CC BY
75Энергоснабжение, водоснабжение и теплоснабжение объектов военного назначения
Power, water and heat supply of military objects
УДК 355.7:355.673.5:628.132
Шипилов А.А., Скуднева И.А.
Shipilov A.A., Scudneva I.A.
Повышение эффективности использования земельного участка при проектировании и монтаже
сооружений пожаротушения, запаса и подачи воды Increasing efficiency of the plot of land use in the design and installation of fire fighting facilities,
water inventory and water supply
Аннотация:
Рассмотрена проблема несоответствия систем наружного водоснабжения эксплуатируемых объектов военной инфраструктуры требованиям современных нормативных документов. Предложено инновационное конструктивное решение резервуаров для хранения запасов воды для различных нужд, с целью его использования в процессе реконструкции систем наружного водоснабжения. Показаны экономические и технологические преимущества предлагаемой конструкции резервуара.
Abstract:
The problem of inconsistency with the modern normative documents requirements to systems of external water supply of military infrastructure facilities is considered. We propose an innovative design solution to reservoirs for storing water for various purposes, with the view to its use in the reconstruction of external water supply systems. Economic and technological advantages of the proposed tank design are shown
Ключевые слова: резервуары, обеспечение пожарной безопасности, экономическая эффективность.
Key words: tanks, fire safety, economic efficiency.
Принятые в последние годы нормативные документы [1,2] значительно усложнили требования к проектированию и устройству сооружений пожаротушения, запаса и подачи воды для объектов капитального строительства. Безусловно, усложнение названных требований коснулись и объектов военной инфраструктуры. Следует отметить, что значительное число эксплуатируемых длительное время военных объектов перестало отвечать современным требованиям к хранению нормативных запасов воды для нужд жизнеобеспечения и выполнения боевых задач.
Одним из перспективных направлений реализации задачи приведения на действующих военных объектах эксплуатируемых ёмкостей хранения запасов воды для различных нужд к требованиям новых нормативных документов, может являться корректное применение оригинальных технических решений, как на стадии проектирования, так и на стадии выполнения работ по реконструкции названных инженерных систем. К таким техническим решениям следует отнести инновационные конструкции резервуаров.
Известно, что резервуары предназначены для аккумулирования запаса воды в различных системах водоснабжения. Использование запасных и регулирующих емкостей повышает надежность и технико-экономические показатели систем водоснабжения [1,3].
В настоящее время разработаны и применяются в системах водоснабжения различные емкости запаса воды, отличающиеся друг от друга по назначению, по конструкции, по используемым при их изготовлении материалам [3].
Одним из апробированных инновационных решений конструкции резервуара для использования в процессе реконструкции соответствующих инженерных систем действующих объектов военного назначения следует назвать разработанную с участием авторов конструкцию резервуара [4] для обеспечения объекта «Горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» в районе города Сочи. Следует отметить, что указанный объект имеет критические ограничения по возможным местам посадки на его территории резервуаров и полное отсутствие возможности устройства противопожарных запасов воды в виде открытых водоёмов. Аналогичные ограничения характерны и для большинства действующих объектов военной инфраструктуры всех силовых ведомств государства, системы наружного водоснабжения которых требуют реконструкции в соответствии с современными нормативными требованиями.
Согласно заданию на проектирование, для обеспечения указанного объекта водой надлежащего качества и требуемого расхода была запроектирована зональная схема водоснабжения, которая включала в себя:
- хозяйственно-питьевые резервуары запаса воды, совмещенные с повысительными насосными станциями, обеспечивающими подачу воды, как на вышерасположенную площадку канатной дороги, так и на собственные нужды водоснабжения пересадочной площадки канатной дороги;
- противопожарные резервуары запаса воды, размещенные на каждой пересадочной площадке канатной дороги, совмещенные с противопожарными насосными станциями, обеспечивающими нужды пожаротушения непосредственно на площадке;
- магистральные сети водопровода, подающие воду из нижерасположенных хозяйственно-питьевых резервуаров в вышерасположенные;
- раздельные внутриплощадочные сети хозяйственно-питьевого и противопожарного водопроводов.
Горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» располагается в уникальном месте со сложными рельефными и грунтовыми условиями, поэтому возникла необходимость в разработке новой конструкции хозяйственно-питьевых и противопожарных резервуаров. В связи с ограниченным пространством для размещения данного емкостного оборудования разработана новая конфигурация противопожарных резервуаров запаса воды.
