-4 550 0,009933628 5.5 4-5 730 0,009933628 7.2 5-6 550 0,009933628 5.5 6-1 590 0,009933628 5.8 6-3 750 0,009933628 7.5 Итого 4.520 0,009933628 44.9
5.2.4 Определение узловыхрасходов
Условный узловой расход qузл л/с., определяется по формуле:
qузл=/>, (4.12)
где /> -сумма путевых расходов, л/с., участков прилегающих к
узлу.
Таблица 5.3 — Условныеузловые расходы в час максимального водопотребления и максимального транзитаОбозначение узлов Участки, прилегающие к узлу Сумма путевых расходов участков, прилегающих к узлу Условный узловой расход в час максимального водопотребления. л/с. 1 2 3 4 1 1-6, 1-2 5,8+7,5=13,3:2 6,7 2 2-3,2-1 5,9+7,5=13,4 6,7 3 3-2,3-4,3-6 5,9+ 5,5=12,7 9,5 4 4-3,4-5 5,5+7,2=12,7 9,4 5 5-6,5-4 7,2+5,5=12,7 6,4 6 6-5,6-1,6-3 5,5+5,8=18,5 9,2 Итого 44,9 5.2.4 Схемы предварительного распределения расходовдля всех расчетных случаев
Количество одновременновозникающих пожаров n определяется по табл.5/>
В данном курсовом проекте n=1
Расход на тушение одногонаружного пожара qн, определяется по табл.5/> в зависимости от этажностизастройки
Э=1
Самым неблагоприятным часом длявозникновения пожара является час максимального водопотребления. Пожарыразмещают в самых удаленных точках от места подачи воды в сеть. Подача воды всеть при пожаре q/>, л/с,определяется по формуле:
q/>= qрасч.+qпож, ( 4.13)
где qрасч — сумма равномено-распределеных и сосредоточенных расходов в час максимальноговодопотребления, л/с, определяется по формуле:
qрасч.сек.=/>р-р. + />соср., (4.14)
qрасч.сек=44,9+37,9=82,8 (л/с)
qпож. — расход, л/с, на тушение всех наружных и внутренних пожаров, определяется поформуле:
qпож.=n qn+qвн., (4.15)
где n –количество одновременно возникающих наружных пожаров в населенном пункте (см.табл.5/>),
n =1
qвн. — расход, л/с, на тушение внутренних пожаров,
qпож.=25 2=50 (л/с),
qпож.расч.=82,8+50=132, (л/с)
Таблица 4.4 — Определениедиаметра на расчетных участках Обозначение участка Расход расчетный на участке максимального водопотребления. л/с Диаметр мм. Расчетный расход на участке.в час максимального транзита
Диаметр
мм.
Экономически выгодный
d 1-2 17,9 180 16 180 180 2-3 37 250 34,1 250 250 3-4 47 280 53,2 180 280 4-5 21,8 200 16,8 180 200 5-6 15,4 180 11,6 180 180 6-1 17,8 180 16 180 180 6-3 15,5 180 11,7 160 180
Э =1 — Трубы пластмассовые5.3 Гидравлический расчет сети
Гидравлический расчет сетивыполняется для определения диаметров на расчетных участках, объем движенияпотока и действительных потерь на участках.
Если башня расположена в концесети
Допустимые невязки в кольце:
а) при максимальномводопотреблении
/>
б) при пожаре />
Гидравлический расчетвыполняется только для магистральных сетей
Распределительная сетьпринимается диаметром 100/>150 мм.
Если поток воды идет по часовойстрелке, то потеря напора на этом участке принимается со знаком «+», придвижении воды против часовой стрелки потеря напора принимается со знаком «-».Если невязка в кольце больше допустимой, то водится поправочный расход />, который определяется поформуле:
/>/> (4.16)
где /> -невязка в кольце, м;
/>-суммаграфы 9, таблицы 8.
Сеть считается увязанной, если в1 и 2 кольце невязка допустимая.
