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重庆三峡学院毕业设计（论文） 题 目 华南某市自来水厂设计 院 系 环境与化学工程学院 专 业 给排水科学与工程 年 级 2013级给排水二班 学生姓名 学生学号 指导老师 称 讲师 完成毕业 设计（论文）时间 2017 年 5月 2017届给排水科学与工程专业毕业设计（论文） 目 录摘要Abstract 前言1第一部分 设计说明书1第一章 设计概述11.1设计概述11.2设计内容11.3设计依据11.4设计原则11.5设计水量21.6设计水质2第二章 水处理工艺流程和构筑物选择31.方案类型设计32 工艺叙述32.1一级泵站32.2混合设备52.3絮凝设备82.4 沉淀池选择92.5滤池选择102.6消毒112.7清水池122.8二级泵站122.9分析检测项目133工艺方案的初步拟定13第二部分 设计计算书14第三章 水处理构筑物设计计算143.1一级泵站计算143.2管式静态混合器计算203.3往复式隔板絮凝池计算213.4平流沉淀池计算253.5V滤池计算263.6液氯消毒计算313.7 清水池计算313.8 二级泵站计算343.9 经济核算41第四章 水厂平面和高程布置454.1平面布置454.2高程布置45第五章 结论48致谢49参考文献50 Design of Waterworks in Southern China Li QianChongqing Three Gorges College of Environmental and Chemical Institute of Science and Engineering drainage 2013 Chongqing Wanzhou 404100Abstract：With the development of economy in China, people constantly improve the quality and safety requirements for water supply, but there are many problems in our city water supply, such as water pollution, water treatment is not ideal, water pollution is serious, water pollution of industrial wastewater and domestic sewage, water after conventional treatment is still difficult to reach the goal of water quality etc. the content of this graduation design. The design is completed the Southern China city tap water factory.The design of city population of 400 thousand, water source for three types of water, the water supply system used for combined shore water intake structures, a pumping station, static mixer, flocculating chamber, sedimentation tank, V type filter, disinfection, clean water tank, two pumping stations. The design of the scheme has the advantages of rich operating experience, good treatment effect, simple construction, less equipment, less floor space, convenient management and so on. The water