Главная » Публицистика

0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 159

большим напором Яц, так как насосы второй зоны поднимают воду на значительно большую геометрическую высоту, и в величину их напора входят большие потери в водоводах.

Как видно из рис. III.29, при параллельном зонировании значения напоров Ямакс! для первой зоны и Ямаксп для второй зоны (в точках а и б примыкания водоводов к территориям зон) не должны превышать допустимого напора. Следует иметь в виду, что в водоводах, как правило, допустимы давления значительно большие, чем в сетях, к которым присоединяются домовые ответвления.

Каждая из рассмотренных систем зонирования имеет свои достоинства и недостатки.

Недостатком системы последовательного зонирования является необходимость устройства дополнительной отдельно стоящей насосной станции (для каждой лишней зоны), что связано с увеличением затрат на строительство и затрат на эксплуатацию - в части содержания персонала. Надежность этих систем ниже, чем систем параллельного зонирования, где имеет место независимая подача воды в каждую зону.

К недостаткам систем параллельного зонирования относится увеличение строительной стоимости водоводов (вследствие увеличения их суммарной длины).

Вообще строительная стоимость зонированной системы для любого объекта будет всегда больше, чем незонированной.

§ 32. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ЗОНИРОВАНИЯ

При зонировании систем водоснабжения всегда снижается (по сравнению с незонированной системой того же объекта) суммарная мощность насосных станций и, что самое главное, снижается расход энергии на подъем воды, а, следовательно, уменьшаются эксплуатационные расходы.

В силу этого в ряде случаев зонирование систем водоснабжения оказывается целесообразным исключительно по экономическим соображениям (даже тогда, когда оно не диктуется необходимостью избегать в сети давления, превышающие допустимые).

Снижение общего расхода энергии на подъем воды в результате зонирования можно легко объяснить, если учесть один из основных органических недостатков всякой централизованной системы водоснабжения. Он состоит в том, что в единой (незонированной) системе водоснабжения напор, который должны создавать насосы, определяется по наиболее неблагоприятно расположенной водоразборной точке, т. е. наиболее возвышенной и удаленной от источников питания. Остальные водоразборные точки требуют меньших напоров. При единой сети в этих точках создается излишний против требуемого напор.

Чтобы дать энергетическую оценку системе подачи и распределения воды, необходимо проанализировать, на что и в каких количествах расходуется общая энергия, затрачиваемая насосными станциями на подъем воды.

Рассмотрим простейшую систему в виде водовода с несколькими отборами Qj в различных его точках и с одним насосом (рис. 01.30).

Общее количество энергии, затрачиваемой в единицу времени насосом (и как бы передаваемой в систему) при подаче расхода Q л/с на общую высоту подъема Я м, может быть выражено произведением

£ = Q Y Я.

или при Y = l

Е = QH.

Энергия Е затрачивается на совершение работ трех следующих видов:

1) работы по подъему требуемых (потребителю) количеств воды Qi до требуемых отметок точек отбора воды Hi (размер Hi слагается из отметки земли Zi и высоты расположения точки отбора над уровнем земли Н-)

суммирование распространяется на все точки отбора воды из системы;

Рис. III.30

Рис. III.3I

2) работы по преодолению гидравлических сопротивлений в трубах при транспортировании заданных количеств воды к местам ее отбора

где qi-k - расчетные расходы и hi-k потери напора в участках сети;

3) бесполезной работы при отборах воды под избыточным против потребного напором ДЯ

£у = -LQiAHi.

Здесь суммирование распространяется также на все точки отбора воды.

Можно легко показать, что Ex-\Es-\-Ey=E.

Из трех компонентов энергии, затрачиваемой на подъем воды насосом, лишь первый Ет представляет собой полезно расходуемую (для потребителя) энергию. При проектировании систем водоснабжения расходы Qi и отметки Hi точек отборов воды являются заданными. Следовательно, и энергия является заданной и не может быть изменена проектировщиком. Второй компонент израсходованной энергии представляет собой энергию, хотя и потерянную (для потребителя), но необходимую для транспортирования воды. Размер этого компонента получается в результате нахождения наивыгоднейших значений потерь напора (путем технико-экономического расчета сети) и экономически наивыгоднейших диаметров труб. Очевидно, стремление снизить Еу требует уменьшения h-k и приводит к неэкономичному решению, так как вызывает увеличение диаметров труб и нарушает наивыгоднейшее соотношение строительных и эксплуатационных затрат.

Третий компонент Еу представляет собой бесполезно расходуемую энергию. Наличие Еу и является казанным органическим недостатком

Очевидно, что для данного объекта и в данных условиях повышение Ф, т. е. снижение избыточно расходуемой энергии, может быть осуществлено только путем снижения Еу (при условии, что определено в результате технико-экономического расчета сети).

Для энергетического анализа систем водоснабжения весьма полезны «графики энергии»; например, график энергии на рис. П1.31, построенный для простейшей системы, приведенной на рис. П1.30. Здесь по оси абсцисс отложены отборы воды Qi (последовательно) и расходы воды по участкам (получаемые путем суммирования Qt); по оси ординат отложены величины Hi, AHi и hi-k. В соответствии с приведенными выше формулами образуются площади, представляющие собой компоненты энергии г, Ет: и Еу. Относительный размер площади Еу непосредственно указывает на степень использования энергии в системе.

Графики энергии дают наглядное представление о влиянии различных факторов на величину Еу.

Так, наличие крупных отборов воды в начальных районах сети, расположенных на низких отметках, существенно увеличивает горизонтальные размеры нижних ступеней графика (лежащих в пределах больших значений АН) и тем самым площадь Еу, т. е. бесполезно расходуемую энергию. Следовательно, может оказаться экономически выгодным выделение крупных потребителей и их питание отдельной группой насосов, установленной на центральной станции (под соответствующим низким напором).

Увеличение ординат графика Hi для удаленных точек сети обусловливает увеличение всех его ординат и, следовательно, значительный рост площади Еу. Поэтому становится рентабельным выделение отдельных групп высоко расположенных потребителей в отдаленных районах сети в отдельную зону с питанием от районной станции подкачки.

Рассмотрение приведенного примера системы и ее энергетическая оценка наглядно показывают возможность эффективного снижения расхода энергии на подъем воды путем зонирования системы.

Очевидно, что применение зонирования для повышения экономичности системы может иметь смысл только в том случае, если вызываемое зонированием повышение строительной стоимости системы, стоимости содержания персонала нескольких станций и т. п. не перекрывает экономии, достигаемой благодаря снижению затрат на энергию.

§ 33. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВА ЗОННЫХ СИСТЕМ

При проектировании зонного водопровода основными вопросами является выбор числа зон и схемы зонирования.

На основании изложенного ясно, что решение этих вопросов зависит от технических и экономических соображений. По чисто техническим соображениям определяют число зон - исходя из необходимости

централизованных систем водоснабжения. Обслуживание единой системой потребителей, отбирающих воду из сети на различных отметках Яг, приводит к тому, ЧТО насосная станция должна подавать всю воду под напором, который требуется для одного высокорасположенного и удаленного потребителя.

Показателем эффективности использования энергии в централизованных системах водоснабжения может служить величина:

gr + T ,

0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 159