Знак поправочного расходазависит от знака невязки:
— если невязка со знаком «+», топоправочный расход вводится со знаком противоположным знаку потерь;
— если невязка со знаком «-», топоправочный расход вводится с таким же знаком, как знак потерь (см. табл.8,9).
5.4 Гидравлический расчет водоводов
Водоводы прокладывают не менее 4см. в две нитке. Водоводы первого подъема транспортируют воду от водозаборныхсооружений до площадки очистной станции.
Водозаборные сооруженияразмещают на прямолинейном участке реки выше города по течению. Площадкуочистной станции стараются установить на плоском рельефе местности, чтобыуменьшить объем земляных работ.
Расстояние от площади очистнойстанции до границы жилой застройки или до границы промышленного предприятиядолжно быть не менее 300 м. Водоводы второго подъема транспортируютхозяйственно – питьевую воду от насосной станции второго подъема доводонапорной башни.
1. расчет водоводов от водозаборного сооружения до очистной станции.
Расчетный расход по одной линииводоводы q1; л/с определяет по формуле:
q1=/> (4.17)
где qо.с.– производительность очистной станции, л\с
qо.с.=/>/> (4.18)
qо.с..=/> (л/с)
q1=/> (л/с)
При аварии допускается снижениерасхода на 30% и расход составляет 70% от расчетного, транспортируется по однойнитке трубопровода, тогда q1аб,л/с определяется по формуле
q1аб=0,7qо.с (4.19)
q1аб=0,779,7= 55,8 (л/с)
2. Расчет водоводов от очистной станции до водонапорной башни.
Расчетный расход по одной линииводопровода q2=/>
где qнвнсII — подача насосной станции второго подъема в часмаксимального водопотребления, л/с определяется по формуле:
qнвнсII =/> (4.20)
Рн.с.II — подача насосной станции второго подъема в %
qнвнсII =/>
q2 =/> (л/с)
Расход воды в момент аварии q2, л/с определяется по формуле:
qав2=0,7 qнвнсII (4.21)
qав2=0,775,2=52,6 (л/с)
Расчетный расход по первой ниткеводовода при напоре q2пол.; л/с,
определяется по формуле:
q2пож.=/> (4.22)
q2пож.=/> (л/с)
Расчетный расход по первой ниткеводовода при напоре q2пол., л\с (башняпри напоре работает, то есть свободный напор водонапорной башни при напоре нижесвободного напора в час максимального водонапора.) определяется по формуле:
q2пож.=/> (4.23)
q2пож.=/> (л/с)
Башня при пожаре не работает,если пьезометрическая линия на пожар проходит выше бака водонапорной башни.
3. Расчет от водонапорной башни до второй точки сети. При нормальномрежиме работы по каждой нитке водовода идет расход q3,л/с, который определяется по формуле:
q3=/> (4.24)
q3=/> (л/с)
При аварии по одной ниткеводовода расчетный расход q3ав, л/с
определяется по формуле:
q3ав=0,7qсекрасч. (4.25)
q3ав=0,712,9=9 (л/с)
При пожаре расчетный расход q 3пож. определяетсяпо формуле:
q 3пож.=0,5 q расч.пож. (4.26)
q 3пож=0,5 66,4=33,2 (л/с)
Для определения потерь вводоводах h, м, используем формулу:
h=/>, (4.27)
где 1000i- удельные потери напора, м, на 1км. длины (см. табл.);
l — длинаводоводов, м (см. табл.)
Материал труб водоводов принят –пластмасс.
Экономический фактор Э – 1.
Объем сети при аварии и пожаредолжны быть меньше или равны 2/>2,5 м.
5.5 Пьезометрические отметки и свободные напоры
Минимальный свободный напор всети хозяйственно-питьевого водоснабжения в час максимального водопотреблениязависит от этажности застройки 1 этаж — 10м., на каждый последующий добавляетсяна 4м.
Т.к. в данном курсовом проектеэтажность застройки равна 1.то свободный напор hсв.=10м.
