Инженерные системы и сооружения |
|
|
Выпуск №1(22), 2016 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19-13 |
600 |
600 |
350 |
1280.61 |
|
448213.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19-20 |
500 |
500 |
710 |
1165.49 |
|
827497.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20-21 |
500 |
500 |
940 |
1165.49 |
|
1095560.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21-22 |
400 |
400 |
630 |
1050.37 |
|
661733.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22-23 |
300 |
300 |
640 |
935.25 |
|
598560 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23-24 |
200 |
200 |
310 |
820.13 |
|
254240.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23-17 |
200 |
200 |
990 |
820.13 |
|
811928.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-5 |
400 |
400 |
850 |
1050.37 |
|
892814.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-6 |
300 |
300 |
850 |
935.25 |
|
794962.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11-7 |
200 |
200 |
850 |
820.13 |
|
697110.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-14 |
500 |
500 |
850 |
1165.49 |
|
990666.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-15 |
400 |
400 |
920 |
1050.37 |
|
966340.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11-16 |
300 |
300 |
920 |
935.25 |
|
860430 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20-27 |
500 |
500 |
590 |
1165.49 |
|
687639.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21-28 |
300 |
300 |
650 |
935.25 |
|
607912.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22-29 |
200 |
200 |
500 |
820.13 |
|
410065 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15-21 |
400 |
400 |
690 |
1050.37 |
|
724755.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная стоимость реконструкции сети, руб. |
|
|
|
42719672,2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Технико-экономические показатели проведения ремонта сети
ПОЛИЭТИЛЕНОВАЯ ТРУБА (вариант №2)
|
|
Диаметр |
|
|
Стоимость |
|
|
Диаметр |
|
|
замены |
||
|
после |
Длина, |
Стоимость замены |
|||
|
|
|
||||
Участок |
до |
|
участка |
|||
реновации, |
м |
1 пог. м, руб |
||||
|
реновации , мм |
трубопровода, |
||||
|
мм |
|
|
|||
|
|
|
|
руб |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
водовод 1 |
800 |
700 |
1660 |
35653.97 |
59185590.2 |
|
водовод 2 |
800 |
700 |
2080 |
35653.97 |
74160257.6 |
|
2-1 |
700 |
600 |
150 |
30661.57 |
4599235.5 |
|
2-26 |
700 |
600 |
860 |
30661.57 |
26368950.2 |
|
1-3 |
600 |
500 |
850 |
25669.17 |
21818794.5 |
|
3-4 |
500 |
400 |
850 |
20676.77 |
17575254.5 |
|
4-5 |
500 |
400 |
960 |
20676.77 |
19849699.2 |
|
5-6 |
400 |
300 |
1040 |
15684.37 |
16311744.8 |
41
Научный журнал
6-7 |
300 |
250 |
960 |
13188.17 |
12660643.2 |
7-8 |
300 |
250 |
1170 |
13188.17 |
15430158.9 |
26-27 |
600 |
500 |
1200 |
25669.17 |
30803004 |
27-28 |
500 |
400 |
1280 |
20676.77 |
26466265.6 |
28-29 |
400 |
300 |
800 |
15684.37 |
12547496 |
|
|
|
|
|
Таблица 3
Технико-экономические показатели проведения ремонта сети
Комбинированный вариант реконструкции (вариант №3)
|
|
Диаметр |
|
|
Стоимость |
|
|
|
после |
|
|
замены |
|
Участок |
Диаметр до рено- |
реновации, |
Длина, м |
Стоимость замены |
участка |
|
вации, мм |
мм |
1 пог. м, руб |
трубопровода, |
|||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
руб |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-1 |
700 |
600 |
150 |
30661.57 |
4599235.5 |
|
2-26 |
700 |
600 |
860 |
30661.57 |
26368950.2 |
|
1-3 |
600 |
600 |
850 |
1280.61 |
1088518.5 |
|
3-4 |
500 |
500 |
850 |
1165.49 |
990666.5 |
|
4-5 |
500 |
500 |
960 |
1165.49 |
1118870.4 |
|
5-6 |
400 |
400 |
1040 |
1050.37 |
1092384.8 |
|
6-7 |
300 |
240 |
935.25 |
5239.74 |
4900466.835 |
|
7-8 |
300 |
240 |
935.25 |
5239.74 |
4900466.835 |
|
|
|
|
|
|
|
|
26-27 |
600 |
500 |
1200 |
25669.17 |
30803004 |
|
27-28 |
500 |
400 |
1280 |
20676.77 |
26466265.6 |
|
28-29 |
400 |
300 |
800 |
15684.37 |
12547496 |
|
29-30 |
300 |
250 |
950 |
13188.17 |
12528761.5 |
|
30-24 |
150 |
100 |
500 |
5699.57 |
2849785 |
|
24-25 |
200 |
150 |
680 |
8195.77 |
5573123.6 |
|
25-18 |
200 |
150 |
690 |
8195.77 |
5655081.3 |
|
18-12 |
150 |
100 |
920 |
5699.57 |
