Повышение эффективности напорных систем водоснабжения с несколькими водопитателями

А п ж~ ж/9141.1 ТДв1тттлТАУттттрг"1лтт гтлгпдлл лггллл^лтп^ гат поортггтггл.

Ш* VI «1/^1'"V. X '¦ЦШ 1 Ч^/ЛЛЛ^А'ХЧ/Ч^Г^ГХЛП. V X 1>у 1. ^/иооИ 1. ши.

Ллттр^ ЛТТЛ1Е'Ш.ГУ ТАУПЛТТЛГТШ ПЙ^ПоЛлтГР Т/Т риАТТЛриШЛ ИЛВЛМ ТАУШЛГМ ПЛТ/ТПА/ тж.

У^АХ/М^и/Х/Ж X У/ХЛЛЧ^^ХЧ/А ХАХА^ ХАУ ХА АХДУ/^рЪ'ЛАЖАХч/ АХЧ/Х*Ч/ХХ X '" '¦'""^ А, А XXV XV V XX решению новых научных задач. Одновременно с этим повышзются требования к надежности работы оборудования и механизмов, качеству монтажных и строительных работ функционированию технических систем и сооружений. Повышение напорных систем водоснабжения (НСВ) неразрывно связано с технологической надежностью и охватывает широкий курс вопросов, связанных с поддержанием требуемого уровня бесперебойности их работы. При этом сегодня выделяют два аспекта: количественное определение степени надежности (техническая надежность) и определение степени обеспеченности подачи воды потребителю (технологическая надежность). Вопросы технологической надежности НСВ актуальны для многих объектов капитального строительства. Нередко среди объектов выделяется ряд приоритетных потребителей, которые имеют повышенные требования к обеспеченности водой в связи с особой важностью решения поставленных перед ними задач. К ним можно отнести потребителей, использующих воду, например, для охлаждения АЭС, радиотехнических систем, средств связи и т. д. Для систем НСВ, в состав которых входят приоритетные потребители, возникает необходимость в 100% обеспеченности водой важных объектов в любых условиях эксплуатации. Это, соответственно, ужесточает требования и к самой НСВ, т. е. к водопроводной сети и водопитате-лям.

Достижение заданного уровня обеспеченности потребителей водой в различных птэт-гмау Ахшъ-гтлхшплпашто НРЙ г>ъ г>пат лтпглгл ттт-ггттг. 1ЛАО (что1лт>Л1>!"Ш/га (х/пторуАи^и^'Ъ АА1/1 -X >.—• 1—/^и V^Х V^ДХ I I I ¦ I* р У^У^ДХДХ^УЦУЦ 1ГХ/Х ^ УХЪХ новки дополнительных насосов, прокладке магистральных линий в несколько ниток, увеличение диаметров каждой нитки для пропуска заданного расхода в аварийных ситуациях и т. п.), во-первых, часто приводит к избыточной надежности и, естественно, к существенному необоснованному удорожанию объекта за счет стоимости оборудования, капитальных затрат, увеличению установленной мощности и т. д.), во-вторых, не всегда является достаточным условием, так как при этом следует еще обеспечить совместную работу всех элементов системы для нормальных и экстремальных условий, т. е. в условиях многорежимно-сти.

Многорежимность функционирования НСВ, жесткая гидравлическая взаимосвязь потребителей, сложность структурных схем и т. п. приводят к тому, что при переходе от одного режима к другому возможно появление апериодических расходящихся процессов, что в свою очередь может привести к преждевременном}' отказу отдельных элементов (блоков) системы или всей НСВ в целом. Анализ условий работы насосного оборудования в НСВ с несколькими водопи-тателями показывает в большинстве случаев несоответствие режимов работы насосов требованиям ГОСТ, Целью настоящей работы является:

1. Совершенствование существующих и разработка новых математических моделей объектов НСВ на стадии проектирования, при реконструкции и эксплуатации с учетом требований приоритетных потребителей, работающих в экстпемальных условиях.

А. *>

2. Разработка новых конструктивных оешений и комплекса локальных мев по.

•А, А «1 Л. повышению функционирования НСВ с несколькими водопитателями и методики их решения с учетом многорежимности работы системы и технических ограничений, налагаемых на се элементы. Достижение цели позволит снизить капитальные вложения на строительство (реконструкцию) водопроводных сетей, уменьшить трудозатраты и сроки строительства, будет способствовать внедрению АСУ НСВ для регулирования потоков в экстремальных:'условиях, обеспечит стабильность работы оборудования, тем самым обеспечивая повышение надежности НСВ при снижении приведенных затрат.

Научная новизна работы состоит:

• в выявлении факторов, влияющих на технологическую надежность систем подачи воды с несколькими водопитателями, оценена степень их влияния на надежность подачи;

• в методах анализа НСВ с несколькими водопитателями при реконструкции с помощью коэффициента стабильности, учитывая многорежимность работы системы и технические ограничения, налагаемые на ее элементы;

• в обеспечении условий стабильной работы насосного оборудования скважин в пределах выбранной оптимальной зоны и повышения технологической надежности водозабора в целом путем использования предложенной методики расчета диаметров трубопроводов систем водозабора подземных водв разработке новых конструктивных решений и комплекса локальных мер по повышению функционирования НСВ с несколькими водопитателями в условиях многорежимности работы системы.

Практическая значимость:

• разработана на основе предложенной математической модели НСВ программа расчета на ПЭВМ, составлены вспомогательные графики для коэффициента стабильности, через который могут быть выражены технические ограничения, налагаемые на систему или ее оборудование, и требования надежности подачи воды, использование которых снижает трудозатраты и способствует повышению качества проектирования;

• даются рекомендации по проектированию водозабора подземных вод, позволяющие наряду с высокими показателями эффективности обеспечить устойчивую и надежную работу погружных насосов и всего водозабора в целом;

• для повышения надежности водозабора подземных вод предложены герметичная напорная емкость с предохранительными клапанами, устанавливаемая на скважинных трубопроводах (авт. свид. № 1 278 411 от 22.08.1986 г.) 8.

Результаты исследований включены в ВСН 24−87 «Нормы по оценке надежности оборудования систем водоснабжения и водоотведения, 1989 г.» .

Апробация работы.

Основные положения докладывались на научно-технических конференциях ЛИСИ (СПбГАСУ), в 1985;90, 1999 гг. на Всесоюзном школе-семинаре «математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем» СЭИ СО АН СССР г. Иркутск, 1990 г. На Всесоюзном семинаре по математическому моделированию потокораспределения в инженерных сетях (г. Туапсе) 1988 г.