Курсовая работа: Расчёт затрат и тарифов на услуги

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 и водоотведения

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 предоставления услуг водоснабжения и водоотведения

Раздел 2. Объективная необходимость и актуальность проведения 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 промышленными предприятиями

4.2 Режим водопотребления в течении 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 для всех 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. Глубина заложения 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 сферы предоставления услуг водоснабжения и водоотведения

Жилищно-коммунальное хозяйство подразделяется 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 и отвод сточной жидкости является их необходимость для функционирования жизнеобеспечения городов и населенных пунктов.

Для данных услуг характерно:

1) принадлежность к службам обеспечения

2) социальная значимость

3) низкая значимость другими услугами

Финансирование жилищно-коммунальной отрасли осуществляется из 2 источников:

1 оплата потребителей, которые могут выступать население, коммерческие и бюджетные организации

2 бюджетное дотирование разности временной стоимости услуг и административно установленным уровнем ее оплаты для потребителя

Предприятия водоснабжения и водоотведения характеризуются несколькими общими признаками:

- сложная инженерная инфраструктура (сети водопровода, канализации);

- непрерывность процесса производства;

- невозможность потребителей отказаться от получения данной услуги на значительный срок;

- невозможность компенсации недопроизводства услуг в один за счет более интенсивный в другой;

- тесная взаимосвязь производственных процессов от местных условий

Раздел 2. Объективная необходимость и актуальность проведения реформы жилищно-коммунального хозяйства

Объективная необходимость проведения демонополизации жилищно-коммунального хозяйства стало условием при котором реальная стоимость ЖКХ в России существенно превышает стоимость этих услуг в других странах с аналогичным климатом. Причиной сложившейся ситуации явл. неразвитость в технологических решений и структуре управления.

Неразвитость и отсутствие конкуренций в различных подотрослях ЖКХ, отсутствие антимонопольного регулирования значительно увеличивают затраты отрасли, а так же приводит к низкому качеству предоставления услуг.

Для повышения эффективности использования финансовых ресурсов в отрасли разрабатываются мероприятия, по развитию рыночных конкретных отношений, элементом которого является проведение конкурсов на получение права на проведение работ. Заключение договоров, которые определят условия выполнения этих работ разработка механизмов контроля за работами, т.е. должна быть создана ситуация когда условием предоставления услуги определяет в первую очередь потребитель услуг, а не поставщик.

Актуальность проведения демонополизации в настоящее время обусловлено так же необходимостью изменения структуры финансирование отрасли, которое предусматривает поэтапный переход от бюджетных дотаций предприятий, при условии адресной социальной защиты низкодоходных слоев населения.

В затратах предприятий естественных монополий по подаче воды и отводу сточной жидкости, большой вес занимает продукция и услуги других предприятий монополистов. Если они увеличивают свои цены и тарифы, то повышаются соответственно цены и тарифы на водоснабжение и водоотведение.

На цены и тарифы влияют также внешние факторы самого предприятия:

1) отсутствие эффективной системы учета и планирования;

2) недостаточная работа по ликвидации дебиторской (абонентной) задолжности;

3) высокие потери водоресурсов при подаче их потребителю;

4) в большинстве случаев стимулирование работников предприятий данной отрасли не связаны с экономией энергоресурсов и т.д.

Эти факторы прямо или косвенно увеличивают тарифы по подаче воды и отводу сточной жидкости

В условиях естественных монополий эти проблемы решаются органами власти субъектов РФ и органами местного самоуправления.

В условиях конкурентной борьбы эти проблемы решает само предприятие.

Раздел 3. Значение единого механизма, формирование цен (тарифов) на услуги водоснабжения и водоотведения

Тарифы (цены) на услуги водоснабжения и водоотведения разрабатываются на предприятиях в соответствии с указаниями президента РФ «О мерах по упорядочению государственного регулирования цен» и «Реформе жилищно-коммунального хозяйства РФ»

Тарифы и услуги регулируются региональной энергетической комиссией. Основной задачей явл. Обоснование тарифов на услуги водоснабжения и водоотведения. Для этого разрабатываются обоснование, показывающее необходимость изменения тарифов.

Также анализируется структура полезного отпуска воды и пропуска сточных вод, анализируется себестоимость услуг, планируется сумма прибыли предприятия, рассчитываются источники финансирования капитальных вложений.

