В данной статье рассмотрены основные проблемы обеспечения напоров в наружных и внутренних водопроводных сетях и основные пути решения этих проблем, рассмотрен вопрос комфортности водопроводных систем.
Ключевые слова: насос, напор воды, система водоснабжения.
This article discusses the main problems of providing pressure in external and internal water supply networks and the main ways to solve these problems, the issue of comfort of water supply systems is considered.
Keywords: pump, water pressure, water supply system.
Задачи коммунального водоснабжения, связанные с обеспечением напора в наружных и внутренних водопроводных сетях, характерны для большинства городов России и, в целом, идентичны. За последние годы в данной области накопился ряд проблем, имеющих, как правило, одинаковые причины.
Насосное оборудование до 90-х годов прошлого столетия поставлялось несколькими заводами (Сумский насосный завод, Ливгидромаш, Уралгидромаш, Московский насосный завод, Катайский насосный завод, Ереванский насосный завод и др.). Предусматривался ступенчатый график работы, в различные часы в работу включалось разное количество агрегатов. Известные авторы данной области рекомендовали «руководствоваться следующими соображениями:
- Число рабочих агрегатов одной группы должно быть не менее двух.
- Необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов.
- Насосы должны работать в области наивысших КПД при длительной подаче. Кратковременные расходы могут подаваться с более низким КПД.
- Целесообразно устанавливать насосы одного типоразмера, что обеспечивает взаимозаменяемость, упрощает их эксплуатацию и создает удобства для обслуживания. Однако требования экономичности во многих случаях заставляют отказаться от применения однотипных насосов.
В дополнение к этому отметим, что на практике подбор насосов производился с учетом перспектив развития, параметры производительности и напора завышались. Вывод на потребные характеристики производился дросселированием с помощью задвижек, что приводило к перерасходу электроэнергии. Например, на Московской НС СПб в период с 1950 по 1987 г.г. было установлено 17 насосных агрегатов типа «д» с напором от 62 м до 80 м. Выходное давление было установлено в пределах 36–50 м, за счет дросселирования приходилось понижать давление на 20–30 м. При производительности НС около 600 тыс. м3/сутки это приводило к колоссальному перерасходу электроэнергии.
Режим работы крупных НС изначально определялся фактическим выходным давлением при регулировке производительности вручную по статистическим данным. НС меньшего размера (III подъема и квартальные ПНС) работали в «автономном» режиме, как правило, с постоянным расходом и напором. Поскольку насосное оборудование было в дефиците, замену после полной амортизации произвести вовремя не удавалось. Поэтому большинство насосов работало и работает с низким КПД, подчас в зоне кавитации. [1]
В связи с тем, что за долгие годы эксплуатации городские водопроводные сети чрезвычайно износились, а объемы ремонтных работ не превышают 2 % от общей длины сети (при потребности не менее 10 %), количество аварий на сетях и объем утечек возросли. В итоге большинство российских водоканалов вплотную подошло к необходимости снижения напора в городских магистральных сетях, вплоть до снижения напора на выходе некоторых НС до 35-ти метров, что обеспечит напором дома только до 7 этажей.
Таблица 1
Распределение водопроводных сетей по срокам эксплуатации
|
Срок эксплуатации |
Протяженность сетей, км |
||||
|
Материал труб |
|||||
|
Чугун |
Сталь |
Железобетон |
Полиэтилен |
Всего |
|
|
Более 100 лет |
158,32 |
2,30 |
160,62 |
||
|
100–80 лет |
50,35 |
0,22 |
50,57 |
||
|
79–50 лет |
325,89 |
17,73 |
0,04 |
343,66 |
|
|
49–20 лет |
601,49 |
392,53 |
73,01 |
1067,03 |
|
|
19–10 лет |
80 37 |
110,41 |
5,34 |
196,12 |
|
|
Менее 10 лет |
18,18 |
13,67 |
0,00 |
38,61 |
70,46 |
Вследствие необходимости снижения напора в городских магистралях в полном объеме встала задача компенсировать соответствующие потери напора на уровне районных и внутриквартальных водопроводных сетей за счет увеличения «добавляемого» давления на квартальных ПНС. В связи с этим для дополнительного повышения напора приходится в первую очередь проводить работу по реконструкции квартальных ПНС с заменой оборудования, а также капитальный ремонт (с санацией) водопроводных сетей. В ряде случаев компенсацию потерь напора можно обеспечить установкой повысительного насосного оборудования в домах повышенной этажности.
В последнее время также сформулирован вопрос об уровне комфортности водоснабжения. Это во многом объясняется повсеместным использованием современных санитарно-технических приборов и оборудования. [2]
Требования со стороны потребителей возросли, особенно в части недопустимости гидравлических ударов и перепадов напора в домовых сетях, что зачастую является следствием применения для повышения напора насосных агрегатов, устанавливаемых в подвальных помещениях жилых домов и работающих, в лучшем случае, в режиме ступенчатого управления включением и выключением.
Указанные основные причины в совокупности остро поставили перед коммунальными предприятиями проблему оптимального обеспечения потребных напоров в наружных и внутренних водопроводных сетях.
Литература:
- Ким А. Н. Проблемы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения зданий. Установки повышения давления / А. Н. Ким, П. Н. Горючев, О. А. Штейнмиллер//Материалы HEAT&VENТ. -М., 2005.
- Кожинов И. В. Устранение потерь воды при эксплуатации систем водоснабжения / И. В. Кокинов, Р. Г. Добровольский. -М.: Стройиздат, 1988.