Резервуары выполнены из стеклопластиковых труб фирмы «НоЬаБ», собранных в единую емкость [4]. Отличительной особенностью конструкции является наличие внутренней водонепроницаемой перегородки, разделяющий резервуар на два отсека: «мокрый» и «сухой».
«Мокрый» отсек предназначен для хранения требуемого объема воды необходимого качества. «Сухой» отсек резервуара предназначен для размещения: запорно-регулирующей арматуры, насосных установок, фильтров-поглотителей (для хозяйственно-питьевых резервуаров), щитов управления и автоматизации, контрольно-измерительных приборов. Такое разделение емкости на отсеки позволило совместить воедино основное и вспомогательное оборудование, которое ранее выполнялось в виде отдельно-стоящих сооружений, что значительно сократило территорию резервуарного парка. На рис. 1 приведена схема конструкции хозяйственно-питьевого резервуара.
?! I I в
Рис.1 Конструкция хозяйственно-питьевого резервуара.
1 - трубопровод заполнения резервуара; 2 - трубопровод подачи воды на площадку; 3 -трубопровод подачи воды на вышерасположенную площадку; 4 - трубопровод вентиляции резервуара; 5 - трубопровод опорожнения резервуара; 6 - насосная установка в систему водопровода на площадке; 7 - скважинные насосы на вышерасположенную площадку; 8 - электрокалорифер; 9 -фильтры-поглотители.
Насосные агрегаты могут располагаться как в "сухом" эксплуатируемом отсеке, так и непосредственно в «мокром» неэксплуатируемом отсеке, как на схеме хозяйственно-питьевого резервуара рис. 1., в "сухом" отсеке возможно размещение электрических щитов и щитов управления.
Рис.2. Конструкция противопожарного резервуара. 1 - "сухой" отсек; 2 - "мокрый" отсек; 3 - трубопровод подачи воды в систему пожаротушения; 4 - насосная установка; 5 - трубопровод заполнения резервуара; 6 - задвижка с электроприводом; 7 -
трубопровод вентиляции резервуара; 8 - обратный клапан; 9 - задвижка обвязки насосного оборудования; 10 - непроницаемая перегородка, отделяющая "мокрый" отсек от "сухого".
На рис. 3 и рис.4 представлены конструктивные элементы противопожарного резервуара и общий вид резервуара в процессе монтажа соответственно.
При проектировании резервуаров были предусмотрены все необходимые мероприятия, для обеспечения требуемого качества воды. Резервуары выполнены из герметичных ограждающих конструкций, имеющих санитарно-гигиенический сертификат на хранение питьевой воды [5].
Рис.3. Конструктивные элементы резервуара при разгрузке на площадке.
Рис.4. Общий вид резервуара в процессе монтажа.
Устройство системы дыхания для хозяйственно-питьевых резервуаров выполнено через фильтры-поглотители.
Типовое проектное решение предусматривает размещение фильтра и запорно-регулирующей арматуры в отдельном надземном или заглубленном помещении, которое строится в защитной санитарной зоне РЧВ. Помещения камер фильтров-поглотителей, как правило, располагаются в одной с резервуаром обваловке, рис.5 [3]. Расстояние между камерами фильтров-поглотителей и резервуаром должно быть не менее 5 м.
Рис.5. План совместного размещения камер фильтров-поглотителей с резервуарами чистой воды Типовые конструкции фильтров - поглотителей для резервуаров чистой воды разработаны для следующих вариантов: круглые из сборных железобетонных колец; круглые из стальных труб; прямоугольные из кирпича; прямоугольные из монолитного бетона. Возможно и другое типовое расположение камеры фильтров-поглотителей, непосредственно над резервуаром. Такое размещение
предусмотрено для сейсмичных районов по типовому проекту ТП 0901-4-95 и приведено рис.6 [6].
Рис.6. Размещение камеры фильтров-поглотителей совмещенной с РЧВ.