Основными показателями при расчете 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 услуги водоснабжения значительный удельный вес занимают затраты на применяемые реагенты. Сюда входят оптовая цена данных реагентов их доставка, использование и хранение.

В данном технологическом процессе используются следующие реагенты: хлор с дозой 7 мг/л, коагулянт с дозой 40 мг/л, флокулянт с дозой 0,3 мг/л.

Для расчета затрат на реагенты определяется расход реагентов в год – Р,в т.

Р=, т.

где Q_г. - годовой расход воды в тыс.м³

Q_год.=, тыс.м³

Д - доза реагента в мг/л

Затраты на реагенты:

З_р=, тыс.руб.

Ц₀ - оптовая цена реагента за 1 т.,руб.

Результаты расчета заносим в таблицу 5.1.1

Таблица 4.1.1 Расчеты затрат на реагенты

4.1.2 Затраты на электроэнергию

В данной статье рассчитываются затраты на электроэнергию используемые на перекачку и очистку воды, а так же на технологические нужды очистных сооружений.

Затраты на электроэнергию имеют наибольший удельный вес в себестоимости.

Для расчета используется следующие нормативные данные:

1)         норма расхода электроэнергии на тыс.м³ воды принимаем Н_р=1300 квт.час./тыс.м³

2)         тариф за 1 квт.час. - Т=1,25 руб.

Прими объем воды, перекачиваемой НС 2 подъема в объеме 90% от НС 1 подъема

НС 1 подъема –по исходным данным

Расход электроэнергии определяется по формуле:

Э_р=Q_г*Н_р, кВт. час.

Затраты на электроэнергию определяется по формуле:

З_э=, тыс.руб.

Расход электроэнергии на нужды очистных сооружений принимаем в размере 16% от расхода НС 2 подъема (графа 6)

Результаты расчета смотрим в таблице 5.1.2

Затраты на электроэнергию, которые расходуются на освещение и отопление смотри в цеховых расходах.

Таблица 4.1.2 Расчет затрат на электроэнергию

Q^{пол.маш}_{сут ср}= Q^пол_сут.ср - Q^пол.дв_{сут ср}, (3.16) Q^{пол.маш}_{сут ср}=142,6 - 43=143-43=100 (м³ /сут)

Дворники поливают 2 раза в сутки по2-3 часа.

Часовой расход воды дворниками Q^дв_час, м³/ч, определяется по формуле:

Q^дв_час=,     (3.17) Q^дв_час= (м³ /сут)

Часовой расход воды машинами Q^маш_час, м³/ч, определяется по формуле:

Q^маш_час=,                       (3.18)

Т=8

Q^маш_час= (м³ /сут)

4.1.3 Расчетно-суточный расход воды промышленными предприятиями

Максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды промышленного предприятия Q ^{х – n}_{сут мах}, м³/сут,

определяется по формуле:

Q ^{х – n}_{сут мах}= Σ Q ^х_см+ Σ Q ^г_см,     (3.19)

где Σ Q ^х_см – расход воды на хозяйственные нужды в холодных цехах за все смены работы;

Σ Q ^г_см – расход воды на хозяйственные нужды в горячих цехах

Q ^{х – n}_{сут мах}=45+25=75 (м³ /сут)

Расход воды для хозяйственно-питьевых нужд промышленных предприятий в холодных и горячих цехах за одну смену Q ^х_см, Q ^г_см, м³/см определяется по формуле:

Q ^х_см=,                          (3.20)

Q ^г_см=,                           (3.21)

где q ^х, q ^г – удельное водопотребление л/см на одного работника в холодных и горячих цехах (см [3] ); N^х, N^г – количество человек, работающих в холодных и горячих цехах по сменам:

Q ^х _{1 см}==20 (м³ /см)

Q ^х _{2-3 см}=12,5 (м³ /см)

Q^г_{1 см}= 3,6 (м³ /см)

Q^г_{2-3 см}= 2,25 (м³ /см)

Расход воды для приема душа рабочими в одну смену Q^душ_см, м³/см, определяется по формуле:

Q^душ_см=, (3.22)

где q_душ – удельное водопотребление одной душевой сетки л/см (см [3]);

N_душ – число человек, пользующихся душем после окончания смены;