5243604.4 |
|
8-12 |
150 |
150 |
850 |
762.57 |
648184.5 |
|
3-9 |
600 |
600 |
950 |
1280.61 |
1216579.5 |
|
9-10 |
400 |
400 |
1040 |
1050.37 |
1092384.8 |
|
10-11 |
300 |
300 |
960 |
935.25 |
897840 |
|
11-12 |
200 |
200 |
1170 |
820.13 |
959552.1 |
42
|
Инженерные системы и сооружения |
|
|
|
Выпуск №1(22), 2016 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-13 |
600 |
500 |
600 |
|
25669.17 |
|
|
15401502 |
|
|
|
13-14 |
600 |
500 |
340 |
|
25669.17 |
|
|
8727517.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14-15 |
500 |
400 |
1040 |
|
20676.77 |
|
|
21503840.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15-16 |
400 |
300 |
960 |
|
15684.37 |
|
|
15056995.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16-17 |
300 |
250 |
160 |
|
13188.17 |
|
|
2110107.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17-18 |
300 |
250 |
990 |
|
13188.17 |
|
|
13056288.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26-19 |
600 |
500 |
600 |
|
25669.17 |
|
|
15401502 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19-13 |
600 |
500 |
350 |
|
25669.17 |
|
|
8984209.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19-20 |
500 |
400 |
710 |
|
20676.77 |
|
|
14680506.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20-21 |
500 |
400 |
940 |
|
20676.77 |
|
|
19436163.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21-22 |
400 |
300 |
630 |
|
15684.37 |
|
|
9881153.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22-23 |
300 |
250 |
640 |
|
13188.17 |
|
|
8440428.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23-24 |
200 |
150 |
310 |
|
8195.77 |
|
|
2540688.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23-17 |
200 |
150 |
990 |
|
8195.77 |
|
|
8113812.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-5 |
400 |
400 |
850 |
|
1050.37 |
|
|
892814.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-6 |
300 |
300 |
850 |
|
935.25 |
|
|
794962.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11-7 |
200 |
200 |
850 |
|
820.13 |
|
|
697110.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-14 |
500 |
500 |
850 |
|
1165.49 |
|
|
990666.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-15 |
400 |
400 |
920 |
|
1050.37 |
|
|
966340.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11-16 |
300 |
300 |
920 |
|
935.25 |
|
|
860430 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20-27 |
500 |
400 |
590 |
|
20676.77 |
|
|
12199294.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21-28 |
300 |
250 |
650 |
|
13188.17 |
|
|
8572310.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22-29 |
200 |
150 |
500 |
|
8195.77 |
|
|
4097885 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15-21 |
400 |
300 |
690 |
|
15684.37 |
|
|
10822215.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная стоимость реконструкции водопроводной сети, |
______________________ |
377275491,2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидравлический и технико-экономический расчеты вариантов проектирования ремонта
Авторы статьи исходили из того, что любое вмешательство в работу действующей водопроводной сети населённого пункта в период реновации (восстановления) участков сети должно сопровождаться проведением гидравлических расчётов системы подачи и распределения воды. Цель расчёта состоит в определении диапазона возможных изменений гидравлических показателей на реконструированных участках сети (например, величин расхода, скорости, изменения потоко-распределения и т.д.), а также в её узлах (например, свободного напора) с учётом совместной работы сети, насосных станций и регулирующих емкостей. По результатам гидравлических расчетов были определены требуемый максимальный суточный расход воды для населенного пункта Q = 1088,42 л/с и требуемый напор насосов Н = 42,9 м. В качестве метода увязки кольцевой водопроводной сети использовался стандартный метод Лобачева-Кросса, а в качестве принадлежностей для выполнения гидравлического расчета фрагментарно использовалась стандартная автоматизированная диалоговая компьютерная программа совместной работы
43
Научный журнал
водопроводных сетей, насосных станций и напорно-регулирующих емкостей ВНИИ ВОДГЕО [1, 2].
