Водозаборные сооружения на подводящих тупиковых каналах

 

Рис. 3.1. Схема водозаборного сооружения насосной станции на тупиковом канале:

1 ~ подводящий канал; 2 — аванкамера; 3— всасывающие трубы насосов; 4— выносная сороудерживающая решетка

Водозаборное сооружение насосной станции состоит из водо­приемного оголовка — водоприемника, в котором располагают входные отверстия всасывающих (подводящих) труб насосов, и ее — центробежный угол конусности; La— длинааванкамеры; Ь — ширина подводящего канала по дну; Вф— ширина водозаборного фронта расширяющейся аванкамеры, сопрягающей водоприемник с под­водящим каналом.

Рис. 3.2. Схема водозаборного сооружения (совмещенная компоновка) насосной станции на тупиковом канале:
1 — подводящий канал; 2— расширяющаяся аванкамера; J —камерный водоприемник; 4 — подводяшая труба насоса; 5 и 6— пазы для ремонтного затвора и сороудерживающей решетки; 7— выносная сороудерживающая решетка;

Для малых насосных станций при подаче насоса до 0,1 …0,2 м3/с устраивают простейшие водозаборные сооружения, в которых аванкамеры представляют собой ковши с откосными станками (рис. 3.1). Всасывающие трубы располагают либо на­клонно на торцовом откосе аванкамеры, либо вертикально. Рас­стояния между осями всасывающих труб принимают не менее 3DBX, диаметр входного отверстия которых зависит от скорости входа:


Заглубление входного отверстия всасывающей трубы под мини­мальный уровень воды принимают 1,5Дщ, но не менее 0,5 м. Всасы­вающие трубы располагают у задней (торцовой) стенки (наклонной или вертикальной). Расстояние входного отверстия от дна прини­мают (0,5… 0,6)DRX.
Сороудерживающую решетку делают выносной и располагают в начале аванкамеры. Вдоль решетки предусматривают мостик. На входных отверстиях всасывающих труб также устанавливают ре­шетки.
Камерные водоприемники устраивают обычно при подаче насо­са более 0,2 м3/с. В камерном водоприемнике каждая всасывающая труба забирает воду из отдельной камеры, которую отделяют одну от другой быками. Водоприемники этого типа можно совмещать со зданием станции (рис. 3.2) или предусматривают раздельными (рис. 3.3).

Совмещенную компоновку водоприемника со зданием станции применяют для станций, оборудованных вертикальными центро­бежными и осевыми насосами и иногда центробежными горизон­тальными насосами. Ширина водоприемной камеры в этом случае зависит от расстояния между насосами, для крупных осевых и цен­тробежных насосов используют специальные всасывающие (подво­дящие) трубы, располагаемые в бетонном блоке здания насосной станции (см. рис. 5.5, 5.6).

Минимальное заглубление входного отверстия подводящей тру­бы насоса определяют из условия недопущения воронкообразова-ния. В общем случае на воронкообразование влияют размеры и форма входного отверстия, скорости течения на входе, условия под­хода потока, заглубление отверстия. Достаточно обоснованных ре­комендаций по необходимому заглублению входных отверстий для водоприемников этого типа нет. Поэтому ориентировочно мини­мальное заглубление входного отверстия подводящей трубы для на­сосной станции блочного типа можно определить по эмпиричес­ким формулам, полученным для водоприемника, представленного на рисунке 3.4:

при косом подходе потока в плане

(3.9)

при фронтальном подходе

где v — средняя скорость воды во входном отверстии, м/с; Лвк — высота входного от­верстия всасывающей трубы, м; s— заглубление о

Рис. 3.3. Схема водозаборного сооружения (раздельная компоновка) насосной станции на тупиковом канале:
 а — водоприемник с вертикальной всасывающей трубой; б — водоприемник с горизонталь­ной всасывающей трубой и сороудерживающей решеткой прислонного типа (показан на плане); 1 — паз ремонтного затвора; 2—-всасывающая труба насоса; 3— водоприемник; 4— наклонная сороудерживающая решетка; 5— аванкамера; 6— подводящий канал.

Рис. 3.4. Схема к определению заглубле­ния входного отверстияДля подводящей трубы насо­са минимальное заглубление верха входного отверстия отсчи­тывают от минимального уровня воды до верхней точки входного отверстия всасывающей трубы (см. рис. 3.4), которое принима­ют не менее 0,5м.