Т - время работы душевой сетки после окончания смены, час (0,75ч);

n_с – число человек, приходящихся на одну душевую сетку

Q^душ_{1 см}=20 (м³ /сут)

Q^душ _{2-3 см}==12,5 (м³ /сут)

Максимальный суточный расход душевых вод, Q^душ_{сут мах} м³/сут определяется по формуле:

Q^душ_{сут мах}= Σ Q^душ_см,           (3.23)

Q^душ_{сут мах}=20+12,5+20=52,5 (м³ /сут)

Количество душевых сеток, работающих после окончания смены, определяется по формуле:

N_c=,    (3.24)

N_{c 1} ==53 (сеток)

N_{c 2-3} ==33 (сеток)

Максимально-суточный расход на производственный нужды промышленного предприятия Q ^пр _{сут мах}, м³/сут

определяется по формуле:

Q ^пр _{сут мах}=Q_пр·Т·К_летн,             (3.25)

где Q _пр – расход из городского водопровода м³/ч для технологических нужд предприятия;

Т – время работы предприятия в течение суток, час;

К_летн – коэффициент суточной неравномерности водопотребления на

промышленном предприятии в летний период (из задания).

Q ^пр _{сут мах}=96·24·1=2304 ( м³/сут)

Неучтенные нужды местной промышленности в сутки среднего водопотребления Q^н.н _{сут ср}, м³/сут, определяется по формуле

Q^н.н _{сут ср}=, (3.26)

Расход на неучтенные нужды местной промышленности принимается в размере 10-20 процентов от расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

Q^н.н _{сут ср}==139 ( м³/сут).

Максимальный суточный расход на неучтенные нужды местной промышленности Q ^н.н _{сут мах},м³/сут, определяется по формуле:

Q ^н.н _{сут мах}=    (3.27)

Q ^н.н _{сут мах}==180,5 ( м³/сут)

Таблица 4.1-Расчетные суточные расходы отдельных потребителей и всей системы водоснабжения

4.2 Режим водопотребления в течении суток

Неравномерность водопотребления населения в течение суток определяется коэффицентом неравномерности К_час.max, который определяется по формуле:

К_час.max=, (3.28)

где _max. - коэффициент, учитывающий степень благостройства зданий, режим работы предприятий и т.д.

_max=1,21,4,

_max=1,4;

 _. - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, определяется по таблице 2.

=1,3

К_час.max=1,4 1,3=1,82

Для характеристики водопотребления в течение суток строят ступенчатый график.

Водозаборные, очистные станции и насосная станции первого подъема работают равномерно в течение суток.

Насосные станции второго подъема работают в равномерном режиме.

Состав очистных сооружений назначается по таблице

По заданию консультанта принята схема:

В состав оснавных сооружений входят:

Раздел 5. Водопроводная сеть

5.1 Выбор схемы сети в плане. Трассировка сети и водоводов

В данном курсовом проекте выбранна кольцевая сеть, состоящая из двух колец. Кольцевая схема обеспечивает более надежную подачу воды потребителя и для противопожарных нужд.

5.2 Подготовка сети к гидравлическому расчету

Подготовка сети к гидравлическому расчету заключается в определении расчетных расходов на участках магистральной сети. Последовательность подготовки:

- вычерчивается расчетная схема сети;

- определяются величины равномерно – распределенных сосредоточенных расходов;

- определяются удельные и путевые расходы;

- заполняется расчетная схема и определяются расчетные расходы на участках.

5.2.1 Определение равномерно – распределенных и сосредоточенных расходов

Все расходы, забираеме из водопроводной сети подразделяются на две группы:

- равномерно – распределенные(население,неучтенные нужды местной промышленности), которые забирают воду равномерно по всей длине участка;

- сосредоточенные расходы (промышленные предприятия, коммунально-бытовые объекты), которые отбирают воду из конкретных точек.

Таблица 5.1 -

Равномерные и распределенные расходы в час максимального водопотребления

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 резервуара чистой воды, W _рек., м^3,

определяется по формуле:

W^рчв._рек._.= (4.3)

W^рчв._рек..=

где р – максимальный остаток воды в резервуаре чистой воды в %

Q^сист._сут.max – максимально суточный расход,объеденненый системой водоснабжения, м³

Противопожарный объем резервуара чистой воды,W_пож.,м³ определяется по формуле:

W_пож= 3Q_пож.+ (4.4)

где Q_пож. - запас воды на тушение всех пожаров,возникающих в населенном пункте, м³/час:

q_пож=15, Q_пож.=q_пож 3,6 (4.5), Q_пож.=15 3,6=54 (м³/час.)

