Повышение эффективности работы систем водоотведения г. Санкт-Петербурга

W ab = (0, 7 * Q max сут. / 24) * t, где                                                              (17)

t – ликвидация аварий, t = 8 часов.

W ab = (0, 7 * 47 858, 6 / 24) * 8 = 11 167.

 W пож. = 3, 6 * 3 * q пож. +  q x-n, где                                                                (18)

q x-n – трех часовой максимальный хозяйственно-питьевой расход.

W доп. = W пож.                                                                                               (19)

W пож. = 3, 6 * 3 * 152, 5 + 4 694, 1 = 6 341, 1.

W доп. =6 341, 1.

Wр.ч.в. =7 560, 3 + 6 341,1 + 11 167 + 6 341, 1 = 31 409, 5.

ж) набор  основных очистных сооружений

Q ст. = Qmax сут. + (10 – 14 %) Qmax сут.                                                         (20)

Берем 10% для  подсчета очистных сооружений.

Qmax сут. = 60 540, 6.

Q ст. = 60 540, 6 * 1, 1 = 66 594, 66 (м³/сут.).

Самыми экономичными и оптимальными будут основные сооружения: горизонтальные отстойники, скорые фильтры [1, табл. 15].

4.2 Водоотведение

Так же как и  при водоснабжении, но при I степени благоустройства указывать 0,6 не надо.

1 район:

- Среднесуточный  расход стоков, м³/сут.:

Q ср.сут. = ∑gi * Ni / 1 000, где                                                                              (21)

          Ni – число жителей в городе, районе, микрорайоне, чел.

Q ср.сут. = 290 * 108 000 / 1 000 = 31 320 (м³/сут.);

Q сут.max = 31 320 * 1, 3 = 40 716 (м³/сут.);

Q сут.min = 31 320 * 0, 9 = 28 188 (м³/сут.).

- Секундный  расход стоков, л/с:

g ср.сек. = 31 320 / 86, 4 = 363 л/с.

- Модуль стока:

g0 = ∑ qi * pi / 86 000, где                                                                                 (22)

qi – норма водоотведения на 1 человека в сутки, л/чел.*сут. [1];

pi – плотность населения города, района, микрорайона, чел./га.

Модуль стока  будем рассчитывать по двум районам  сразу.

g0 = 120 * 290 + 105 * 195 / 86 400 = 0, 64;

- Расчетный  расход стоков, л/с:

g max gen = g0 * F * k gen max, где                                                                     (23)

F – площадь канализационной территории с одинаковой плотностью проживания, га;

k gen max – коэффициент неравномерности притока сточных вод [3, с. 72].

	50	100
k gen max	1,55	1,5
k gen min	0,62	0,66

g max gen = 0, 64 * 900 * 1, 54 = 887, 04 (л/с);

k gen max = 1, 55 –  (1, 55 – 1, 5 / 500 – 300) * (363 – 300) = 1, 54;

g min gen = 0, 64 * 900 * 0, 64 = 368, 64 (л/с);

k gen min = 0, 62 + (0, 66 – 0, 62/ 500 – 300) * (363 – 300) = 0, 64.

- Секундный  расход стоков, л/с:

g сек = g ср. сек * k gen max/min                                                                        (24)

g сек max = 363* 1, 54 = 559, 02 (л/с);

g сек min = 363 * 0, 64 = 232, 32 (л/с).

2 район.

Q ср.сут. = 195 * 99 750 / 1 000 = 19 451, 25 (м³/сут.);

Q сут.max = 19 451, 25 * 1, 2 = 23 341, 5 (м³/сут.);

Q сут.min = 19 451, 25 * 0, 9 = 15 561 (м³/сут.).

- Секундный  расход стоков:

g ср.сек. = 19 451, 25 / 86, 4 = 226 (л/с);

- Модуль стока:

g max gen = 0, 64 * 950 * 1, 57 = 954, 56 (л/с);

 

	100	300
k gen max	1,6	1,55
k gen min	0,59	0,62

k gen max = 1, 6 –  (1, 6 – 1, 55 / 300 – 100) * (226 – 100) = 1, 57 (л/с);

g min gen = 0, 64 * 950 * 0, 61 = 370, 88 (л/с);

k gen min = 0, 59 + (0, 62 – 0, 59/ 300 – 100) * (226 – 100) = 0, 61 (л/с);

g сек max = 226 * 1, 57 = 354, 82 (л/с);

g сек min = 226 * 0, 61 = 197, 86 (л/с).

- Необходимо найти  расчетные расходы сточных вод по городу.

1. Суточный:

Q ср.сут I + II = 31 320 + 19 45, 25= 50 771, 25 (м³/сут.);

Q сут.max I + II = 23 341, 5 + 40 716 = 64 057, 5 (м³/сут.);

Q сут.min I + II = 15 561 + 28 188 = 43 749 (м³/сут.).