Свободный напор-это высотастолба жидкости в пьезометрической трубке, считая от поверхности земли.
Пьезометрический напор — этовысота столба жидкости в пьезометрической трубке над уровнем Балтийского моря(с учетом отметок земли).
Таблица 5.5-Пьезометрическиеи свободные напоры в час максимального водопотребления
Обозначение
узлов Потери напора на участке, м Отметки земли, м Подсчеты Пьезометрические отметки, м Свободные напоры ПО
Нсв. ПО
Нсв. 1 2 3 4 5 6 7 НСII
4,3
4,3
3,6
4,7
6,3
3,1 184,6 199,7 15,1 205,6 21 4 184,6 195,4 10,8 201,3 16,7 5 182,1 191,1 8 197 13,9 6 182,3 187,5 5,2 193,4 11,1 1 182,8 192,8 10 202,8 15,9 2 185 189,1 4,1 195 10 ВБ 185 192,2 7,2 198,1 13,1
Нсв.= 10-4,1=5,9
Минимальный свободный напор припожаре в системах пожаротушения низкого давления должен быть не менее 10 м.(II подъем).
Таблица 5.6-Пьезометрическиеи свободные напоры в час возникновения пожара
Обозначение
узлов Потери напора на участке, м Отметки земли, м Подсчеты Пьезометрические отметки, м Свободные напоры ПО
Нсв. ПО
Нсв. 1 2 3 4 5 6 7 НСII
13,1
10,1
8,6
13,9
12,8
5,9 184,6 197,7 200,1 13,1 15,4 4 184,6 192,2 194,6 7,6 10 5 182,1 190,9 193,3 8,8 11,2 6 182,3 190,7 193,1 8,4 10,8 1 182,8 192,8 195,2 10 12,4 2 185 197,8 200,2 12,8 15,2 ВБ 185 190,9 193,3 5,9 8.3
Нсв.= 10-7,6=2,4
Нсв=10+(n-1) 4=10,
где n — этажностьзастройки, 1 этаж
Башня при пожаре не работает,т.к. свободный напор водонапорной башни в час максимального водопотребленияменьше, чем свободный напор водонапорной башни при пожаре.
Таблица 4.7
Пьезометрическиеи свободные напоры в час максимального транзита
Обозначение
узлов Потери напора на участке, м Отметки земли, м Подсчеты ПО
Нсв. 1 2 3 4 6 НСII
4,3
3,4
2,4
4,6
4,3
3,1 184,6 188,9 4,3 4 184,6 185,5 0,9 5 182,1 184,7 2,6 6 182,3 187,4 5,1 1 182,8 192,8 10 2 185 187,1 2,1 ВБ 185 188,1 3,1
Нсв.тр..= Нвб.+Нстр.
5.6. Расчет водонапорной башни
Регулирующий объем бакаводонапорной башни Wрег.вб., м3,определяется по формуле
Wрег.вб.=/>, (4.27)
где P — максимальныйостаток воды в баке водонапорной башни,%
Wрег.вб=/>
Противопожарный объем бакаводонапорной башни Wпож.вб, м3,определяется по формуле
Wпож.вб=/>/60, (4.28)
где qн. — расход, л/с., на тушение одного наружного пожара
q вн. — расход, л/с., на тушение одного внутреннегопожара
Qчас.макс. — максимальный расход воды, м3,(итог графы 17 табл. для часамаксимального водопотребления)
t — времяхранения противоположного запаса в баке водонапорной башни, мин., t=10
Расчетное число одновременныхвнешних пожаров – 1.
Расход воды на один пожар 14л/с. Принимаем внутренний пожар в прачечной — 1 струя 2,5 л/с.