При больших заглублениях рабочих колес вертикальных на­сосов целесообразно всасываю­щие трубы укладывать с подъе­мом от насоса в сторону водо­приемника, при этом перед вхо­дом в насосы делают длинные конфузоры для выравнивания потока перед рабочим колесом [9].
Раздельную компоновку применяют обычно для зданий станций камерного и наземного типов с горизонтальными центробежными насосами (например, типа Д).
В зависимости от типа здания входной участок всасывающей трубы, расположенный в камере, может быть: вертикальным (входное отверстие находится в горизонтальной плоскости) или горизонтальным, а плоскость входного отверстия в этом случае вертикальна и совмещена с задней стенкой камеры. Ширину водо­приемной камеры в данном случае принимают Ькш= (\,5…2)DBX, но не менее 1 м при скоростях входа во всасывающую трубу vBX = = 0,8..Л м/с. Для горизонтальной всасывающей трубы с верти­кальным входным отверстием ширину камеры а отдельных случа­ях можно уменьшить до (\…l,25)DRX, так как всасывающая труба фактически находится вне камеры и не стесняет ее. Ширину водо­приемной камеры согласовывают с рекомендуемыми размерами водопропускных отверстий.
Ширина и высота прямоугольных отверстий водопропускных сооружений, перекрываемых затворами.
За пролет отверстия принимают минимальный размер между бо­ковыми вертикальными гранями, за высоту отверстия — размер от верхней грани порога до потолка донного отверстия и до верхней кромки обшивки затвора для поверхностного отверстия. При соответствующем обосновании допускается отступление от приведен­ных размеров..
Расстояние входного отверстия вертикальной всасывающей тру­бы от дна h] = 0,8DBX. Заглубление верха входного отверстия под ми­нимальный уровень S= (0fi8..A)Dzx, но не менее 0,5 м (см. рис. 3.3). Длину водоприемной камеры назначают из условия размещения служебных мостиков, пазовых конструкций решеток и затворов, но не менее 3DBX для вертикальных и 2ДХ для горизонтальных всасыва­ющих труб. Вертикальную всасывающую трубу располагают у зад­ней стенки камеры. Ширина водозаборного фронта Вфв этом слу­чае определяется числом камер и быков, разделяющих камеры. Тол­щину быка принимают не менее 0,6…0,8 м.
Аналогично вертикальным всасывающим трубам камерного во­доприемника могут быть расположены в мокрых камерах верти­кальные осевые насосы типа ОВ моноблочного исполнения пода­чей до 1,5м³/с.
Водоприемники мелиоративных насосных станций необходимо оборудовать сороудерживающими решетками, устанавливаемыми в специальные пазы, и ремонтными затворами. Решетки можно рас­полагать вертикально или наклонно, под углом 70… 80° к горизонту. При установке решеток наклонно размеры водоприемника увели­чиваются.” Обычно так устанавливают решетки при малых амплиту­дах колебаний уровней воды в источнике для насосных станций ма­лой и средней подачи. При установке сороудерживающих решеток вертикально пазы их иногда объединяют с пазами ремонтных затво­ров, что уменьшает размеры и стоимость сооружения. Для умень­шения высоты ремонтных затворов и решеток устраивают забраль-ные стенки. Высоту водопропускного отверстия, перекрываемого затвором, согласовывают с размерами, приведенными выше (см. с, 66).
При большом количестве сора в водоисточнике решетки иногда делают выносными, располагая их перед оголовками быков. В этом случае целесообразно выносные решетки устанавливать наклонно к горизонту (70…80°) сплошным фронтом (см. рис. 3.2). Иногда вы­носные решетки образуют отдельное сороудерживающее сооруже­ние (СУ С).
Площадь сороудерживающей решетки определяют по допус­тимым скоростям течения воды при подходе к ней. При ручной очистке v < 0,5 м/с, механической в слабозасоренном водотоке v < 1,2м/с,всильнозасоренному< 1 м/с (в среднем 0,5…0,7 м/с).
На станциях в конце тупиковых каналов допустимые скорости снижают на 20 %.Для механизированной очистки сороудерживающих решеток применяют специальные решеткоочистные машины. Для очистки наклонных решеток, установленных под углом 70…80° на глубине до 20 м, можно использовать решеткоочистные машины типа РН, которые передвигаются по рельсам вдоль водозаборного фронтаИх применяют как для выносных решеток, установленных сплош­ным фронтом, так и для решеток, установленных в водоприемных камерах, в последнем случае ширина камеры должна соответство­вать размеру ковша машины РН. Для очистки вертикальных сороу-держивающих решеток предназначены решеткоочистные машины типовРТиРВ.
Машина РТ — тельферного типа, может быть подвешена к коз­ловому крану, обслуживающему водозаборное сооружение, или к монорельсу. Ширину водозаборной камеры согласовывают с разме­ром ковша машины РТ 2; 2,5; 3 м [10].

Машина типа РВ передвигается вдоль фронта водозабора по рельсовым путям, как и машина РН. Характеристики и условия применения решеткоочистных машин приведены в главе 4 и в [ 10].