2. Секундный:

g ср.сек. I + II = 353 + 226 = 589 (л/с);

g max ср. сек. I + II = 559, 02 + 354, 82 = 913, 84 (л/с);

g min ср. сек I + II = 232, 32 + 137, 86 = 370, 18 (л/с.)

4.3 Теплоснабжение 

а) Тепловая нагрузка на отопление жилых и  общественных зданий

- Тепловая нагрузка на отопление жилых зданий, кВт:

Q о жил = q0 * f * N / 1000, где                                                                         (25)

f – норма жилой площади на 1 человека, м² / чел;

q0 – удельный расход тепловой энергии на отопление зданий, принимается в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха, Вт/м2 [5, с. 20].

1р = р = 120 * F = 900 I ст.;

2р = р = 105 * F = 950 II ст.;

q0 = 151 (Вт/м²);

Q о жил = 18 * 151 * [( 108 000 + 99 750) / 1 000] = 2 718 * 207 750 / 1000 = 564 665 (кВт).

- Тепловая нагрузка  на отопление общественных зданий, кВт:

Q о общ = 0, 25 * Q о жил,                                                                                   (26)

Q о общ = 0, 25 * 564 665 = 141 167.

- Общий расход  на отопление зданий, кВт:

Q о = Q о жил + Q о общ,                                                                                    (27)

Q о = 141 167 + 564 665 = 705 832.

- Тепловая нагрузка  на вентиляцию общественных зданий, кВт:

Q в = 0, 4 * Q о общ,                                                                                          (28)

Q в = 0, 4 * 141 167 = 56 466, 8.

- Тепловая нагрузка  на горячее водоснабжение жилых  и общественных зданий, кВт:

Q гв ср = q гв * N гв / 1 000, где                                                                             (29)

N гв – число людей, пользующихся горячей водой (централизованная подача горячей воды), тыс. чел.;

q гв – удельный расход теплоты на горячее водоснабжение, принимается в зависимости от нормы расхода (q нр) на нужды населения, Вт/чел*сут.

Q гв ср = 108 000 * 424, 4/ 1 000 = 45 835, 2;

q нр = 0,4 * q вп, где                                                                              

q вп = 230 – 350 (л/чел*сут.);

q вп = 290 (л/чел*сут.);

q нр = 0, 4 * 290 = 116 (л/чел*сут.) [5, с. 21];

q гв = 424, 4 (Вт/чел.*сут.).

Примечание  – q вп – норма водопотребления при централизованном горячем водоснабжении, определяется с учетом климатических условий.

Q гв max = (2.0 – 2.4) * Q гв ср., где                                                                     (30)

Q гв max – максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий, кВт.

Q гв max = 45 835, 2 * 2,2 = 100 837, 44.

- Расчетная  тепловая нагрузка, кВт:

Qт = k (Q0 + Q в + Q гв max), где                                                                         (31)

k – коэффициент, учитывающий расходы теплоты на собственные нужды станции и покрытие потерь тепловой энергии в тепловых сетях,k = 1.08 – 1.10.

 k = 1.09;

Qт = 1, 09 (705 832 + 56 466, 8 + 100 837, 44) = 940 818, 5.

4.4 Электроснабжение 

а) расход электроэнергии на уличное освещение, кВт*ч/год:

Wосв.ул. = k0 * Tmax * p уд. * l, где                                                                  (32)

k0 – коэффициент одновременности включения ламп, k0 = 0,5 – 0,9;

Tmax – годовое время горения ламп, 3 000 ч/год;

p уд. – удельная мощность ламп уличного освещения, 15 – 20 кВт/км;

l – длина улиц и дорог в зависимости от категории, км.

k0 = 0,9;

Wосв.ул. = 0, 9 * 3 000 * 15 * 600 = 24 300 000.

- Расход электроэнергии  на подачу воды потребителям, кВТ*ч/год:

Wвод = (g * n * H * N) * 365 / (1 000 * 3 600 * η ну), где                                   (33)

g – ускорение свободного падения, 9, 81 м/с²;

n – норма расхода воды на 1 человека в сутки, зависит от степени благоустройства зданий, л/чел.*сут. [1, табл. 1];

η ну – КПД насосной установки, η ну = 0,6 – 0,8;

Н – высота подъема  воды, м:

H = Hl + h rap + ∆h, где                                                

Hl – разница отметок между местом установки жилого дома или здания и насосной станцией, м;

h rap – гарантийный напор в жилых зданиях, м;

h rap = 10 + (nl – 1) * 4, где

nl – число этажей в здании;

∆h – потери напора в системе, ∆h = 0,1 (Hl + h rap), м.

n = 290 * 900 + 195 * 950 / 900 + 950 =241, 3.

