Работа системы водоснабжения при возникновении пожара

Для создания более жестких условий в отношении нагрузок на систему водоснабжения нормами проектирования предусматривается возможность возникновения пожара в часы максимального водопотребления. В результате такого предположения отбираемые расходы воды из сети возрастают. Это приводит к росту потерь напора в линиях сети и расходов, подаваемых насосной станцией.

Число пожаров и объемов воды для пожаротушения определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84*. В качестве мест пожара выбираются узлы сети, наиболее удаленные от источника питания системы, с максимальными геодезическими отметками. Если однозначно выбрать эти узлы нельзя, то проводят гидравлические расчеты с альтернативными вариантами. Анализ их результатов позволяет выбрать вариант, который является диктующим.

По способу тушения пожара системы разделяют на системы пожаротушения высокого и низкого давления. В системах первого вида водопровод в момент пожара должен обеспечивать подачу воды при давлениях, достаточных для создания струй непосредственно от гидрантов. Эти системы используются на промышленных предприятиях с высокой пожарной опасностью. В системах водоснабжения городов и населенных пунктов, как правило, применяются системы пожаротушения низкого давления. При их устройстве требуется, чтобы в момент пожара свободные напоры во всех узлах сети были не ниже Юм.

Известны различные схемы хранения противопожарного запаса воды.

При хранении воды в резервуарах чистой воды насосная станция II подъема должна обеспечивать подачу, равную сумме хозяйственно-питьевой и противопожарной потребности. Если схемой водоснабжения предусмотрено устройство напорных регулирующих резервуаров, противопожарный запас может храниться в них. Тогда противопожарный расход подается из напорных резервуаров, а на хозяйственно-питьевые нужды вода поступает от насосов станции II подъема. Возможна схема, при которой часть противопожарного запаса хранится в резервуарах чистой воды вблизи насосной станции II подъема, а часть — в напорно-регулирующих емкостях.

Рассмотрим режимы пожарной работы водопровода (рис. 2.9) в системах высокого и низкого давления. Предположим, что сеть должна быть рассчитана на пожар при наличии системы высокого давления. Пожар происходит в наиболее возвышенной из удаленных точек сети TV в момент максимального хозяйственно-питьевого водозабора. При этом в узле N должен быть обеспечен свободный напор Я™, который превышает свободный напор при режиме хозяйственно-питьевого водоснабжения Я*_в^п. Потери напора в сети /г™ и в водоводах ^в в момент пожара при тех же диаметрах труб будут больше потерь напора И*~^п и /г_в^х_п при хозяйственно-питьевом режиме работы. Следовательно, пьезометрическая линия 1, соответствующая моменту пожара, будет проходить выше линии 2 момента хозяйственно-питьевого водо- потребления. Поэтому требуемый напор на насосной станции при пожаре Я™ больше напора Я^х_п.

Рис. 2.9. Схема взаимосвязи между напорами при пожаре в системе водоснабжения высокого и низкого давления

Обычно при системе высокого давления напор, получающийся в этом случае у башни, превосходит ее высоту и башня на время пожара должна быть выключена. Иначе невозможно будет поднять давление в сети за башней до необходимой при пожаре величины. В самой башне, если она не выключена при увеличении напора у насосов, будет наблюдаться усиленное поступление воды в бак, которое может повлечь переполнение бака.

В системе низкого давления при пожаре в узле N устанавливается свободный напор #"_в^н = 10 м, который ниже или равен ему. В результате возросших расходов воды при пожаре по сравнению с режимом нормального хозяйственно-питьевого водопотребления потери напора в водоводах /? ^н > h?~ⁿ и /?^н >/?“" и, следовательно, уклон пьезометрической линии (Зи 3') при пожаре больше уклона пьезометрической линии 2. Соотношение между указанными потерями напора, а также между Н*~^п и Н™ влияет на положение пьезометрической линии (3 и 3') относительно бака башни. Если она пройдет выше башни, то требуемый свободный напор (#"_в^н = 10 м) в узле будет обеспечен, когда башня отключена от водоводов. В противном случае, как и при системе высокого давления, в узле N невозможно обеспечить требуемый свободный напор. Если пьезометрическая линия пройдет ниже бака башни, то последняя может продолжать работу.

Отличие расчета пожара при схеме с контррезервуаром от рассматриваемой выше будет заключаться в том, что отметка контррезервуара, определенная в результате хозяйственно-питьевого расчета сети, обычно будет превышать напор около башни, полученный при работе на пожаре. Поэтому в указанных схемах башня во время пожара большей частью может не выключаться. Однако поскольку в городских водопроводах запас воды на тушение пожара обычно хранят не в башне, а в резервуарах чистой воды у насосной станции II подъема, то работа сети при пожаре не отражается на высоте башни. Требуемый напор противопожарных насосов определяется по ранее приведенным формулам.

В системах хозяйственно-противопожарного водоснабжения запас воды на пожаротушение хранится в резервуаре чистой воды. Израсходованный за время пожара пожарный запас воды необходимо восстановить. Его восполнение производится при интенсификации работы водоприемника, насосной станции I подъема и очистных сооружений станции.

Выбор расчетных режимов работы системы водоснабжения

Расчетными считаются случаи, при которых имеют место максимальные нагрузки по расходу воды и напору для отдельных элементов системы водоснабжения. В пределах рассматриваемой очереди развития водопровода расчетным является последний год, для которого принимают средние нормы водопотребления, расчетное число жителей и находят средний за год расчетный суточный расход воды Q , который позволяет, зная коэффициенты неравномерности л™_макс и /Г_сухмин, найти максимальный бсуг.макс ^И минимальный 0_сутмин суточные расходы. При проектировании системы водоснабжения приходится проводить гидравлические расчеты при различных нагрузках водопотребления.

Все сооружения системы водоснабжения рассчитывают при нагрузках, соответствующих суткам максимального водопотребления в соответствии с графиком водопотребления.

Водопроводные сети необходимо рассчитывать на работу в час максимального водопотребления, а сети с контррезервуаром, кроме того, должны быть рассчитаны на работу в час максимального транзита в напорно-регулирующую емкость.

Наряду с этим водоводы, распределительную сеть и насосы станции II подъема нужно проверить на одновременную подачу максимального часового и противопожарного расходов воды в сутки максимального водопотребления. Рекомендуется провести расчеты системы подачи и распределения воды на минимальный часовой расход в дни минимального водопотребления, при котором возможны наибольшие давления в сети. Целесообразно выполнить расчет на средний часовой расход в сутки среднего водопотребления, что позволяет ориентировочно определить за расчетный срок для данного этапа развития системы затраты энергии на подъем воды. Помимо этого необходимо выполнить расчеты, обосновывающие мероприятия по обеспечению водой потребителей в заданных пределах в случае возникновения аварий.

Ряд проведенных расчетов позволяет выбрать оборудование системы, обеспечивающее как ее работоспособность, так и экономичность.