Wпожвб=(15+2,5)10 60/1000+297,9 10/60=60,15
Общий объем водонапорной башни Wпол… вб, м3, определяетсяпо формуле
Wпол… вб=Wрег… вб. + Wпож… вб.=60,15+213,4=273,5, (4.29)
Диаметр бака водонапорной башниДв.б., м, определяется по формуле
Дв.б=/>, (4.30) Дв.б=/>=7,9
Высота бака водонапорной башни, Hпол.в.б., определяется по формуле
Hпол.в.б=0,7 Дв.б, (4.31)
Hпол.в.б=0,7 7,9=5,53
Полная высота при стротельствебака,Hстр., м., определяется по формуле
Hстр=Hпол.в.б+0,3+0,25, (4.32)
Где 0,3 — величина, повышениябортов бака уровнем воды
0,25 — ведичина, предусматриваемаяосадка в баке
Hстр=5,53+0,3+0,25=6,08
5.7 Выбор материала труб. Основание под трубы. Глубиназаложения сети. Деталировка кольца, спецификация
При назначении водопровода,параметров его работы и местных условий для курсового проекта приняты полиэтиленовыетрубы.Выпускаемые по ГОСТ из полиэтилена низкого давления ПНД, типсредний.Полиэтиленовые трубы, выбранные для водоводов и сетей. Взятые с учетомтребований и наибольшей экономичности.
Глубина заложения водопроводныхтруб зависит от глубины промерзания почвы.Согласно СНиПу, глубина заложениятруб считается до низа трубы, должна быть на 0,5 м больше расчетноц глубиныпромерзания грунта.Трубу закладывают не менее 0,7 м, чтобы защутить трубу отраздавливания транспортом.
Для Николаевской области глубинапромерзания грунта-.Глубина заложения будет равна.
Деталировку всех узлов сетипроводят после назначения диаметров и материала труб. При составлении назначаютместа всех колодцев, задвижек. Пожарных кранов и указывают все фасонные части. Деталировкупроизводят без масштаба, но конфигурация ее должна соответствовать очертаниюсети.
Поясненя к деталировке.
— при деталировке узловиспользуются чугунные фасонные части;
— патрубки и трубыустанавливаются так, чтобы вода входила в раструб;
— в фланцевых крестах с пожарнойподставкой при назначении деаметра прохода принято выбирать наибольший диаметр;
— у тройника диаметр отросткаможет быть или равен или меньше диаметра ствола;
— фасонные части с пожарнойподставкой выпускаются только диаметром 300 мм.
На основе деталировки сетисоставляют спецификации фасонных частей и арматуру, необходимые для их заказа иразработки сметы.
6. Очистные сооружения
6.1 Выбор метода обработки воды и составасооружений
Качество исходной водыхарактеризуется следующими показателями(см. задание):
1) Мутность –240 мг/л ;
2) Цветность – 65 град. ;
3) Щелочность – 4,1 мг-экв/л ;
4) pH – 7 ;
5) общая жесткость – 4,8 мг-экв/л ;
6) плотный осадок – 470 мг/л ;
7) коли-индекс – 200 шт.
Качество исходной воды несоответствует СанПиН 2.1.4.1074-01 по следующим показателям:
1) мутности(
2) цветности(
3) бактериологическомупоказателю(коли-индекс
Производительность очистнойстанции Qо.с.= 6887 м3/сут.
Для характеристикиводопотребления в течение суток строят ступенчатый график.
Водозаборные, очистные станции инасосная станции первого подъема работают равномерно в течение суток.
Насосные станции второго подъемаработают в равномерном режиме.
Состав очистных сооруженийназначается по таблице
1) осветлители с взвешеннымосадком — скорые фильтры;
2) По заданию консультантапринята схема:
В состав основных сооруженийвходят:6.2 Расчет очистных сооружений
6.1.1.Расчет скорого фильтра
Общая площадь Fф,м2, определяется по формуле:
Fф=/>
Где Qо.с.сут.полезная производительность станции, м3/сут.,
Tст. — продолжительность работыстанции в течении суток, часы,
Vн — расчетнаяскорость фильтрования при нормальном режиме, м/час, принимается по таблице 21,с учетом расчетов по формуле 20,
Nпр-числопромывок одного фильтра с сутки при нормальном режиме эксплуатации,
Qпр — уденыйрасход воды на одну промывку одного фильтра, м3/м2,
Тпр — время простоя фильтра всвязи с промывкой, принимается для фильтров, промываемых водой — 0,33ч., водойи воздухом – 0,5ч.
