Baño por millón de pasajeros
La idea de reconstruir los sistemas de alcantarillado del aeropuerto utilizando tanques de control de emergencia.
Al desarrollar el concepto de soporte de ingeniería para el sector Sheremetyevo-2, los especialistas de nuestra empresa no pasaron por alto la tecnología moderna para la reconstrucción de las estaciones de bombeo de aguas residuales existentes mediante la construcción de un nuevo tipo de tanque de control. La regulación de flujo para las instalaciones de infraestructura de transporte es de gran importancia, ya que, según el SNIP, en los aeropuertos, el coeficiente de flujo desigual de aguas residuales es 3. Los expertos entienden a qué conduce esto. Los cálculos de todo el sistema de transporte y eliminación se realizan para carga máxima. La potencia de las bombas, los diámetros de las tuberías aumentan MÚLTIPLES en comparación con el valor medio.
En la práctica, las cosas empeoran aún más. Si el coeficiente de desnivel 3 todavía está lejos. Y en los últimos años, en los grandes aeropuertos, el trabajo de todos los departamentos y servicios no se detiene las 24 horas. Resulta que la elección del equipo y el cálculo de los sistemas de transporte de aguas residuales llevaron a una "fuerza bruta" significativa. Solo hay una salida: suavizar la carga. La aplicación resuelve este problema.
Entonces, para aumentar el rendimiento operativo del KNS-5 del aeropuerto Sheremetyevo en 1000 metros cúbicos. por día, es decir en un 30 por ciento, es suficiente simplemente reconstruir el tanque de emergencia existente en uno de regulación de emergencia. De lo contrario, sería necesario cambiar las tuberías de presión de descarga de 8 km de largo con un aumento de diámetro, reemplazar las bombas con un aumento en el consumo de energía y un sistema de automatización.
"Fuerza sobre fuerza"
Ingeniería de redes externas del complejo de oficinas de JSC AEROFLOT-RA.
Conexión tecnológica de conductos de agua a presión desde la estación de bombeo de aguas residuales diseñada a conductos a presión de la estación principal de bombeo de aguas residuales del Aeropuerto Internacional JSC Sheremetyevo (PSC-5).
Nuestra organización de diseño realizó un cálculo hidráulico de las opciones para conectar la estación de bombeo de aguas residuales diseñada a las redes y estructuras existentes.
Gracias al cálculo de ingeniería se comprobó la posibilidad de conectar conductos de agua a presión d.160 desde el complejo de oficinas en proyecto a la estación de bombeo de aguas servidas con una capacidad de 0,1 mil metros cúbicos por día. Directamente a través de la cámara de conexión a conductos existentes d.400.
Se canceló la construcción de conducciones de agua desde la SPS proyectada hasta la SPS-5, incluyendo 1600 m. rutas en dos tuberías y un paso cerrado a través del río Klyazma. En cambio, se construyeron 120 rpm. pistas y cámara de conmutación. La cámara de conmutación también es seccional para conductos desde el cabezal KNS-5 hasta el pozo del amortiguador. La solución de diseño propuso construir 4 cámaras de seccionamiento para mejorar la confiabilidad de los conductos de agua.
El cálculo considera opciones para conectar los conductos de agua a presión desde la estación de bombeo de aguas residuales diseñada a los conductos de la estación de bombeo de aguas residuales-5 en dos puntos diferentes. La primera opción es conectarse en el punto más cercano. El segundo es la conexión en el punto de dictado de los conductos de presión.
La primera opción de conexión se caracteriza por el mínimo costo de construcción.
La segunda opción, debido a la construcción de una cámara de conmutación en el punto de dictado, aumenta la capacidad operativa de KNS-5 en 1000 metros cúbicos por día. Esto hace posible tener una reserva regulatoria para tuberías de agua para KNS-5. Es decir, en caso de accidente en uno de los conductos en cualquier lugar, siempre se asegurará el funcionamiento de los conductos según el esquema: mitad del recorrido en dos conductos / mitad en un solo conducto.
Como resultado del trabajo realizado, se lograron ahorros en inversiones de capital de alrededor del 80%.
Además, se ha incrementado la fiabilidad de todo el sistema y su rendimiento operativo.