При проведении расчетов основной задачей являлось максимальное использование теоретических и практических наработок, полученных при выполнении настоящей диссертационной работы, в частности, зависимостей для определения коэффициента удельного сопротивление «А» для всех исследуемых типов защитных покрытий трубопроводов.
Капитальные затраты определялись как стоимость реконструкции водопроводной сети по четырем вариантам (см. таблицы 1 - 3), а расчет экономических показателей работы насосной станции производился следующим образом.
После насосной станции второго подъема вода равномерно распределятся по двум водоводам диаметром 800мм, т.е. на каждый водовод поступает расход Q = 550 л/с. Длина водоводов согласно проекту принята равной L = 1870 м. Требуемый напор вычисляется по
формуле |
|
. |
(1) |
Величина гидравлического уклона выбирается из таблиц Ф.А. Шевелева, а потери на |
|
участке рассчитываются путем перемножения гидравлического |
уклона на длину (iL). |
Потребляемая мощность в течение часа определяется из следующего выражения:
. |
(2) |
Значение фактической мощности определяется по формуле
, |
(3) |
где Q - расход, м3/с;
Н — расчетный напор, м; р - плотность перекачиваемой жидкости, кг/мЗ;
- КПД насоса,
g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.
Для подачи воды применяются насосные установки с изменяемой частотой вращения рабочего колеса. Для получения фактической потребляемой мощности насосной станции в течение суток максимального водопотребления необходимо просуммировать потребляемые мощности насосной установки каждого часа суток.
. |
(4) |
По результатам анализа полученных расчетных данных составлена сводная табл. 4 экономической эффективности различных методов реконструкции водоводов и водопроводной сети.
Таблица 4
44
Инженерные системы и сооружения Выпуск №1(22), 2016
Сводная таблица показателей экономической эффективности
|
Суточная |
|
Требуе- |
|
|
|
|
|
произво- |
Расчетная |
мая |
|
Потребляемая |
Потребля- |
|
|
геомет- |
Стоимость ре- |
|||||
Вариант |
дитель |
геометриче- |
суточная |
емая удельная |
|||
конструкции |
|||||||
сети |
ность, |
ская высота |
рическая |
мощность, |
мощность (в % |
||
высота |
сети, тыс. руб. |
||||||
|
м3/сут |
подъема, м |
подъема, |
кВт |
от базовой) |
||
|
|
|
м |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
№1 |
69776,33 |
39,70 |
32,60 |
32533,5 |
9756,87 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
69776,33 |
31,30 |
42,70 |
42719,67 |
7905,01 |
81,0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
№3 |
69776,33 |
62,2 |
66,1 |
712091,7 |
17756,29 |
182,0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Выводы
1.На основе полученных гидравлических зависимостей и использования стандартной методики технико-экономического расчета произведена оценка эффективности трех альтернативных вариантов проведения ремонтно-восстановительных работ с использованием бестраншейных технологий на образцовом объектегородской водопроводной сети населенного пункта путем нанесения внутренних защитных цементно-песчаных покрытий, протягивания полиэтиленовых труб, наложения защитных покрытий в виде полимерного рукава, а также использования комбинированного варианта реновации отдельных участков.
2.Предпочтительным (наиболее дешевым) вариантом реновации водопроводных сетей на основании расчетов приведенных годовых затрат является использование в качестве ремонтного материала полимерных рукавов, характеризующихся наименьшими удельными гидравлическими сопротивлениями, и требующими меньших капитальных затрат при реновации сетей.
Библиографический список
1.Гальперин Г.М., Зайко В.А., Поспелова М.М., Сомов М.А., Абрамов Н.Н., Болот-
ников В.А. / Применение ЭВМ для расчёта систем подачи и распределения воды // МИСИ.- 1986.-98 с.
2.Сомов М.А. / Водопроводные системы и сооружения // Стройиздат. - 1988. -398 с.
3.Примин О.Г., Орлов В.А. /Оценка и прогноз технического состояния трубопроводов // ВиСТ.- 2006.-№ 1.- с. 25-28
4.Яковлев C.B., Воронов Ю.В. /Водоотведение и очистка сточных вод // АСВ.-2004.-
702 с.
5.Калицун В.И. / Водоотводящие системы и сооружения // Стройиздат. - 1987.- с. 345
6.«Правила и нормы технической эксплуатации жилого фонда» // Издание Госстроя РФ.- 2003.
7.Ведомственный руководящий документ (ВРД) 39-1.10-004-99 «Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами, их ранжирования по степени опасности и определению остаточного ресурса» // ОАО «ГАЗПРОМ».- 2000.-51 с.
45