На основании типового проекта ТП 0901-9-15.1.87 «Фильтры-поглотители для резервуаров чистой воды, емкостью от 50 м3 до 300 м3», разработана схема размещения фильтров-поглотителей в «сухом» отделении хозяйственно-питьевого резервуара [7]. На рис.5. представлен вариант размещения фильтров-поглотителей и схема их обвязки внутри корпуса резервуара, в «сухом» отделении. Расход воздуха через фильтры-поглотители согласно типовому проекту ТП 0901-915.1.87 должен соответствовать расходу воды, отбираемой из резервуара. Удельный расход воздуха согласно типового проекта на 1 см2 площади фильтра-поглотителя принимается равным 0,3 л/мин. Основные узлы и детали фильтра-поглотителя выполняются из нержавеющих материалов. Конструкция фильтра-поглотителя и компоновочное решение по его размещению в «сухом» отсеке резервуара приведены на рис. 7 и рис. 8 соответственно.
Рис.7. Конструкция фильтра-поглотителя. 1 - фланец отводящего или подводящего трубопровода; 2 - труба нержавеющая бесшовная из
КУ ЧУ 'Л 1 ЧУ ЧУ ЧУ Л "|
коррозионно-стойкой стали; 3- фланец стальной плоскии приварнои корпуса; 4 - корпус фильтра-
ЧУ ^ ЧУ ^ £ ЧУ ЧУ
поглотителя из нержавеющей бесшовной трубы; 5 - переход конический стальной из коррозионно-
ЧУ ЧУ У' ЧУ ЧУ ЧУ У™" Л
стойкой стали; 6 - поддерживающая сетка из нержавеющей стали с ячейкой не более 5 мм.
Рис.8. Компоновка фильтров-поглотителей в «сухом» отсеке резервуара.
В «сухом» отделении хозяйственно-питьевого резервуара в холодный период должна поддерживаться температура воздуха не ниже +5°С, проектом предусматривается установка электрокалориферов. Направление потоков воздуха при опорожнении и наполнении резервуара регулируется установкой клапанов избыточного давления.
Основным элементом, влияющим на чистоту и бактериологические показатели поступающего в резервуар чистой воды воздуха, является загрузка фильтра-поглотителя. Согласно типовым проектам на фильтры-поглотители существует четыре основных варианта загрузки, которые приведены на рис.9 [7].
У tfw/J-utf^irtj
r^rtiCt V» лтсч-f «■ o^r'Mmrf i % «
■F- i A
■fS- iiittJU. 4
г iefs tiir^/ii
e&nttf W^Bj*^ J-JiWiT. j> f rfbitf лгеггер ssyt trt ¿ZffntL -Pjf
f- -fOJfrlrГ.
d
J grr/J-jiiri^T
d II
f- CiMw, i
J.i
ftJ-'Cidf-i JT P1CWJ& 1
5"- /Од**? 5-
л*- г^лл^ S' Л.
/^apift/ii'.
ГтетстА- дотл^т Г/itrSvi,i.
rv-ceA- no r&cr Art,
jWiff/'i« Awrffnir tjieviTOrt- cT-
Рис.9. Основные варианты загрузки фильтра-поглотителя
Рассмотрев представленные варианты по типовому проекту ТП 0901-9-15.1.87, принимаем за основу загрузку фильтра-поглотителя по 2-му варианту.
В качестве материала загрузки поддерживающего слоя используется - гравий кварцевый отмытый и прокаленный, крупностью 15-20 мм и толщиной слоя в 50 мм, а также гравий кварцевый отмытый и прокаленный, крупностью 5-10 мм и толщиной слоя в 50 мм. В качестве материала загрузки основного слоя используется - гранулированный активированный кокосовый уголь марки NWC типа 12*30 (0,6-1,7 мм), фирмы "NWC Carbon". Толщина слоя загрузки принимается равной 250 мм [8].
Активированные угли «NWC Carbon» из скорлупы кокосового ореха обладают высокой прочностью, износостойкостью и сорбционной активностью, что обеспечивает более длительный срок их использования по сравнению с традиционными углями, изготавливаемыми из древесины.
В зависимости от схемного решения системы водоснабжения объекта возможно в «сухом» отделении резервуара разместить не только вышеперечисленное оборудование, но и устройства для очистки и обеззараживания воды, узлы учета потребления воды, устройства для гашения гидравлических ударов в трубопроводных системах, а также другое дополнительное оборудование. В системах с подземным источником водоснабжения возможно совмещение павильона скважинного водозабора с «сухим» эксплуатируемым отделением резервуара.
Выбор конструкции резервуара и способ размещение его на местности осуществляется с учетом местных условий и технологических требованиях. [1,2,3].
