Категории надежности систем водоснабжения

Под надежностью понимается свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Система водоснабжения должна быть запроектирована и построена так, чтобы она обеспечивала подачу потребителям воды в требуемых им количествах и требуемого качества. При фактическом выполнении этих условий можно считать, что система находится в «работоспособном состоянии».

Если в результате каких-либо причин нормальное функционирование системы нарушается, то имеет место «отказ» системы (недопустимо длительный перерыв или временное снижение подачи воды объекту снабжения, недопустимое снижение заданных давлений в водопроводной сети, ухудшение качества подаваемой воды).

Поскольку большинство отказов вызывается различными случайными событиями, численная оценка надежности системы водоснабжения носит вероятностный характер и может быть получена путем анализа и обработки статистических сведений, накопленных в результате регистрации подобных событий.

Следует отметить возможность наступления отказа, специфического для систем водоснабжения населенных пунктов, где процесс водопотребления носит случайный характер. Отказ водообеспечения здесь может произойти не в результате аварии в системе (т. е. снижения ее продуктивности), а в результате случайного, не запланированного временного превышения потребления воды объектом.

В системах водоснабжения производственных объектов, где процесс водопотребления является постоянным в определенные промежутки времени (связан с технологическим процессом), возможность возникновения подобных отказов менее вероятна.

Основным универсальным методом обеспечения требуемой надежности систем водоснабжения, как и большинства других инженерных систем, является их резервирование, т. е. введение в систему избыточности. Наиболее распространенным является метод структурного резервирования – использование в системе избыточных элементов.

Структурное резервирование

Простейшим примером нерезервированной системы подачи воды является водовод, состоящий из нескольких последовательно включенных элементов. Такая система может находиться в работоспособном состоянии только при одновременной исправности всех ее элементов и их совместной работе; отказ любого из элементов вызывает отказ всей системы.

Нерезервированной является также система, состоящая, например, из двух линий, включенных параллельно между точкой подачи А и точкой отбора Б, при условии, что для бесперебойной подачи воды необходима одновременная работа обеих линий.

Предположим, что отказ системы произойдет при снижении подачи воды объекту более чем до 70% нормальной. По тракту I может быть подано 60% и по тракту II—40% (или 50%) требуемого расхода. Подобная система будет нерезервированной, так как авария любого из трактов приводит к ее отказу (подача воды снизится более допустимых пределов, т. е. ниже 70%).

Временное резервирование.

Вторым принципом обеспечения надежности систем водоснабжения является использование резервных и аккумулирующих емкостей для хранения запасов воды, необходимых на период восстановления (ремонта) отказавших элементов системы.

Одним из наиболее частых случаев использования методов временного резервирования является устройство запасного резервуара в конечной точке водовода, транспортирующего воду на территорию объекта. Водовод может состоять из одной линии труб, а объем резервуара должен обеспечивать содержание в нем количества воды, достаточного для снабжения объекта на время (отсюда временное резервирование) ликвидации аварии на водоводе. В ряде случаев при резервуаре необходимо устраивать также насосную станцию.

Сравнение технико-экономических показателей указанных вариантов позволяет обоснованно выбрать тот или иной путь решения. При этом следует иметь в виду, что повышение надежности любой инженерной системы вызывает ее удорожание. Следовательно, необходимо отыскание такого варианта решения, при котором требуемая степень надежности функционирования системы водоснабжения могла бы быть получена при наименьшей затрате средств.

По надежности подачи воды системы водоснабжения подразделяют на три категории:

I категория – наивысшая степень надежности. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов с числом жителей N > 50 тыс. человек. Не допускается перерыва в подаче воды. Расчетные расходы допускается снижать не более чем на 30% на срок не более 3 суток.

II категория. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенные пункты с количеством жителей N < 50 тыс. человек, а также групповые сельскохозяйственные водопроводы. Перерыв в подаче воды допускается на срок до 5 часов и снижение расчетных расходов на 30% в течение месяца.

III категория. Системы водоснабжения поселков с числом жителей до 500 человек. Перерыв в подаче воды допускается на срок до 1 суток и снижение расчетных расходов на 30% в течение месяца.