El documento también muestra la perspectiva de desarrollar el sistema de alcantarillado de OAO SIA, que contempla la reconstrucción de KNS-5 con la construcción de un Embalse de Regulación de Emergencia. Tal reconstrucción puede aumentar el rendimiento del sistema en otros 1000 metros cúbicos. por día. La fiabilidad del trabajo sin duda aumentará.Los costos operativos se reducirán al elegir un modo económico permanente de operación de las bombas KNS-5.
Al solicitar servicios para el cálculo y diseño de KNS, le recomendamos que preste atención a nuestro servicio de supervisión de campo. Al encargarlo, nosotros, como autores del proyecto, controlaremos el cumplimiento de todos los requisitos del proyecto por parte de la organización constructora.
Selección de la marca y número de unidades de bombeo
Las bombas, los equipos y las tuberías deben seleccionarse en función del caudal de entrada estimado a la estación de bombeo de aguas residuales, las propiedades físicas y químicas de las aguas residuales, la altura de elevación y teniendo en cuenta las características de las bombas y tuberías de presión.
Determinación del caudal de las bombas
El caudal máximo de la estación de bombeo se toma igual al mayor caudal horario de entrada de aguas residuales qw, m3/h, o ligeramente superior al mismo.
Primero, el consumo diario de aguas residuales, m3/día, está determinado por la fórmula
,
donde qx — disposición específica de agua por 1 habitante, l/(persona•día);
Nzh es el número de habitantes, pers.
El consumo medio horario qmidl, m3/h, viene determinado por:
y el caudal medio q, l/s, está determinado por:
donde T es la duración de la operación de la estación de bombeo durante el día, horas Para asentamientos, T = 24 horas.
De acuerdo con el segundo caudal medio q del máximo total se toma el coeficiente de no uniformidad kgen.max.
A q=162 l/s kgen.max=1.584.
El consumo horario máximo q, l/s, viene determinado por: q=qmidl • kgen.max=1.584•583=924 m3/h.
El caudal máximo por segundo viene determinado por: qmax=q • kgen.max=162 •1,584=256,6 l/s.
El redondeo de los valores calculados de los costos diarios debe realizarse a decenas, los costos por hora a unidades, los segundos costos a décimas.
El segundo caudal máximo qmax de aguas residuales es suministrado por un colector de gravedad, cuyos parámetros hidráulicos se determinan a partir de .
A qmax=256,6 l/s, el diámetro de la tubería es D=800 mm, llenado N/D = 0,6, pendiente hidráulica i = 0,001.
Determinación de la altura de la bomba
La cabeza requerida Htr, m, (Fig. 2.1), cuyo valor es necesario para la selección de bombas, está determinada por la fórmula:
Ntr \u003d Ng + hagua + hns + hsv, (2.7)
donde Hg es la altura geométrica del ascenso de las aguas residuales; igual a la diferencia entre las marcas del nivel máximo de agua en la cámara receptora de las instalaciones de tratamiento Z2 y el nivel medio del agua en el tanque receptor de las estaciones de bombeo Z1. Dado que en los datos iniciales no hay una marca exacta para el suministro de aguas residuales a la planta de tratamiento, tentativamente tomamos Z2 2 m sobre el nivel del suelo en la ubicación de la cámara receptora de la planta de tratamiento. La marca Z1 está 1 m por debajo de la marca de la bandeja colectora de entrada al tanque receptor de la estación de bombeo.
Entonces:
Z2=145.000+2.0=147.000m;
Z1=136.000-1.0=135.000m;
Hgeom=147.000-135.000=12.0 m.
hagua - pérdida de presión en la tubería de presión, m:
hagua=1.1•i •L,
donde i es la pendiente hidráulica (pérdida de presión por unidad de longitud de la tubería);
L es la longitud de la tubería de presión desde la estación de bombeo de aguas residuales hasta la planta de tratamiento de aguas residuales, m.
En el proyecto, aceptamos 2 líneas de tuberías de presión desde la estación de bombeo de aguas residuales hasta la PTAR. De acuerdo con la asignación, la longitud de cada hilo es L = 500 m Luego, cada tubería se calcula para el suministro de aguas residuales del 50% q1, l/s; y cuando una línea de la tubería se desconecta de acuerdo con los requisitos, la segunda línea debe pasar todo el 100% del caudal de aguas residuales qmax, l / s.
Al seleccionar el diámetro D, mm, la velocidad corregida V, m/s y la pendiente hidráulica i, es necesario cumplir con los requisitos en función de las velocidades permitidas (sin sedimentación).