Удельный расход воды на однупромывку определяется по формуле:
qпр=/>
Fф=6889/(24*5-3*4,8-3*0,33*5)= 68,5 м2
Таблица 6.1 — Данныео фильтрующей загрузки скорого фильтра.Характеристика фильтрующих слоев при обезжелезивании воды, упрощенной аэрацией Расчетная скорость фильтрования, м/час. min диаметр зерен, мм max диаметр зерен, мм Эквивалентный диаметр зерен, мм Коэффициент неоднородности Высота слоя, мм 0,8 1,8 0,9-1 1,5-2 1000 5-7
Для определенния количествафильтров на станции задаются типовыми размерами фильтров в плане. Для станцииподготовки поверхностных вод производительность станции Qо.с.сут.=8000м3/сут.,размеры фильтров в плане приняли:6*3. площадь одного фильтра с такими размерамив плане: F1= 13,3095 м2.
Число фильтров на станциипроизводительностью более 1600 м3/сут. Долно быть не менее 4.
На одной станции число фильтровопределяется по формуле:
Nф/>
Где Fф — общая площать фильтра м2,
F1 — площадь одного фильтра м2,
Nф =68,5/13,3095/>5 шт.
Расчет распределительнойсистемы.
В проектируемом фильтре принятощелевая распределительная система без поддерживающих слоев.
Она служит для равномерногораспределения промывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованнойводы.
Интенсивность промывки прината w=16 л/сек*м2.
Количество промывной воды,необходимой для промывки одного фильтра qпр, л/сек.определяется по формуле:
qпр=F1*w
qпр=13,3095*16=213 л/сек.
Коллектор распределитеной системывыполнен из стальных и электросварных труб, скорость в нем должна быть 0,8 — 1,2м/сек.
По таблице Шевелева qпр.=213 л/сек. принят диаметр труб 450мм, Vк= 1,72 м/сек, 1000i = 5,53 м.
По таблице 3 наружный диаметрравен 720мм.
Площадь дна фильтра, приходящаясяна каждое ответвление распределительной системы, при растояниях между ними m= 0,25-0,35 м.(принято 0,25), и наружном диаметре коллектораД кол= 720 мм= 7,2 м., определяется по форму/>ле:
fотв.=(А — 1,18 — Дк)* m
где А — размер стороны фильтра,м.
Fотв.=(6-1,18-0,72)*0,25=1,025
Расход промывной водыпоступающее через одно ответвление, л/с:
qотв=fотв. W
qотв=1,02516=16,4 (л/с)
Боковые ответвления приняты изплассмассовых трцб, скорость движения воды в них должна быть 1,6-2 м/с
V=1,67м/с
1000 i=20
dкол=160 мм
Перпендикулярно осевой линиитрубы нарезаны щели шириной на 0,1 мм меньше минимального диаметра зерензагрузки, т.е.
Вщел= 0,8-0,1=0,7мм
Общая площадь щелейсоставляет-1,2-2% рабочей площади фильтра. При площади фильтра F=13,3095м2, суммарная площадь щелей составит
/>Fщел=1,5 F1/100
/>Fщел=1,5 13,095/100= 199000 м2
Регулирующий объем.,ем резервуара чистой воды, Wрег… рив.,м3, определяется по формуле
Wрег.рив.=pрив.Qсут.макс./100,(4.33)
где pрив — максимальный остаток воды в резервуаре чистой воды принимаем от
0,5%-1%
pрив=0,6%
Wрег… рив=0,6 6469,1/100=38,8
Противопожарный объем врезервуаре чистой воды, Wпож… рив, м3,определяется по формуле
Wпож.рчв=3Qпож.+/>макс-3Q1,(4.34)
где Qпож– запас воды на тушение всех пожаров, возникающих в населенном пункте, м3/ч,определяется по формуле
Q пож=qпож 3,6(4.35), Q пож=253,6=90
/>макс. — суммарный часовой расход в населенном пункте за 3 часа тушения пожара, м3/ч.,определяется по формуле
/>пож.макс.=289,3+275,2+275,2=839,7
Q1 — часовой расход очистной станции, м3/ч., ., определяется поформуле
Q1=/>/>, (4.36)/>
где Qсут.о.с. — суточнаяпроизводительность очистной станции, м3/ч., .,определяется по формуле
Q о.с.сут.=/>сут… сист..max.+ Qдоп, (4.37).