quality requirements of the water supply plant reach the sanitary standard for drinking water.Key words：Folded plate flocculation, Advection sedimentation tank, V-filter 2017届给排水科学与工程专业毕业设计（论文） 华南某市自来水厂设计 李倩重庆三峡学院环境与化学工程学院给排水科学与工程专业2013级 重庆万州 404100 摘要:随着我国经济以及生活质量的提高，人们对于用水水质的要求高于以前，就我国城市现今供水系统仍存在许多问题。水源污染严重,水经处理后仍难以达到出水水质要求.本次的毕业设计内容是完成华南某市自来水厂的设计。本次设计城市人口40万，取水水源为三类水，选用的供水系统为：合建式岸边取水构筑物一级泵站管式静态混合器折板絮凝池合建平流沉淀池V型滤池消毒清水池二级泵站。本设计中所选用的方案处理效果好，占地面积不大，减少了施工量，管理方便等优点。处理后的出水水质达到生活饮用水卫生规范。 关键词：折板絮凝池，平流沉淀池，V型滤池。前言 我国地貌广阔，但淡水资源很少，再加上水资源浪费、水源污染严重等原因，加重了水资源短缺的危机。由于受经济技术条件和生态环境因素的限制，部分水资源并不能被开发利用。因此，对水资源更有效的保护以及利用已成为现今社会关注的焦点。 第一部分 设计说明书第一章 设计概述1. 设计任务、设计内容、设计原则及依据11 设计任务华南某市自来水厂设计12 设计内容1) 根据任务书确定水量、水质。2) 取水水源的确定。3) 根据水源的水质情况通过查询给水排水设计手册第三册和相应的规范得到相应可行的多个方案。4) 对方案进行对比得出最优方案。5) 对方案的各构筑物进行设计和选型。6) 对构筑物进行规格和尺寸计算。7) 对水厂进行平面和高程布置。8) 整理设计数据，做出相应的构筑物详图以及水厂平面、高程详图。13 设计依据 给水排水设计手册（第二版）1、3、10、11、12册室外给水工程设计规范（GB50013-2006）生活饮用水卫生标准（GB5749-2005）地下水质量标准（GB/T14848-9）城市供水水质标准（CJ/T206-2005）泵站设计规范（GB/T50265-97）14 设计原则(1) 构筑物的处理量按最高日供水量加水厂自用水量进行计算；(2) 水厂应近远期结合，按近期设计，考虑远期发展；(3) 水厂设计中应考虑构筑物或设备的运行情况，及时进行检修、清洗。当部分停止工作时，剩余的仍能满足用水要求；(4) 设计中必须遵守设计规范的规定。(5) 给水工程的设计应服从城市整体规划，近远期结合，以近期为主，近期设计年限采用510年，远期采用1020年。第53页 共52页15 设计水量的确定 （1）城市最高日综合生活用水量：城市用水普及率为100%，水厂自用水量系数为5%。 Q1=q1N11000（m3/d) （1） Q1=35040000011000=140000m3/d=1620L/S 2）日处理水量计算 Q=Q11.05=147000m3/d=1700L/S 16 设计取水水质的确定 该厂拟采用的地表水三级水源，其相应水质较好，浊度NUT=200 17 出水水质要求 经过工艺运行处理后水质应到生活饮用水水质标准：浊度1 NTU，色度15，硬度450mg/L（CaCO3计），pH6.58.5，菌落总数100 CFU/ml，不得在水中检测出总大肠菌群以及粪大肠菌群。余氯与水接触时间不低于30分钟，水中余量不低于0.3mg/L（管网末端0.05mg/L）等。各项其它指标详见生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）。2. 厂址选择选择厂址应综合考虑以下几个方面：1） 厂址应选择在地质条件较好、施工方便的地方，降低工程造价、便于施工。2） 水厂应选在不受洪水影响的地方。3） 水厂应设置在交通方便，以便施工管理。 第二章 水处理工艺流程和构筑物的选择1. 方案类型设计结合本设计原始资料，综合各项要求来选择构筑物，取水设计采用河床式。投加的混凝剂选用聚合氯化铝，混合方式选择机械混合。清水池采用标准型水池。查阅相关专业文献与资料后，可以得出水厂主要构筑物的选择主要在反应池、沉淀池和滤池，目前各厂常用的工艺主要有斜管沉淀池、平流沉淀池、折板絮凝池、机械絮凝池、普通快滤池、V滤池，移动罩滤池。2. 工艺叙述原水经一级泵房提升后进行配水和混凝。一系列反应后，水中的小分子颗粒凝聚形成容易沉淀的大分子悬浮颗粒，进入平流沉淀池进行沉淀处理后进入滤池除去水中的杂质，然后进行消毒处理流入清水池。达到水质要求后通过配水池、二级泵房输送给用户。2.1 一级泵站计算2.1.1 设计流量 为了减小取水构筑物的尺寸、输水管道的管材，节约成本，我们设计一级泵站中的泵昼夜不停工作。水厂自用系数为5%。则 Q1=q1N11000（m3/d) （2） Q1=35040000011000=140000m3/d=1620L/S 日处理水量计算 Q=Q11.05=147000m3/d=1700L/S2.1.2 设计扬程(1)通过取水部分的设计计算可得最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的所有水头损失预估为2.70m，则吸水间中水面标高为40.36-2.70=37.66m,最低水面标高为26.60-2.7=23.90m,所以泵所需静扬程HST 为： 洪水位时，HST = 15.00m ； 枯水位时，HST = 50.00m 。(2)输水干管中的水头损失h 采用两条DN1000的铸铁管并联工作作为原水的输水干管，假设一条输水管检修，而另一条输水管需要通过设计流量的75%，即Q =1.275 m3/s,查水力计算表得管内流速 v=2.16 m3/s,取i=5.02,根据达西公式计算可以得出输水管路水头损失h=5.814m。 (3)泵站内部的管道水头损失hp粗估为2.1m，安全水头2m。则泵设计扬程为： 枯水位时，Hmax = 62.03m ；洪水位时，Hmin = 27.03m。 2.1.3 初选泵和电机(1)根据选泵依据和离心泵性能曲线图及选泵资料选定：近期选择四台20SH-9型泵，三台工作一台备用。 远期增加一台20SH-9型泵，四台工作一台备用（3）所选设备的基本情况 表1型号：20SH-9吸上高度：4m流量：430-680 L/s扬程：50-66m转速：970r/min功率：520KW效率：77-82%重量：2570kg2.2 混合设备 2.2.1 混凝剂的选择混凝一般选择混凝效 果好、无 毒害作 用、货源 充足、成 本低、新 型药剂 的卫生 许可的混凝剂。常用的混凝剂有精制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O、粗制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O、硫酸亚铁 FeSO47H2O、三氯化铁、聚合氯化铝简称PAC、聚丙烯酰胺又称三号絮凝剂，简写PAM。其相应的优缺点以及适用条件如下：(1)精制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O制造 工艺复 杂，水 解作 用缓 慢；含无水 硫酸铝 50% 52%；适 用于 水温 为20 40；当 PH=4 7时， 主要去 除有机 物；PH=5.7 7.8 时，主 要去除 悬浮物；PH=6.4 7.8时 ，处理 浊度 高而色 度低（小 于30 度）的 水。(2)粗制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O制造工 艺简单， 价格低；设计时，无 水硫酸 铝一般采用 20% 25%；含有20% 30%不 溶物，其 他同精 制硫酸 铝2。(3)硫酸亚铁 FeSO47H2O 絮体形 成较快 ，沉 淀时间 短；用 于 浊度 高， PH=8.1 9.6时处理效 果好，但 原水色 度不宜 太高；当PH 较低时， 采用氯氧 化物会使铁 氧化成 三价，具有较高的腐蚀性。 (4)三氯化铁 FeCl36H2O不受水温干扰， 絮体大 ，处理效果好；易溶解 ，易混 合，残 渣少；对金属 腐 蚀性大 ，腐蚀混凝土， 使塑料发 热引 起变形； (5)聚合氯化铝简称PAC处理效 率好，用 药量少 ，出水浊 度低， 色度小 ，过 滤性能 好 ；温度 适应性 强，PH 值使 用范围 宽（PH =59） ；操作方 便，腐 蚀性小 ，成 本低。(6)聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写PAM 处理 高浊 度水池 效果好，减少 混凝剂 用量和沉淀 池容 积；适当 水解后， 效果提 高，常与 其他 混凝剂 配合使 用或作 助凝剂， 用于饮用 水净化 应控制 用量。本设计混凝剂拟选用聚合氯化铝混凝剂投量计算：T=aQ1000,查阅资料可得浊度为200NTU时，聚合氯化铝投加量为3.5mg/L。则： T=aQ1000, T=3.51470001000=515Kg/d 2.2.2 混凝剂投加方法选择 表2 投 加方式的优缺点 比较 投加方式作用原理优缺点适用情况重力投加建高位药液池，利用重力作用将药液投入水中。优点：操作简单、投加安全可靠。缺点：必须建造高位药液池，增加加药间层高。1.中小型水厂；2.输液管线不宜过长。压力投加水射器利用高压水在水射器喷嘴处形成的负压将药液吸入并将药液射入压力水管优点：设备简单，使用方便，不被药液池高程限制。缺点：效率较低，药液浓度使用不当，可能引起堵塞。各种水厂规模均可适用。加药泵泵在药液池内直接吸取药液、加入压力水管中。优点：可以定量投加，作用效果不被压力管压力限制。缺点：价格较贵，养护较麻烦。适用于大中型水厂。 本设计采用计量泵投加。选用两台泵，一备一用。泵投加量为21kg/h，泵的型号为JW-20/6.3。2.2混合设备表 3 混合设备的类型以及特点 类型特点使用条件水泵混合优点：1.设备简单2.混合充分，效果较好3.节省动力缺点：1.不适用于距离太长，一般小于30s。 2.水管较多时，投药设备增加，不便于安装管理。适用于各种水量的水厂一级泵房距离絮凝池应小于120m续上表管式静态混合优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围内，混合效果好4.不需外加动力设备缺点：1.水量变化影响运行效果2.水头损失较大3.混合器构造较复杂 适用于流量变化范围小的管道及各种水量的水厂。扩散混合器优点：1.不需要外加动力设备 2.不需要土建构筑物3.不占地缺点：混合效果受水量变化影响多用于中等规模水厂机械混合优点：1.混合效果好2.水头损失较小缺点：1.需耗动能1. 管理维护较复杂2. 需建混合池适用于各种规模的水厂 对比可得管式静态混合，其设备简单，维护管理方便，不需土建构筑物，混合效果好。运行参数(1) 溶液池容积W1=aQ417bn=3.5612541725=5.2m3,单池尺寸为LBH=221.5。(2) 溶解池容积W2=0.20.3（W1)=1.25m3,单池尺寸为LBH=2.01.01.0。(3) 投药管流量q=0.164/s，管材选择硬聚氯乙烯管。(4) 计量泵每小时投加药量q=0.5m3/h。(5) 药库平面尺寸按最大投加量的30天计算：T=3.5147000301000=15.4t尺寸为：55=25m2。 2.3 絮凝设备几种不同形式絮凝池的优缺点与适用条件见表4。表4 不 同 絮 凝 池 比 较 类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便缺点：水头损失大，转折处矾花易破碎水量大于30000t/d并且水量变化小的水厂回转式优点：处理效果好，水头损失少，便于管理和维护缺点：出水流量分配不均，易积泥水量大于30000t/d的水厂；水量变化小； 旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小缺点：池子深度大，施工较困难一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间不长缺点：构造较复杂，造价高水量变化较小的水厂机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小， 缺点：需机械设备，经常维修 适用于各种水量以及水量变化较大者通过对比，根据任务书提供的基本资料，可选用往复式隔板絮凝池作为絮凝设备。其具有：絮凝效果好，结构简单，便于施工的优点。2.3.1设计运行参数(1) 絮凝池数设计4个(2) 絮凝时间为T=20min(3) 单池设计水量为Q=1532m3/h=0.426m3/S(4) 本次设计三条隔板，四条廊道2.4 沉淀池选择沉淀的 作用是 除去絮 凝产 生的悬浮颗粒物。水在池 中缓慢 流动， 絮状物 在流 动时进行自动沉降。表 5 沉淀池优缺点及适用条件 方式优缺点适用条件平流式沉淀池优点:1.造价便宜，构造简单，便于施工；2.适合各种浊度，处理结果稳定。缺点:1.采用机械排泥时，管理机械2.占地面积大。适用于大、中型水厂。续上表斜管（板）沉淀池优点:1.沉淀效果好，占地少。缺点:1.耗材多，浊度适应性不好；2.不设排泥装置排泥困难，设排泥装置维护管理麻烦。适用于沉淀池改造扩建和挖潜。竖流式沉淀池优点:1.排泥方便，占地面积不大。缺点:1. 颗粒下降速度会影响上升流速，出水量不大2.一般沉淀效果较差；3.施工较困难。适用于小型净水厂。辐流式沉淀池优点:1.沉淀效果好。缺点:1.基建，费用高；2.金属消耗多；3.刮泥机维护管理不便，施工复杂。适用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池。通过上表可得沉淀工艺选用平流沉淀池比较合理。其具有沉淀构造简单，沉淀效果好，沉淀性能稳定的优点。 2.4.1 设计运行参数(1) 设计池数n=2(2) 设计流量Q=3063m3/h=0.851m3/S(3) 设计停留时间T=2.5h(4) 沉淀池有效水深取h=3.5m(5) 沉淀池的配水采取穿孔花墙进水(6) 采取溢流堰出水，渠道断面(7) 采用6条指形堰出水，两侧集水后汇入出水总渠(8) 排泥设备选用行车式虹吸泥机2.5 滤池 经过沉 淀池澄清后的 水用肉 眼几乎看不出杂质， 但水 中依旧 存在部分悬浮 颗粒以及 微生物 ，若 要达到 卫生标 准，滤水仍需经 滤料层 拦截悬浮颗 粒和微 生物，使滤 后水中悬浮 颗粒不再保护 残留的 细菌和 病毒而使其呈现裸露 状态， 为之后的消 毒创造 条件。 各种滤池相应的优缺点见表6： 表6 各 滤 池 的 特 点 类型优、缺点适用条件普通快滤池单层砂滤料 优点:1.材料易得，价格低；2.大阻力配水系统，采用减速过滤后水质好。缺点:1.阀门多，价格贵，需维护，要设有全套冲洗设备。无烟煤石英砂双层滤料 优点:1.容污能力强，可用于较大滤速；2.可使用减速过滤，水质好。缺点:1.滤料价格高，易流失；2.冲洗困难，易积泥球。砂煤重质矿石三层滤料 优点:1.纳污能力强，用于较大滤速；2.可采用减速过滤，冲洗用水少。缺点:1.滤料价格高，易流失；2.冲洗困难，易积泥球。单层砂滤料一般适用于大中型水厂，单池面积最好小于100m2。无烟煤石英砂双层滤料适用于大中型水厂，单池面积不宜大于100m2，需要采用助冲设施。砂煤重质矿石三层滤料适用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于50-60m2，需要采用助冲设施。V型滤池优点:1.采用气水反冲洗，冲洗效果好； 缺点:1.采用均质滤料，滤层厚，滤料粗，过滤周期长。适用于大中型水厂。虹 吸 滤池优点:1.不需大型阀门，方便自动化操作，管理简单。缺点:1.基建结构复杂，池深大，冲洗水量大；2.等速过滤，水质不如变速过滤。适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2。移动罩滤池(单层砂滤料)优点:1.价格便宜，不用大型阀门，结构简单；2.不间歇运行，不用冲洗设施；占地少，节能。通过表格对比与实际情况，本次设计采用V滤池，承托层薄，恒水位等速过滤，滤层不出现放压，出水水质好，比较合理。2.5.1 设计运行参数(1) 滤池分组数n=2 个 (2) 设计滤速 v=12m/h(3) 每组滤池分组数N=6个2.6 消毒前面的基本过滤出去了水中悬浮的肉眼可见的颗粒，还 难只是过滤处理很难达 到卫生 规范中微生 物指标， 水还须消毒以确保用水质量。2.6.1 消毒方式选择比较见表7 表7 消毒 方式优 缺点 比较 方式优缺点液氯消毒优点:1.效果好，价格便宜、使用方便，在管网能够持续消毒杀菌。缺点:1.与有机物反应会生成一定量的有害物质。漂白粉消毒优点:1.持续消毒杀菌。缺点:1.漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%25%。二氧化氯消毒优点:1.能够杀死病毒和细菌，降低水的色度及部分金属物质。缺点:1.ClO2本身和副产物ClO2-会伤害人体血红细胞。臭氧消毒优点:1.杀菌能力强，消毒效率高，对物理性质和化学成分无影响。缺点:1.管网再污染的问题无法解决，成本高。因为液氯消毒便宜有效，能够持续杀菌，所以本次设计使用液氯消毒。2.6.2 加氯量b=1.0g/m3每天投氯量q=147kg/d=6.125kg/h2.6.3 加氯设备的选择 加氯设 备通常有 转子加 氯机和 自动真 空加氯 机两种，本次设计采用转子加氯机中MJLI型为2-18kg/h，其余均小于6kg/h；为了氯消毒时的安全和计量正确，选择MJLII型真空加氯机2台，1用1备。每台加氯机的加氯量为5-8kg/h。加氯机 的外部 尺寸为 ：B h=320mm 350mm 。加氯 机挂在 墙上离 地面1.3 m，两台 加氯机 相隔0.8 m。MLJ型加氯机规格及性能见图1. 2.6.4氯瓶液氯的 密度=1460g/L，氯瓶通常存储液氯。氯 瓶的规 格见表 8。 表 8 氯瓶 规格 容量（kg）直径(mm)长度(mm)瓶自重(kg)氯瓶总量(kg)35035013353507005006001800400900100080020203001800采用容 积为500 kg的氯 瓶。氯 瓶分为 两组， 每组10 个，一用一 备， 每组使 用周期 约为36d。2.6.5 加氯控制根据余氯值，使用自动控制系统进行投氯。2.6.6 加氯间和氯库(1)加氯间(1) 一般情 况应靠 近投加 点；(2) 加 氯间 不与其他工作间合建；(3) 加氯间 的出入 口，应 设置应 急抢修 的设备；(4) 加氯间 应设置 通风次 数多的 通风设 备；(5) 应配备 磅秤作 为氯瓶 校核的 工具； (2)氯库氯库是 贮备氯 瓶的仓 库；液氯的 储蓄量 一般情 况下按 最大用 量的15 -30d 计算。本次设 计加氯间 与氯库 合建， 以方便管理。加氯间 的平面 尺寸为 ：长 宽=3m 9m； 氯库的 平面尺 寸为： 长宽 =12m 9m。2.7清水池2.7.1 运行参数(1) 经验参数k=10% (2) 有效容积V=14700m3/d (3) 清水池共设6座(4) 有效水深h取4m，池超高取0.5m 2.7.2 清水池布置(1)导流墙每座清水池内设导流墙3条，将清水池分为4部分以防止 池内出 现死角，间距5.0m，在导流墙底部隔1.0m设0.1m0.1m的过水方孔，便于清洗排水。(2)检修孔在清水 池顶部 设直径为 1200mm检修孔 2个。(3)通气管清水池顶部设通气孔使清水池内空气流通，保证水质新鲜，通气孔共12个，每格4个，通气管管径为200mm，通气管伸出地面的高度不一致。（4）覆土厚度清水池顶应有0.51.0m的覆土厚度，本次设计覆土厚度取1.0m。为了合理利用顶部，应加以绿化。3.8 二级泵站供水3.8.1 泵的设计流量 本次设计为分级供水，一级供水时间段为622，共16个小时，二级供水为226，共8个小时。每级供水量约为其供水时段的平均用水量。28.2 泵的选型(1)选泵要求 满足最大工况件下减少能量浪费； 合理利用各水泵效率段； 尽可能选同型号泵，互为备用； 尽量选大泵，同时按实际情况考虑大小互补，灵活使用； 考虑必要备用机组； 需进行消防用水校核； 考虑泵站发展，进行近远期结合； 尽量选低能生产的水泵型号。2.9 分析监测项目给水厂 运行中 要切实 做好控 制、观 察、记录 监测数 据和水 质分析 检测 工作， 这是水 厂正常 运行的 重要保 障。对 给水厂 的运行 采用自 动监测 、自动 记录、 自动操 作、调节 及集中 控制等 技术， 是提高 运行管 理水平 的重要 途径与 发展方 向。给水厂 中常用 的检测 项目与 监测指 标见表 9。 表 9 给水 厂分析 检测 项目 监测项目监测参数水质1.原水PH值、浊度、色度、水温、COD、BOD、大肠杆菌数、细菌总数、重金属、有毒物质等。2.絮凝池PH值、浊度、色度、COD、BOD、氰、砷、汞、铅等离子。