Para caudal de aguas residuales q1=128,3 l/s, seleccionamos: una tubería de tubos electrosoldados de diámetro (GOST 10704-91 y GOST 8696-74) D=400 mm, velocidad v=0,96 m/s e hidráulica pendiente i = 0,0032;
Al desconectar (accidente) un hilo, cuando
qmax=256,6 l/s y D=400 mm Vav=1,92 m/s, i=0,0125.
Entonces
hagua=1,1 •0,0032 •500=1,78 m.
havod=1.1 • 0.0125 •500=6.88 m.
hns: pérdida de presión a lo largo y local en las líneas internas de succión y presión de la estación. Aceptamos preliminarmente hns = 2 m En el futuro, se especifican;
1gsw - cabeza libre cuando se vierten aguas residuales de la tubería; L„ \u003d 1,0 m.
Htr=12,0+1,78+2,0+1,0=16,78 m.
Natr \u003d 12.0 + 6.88 + 2.0 + 1.0 \u003d 21.88 m.
Equipamiento y características de diseño del SPS.
Las características de diseño de la estación de bombeo de aguas residuales están determinadas por la composición de las aguas residuales bombeadas, que contiene una gran cantidad de diversas inclusiones. El uso de unidades de bombeo sumergibles reduce significativamente el costo de operación de la estación de bombeo de aguas residuales. Se instalan rejillas en el tanque receptor de la estación, en el cual se retienen los desechos de gran tamaño que llegan con los desagües.El tamaño de las aberturas de las rejillas depende de la potencia de las unidades de bombeo. En la entrada de la estación de bombeo de aguas residuales, se instala un contenedor de basura en la tubería de suministro.
Periódicamente, la cesta se eleva a la superficie y se limpia. Las válvulas principales están ubicadas en la tubería de suministro a la estación de bombeo de aguas residuales. Para realizar trabajos de reparación o mantenimiento en tuberías de presión, se instalan válvulas de compuerta, válvulas de compuerta o válvulas de retención. Para realizar la instalación o desmontaje de unidades de bombeo y elevación de rejillas y otros equipos a superficie, se utilizan polipastos manuales con una capacidad de elevación de hasta una tonelada.
El sistema de control asegura el funcionamiento del KNS en modo automático. El uso del control automático asegura el desgaste uniforme de las bombas, cambia la prioridad de las unidades de bombeo de trabajo a standby y viceversa después de cada arranque. En caso de falla de la bomba en funcionamiento, se genera una señal de PROBLEMA y la unidad de respaldo se inicia automáticamente.
Con un gran flujo de aguas residuales (el nivel de aguas residuales dentro de la estación de bombeo de aguas residuales no disminuye), el sistema de control, en paralelo con el principal, conecta la unidad de reserva y enciende la alarma. El modo de operación de emergencia estará activo hasta que se encienda el sensor de nivel de drenaje inferior.
La unidad de control automático en su circuito tiene un interruptor para cambiar a energía de respaldo. Se proporciona una alarma audible y visual para notificar una situación de emergencia. El tablero de control está alojado en una carcasa protectora de metal.
El cálculo de una estación de bombeo de alcantarillado contiene todas las etapas para crear una estación de bombeo de aguas residuales, incluido el trabajo de instalación. La instalación de la estación de bombeo de aguas residuales se lleva a cabo en varias etapas: instalación del cuerpo de la estación en el pozo, instalación de colectores de presión y gravedad, conexión del cable de alimentación.
Determinación de la capacidad del tanque receptor y elección del equipo.
Determinación de la capacidad del tanque receptor
La capacidad del tanque receptor se determina según el modo de entrada y bombeo de aguas residuales y la cantidad permitida de encendido de equipos eléctricos dentro de 1 hora.
El volumen del depósito receptor, m3, no debe ser inferior al volumen igual al caudal máximo en cinco minutos de una de las bombas Q1, m3/h:
Con la capacidad estimada del tanque receptor y la entrada mínima y promedio de aguas residuales al tanque receptor, es necesario determinar el número de encendidos de las unidades de bombeo dentro de 1 hora.
El caudal máximo de la bomba será Q1=462 m3/h, y el caudal de entrada se tomará igual a la mitad del caudal de la bomba Qpr=231 m3/h.
