Расчет надежности функционирования кольцевых водопроводных сетей

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ        2

2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ TН, TС, TА ДЛЯ КОЛЬЦЕВОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ        3

3. СТРУКТУРНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ        8

4. Литература        7

1. ВВЕДЕНИЕ

Быстрый рост городского населения неизбежно ведет к росту усложнения систем массового пользования, в том числе водоснабжения и канализации.

В настоящей работе необходимо определить время нахождения водопроводной сети в исправном и неисправном состояниях, сделать расчёт её надёжности и предложить вариант повышения надежности сети.

В действующем СНиП 2.04.01-84* представлены, в основном, мгновенные показатели надежности, с помощью которых производится надёжностная оценка отдельных состояний, определяется степень приспособленности системы к выполнению своих функций в данном состоянии.

Для хозяйственно-питьевого водопровода в действующем СНиП в качестве мгновенных показателей надёжности приняты величины напора и расхода в сети. Нормальное нормированное значение напора зависит от этажности застройки, а расхода - от количества водопотребителей, их нормы, режима водопотребления и ряда местных особенностей. Минимальное допустимое нормированное значение напора устанавливается абсолютной величиной (10 м), а расхода - относительной (размер снижения не более 30-50% от нормального).

В работе придерживаемся таких интегральных показателей, как:

- среднее в течение года время нормального уровня качества функционирования системы (ТН). В этот момент в водопроводную сеть подаётся расчётный расход, а во всех узлах обеспечивается напор не ниже требуемой величины;

- среднее в течение года время снижения до определённого уровня качества функционирования системы (ТС). В этот период происходит снижение качества функционирования по сравнению с нормальным в допустимых нормативными документами пределах;

- среднее в течение года время, когда уровень качества функционирования будет ниже допустимого по нормативным документам (Та).

Этот показатель является производным и определяется как

Та=1-(ТН+ТС)

По действующему СНиП* 2.04.02-84 нормальная работа кольцевой водопроводной сети гарантируется только при полностью исправной водопроводной сети, т.е. ТН ≥ ТО, где ТО – среднее в течение года время нахождения объекта в исправном состоянии. Нижняя граница надежности ТН=ТО имеет место, когда отключение любого участка водопроводной сети приводит к снижению давления более величины минимального требуемого напора (в диктующей точке). Если же некоторая часть отключений не снижает давления в диктующей точке, то ТН > ТО.

2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ TН, TС, TА ДЛЯ КОЛЬЦЕВОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

По заданию требуется определить интервальные показатели надежности TН, TС, TА для водопроводной системы изображенной на рис.1. Водонапорная башня расположена на отметке 104,1, высота ствола 26,57м, в период максимального водопотребления из нее поступает 84,89 л/с воды.

На насосной станции установлено 4 рабочих насоса марки Д500-65, которые забирают воду из резервуара. Частота аварий составляет одно отключение на один километр трубопроводной сети в год, т.е. λ = 1 /(км/год), время восстановления одни сутки или 1/365 года, т.е. μ = 1/tp = 365. Ремонт выполняет одна бригада.

Для определения аналитического выражения характеристики насоса Q-Н взяты параметры двух точек:

Н1 =60,0м;  Q1 = 0,154м3/с;

Н2 = 72,0м  Q2 = 0,093м3/с;

При этом оказалось что,

So=H2-H1/Q12-Q22=72,0-60,0/0,1542-0,0932=796,44;

Н0 = Н2 + S0∙Q22 =72,0+796,44∙0,0932=78,89м.

С целью доведения требуемого напора в диктующей точке №3 до 26,0м, сделали обточку рабочего колеса и напор Ho у насосной станции стал равен 69,09м.

При параллельной работе 4 насосов и максимальном водопотреблении на выходе из насосной станции напор равен