Из-за сложности грунтовых условий (скальные грунты), а также рельефа местности проектом предусматривались два варианта размещения резервуаров:
- частичное заглубление резервуаров, с обваловкой грунтом, обеспечивающим его теплоизоляцию,
- наземное размещение резервуаров, с использованием железобетонных ограждающих конструкций.
На рис. 10 и 11 представлен общий вид резервуаров по каждому варианту размещения соответственно.
Рис.10. Общий вид размещения резервуара с обваловкой грунтом.
Рис.11. Общий вид размещения резервуара с использованием железобетонных ограждающих
конструкций.
Использование резервуаров такого типа конструкции позволяет существенно сократить сроки монтажа. Они экономичны и легко досягаемы для текущего обслуживания и ремонта. Компактность конструкции позволяет применять такие резервуарные парки на ограниченных, сложных площадках или в районах с высокой плотностью застройки.
В некоторых случаях на выбор конструкции резервуара и способ его размещения на местности могут существенно влиять военно-инженерные требования, в частности, уменьшение демаскирующих признаков сооружений, создание ложных конструктивно-планировочных решений, сроки возведения и демонтажа как временных сооружений для полевого водоснабжения, так и постоянных сооружений для объектов военной инфраструктуры.
Список литературы:
1. СП31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. (Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*). Минрегионразвития РФ. - М.:ФАУ «ФЦС», 2012. -139с.
2. СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности. М.: МЧС РФ, 2009. -20с.
3. Кузьмин Ю.М., Кошелев Г.Н. Водоснабжение. Часть 1. Водоснабжение объектов общевойскового строительства. ЛВВИСКУ, 1981. - 240с.
4. СТО 76255760-001-2009 Стандарт организации «Трубы и фасонные детали трубопроводов «ХОБАС» из термореактивных полимеров, армированных стекловолокном. Технические условия». - 2009.
5. Сертификат соответствия № РОСС RU СЛ90 Н00136 «Емкости накопительные для питьевой воды «ХОБАС» из термореактивных полимеров, армированных стекловолокном», №0599700, выдан ОС «ВНИИГСсертификация».
6. Резервуар для воды прямоугольный железобетонный сборный емкостью 100...250 м3 (с применением изделий промзданий) сейсмичностью 9 баллов. Типовой проект 0901-4-95.: Утв. Госстроем СССР 06.11.86. Введен в действие В/О Союзводоканалниипроект12.11.86./М.: ГПИ Союзводоканалпроект при участии НИИЖБ. Альбом I. Конструктивные решения. 1986. 86 с.
7. Фильтры-поглотители для резервуаров чистой воды емкостью от 50 до 300 м3. Типовой проект 0901-9-815.1.87: Утв. и введен в действие Минжилкомхозом РСФСР 16.10.87/М.: Гипрокоммунводоканал. Альбом I. Общая пояснительная записка. Технологическая часть. Архитектурно-строительная часть. Отопление и вентиляция. 1987. 26 с.
8. Паспорт качества на активированный уголь марки NWC. ООО «NWC Carbon». СПб.: ООО «ЭнВиСиКАРБОН РУС», 2016. http://www.carbon-nwc.ru/images/goods/ passp_kachestva/ NWC_001.jpg/. (дата обращения 12.09.2017).
УДК: 355.673.5:628.166:628.16.087
ФесенкоЛ.Н., Пчельников И.В., Териков А.С. Fesenko L.N., Pchelnikov I. V., Terikov A.S.
Оценка экономической эффективности обеззараживания питьевой воды прямым
электролизом
Estimation of cost efficiency of drinking water disinfection by direct electrolysis Аннотация:
Представлены исследования экономической эффективности прямого электролиза природных вод в сравнении с электролизом искусственно приготовленного 3%-ного раствора пищевой поваренной соли. В исследовании использовали морскую воду (воду из Черного моря); минерализованную воду (подземную воду ст. Мелиховская скв. «Огненная»); слабоминерализованную воду (подземную воду ст. Грушевской Аксайского района); 3%-ный раствор пищевой поваренной соли. В результате выполненной работы получены зависимости, характеризующие прямой электролиз природных вод разной минерализации, с экономической и энергетической сторон. Определена рациональная область электролиза для каждого исследуемого раствора. Abstract:
