ABOUT CALCULATING ESTIMATED COSTS AT DESIGNING PUMPING PLANTS FOR BLOCKS

Abstract

Four variants of determining calculative costs for designing pump stations are compared. It is found that at designing one should use the operational norm of water consumption got on the bases of the existing operating block pump station.

Full Text

В больших городах с развитой системой водопроводных сетей имеется большое количество повысительных насосных станций (станций подкачки), предназначенных для повышения напора в сети и подающих воду в отдельные многоэтажные здания или группы зданий. Вода насосами таких станций забирается непосредственно из водопроводной сети и, получив в насосе соответствующее приращение напора, подается в сеть. В статье представлен сравнительный расчет расчетных расходов для проектирования насосной станции подкачки (НСП) по 4 вариантам: в соответствии с методикой СНиП [1]; в соответствии с методикой СНиП [1], в качестве норматива потребления воды принято значение 260 л/(сут•чел), установленное для города Самары постановлением [2]; на основе обработки натурных данных о потреблении воды, полученных по показаниям водосчетчиков, установленных на вводах жилых домов; на основе обработки натурных данных о подаче воды, полученных по показаниям водосчетчиков, установленных на насосных станциях подкачки. Расчеты по всем вариантам произведены для насосной станции подкачки, подающей холодную воду в группу однотипных жилых домов с числом жителей 3 тыс. человек (средняя численность населения для 68 НСП). Застройка девятиэтажные здания, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией с получением горячей воды непосредственно из тепловой сети. Расчеты по первому варианту выполнены по средним значениям диапазонов (удельное хозяйственно-питьевое водопотребление, коэффициенты неравномерности), приведенных в СНиП [1]. Второй вариант рассчитан аналогично первому, но в качестве расчетного удельного потребления холодной воды используется норматив водопотребления, установленный в г. Самаре [2] в размере 7,9 м3 на человека в месяц (260 л/(сут•чел). Расчетные значения для 3-го варианта получены на основе анализа данных о водопотреблении в домах, принадлежащих ТСЖ и ЖСК. Проведен анализ удельного водопотребления 111 домов за 26 месяцев (2005-2007 гг.). Графики водопотребления получены на основе записей показаний водосчетчиков, установленных в трех жилых домах. Показания водосчетчиков записывались ежечасно в течение недели. Расчетные значения для 4-го варианта получены на основе анализа данных о подаче 68 НСП в Рис. 1. Интегральные графики распределения удельного водопотребления разных районах города, подающих воду в группы жилых домов. Анализировались месячные значения подачи за 29 месяцев (2005-2007 гг.). Для определения графиков подачи воды использованы натурные данные о подаче воды 11 НСП. Показания водосчетчиков записывались ежечасно в течение недели. сут.m Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления Q , м3/сут для 3-го и 4-го вариантов приняты по месячным данным с обеспеченностью 90 %. Для совокупности значений удельных месячных расходов воды были определены средневзвешенное арифметическое, дисперсия и стандартное отклонение, по которым проведено выравнивание статистического ряда, т.е. определена статистическая функция распределения и построен интегральный график распределения (рис. 1). Интегральный график распределения показывает вероятность появления расхода, не превышающего расчетный и, наоборот, максимальный расход при выбранной вероятности. На его основе выбраны значения удельного расхода, которым соответствует функция распределения 0,05 и 0,95 (отброшены 5 % наибольших значений и 5 % наименьших). Для 3-го варианта они составили 80 и 382 л/(сут•чел) соответственно; для 4-го варианта – 175 и 469 л/(сут•чел). По расходам воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления и среднемесячным расходам определены коэффициенты суточной неравномерности. По интегральным графикам распределения удельного водопотребления (рис. 1) также определена вероятность нахождения удельного расхода в границах значений, определенных по первому варианту (от 139 до 209 л/(сут•чел)). Для 3-го варианта P(139<q<209)=F(209)-F(139)=0,1030-0,0206=0,0824. Для 4-го варианта P(139<q<209)=F(209)F(139)=0,4142-0,1643=0,2499. Таким