En el gráfico se representa el punto A, correspondiente al caudal horario (i=60 min) de la bomba Q1=462 m3/h. Conectando el punto A con el origen, obtenemos la línea 1: un gráfico integral del bombeo máximo posible de la bomba.
Al conectar el punto B correspondiente a la entrada por hora estimada seleccionada, obtenemos la línea 2: un gráfico integral de la entrada estimada de aguas residuales.
Si suponemos que al comienzo de la hora el tanque receptor estaba vacío y la bomba no funcionaba, entonces el punto a determina el momento de llenado completo del tanque.
En este momento se pone en marcha la bomba, que bombea tanto el líquido acumulado en el depósito como el líquido que llega durante este tiempo.
El programa de funcionamiento de la bomba para este período de tiempo se obtiene trazando desde el punto b una línea paralela a la línea 1 hasta la intersección de la línea 2. En este punto, el tanque vuelve a estar completamente vacío y la bomba se apaga. El momento de inclusión (puntos e, h) y el gráfico integral de bombeo de aguas residuales en la segunda y tercera inclusiones (líneas de y zk) se construyen de manera similar.
Se puede ver en el gráfico que la bomba se encenderá tres veces por hora, es decir, se ha cumplido la restricción en la cantidad de agregados de bombeo durante 1 hora.
De acuerdo con el diseño estándar, la capacidad del tanque receptor es de 230 m3, lo que corresponde a un rendimiento de 30 minutos de una bomba SM 250-200-400a/6.
El fondo del tanque receptor tiene una pendiente z=0,l hacia el pozo, en el que se encuentran los embudos de las tuberías de succión.
El tanque receptor está equipado con un dispositivo para remover y lavar el sedimento.
El suministro de agua para la agitación está regulado por una válvula.
Para enjuagar el aceite de las paredes y el fondo del tanque, se proporciona un grifo de agua, equipado con una funda de goma con un marco textil.
El agua se suministra al grifo de riego desde el sistema de sellado hidráulico para las cajas de relleno de las bombas principales SM 250-200-400a/6.
El descenso al tanque receptor se realiza a través de una escotilla especial a lo largo de los soportes de carrera.
Elección del tipo de rejilla
Se instalan rejillas en el tanque receptor para contener desechos grandes.
El volumen de residuos Wot, m3/día, extraídos de las cribas, viene determinado por la fórmula:
donde aotb es la cantidad de residuos retirados de las parrillas, por 1 persona, l/año, dependiendo del ancho de los huecos B, mm, en las parrillas. En B = 16 mm aotb = 8 l/año-persona (Tabla 1.6);
Nx es el número de habitantes del asentamiento, personas.
Se aceptan rejillas con rastrillos mecanizados.
Los tamaños de rejilla se seleccionan de acuerdo con el área requerida de la sección de vida de la parte de trabajo de las rejillas, m2:
donde qmax es el caudal máximo de entrada de aguas residuales, l/s;
Vp es la velocidad del fluido en los huecos de la rejilla, m/s;
Vp=0,9 m/s,
Se acepta una cuadrícula de trabajo.
Con rejillas mecanizadas, se instalan trituradoras para moler los residuos y volcarlos a un tanque receptor.
La cantidad de residuos retirados de las rejillas Gotb, kg/día:
Gotb= gob•Wotb=750•1.54=1154 kg/día
donde otb es el peso específico del residuo, kg/m3, otb = 750 kg/m3.
En el proyecto estándar 902-1-142.88*, dos parrillas unificadas mecanizadas MG 9T (1 de trabajo, 1 de reserva) con un rendimiento máximo de 33.000 m3/día y una trituradora de martillos DZ para trituración de residuos con una capacidad de 300-600 kg/ h están instalados en la sala de rejillas.
Las especificaciones se presentan en la tabla. 2.6:
Tabla 2.6 Características técnicas de la rejilla MG 9T:
|
Marca |
Dimensiones del canal delante de la rejilla, mm |
Ancho de apertura, mm |
Caudal de agua, m3/día |
Ancho de celosía en el piso B1, mm |
Peso, kg |
|
|
V |
H |
|||||
|
MG 9T |
1000 |
1200 |
16 |
33000 |
1425,0 |
1320 |
El lavado de residuos a la trituradora se realiza con agua de la tubería de presión de la estación de bombeo. Los residuos triturados se descargan en un tanque receptor.
