Системы водоснабжения

2. Системы водоснабжения и режимы их эксплуатации.

2.1. Основные элементы систем водоснабжения и их классификация.

2.2.Системы водоснабжения населённых пунктов.

2.3. Системы водоснабжения промышленных предприятий.

2.4. Групповые и районные системы водоснабжения.

3.4. Техника сварки.

3.5. Выполнение швов в различных положениях.


4. Охрана труда при сварочных работах.

5. Вывод.

6.Литература.

Введение.

При строительстве предприятий нефтяной, химической, пищевой, металлургической промышленности, а также объектов по производству минеральных удобрений и агропромышленного комплекса значительный объём составляют работы по изготовлению и монтажу технологических трубопроводов.

В общем объёме монтажных работ стоимость монтажа технологических трубопроводов достигает 65% при строительстве предприятий нефтяной и нефтехимической промышленности, 40% м – химической и пищевой, 25% – металлургической.

Технологические трубопроводы работают в разнообразных условиях, находятся под воздействием значительных давлений и высоких температур, подвергаются коррозии и претерпевают периодические охлаждения и нагревы. Их конструкция в связи с расширением единичной мощности строящихся объектов год от года делается всё более сложной за счёт увеличения рабочих параметров транспортируемого вещества и роста диаметров трубопроводов.

Для сооружения технологических трубопроводов, особенно в химической и пищевой промышленности, всё шире начали использовать полимерные материалы. Увеличение объёмов и области применения указанных труб объясняется их высокой коррозионной стойкостью, меньшей массой, технологичностью обработки и сварки, низкой теплопроводностью и, как следствие, меньшими затратами на теплоизоляцию.

Всё это требует от монтажников более глубоких знаний, чёткого соблюдения требований применения разнообразных материалов, выполнения правил и специальных технологических требований по изготовлению и монтажу трубопроводов.

В последние годы в широких масштабах внедряются индустриальные методы производства трубопроводных работ, что обеспечивает на 40% повышение производительности труда и в 3-4 раза снижает объём работ, выполняемых непосредственно на монтажной площадке, при этом сроки монтажа трубопроводов сокращаются в три раза. Сущность индустриализации трубопроводных работ заключается в перенесении всех трубозаготовительных работ в заводские условия, имея в виду превратить строительное производство в комплексно-механизированный процесс монтажа объектов из готовых узлов и блоков заводского изготовления.

Системы водоснабжения и режимы их эксплуатации.

Основные элементы систем водоснабжения и их классификация.

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс взаимосвязанных сооружений, предназначенных для водообеспечения какого-либо объекта или группы объектов. Система водоснабжения, обеспечивающая водой отдельные районы или группы населенных пунктов, либо группы промышленных объектов, называется районной или групповой системой водоснабжения.

Централизованная система водоснабжения населенного пункта или промышленного предприятия должна обеспечивать прием воды из источника, ее кондиционирование (если это необходимо), транспортирование и подачу ко всем потребителям под необходимым давлением. С этой целью в систему водоснабжения должны быть включены: водоприемные сооружения, предназначенные для получения воды из природных источников; насосные станции, создающие напор для передачи воды на очистные сооружения, в аккумулирующие емкости или потребителям; сооружения для обработки воды резервуары и водонапорные башни, являющиеся запасными и регулирующими емкостями; водоводы и водораспределительные сети, предназначенные для передачи воды к местам ее распределения и потребления.

Последовательность расположения отдельных сооружений системы водоснабжения и их состав могут быть различными зависимости от назначения, местных природных условий, требований водопотребителя или исходя из экономических соображений. Так, регулирующая емкость может быть расположена в различных точках территории объекта в зависимости от сочетания планировки объекта и рельефа местности. Если очистные сооружения и резервуары чистой оды расположены на достаточно высоких отметках местности, очищенная вода может передаваться потребителю по водоводам самотеком, т. е. надобность в насосной станции II подъема отпадает. При использовании подземных артезианских вод, не нуждающихся в кондиционировании, система водоснабжения объекта упрощается за счет исключения очистных сооружений.