где /> -коэффициент, учитывающий расход очистной станции на собственные нужды.
/> -при повторном использовании промывной воды
/> -без повторного использования промывной воды
/> -для станций умягчения
В нашем случае />
Q доп — м3/ч., определяется по формуле
Q доп.= 3 Qпол,(4.38)
Q доп=3 90 =270
Qсут.осн.=1,046469,1 + 270 = 6997,9 (м3/ сут.)
Q1=/>
Общий объем резервуара чистой водыWрчв., м3/ч., определяется поформуле
W рчв..= W рчв.рег + W рчв.пол., (4.39), W рив. =38,8+291,6=330,4
На станции должно бытьустановлено не менее двух резервуаров чистой воды, тогда объем каждого W рчв.1, м3/ч.,определяется по формуле
W рчв.1= Wрчв./2,(4.40)
W рчв.1=330,4/2=165,2
Разработка системы и схемыводоснабжения
Централизованная системаводоснабжения населенного пункта или промышленного предприятия должна обеспечиватьприем воды из источника кондицианирование(если это необходимо),транспортирование и подачу ко всем потребителям под необходимым давлением.Сэтой целью в систему водоснабжения должны быть включены: водоприемныесооружения, предназначенные для получения воды из природных источников;насосные станции, создающие напор для передачи воды на очистные сооружения,предназначенные для получения воды из природных источников; насосные станции,создающие напор для передачи воды на очистные сооружения, в аккумулирующиеемкости или потребителям; сооружения для обработки воды; резервуары ирегулирующие емкости; водоводы и водораспределительные сети, предназначенныедля передачи воды к местам ее распределения и потребления.
Взаиморасположение оснавныхводопроводных сооружений показано на общей схеме водоснабжения. Последовательностьрасположения отдельных сооружений системы водоснабжения и их состав могут бытьразличными в зависимости от назначения, местных природных требованийпотребителя или исходя экономических соображений.Так, рагулирующая емкостьможет быть расположена в различных точках территории объекта в зависимости отсочетания планировки объекта и рельефа местности.
Если очистные сооружения ирезервуары чистой воды расположены на достаточно высоких отметках местности,очищенная вода может передоваться потребителю по водоводам самотеком, т.е.наблюдать в насосной станции второго подъема отпадает.При использованииподземных артезианских вод, не нуждающихся в кондиционировании, системаводоснабжения объекта упрощает за счет исключения очисных сооружений.дляправильного выбора системы и источника водоснабенич необходимо иметь данные оводопотреблении, знать требования, предъявляемые к качеству воды, иметьсведения о наплоре, под которым она должна подаваться потребителю, знатьхарактеристику имеющихся природных водоисточников в районе проектирования ит.д..
В значительной степени системаводоснабжения зависит от выбранного водоисточника: его характере мощьности,качества воды, расстояние, на которое он удален от водопотребителя, и единыйхозяйственный противопажарный водопровод.
/>
Схема водоснабжения изподземного источника
1- речной водозабор;
2- насосная станция первого подъема;
3- водоочистная станция;
4- РЧВ;
5- насосная станция второго подъема;
6- водоводы;
7- водонапорная башня;
8- водопроводная сеть;
9- объект водоснабжения;
10 — пьезометрическаялиния при максимальном водопотреблении из сети;
11 — пьезометрическаялиния водовода.