H = 110 + 54 + 16, 4 = 180, 4 (м);

h rap = 10 + (12 – 1) * 4 = 54 (м);

∆h  = 0, 1 * (110 + 54) = 16,4 (м);

Wвод = (9, 81 * 241, 3 * 180, 4 * 207 750) * 365 / (1 000* 3 600 * 0, 8) =  =11 243 571, 12.

- Расход электроэнергии на городские очистные сооружения (20 – 25%), кВт*ч/год:

Wгор.оч. = (0, 2 – 0, 25) * Wвод.                                                                        (34)

 Wгор.оч. = 0, 225 * 11 243 571, 12 = 2 529 803, 502.

- Расход электроэнергии на полив территории и зеленых насаждений (5 – 10%), кВт*ч/год:

Wпол. = (0, 05 – 0, 1) * Wвод.                                                                              (35)

Wпол. = 0, 075 * 11 243 571, 12 = 843 267, 834

- Общий расход  электроэнергии на подачу воды в город, кВт*ч/год:

Wобщ. = Wвод. + Wгор.оч. + Wпол.                                                                 (36)

Wобщ. = 11 243 571, 12 + 2 529 803, 502 + 843 267, 834 = 14 616 642, 456.

в) расход электроэнергии на городской электротранспорт, кВт*ч/год:

Wгт = ω уд * Ар)/(В * k зап), где                                                                           (37)

ω уд – удельный расход электроэнергии на движение транспорта, кВт*ч/вагон*км; для трамваев ω уд = 1, 2 – 2, 0, для троллейбусов ω уд = 2, 5 – 3, 0;

В – нормальная вместимость вагона, чел.; для трамваев В = 110 – 140, для троллейбусов В = 60 – 70;

k зап – коэффициент заполнения вагонов, k зап = 0, 25 – 0, 30;

Ар – годовой  объем работы транспорта, чел*км/год.

Ар = р * N * r * lср, где

р – транспортная подвижность населения, чел*поездок/год (в среднем – 800);

N – число жителей в городе, районе, чел.;

 r – доля перевозок, приходящихся на транспорт; для трамваев r = 0, 2 – 0, 4; для троллейбусов = 0, 45 – 0, 60.

lср – средняя дальность 1 поездки, 3, 5 – 4, 5 км.

Ар (трамваи) = 800 * 207 750 * 0, 3 * 4 = 199 440 000.

Ар (троллейбусы) = 800 * 207 750 * 0, 5 * 4 = 332 400 000.

Wгт (трамваи) = 1, 6 * 199 440 000 / 125 * 0, 27 = 9 454 933, 33.

Wгт (троллейбусы) = 2, 75 * 332 400 000 / 65 * 0, 27 = 52 085 470, 09.

г) расход электроэнергии для жилых и общественных зданий и коммунальных предприятий

- Расход электроэнергии  в жилых зданиях, МВт*ч/год:

Wж = Wвн.кв. + Wлифт, где                                                                                (38)

Wвн.кв. (Wлифт) – внутриквартирное (лифтовое) потребление электроэнергии, МВт*ч/год;

Wвн.кв.  = (ω уд.кв. * N)/1 000, где

ω уд.кв. – удельная норма расхода электроэнергии на внутриквартирные потребности, 280 – 300 кВт*ч/чел.,

N – число жителей в доме, районе и т.д., чел.

Wлифт = (ω уд.лифт. * N)/1 000, где

ω уд.лифт. –  удельная норма расхода электроэнергии на привод лифтов в многоэтажных зданиях, 40 – 50 кВт*ч/чел.

Wвн.кв. = 290 * 108 000 / 1 000 = 30 240;

Wлифт = 45 * 108 000 / 1 000 = 4 860;

Wж = 33 240 + 4 860 = 35 100.

- Расход электроэнергии  в общественных зданиях и коммунальных  предприятиях, МВт*ч/год:

Wt = (ω уд * m * N/1 000) / 1 000, где                                                              (39)

ω уд – удельная норма расхода электроэнергии на единицу емкости

учреждения, кВт*ч/год [5, с.23];

m – норма емкости на 1 000 жителей;

N – число жителей, чел.

Wt = ((90 * 150 + 240 * 75 + 13, 5 * 800 + 35 * 200 + 10 * 4 000 + 40 * 2 000 + 10 * 200 + 5 * 450 + 120 * 110 + 6 * 250) * 120 000 / 1 000) / 1 000 =  20 331.

д) расход электроэнергии на нужды теплоснабжения, ГВт*ч/год:

Wт = (ω уд * ∑ Qгод) / 1 000, где                                                                         (40)

ω уд – удельный расход электроэнергии в системах централизованного теплоснабжения, 4 – 6 кВт*ч/ГДж;

Qгод – расчетная годовая производительность системы централизованного теплоснабжения, ГДж/год.