Для правильного выбора системы и источника водоснабжения необходимо иметь данные о водопотреблении, знать требования, предъявляемые к качеству воды, иметь сведения о напоре, под которым она должна подаваться потребителю, знать характеристику имеющихся природных водоисточников в районе проектирования и т.д. В значительной степени система водоснабжения зависит от выбранного водоисточника: его характера (поверхностный или подземный), мощности, качества воды, расстояния, на которое он удален от водопотребителя, и т. п.

Все многообразие встречающихся на практике систем можно классифицировать по следующим основным признакам:

? по виду использования природных источников – водопроводы, получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные, морские и т.п.), из подземных источников (артезианские, родниковые и т.п.), и водопроводы смешанного питания (при использовании различных видов водоисточников);

? по назначению – водопроводы коммунальные (городов, поселков), железнодорожные, сельскохозяйственные, производственные, которые в свою очередь подразделяются по отраслям промышленности (водопроводы химических комбинатов, тепловых электростанций, металлургических заводов и т.п.);

? по территориальному признаку – локальные (одного объекта) и групповые (или районные) водопроводы, обслуживающие группу объектов;

? по способам подачи воды – водопроводы самотечные (гравитационные) и с механической подачей воды (с помощью насосов);

? по кратности использования потребляемой воды – системы прямоточные, с оборотом воды, с последовательным использованием воды на различных установках.

Системы водоснабжения населенных пунктов.

Система водоснабжения населенного пункта должна обеспечивать получение в необходимом количестве воды из природных источников, при необходимости улучшение ее качества и передачу к месту потребления. Основное требование в работе системы водоснабжения – выполнение заданных функций при соблюдении высоких показателей надежности и экономичности.

Одним из основных показателей надежности работы системы служит вероятность безотказного функционирования в течение рассматриваемого периода времени. Под отказом системы водоснабжения следует понимать недопустимое снижение качества ее работы в результате следующих событий: отказ водоисточника (понижение уровня воды ниже допустимого, обледенения); аварии на водоводах или магистральных линиях сети, повреждение насосов, перерыв в подаче электроэнергии на насосную станцию; нарушение нормальной работы водоочистных сооружений, влекущее за собой ухудшение качества воды. Повышение надежности водопровода достигается структурным резервированием отдельных элементов системы. На территории населенного пункта обычно существуют различные категории водопотребителей, предъявляющих разные требования к количеству и качеству воды.

Вода различными потребителями расходуется на разные цели, которые могут быть подразделены на три основные категории: хозяйственно-питьевые нужды, производственные цели на промышленных предприятиях, пожаротушение.

В соответствии с назначением объекта и требованиями, предъявляемыми к воде, а также по экономическим соображениям для всех указанных целей вода может подаваться одним водопроводом или для отдельных категорий водопотребителей могут быть устроены самостоятельные водопроводы. Обычно в городах предусматривают единый хозяйственно-противопожарный водопровод, который подает воду для хозяйственно-питьевых нужд промышленных предприятий города, иногда для технических нужд тех предприятий, где требуется вода питьевого качества. Для отдельных крупных промышленных предприятий города или для группы производств одного района, которые могут использовать неочищенную воду, целесообразно устраивать самостоятельные производственные водопроводы.

В городах обычно имеются предприятия, которые потребляют относительно небольшое количество воды непитьевого качества. Учитывая их разбросанность по территории города, оказывается экономически целесообразным снабжать их очищенной водой из сети городского водопровода, чем устраивать для них самостоятельные производственные водопроводы.

Системы водоснабжения промышленных предприятий.

Системы водообеспечения промышленных предприятий классифицируют по способам использования воды: прямоточные, оборотные и с повторным использованием воды. При прямоточных системах водоснабжения промышленных предприятий вода обычно входит в состав выпускаемого фабриката или существенно изменяет свой состав, в связи с чем ее повторное использование нецелесообразно. В этом случае она сбрасывается после смешения с другими сточными водами в местную гидрографическую сеть или передается на очистные сооружения.

В оборотных системах водоснабжения, когда вода применяется в основном для охлаждения, в целях ее экономии оказывается целесообразным сбрасываемую предприятием (или отдельным цехом) нагретую воду охлаждать и подавать для повторного использования на том же объекте. При этом из водоисточника подается только 3–5% общего количества используемой воды для восполнения потерь при ее обороте. Иногда оборотную воду приходится не только охлаждать, но и подвергать некоторой очистке.

В системах повторного использования вода, сбрасываемая одним из промышленных потребителей, может быть использована другим, что позволяет уменьшить количество воды, забираемой из водоисточника.

На промышленных предприятиях устраивают водопроводы следующего назначения: отдельные производственные и хозяйственно-противопожарные; отдельные производственно-пожарный и хозяйственно-питьевой; отдельные производственный, противопожарный и хозяйственно-питьевой; объединенный производственно-противопожарно-хозяйственный.

Для водоемких промышленных предприятий, расположенных в черте города, которые могут использовать малоочищенную или неочищенную воду, обычно устраивают самостоятельные (отдельные от городского) производственные водопроводы. Подобные водопроводы сооружают для групп предприятий, размещенных в одном районе города.

Другим характерным типом объектов водоснабжения являются крупные водоемкие промышленные предприятия, расположенные за пределами города. При проектировании водопроводов подобного промышленного предприятия и жилого поселка при нем необходимо учитывать расходы воды на производственные нужды предприятия, хозяйственно-питьевые нужды населения жилого поселка и рабочих во время пребывания их на производстве, на поливку заводской территории и зеленых насаждений, на тушение пожара на предприятии и в поселке. На промышленном предприятии в зависимости от качества используемой им воды можно устраивать как объединенные, так и раздельные системы подачи воды на нужды производства, хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды.

Чаще всего противопожарные обязанности возлагают на систему хозяйственно-питьевого водопровода, имеющего обычно большую разветвленность на территории предприятия. Иногда для этого используют систему производственного водопровода, а на предприятиях с повышенной опасностью устраивают отдельные противопожарные водопроводы.

Иногда система производственного водоснабжения значительно усложняется тем, что отдельные потребители, входящие в состав предприятия, предъявляют различные требования к качеству воды или к напору, под которым она поступает. Поэтому приходится сооружать несколько систем производственных водопроводов.

Групповые и районные системы водоснабжения.

В аридных и полуаридных регионах нашей страны важное практическое значение имеют групповые и районные водопроводы, когда одна система водоснабжения обслуживает ряд объектов, иногда различного назначения (населенные пункты, промышленные предприятия, объекты сельского хозяйства и др.). Такое решение дает значительный экономический эффект, так как эксплуатационная стоимость объединенного водопровода ниже, чем аналогичные затраты отдельных систем для каждого объекта. Кроме того, это позволяет применять индустриальные методы строительства и повышает степень автоматизации систем водоснабжения. Подобное кооперирование позволяет надежно и экономично решать сложнейшие проблемы водоснабжения.

В связи с тем, что отдельные водопотребители часто размещены на значительных расстояниях друг от друга, устройство кольцевой сети как обычная мера, гарантирующая надежность водообеспечения, вызовет большое удорожание системы и поэтому не оправдано. В этих условиях устраивают разветвленные системы водопроводов. В целях снижения высоких давлений в трубопроводах в отдельных узлах сети предусматривают резервуары, из которых вода подается несколькими последовательно расположенными насосными подстанциями в каждый последующий участок водопровода, а также в ответвления к ближайшим водопотребителям. В резервуарах хранится аварийный запас воды, необходимый для обеспечения ею дальше расположенных по трассе потребителей на период ликвидации аварии на водоводе, подающем воду в эти резервуары.

Специальные противопожарные требования к системам водоснабжения.

Противопожарные функции, как в населенном пункте, так и на территории промышленного предприятия чаще всего выполняет система хозяйственно-питьевого водопровода, характеризующегося большой разветвленностью водораспределительной сети. На промышленных предприятиях с локальной системой водоснабжения часто противопожарные функции возлагают на систему производственного водопровода, когда это допустимо по условиям снабжения водой производственных потребителей. Вместе с тем на некоторых (особо пожароопасных) предприятиях устраивают самостоятельные системы противопожарных водопроводов.

Различают противопожарные водопроводы низкого и высокого давления. Противопожарным водопроводом низкого давления называется система для тушения пожара, из которой получают воду через гидранты и подают к месту пожара струями, создаваемыми пожарными передвижными насосами. Подобные системы водоснабжения характерны для населенных пунктов. Для работы пожарных насосов необходимо, чтобы давление в сети во время тушения пожара было не менее 1,0МПа. При этом, если подача хозяйственных насосов недостаточна для обеспечения дополнительного пожарного расхода, то необходимо предусматривать подачу воды к месту пожара специальными пожарными насосами, размещаемыми на насосной станции.

Противопожарным водопроводом высокого давления называется такая система, когда тушение пожара осуществляется струями воды, создаваемыми действиями напора в водопроводе от пожарных гидрантов. Подобные системы водоснабжения характерны для пожароопасных производственных предприятий. Необходимый для тушения пожара напор в системах высокого давления создается только на период пожара специальными насосами, устанавливаемыми на насосной станции.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами.

Подготовка под сварку.

Подготовка металла под сварку заключается в правке, разметке, резке, обработке кромок, гибке и очистки металла, а также сборке деталей.

Правка производится для устранения деформаций прокатных материалов. Листовой и сортовой металл правят в холодном состоянии на листоправильных вальцах и прессах. Сильно деформированный металл правят в горячем состоянии.

Разметка – нанесение размеров детали на металл. Она может быть выполнена индивидуально, по шаблонам, а также оптическим и машинным методом. Индивидуальная разметка – очень трудоемкий процесс. Шаблоны обычно изготовляют из алюминиевого листа. Для разметки используют линейку, угольник, рулетку и чертилку.

Оптическим называют метод разметки по чертежу, проектируемому на размечаемую поверхность металла. Разметочно-маркировачные машины с пневмокерном выполняют разметку со скоростью до 8-10 м/мин при погрешности ± 1мм. В этих машинах применяют программное управление.

Использование приспособления для мерной резки проката, а также машин для тепловой резки с масштабной фотокопировальной или программной системой управления позволяет обходиться без разметки.

Резка металла бывает механической и термической. Механическая резка выполняется с применением различного механического оборудования: ножниц, отрезных станков и прессов. Термическая разделительная резка металла менее производительна, чем резка ножницами, но более универсальна и применяется для получения заготовок разной толщины как прямолинейного, так и криволинейного профиля.

Обработка кромок производится для улучшения условий сварки. Кромки подготавливают термическим и механическим способами. Кромки с односторонним или двусторонним скосом можно получить, используя одновременно два или три резака, расположенных под соответствующими углами. Механическая обработка кромок на станках выполняется для обеспечения требуемой точности сборки, для образования фасок, имеющих заданное очертание, в случаях, когда по техническим условиям необходимо удаление металла с поверхности кромок после резки.

В соединении с разделкой (односторонней и двусторонней) кромки выполняют притупление. При односторонней разделке притупление расположено внизу соединения, при двусторонней – в середине соединения. Притупление необходимо для того, чтобы при прихватке и сварке быстро расплавляющиеся острые кромки не создавали широкую щель, которую трудно заваривать. Отсутствие притупления вызывает образование прожогов при сварке по стыку соединения.

Форма разделки кромок характеризуется углом их скоса, размером притупления и зазором между свариваемыми кромками. Она зависит от типа сварного соединения, толщины свариваемых элементов и применяемого способа сварки.

При толщине свариваемых элементов до 6мм скоса кромок не требуется. В элементах толщиной 5–30мм и более применяют V-образную разделку с суммарным углом скоса 60–80 о. Притупление при этом составляет 2–8мм. Если толщина свариваемых элементов 20мм и более, в стыковых соединениях применяют криволинейный скос кромок (U-образную разделку).

Свариваемые кромки устанавливаются с зазором 2–4мм (в зависимости от толщины свариваемых элементов). Сварные соединения ответственного назначения с V-образной разделкой свариваются с двух сторон (с подваркой). В тех случаях, когда не удается сделать подварку, например, в сварных стыках труб малого диаметра, применяют остающиеся подкладки.

Элементы толщиной более 12мм сваривают встык с двух сторон, применяя Х-образную разделку. Соединения такого типа сваривают только в тех случаях, когда имеется доступ с обеих сторон. Х-образную разделку используют, например, в стыковых сварных соединениях сосудов высокого давления, толщина свариваемых элементов которых 50–100мм и более.

Соединения с плоскими наклонными кромками(V-образная разделка) трудно провариваются в вершине и имеют большую ширину на наружной поверхности. Соединения с U-образной разделкой свободны от этих недостатков. Недостаток соединений с U- и V-образными разделками заключается в том, что при одинаковой толщине свариваемых элементов для их заполнения требуется больше электродов, чем для заполнения Х-образной разделки. Объем направленного метала в V-образном шве примерно в два раза больше, чем в Х- образном. Следовательно, соединения с Х- образной разделкой более экономичны, чем соединения с V- образной разделкой.

Гибка металла производится на листогибочных вальцах для изготовления цилиндрических и конических поверхностей. Для получения заготовки с поверхностью сложной формы широко используют холодную штамповку из листового материала толщиной до 10мм.

Очистка металла под сварку – это удаление с его поверхности средств консервации, загрязнений, смазочно-охлаждающих жидкостей, ржавчины, окалины, заусенцев, грата и шлака. Для очистки проката, деталей и заготовок используют механические и химические методы.

К механическим методам относятся дробеструйная и дробеметная обработки, зачистка металлическими щетками, иглофрезами, шлифовальными кругами и лентами.

Химическими методами очистки обезжиривают и травят поверхности свариваемых деталей. Различают ванный и струйный методы. В первом случае детали опускают в ванны с различными растворами и выдерживают их там определенное время. Во втором случае поверхность деталей обрабатывается струями раствора, в результате чего происходит непрерывный процесс очистки. Химические методы достаточно эффективны, однако в производстве сварных конструкций используются главным образом для очистки цветных металлов.

Сборка деталей под сварку выполняется с целью установления взаимного пространственного положения элементов сварной конструкции. Для уменьшения времени сборки, а также повышения её точности применяют различные приспособления: установочные детали, прижимные механизмы, стенды, кондукторы и др.

Точность сборки контролируют шаблонами, щупами (рис.1), а также измерительными приборами.

Сварные узлы и конструкции часто собирают с помощью сварочных прихваток.

Для фиксации подлежащих сварке деталей сечение прихваток должно составлять примерно 1/3 сечения основного шва. Протяжённость прихваток составляет 15–50мм в зависимости от толщины свариваемых элементов и длины шва. Расстояние между прихватками обычно от 100мм до 1м.

Последовательность постановки прихваток для коротких, длинных и кольцевых швов показана на рис.3.

Прихватки ставят с лицевой стороны соединения. Поверхность прихватки очищают от шлака. При сварке прихватку удаляют или полностью переплавляют.

Режим сварки.

Выбор режимов сварки. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки.

Основные параметры: сила сварочного тока; напряжение дуги; скорость сварки; род и полярность тока.

Дополнительные параметры: положение шва в пространстве; число проходов; температура окружающей среды.

Силу сварочного тока устанавливают в зависимости от диаметра электрода, а диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия:

По материалам сайта: http://www.kazedu.kz