_мах – суммарный часовой расход в населеном пункте за тушение пожара, м³/час.:

W _пож.=289,3 + 275,2+275,2 =839,7 (м³/час.)

Q₁ = часовой расход очистной станции м³/час, определяется по формуле:

Q_{1 =,} (4.6)

где Q ^о.с._сут - суточная производительность очистной станции, м³\час.

определяется по формуле:

Q ^о.с._сут. =_сутс^сист._.max. + Q_доп. (4.7)

где  - коэффициент, учитывающий расход очистной станции на собственные нужды.

Q _доп.= 3Q_пол.= 3 54= 102(м³/час.)

Q_сут.^о.с.=1, 04 6469,1 + 162 = 6889,86(м³/ сут.)

Q₁=287,07 (м³/час.)

W^рчв._пол.=3 54 +839,7 - 3 287,07=162 +839,7 – 861,21=140,49140,5 (м³)

Общий V воды W^рчв., м³, определяется по формуле:

W ^рчв._рег.= W ^рчв._рег + W ^рчв._пол., (4.8)

W ^рчв._рег= 646,91 + 140,5 = 787,41(м³)

На станции должно быть установлено не менее двух резервуаров чистой воды, тогда V каждого W ^рчв.₁, м³, определяется по формуле:

W ^рчв.₁=, (4.9)

Таблица 5.1-Равномерно - распределенные и сосредоточенные расходы в час максимального транзита

Проверка: + = ,

127,6+96,97=224,57

= ,

,

5 .2.3 Определение путевых расходов

Удельный расход – это расход, отбираемый в л/с с одного метра водопроводной сети q_удел. определяется по формуле:

q_удел.=, (4.10)

где  - сумма равномерно распределенных расходов, л\с, в час максимального водопотребления (см.табл.4,итог графы 3);

 - общая длина магистральных линий водопроводной сети, м(в общую длину магистральной сети не включают участки, проходящие по незастроенной территории, по мостам, паркам и т.д., где нет отбора воды, см.табл. 4.1.,графа 2 )

q_удел.= (л/с м)

Путевой расход на участке q_пут., л/с, определяется по формуле:

q_пут.= q_удел l, (4.11)

где l –длина расчетного участка в м.

Таблица 5.2 - Путевые расходы на расчетных участках в час.max водопотребления.

5.2.4 Определение узловых расходов

Условный узловой расход q_узл л/с., определяется по формуле:

q_узл=, (4.12)

где  - сумма путевых расходов, л/с., участков прилегающих к

узлу.

Таблица 5.3 - Условные узловые расходы в час максимального водопотребления и максимального транзита

5.2.4 Схемы предварительного распределения расходов для всех расчетных случаев

Количество одновременно возникающих пожаров n определяется по табл.5

В данном курсовом проекте n=1

Расход на тушение одного наружного пожара q_н, определяется по табл.5 в зависимости от этажности застройки

Э=1

Самым неблагоприятным часом для возникновения пожара является час максимального водопотребления. Пожары размещают в самых удаленных точках от места подачи воды в сеть. Подача воды в сеть при пожаре q,л/с, определяется по формуле:

q= q_расч.+ q_пож, ( 4.13)

где q_расч - сумма равномено-распределеных и сосредоточенных расходов в час максимального водопотребления, л/с, определяется по формуле:

q_{расч.сек.}= _р-р. + _соср., (4.14)

q_{расч.сек}= 44,9+37,9=82,8 (л/с)

q_пож. - расход, л/с, на тушение всех наружных и внутренних пожаров, определяется по формуле:

q_пож.=n q_n+q_вн., (4.15)

где n – количество одновременно возникающих наружных пожаров в населенном пункте (см. табл.5),

n =1

q_вн. - расход, л/с, на тушение внутренних пожаров,

q_пож.= 25 2=50 (л/с),

q^пож._расч.= 82,8+50=132, (л/с)

Таблица 4.4 - Определение диаметра на расчетных участках

Э =1 - Трубы пластмассовые

5.3 Гидравлический расчет сети

Гидравлический расчет сети выполняется для определения диаметров на расчетных участках, объем движения потока и действительных потерь на участках.

Если башня расположена в конце сети

Допустимые невязки в кольце:

а) при максимальном водопотреблении

б) при пожаре

Гидравлический расчет выполняется только для магистральных сетей

Распределительная сеть принимается диаметром 100150 мм.

Если поток воды идет по часовой стрелке, то потеря напора на этом участке принимается со знаком «+», при движении воды против часовой стрелки потеря напора принимается со знаком «-». Если невязка в кольце больше допустимой, то водится поправочный расход , который определяется по формуле:

 (4.16)

где  - невязка в кольце, м;

-сумма графы 9, таблицы 8.

Сеть считается увязанной, если в 1 и 2 кольце невязка допустимая.

Знак поправочного расхода зависит от знака невязки:

- если невязка со знаком «+», то поправочный расход вводится со знаком противоположным знаку потерь;

- если невязка со знаком «-»,то поправочный расход вводится с таким же знаком, как знак потерь (см. табл.8,9).

5.4 Гидравлический расчет водоводов       

Водоводы прокладывают не менее 4 см. в две нитке. Водоводы первого подъема транспортируют воду от водозаборных сооружений до площадки очистной станции.

Водозаборные сооружения размещают на прямолинейном участке реки выше города по течению. Площадку очистной станции стараются установить на плоском рельефе местности, чтобы уменьшить объем земляных работ.

Расстояние от площади очистной станции до границы жилой застройки или до границы промышленного предприятия должно быть не менее 300 м. Водоводы второго подъема транспортируют хозяйственно – питьевую воду от насосной станции второго подъема до водонапорной башни.

1.          расчет водоводов от водозаборного сооружения до очистной станции.

Расчетный расход по одной линии водоводы q₁; л/с определяет по формуле:

q₁=  (4.17)

где q_о.с. – производительность очистной станции, л\с

q_о.с.= (4.18)

q_о.с..= (л/с)

q₁=  (л/с)

При аварии допускается снижение расхода на 30% и расход составляет 70% от расчетного, транспортируется по одной нитке трубопровода, тогда q₁^аб, л/с определяется по формуле

q₁^аб=0,7 q_о.с (4.19)

q₁^аб=0,7 79,7= 55,8 (л/с)

2.         Расчет водоводов от очистной станции до водонапорной башни.

Расчетный расход по одной линии водопровода q₂=

где q^нв_{нсII -} подача насосной станции второго подъема в час максимального водопотребления, л/с определяется по формуле:

q^нв_нсII = (4.20)

Р_н.с.II - подача насосной станции второго подъема в %

q^нв_нсII =

q₂ = (л/с)

Расход воды в момент аварии q_2, л/с определяется по формуле:

q^ав₂= 0,7 q^нв_нсII (4.21)

q^ав₂=0,7 75,2=52,6 (л/с)

Расчетный расход по первой нитке водовода при напоре q₂^пол.; л/с,

определяется по формуле:

q₂^пож.= (4.22)

q₂^пож.= (л/с)

Расчетный расход по первой нитке водовода при напоре q₂^пол.,л\с (башня при напоре работает, то есть свободный напор водонапорной башни при напоре ниже свободного напора в час максимального водонапора.) определяется по формуле:

q₂^пож.= (4.23)

q₂^пож.= (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 нормальном режиме работы по каждой нитке водовода идет расход q₃, л/с, который определяется по формуле:

q₃= (4.24)

q₃=  (л/с)

При аварии по одной нитке водовода расчетный расход q₃^ав,л/с

определяется по формуле:

q₃^ав=0,7 q^сек_расч. (4.25)

q₃^ав=0,7 12,9=9 (л/с)

При пожаре расчетный расход q ₃^пож. определяется по формуле:

q ₃^пож.=0,5 q _расч.^пож. (4.26)

q ₃^пож=0,5 66,4=33,2 (л/с)

Для определения потерь в водоводах h,м, используем формулу:

h=, (4.27)

где 1000i - удельные потери напора, м, на 1км. длины (см. табл.);

l - длина водоводов, м (см. табл.)

Материал труб водоводов принят – пластмасс.

Экономический фактор Э – 1.

Объем сети при аварии и пожаре должны быть меньше или равны 22,5 м.

5.5 Пьезометрические отметки и свободные напоры

Минимальный свободный напор в сети хозяйственно-питьевого водоснабжения в час максимального водопотребления зависит от этажности застройки 1 этаж - 10м., на каждый последующий добавляется на 4м.

Т.к. в данном курсовом проекте этажность застройки равна 1.то свободный напор h_св.= 10м.

Свободный напор-это высота столба жидкости в пьезометрической трубке, считая от поверхности земли.

Пьезометрический напор - это высота столба жидкости в пьезометрической трубке над уровнем Балтийского моря (с учетом отметок земли).

Таблица 5.5-Пьезометрические и свободные напоры в час максимального водопотребления

Н_св.= 10-4,1=5,9

Минимальный свободный напор при пожаре в системах пожаротушения низкого давления должен быть не менее 10 м.(II подъем).

Таблица 5.6-Пьезометрические и свободные напоры в час возникновения пожара

Н_св.= 10-7,6=2,4

Н_св=10+(n-1) 4=10,

где n - этажность застройки, 1 этаж

Башня при пожаре не работает, т.к. свободный напор водонапорной башни в час максимального водопотребления меньше, чем свободный напор водонапорной башни при пожаре.

Таблица 4.7

Пьезометрические и свободные напоры в час максимального транзита

Н_св.тр..= Н_вб.+Н_стр.

5.6. Расчет водонапорной башни

Регулирующий объем бака водонапорной башни W_рег.^вб., м³, определяется по формуле

W_рег.^вб.=, (4.27)

где P - максимальный остаток воды в баке водонапорной башни,%

W_рег.^вб =

Противопожарный объем бака водонапорной башни W_пож.^вб, м³, определяется по формуле

W_пож.^вб=/60, (4.28)

где q_н. - расход, л/с., на тушение одного наружного пожара

q _вн. - расход, л/с., на тушение одного внутреннего пожара

Q_{час.макс.} - максимальный расход воды, м³,(итог графы 17 табл. для часа максимального водопотребления)

t - время хранения противоположного запаса в баке водонапорной башни, мин., t=10

Расчетное число одновременных внешних пожаров – 1.

Расход воды на один пожар 14 л/с. Принимаем внутренний пожар в прачечной - 1 струя 2,5 л/с.

W_пож^вб=(15+2,5) 10 60/1000+297,9 10/60=60,15

Общий объем водонапорной башни W_пол..^вб, м³, определяется по формуле

W_пол..^вб= W_рег...^вб. + W_пож..^вб.=60,15 +213,4=273,5, (4.29)

Диаметр бака водонапорной башни Д_в.б., м, определяется по формуле

Д_в.б=, (4.30) Д_в.б==7,9

Высота бака водонапорной башни, H_пол.^в.б., определяется по формуле

H_пол.^в.б= 0,7 Д_в.б, (4.31)

H_пол.^в.б= 0,7 7,9=5,53

Полная высота при стротельстве бака,H_стр., м., определяется по формуле

H_стр= H_пол.^в.б+0,3+0,25, (4.32)

Где 0,3 - величина,повышения бортов бака уровнем воды

0,25 - ведичина,предусматриваемая осадка в баке

H_стр= 5,53+0,3+0,25=6,08

5.7 Выбор материала труб. Основание под трубы. Глубина заложения сети. Деталировка кольца, спецификация

При назначении водопровода, параметров его работы и местных условий для курсового проекта приняты полиэтиленовые трубы.Выпускаемые по ГОСТ из полиэтилена низкого давления ПНД, тип средний.Полиэтиленовые трубы,выбранные для водоводов и сетей. Взятые с учетом требований и наибольшей экономичности.

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания почвы.Согласно СНиПу, глубина заложения труб считается до низа трубы, должна быть на 0,5 м больше расчетноц глубины промерзания грунта.Трубу закладывают не менее 0,7 м,чтобы защутить трубу от раздавливания транспортом.

Для Николаевской области глубина промерзания грунта-.Глубина заложения будет равна.

Деталировку всех узлов сети проводят после назначения диаметров и материала труб. При составлении назначают места всех колодцев, задвижек. Пожарных кранов и указывают все фасонные части. Деталировку производят без масштаба, но конфигурация ее должна соответствовать очертанию сети.

Поясненя к деталировке.

- при деталировке узлов используются чугунные фасонные части;

- патрубки и трубы устанавливаются так, чтобы вода входила в раструб;

- в фланцевых крестах с пожарной подставкой при назначении деаметра прохода принято выбирать наибольший диаметр;

- у тройника диаметр отростка может быть или равен или меньше диаметра ствола;

- фасонные части с пожарной подставкой выпускаются только диаметром 300 мм.

На основе деталировки сети составляют спецификации фасонных частей и арматуру, необходимые для их заказа и разработки сметы.

6. Очистные сооружения

6.1 Выбор метода обработки воды и состава сооружений

Качество исходной воды характеризуется 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 не соответствует СанПиН 2.1.4.1074-01 по следующим показателям:

1) мутности(<1,5 мг/л);

2) цветности(<20 град.);

3) бактериологическому показателю(коли-индекс <3 шт.), поэтому приняты следущие методы очистки воды: осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Производительность очистной станции Q_о.с.= 6887 м³/сут.

Для характеристики водопотребления в течение суток строят ступенчатый график.

Водозаборные, очистные станции и насосная станции первого подъема работают равномерно в течение суток.

Насосные станции второго подъема работают в равномерном режиме.

Состав очистных сооружений назначается по таблице

1) осветлители с взвешенным осадком - скорые фильтры;

2) По заданию консультанта принята схема:

В состав основных сооружений входят:

6.2 Расчет очистных сооружений

6.1.1.Расчет скорого фильтра

Общая площадь F_ф, м², определяется по формуле:

F_ф=

Где Q^о.с._сут. полезная производительность станции, м³/сут.,

T_ст. - продолжительность работыстанции в течении суток, часы,

Vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/час, принимается по таблице 21, с учетом расчетов по формуле 20,

Nпр-число промывок одного фильтра с сутки при нормальном режиме эксплуатации,

Qпр - уденый расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²,

Тпр - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимается для фильтров, промываемых водой - 0,33ч., водой и воздухом – 0,5ч.

Удельный расход воды на одну промывку определяется по формуле:

q_пр=

F_ф= 6889/(24*5-3*4,8-3*0,33*5)= 68,5 м²

Таблица 6.1 - Данные о фильтрующей загрузки скорого фильтра.

Для определенния количества фильтров на станции задаются типовыми размерами фильтров в плане. Для станции подготовки поверхностных вод производительность станции Q^о.с._сут.=8000м3/сут., размеры фильтров в плане приняли:6*3. площадь одного фильтра с такими размерами в плане: F₁= 13,3095 м².

Число фильтров на станции производительностью более 1600 м³/сут. Долно быть не менее 4.

На одной станции число фильтров определяется по формуле:

Nф

Где Fф - общая площать фильтра м²,

F₁ - площадь одного фильтра м²,

Nф = 68,5/13,30955 шт.

Расчет распределительной системы.

В проектируемом фильтре принято щелевая распределительная система без поддерживающих слоев.

Она служит для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки прината w=16 л/сек*м².

Количество промывной воды, необходимой для промывки одного фильтра q_пр,л/сек. определяется по формуле:

q_пр=F₁*w

q_пр= 13,3095*16=213 л/сек.

Коллектор распределитеной системы выполнен из стальных и электросварных труб, скорость в нем должна быть 0,8 - 1,2 м/сек.

По таблице Шевелева q_пр.=213 л/сек. принят диаметр труб 450мм, Vк= 1,72 м/сек, 1000i = 5,53 м.

По таблице 3 наружный диаметр равен 720мм.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы, при растояниях между ними m= 0,25-0,35 м.(принято 0,25), и наружном диаметре коллектора Д _кол= 720 мм= 7,2 м., определяется по формуле:

f_отв.= (А - 1,18 - Д_к)* m

где А - размер стороны фильтра, м.

F_отв.= (6-1,18-0,72)*0,25=1,025

Расход промывной воды поступающее через одно ответвление, л/с:

q_отв= f_отв. W

q_отв=1,025 16=16,4 (л/с)

Боковые ответвления приняты из плассмассовых трцб, скорость движения воды в них должна быть 1,6-2 м/с

V=1,67 м/с

1000 i= 20

d_кол= 160 мм

Перпендикулярно осевой линии трубы нарезаны щели шириной на 0,1 мм меньше минимального диаметра зерен загрузки,т.е.

В

V=1,67 м/с

1000 i= 20

d_кол= 160 мм

Перпендикулярно осевой линии трубы нарезаны щели шириной на 0,1 мм меньше минимального диаметра зерен загрузки,т.е.

В_щел= 0,8-0,1=0,7мм

Общая площадь щелей составляет-1,2-2% рабочей площади фильтра. При площади фильтра F=13,3095м², суммарная площадь щелей составит

F_щел=1,5 F₁/100

F_щел=1,5 13,095/100= 199000 м²

Регулирующий объем^., ем резервуара чистой воды, W_рег...^рив., м³, определяется по формуле

W_рег.^рив.= p_рив.Q_{сут.макс.}/100, (4.33)

где p_рив - максимальный остаток воды в резервуаре чистой воды принимаем от

0,5%-1%

p_рив=0,6%

W_рег...^рив= 0,6 6469,1/100=38,8

Противопожарный объем в резервуаре чистой воды, W_пож....^рив,м³, определяется по формуле

W_пож.^рчв=3Q_пож.+_макс-3Q₁, (4.34)

где Q_пож – запас воды на тушение всех пожаров, возникающих в населенном пункте,м3/ч, определяется по формуле

Q _пож=q_пож 3,6 (4.35), Q _пож=25 3,6=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 по формуле

Q_{1 =,} (4.36)

где Q_сут.^о.с. - суточная производительность очистной станции, м³/ч., ., определяется по формуле

Q ^о.с._сут.=_сут..^сист._.max.+ Q_доп, (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 Q_пол, (4.38)

Q _доп=3 90 =270

Q_сут.^осн.=1,04 6469,1 + 270 = 6997,9 (м³/ сут.)

Q₁=

Общий объем резервуара чистой воды W^рчв.,м³/ч., определяется по формуле

W ^рчв._.= W ^рчв._рег + W ^рчв._пол., (4.39), W ^рив. =38,8+291,6=330,4

На станции должно быть установлено не менее двух резервуаров чистой воды, тогда объем каждого W ^рчв.₁, м³/ч., определяется по формуле

W ^рчв.₁= W^рчв./2, (4.40)

W ^рчв.₁=330,4/2=165,2

Разработка системы и схемы водоснабжения

Централизованная система водоснабжения населенного пункта или промышленного предприятия должна обеспечивать прием воды из источника кондицианирование(если это необходимо), транспортирование и подачу ко всем потребителям под необходимым давлением.С этой целью в систему водоснабжения должны быть включены: водоприемные сооружения, 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 аккумулирующие емкости или потребителям; сооружения для обработки воды; резервуары и регулирующие емкости; водоводы и водораспределительные сети, предназначенные для передачи воды к местам ее распределения и потребления.

Взаиморасположение оснавных водопроводных сооружений показано на общей схеме водоснабжения. Последовательность расположения отдельных сооружений системы водоснабжения и их состав могут быть различными в зависимости от назначения, местных природных требований потребителя или исходя экономических соображений.Так, рагулирующая емкость может быть расположена в различных точках территории объекта в зависимости от сочетания планировки объекта и рельефа местности.

Если очистные сооружения и резервуары 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 использовании подземных артезианских вод, не нуждающихся в кондиционировании, система водоснабжения объекта упрощает за счет исключения очисных сооружений.для правильного выбора системы и источника водоснабенич необходимо иметь данные о водопотреблении, знать требования, предъявляемые к качеству воды, иметь сведения о наплоре, под которым она должна подаваться потребителю, знать характеристику имеющихся природных водоисточников в районе проектирования и т.д..

В значительной степени система водоснабжения зависит от выбранного водоисточника: его характере мощьности, качества воды, расстояние, на которое он удален от водопотребителя, и единый хозяйственный противопажарный водопровод.

Схема водоснабжения из подземного 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 - пьезометрическая линия при максимальном водопотреблении из сети;

11 - пьезометрическая линия водовода.

ТАБЛИЦА № 3.2 Режим водопотребления в течении суток.