образом, в реальных условиях удельное суточное водопотребление (см. 3-й вариант) находится в пределах, вычисленных согласно СНиП [1], 8 % времени или 29 дней в году; а удельная суточная подача насосной станции (см. 4-й вариант) 25 % времени или 91 день в году. Расчетные часовые расходы воды для 3-го и 4-го вариантов рассчитаны на основе анализа коэффициентов часовой неравномерности. По совокупности коэффициентов часовой неравномерности подачи (потребления) воды построен интегральный график распределения (рис. 2). Для домов обработано 504 значения: минимальное – 0,056, максимальное – 2,355. Для насосных станций обработано 1848 значений: минимальное – 0,236, максимальное – 1,535. В расчетах использованы максимальные и минимальные значения коэффициентов часовой неравномерности. Для удобства анализа расчет выполнен в табличной форме. Определение расчетных расходов Наименование показателя Значения показателей по вариантам 1 2 3 4 Расчетное число жителей Nж, ч 3000 3000 3000 3000 Среднесуточное (за год) водопотребление qж, л/сут 174 260 229 324 3 522 780 687 972 Коэффициент суточной неравномерности Ксут.max 1,2 1,2 1,69 1,45 Коэффициент суточной неравномерности Ксут.min 0,8 0,8 0,35 0,54 3 626 936 1164 1407 3 418 624 240 525 Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления Кч.max 2,04 2,04 2,355 1,535 Минимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления Кч.min 0,07 0,07 0,056 0,236 3 53,2 79,6 114 90,0 3 1,2 1,8 0,56 0,52 Расчетный (средний за год) суточный расход воды Qсут.m, м /сут Расход воды в сутки наибольшего водопотребления Qсут.max, м /сут Расход воды в сутки наименьшего водопотребления Qсут.min, м /сут Расчетные часовые расходы воды qч. max, м /ч Расчетные часовые расходы воды qч. min, м /ч F(К) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 К 3 вариант 4 вариант Рис. 2. Интегральные графики распределения коэффициентов часовой неравномерности Сравнивая построчно варианты с расчетом согласно СНиПу (1-й вариант), можно сделать следующие выводы: Расчетный (средний за год) суточный расход воды 2-го варианта выше в 1,49 раза, 3-го в 1,32 раза, 4-го в 1,86 раза. Коэффициенты суточной неравномерности для 3-го и 4-го вариантов имеют больший диапазон, так как характеризуют не только колебание водопотребления в течение года (изменение расхода в разные месяцы для каждого дома (станции) в отдельности практически незаметно), но и отличия удельного водопотребления для разных домов (станций). Расход в сутки наибольшего водопотребления 2-го варианта выше в 1,50 раза, 3-го в 1,86 раза, 4-го в 2,25 раза. Расход воды в сутки наименьшего водопотребления 2-го варианта выше в 1,49 раза, 3-го – ниже в 1,74 раза, 4-го – выше в 1,26 раза. Максимальные коэффициенты часовой неравномерности, определенные при натурных замерах в жилых домах (3-й вариант), превышают 1-й вариант по СНиПу в 1,15 раза. Минимальный коэффициент часовой неравномерности 3-го варианта ниже в 1,25 раза, 4-го выше в 3,37 раза. Максимальные часовые расходы 2-го варианта выше в 1,50 раза, 3-го в 2,14 раза, 4-го – ниже в 1,69 раза. Минимальные часовые расходы 2-го варианта выше в 1,50 раза, 3-го – ниже в 2,14 раза, 4-го – ниже в 2,31 раза. Таким образом, расчетные расходы воды, необходимые при проектировании насосных станций подкачки, определенные согласно методике СНиП [1], имеют значительное отличие от расходов, определенных на основе анализа натурных измерений. Из анализа интегральных графиков водопотребления следует, что удельное суточное водопотребление в жилых домах находится в пределах, рассчитанных согласно СНиП [1], менее одного месяца в году, а удельная суточная подача насосной станции три месяца. Из вышеизложенного следует, что при проектировании квартальных насосных станций необходимо использовать эксплуатационную норму водопотребления, определенную на основе анализа работы действующих насосных станций. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Строительные нормы и правила: СНиП 2.04.0284*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения [Текст] / Госстрой России. – Введ. 01.01.1985. – М.: ГУП ЦПП, 1988. –128 с. Постановление Главы городского округа Самара от 18.12.2007 № 1153. «Об оплате гражданами жилых помещений, коммунальных услуг в городском округе Самара». © Шмиголь В.В., Черносвитов М.Д., 2012