3.沉淀池PH值、浊度、色度、COD、BOD、氰、砷、汞、铅等离子。4.消毒池PH值、浊度、色度、COD、BOD、大肠杆菌数、细菌总数、氯的浓度等。5.管网余氯监测。液位1.取水泵站吸水井水位2.絮凝池水位、沉淀池水位、清水池水位、送水泵站吸水井水位。流量水泵流量、进出水厂管渠流量药品投加量聚合氯化铝和液氯的投加量3工艺方案的初步拟定 一级泵站平流沉淀池V滤池清水池二级泵站往复式隔板絮凝池吸水井池静态混合氯消毒池 第二部分 设计说明书 第三章 水处理构筑物的设计计算3.1 一级泵站计算3.1.1 确定设计流量和扬程： (1)设计流量Q 泵站 的设计 流量应 为： Qr=Qd/T （3） 式中 Qr一级泵站中水泵的供给流量(m3/h)； Qd供水对象最高日用水量(m3/d)； 输水管漏损以及净厂内自身用水系数，一般取=1.051.1；T一级泵站一昼夜内工作小时数。考虑输水干管漏损以及厂内自身用水，自用系数=1.07,则 Qr=QdT=1.0714700024=6554m3/h=1.82m3/S (2)静扬程HST (1) 通过取水部分的设计计算可得最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的所有水头损失预估为2.70m，则吸水间中水面标高为40.36-2.70=37.66m,最低水面标高为26.60-2.7=23.90m,所以泵所需静扬程HST 为：洪水位时，HST = 15 m； 枯水位时，HST =50m(2)输水干管中的水头损失h 用两条DN1000的铸铁管并联工作作为原水的输水干管，假设一条输水管检修，而另一条输水管需要通过设计流量的75%，即Q =1.275 m3/s,查水力计算表得管内流速 v=2.16 m3/s,取i=5.02,根据达西公式计算可以得出输水管路水头损失h=5.814m。 （3）泵站内部的管道水头损失hp粗估为2.1m，安全水头2m。则泵设计扬程为： 枯水位时，Hmax = 62.03m ；洪水位时，Hmin = 27.03m。3.1.2 初选泵和电机(1)管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为 H=HST+Sh=HST+SQ2 （4） 式中 HST 最高时水泵的净扬程，m；Sh 水头损失总数，m；S 沿程摩阻与局部阻力之和的系数； Q 最高时水泵流量，m3/s 。HST = 50.00m, Q=6554m3/h=1.82m3/S, Hmax = 62.03m ；代入公式可得：S=3.63。所以管路特性曲线即为:H=HST+3.63Q2=50+3.63Q2 表10 管路 特性曲 线Q-H 关系表 Q(m3/h)05001000150020002500h(m)00.070.280.631.121.75H(m)50.0050.0750.612850.6351.1251.75Q(m3/h)300035004000450050006000h(m)2.523.434.485.677.0010.08H(m)52.5253.4154.4855.6757.0060.08Q(m3/h)6500700075008000h(m)11.8313.7215.7517.92H(m)61.8363.7265.7567.92(2)水泵选择 依据选 泵原则 和资料规范以及离心 泵性能 曲线图可得：近期选择20SH-9型泵四台，三台工作一台备用。 远期增加20SH-9型泵一台，四台工作一台备用所选电机为Y400-4 20sh-9离心泵并联工况点3.1.3 吸水管路与压水管路的计算(1)吸水管路计算流量QQ1=147000/2=73500 m3/d=3063 m3/h0.85 m3/s吸水管路的要求：a.不漏气管材及接逢； b.不积气，管路安装；c.不吸气，吸水管进口位置；d.设计流速：管径小于250mm时，v取1.01.2 m/s；管径等于或大于250mm时，v取1.21.6 m/s。 吸水管路直径：采用DN9004钢管，则V=1.34m/s ，i=2.19。(2)压水管路计算流量Q Q1=147000/2=73500 m3/d=3063 m3/h0.85 m3/s 水管路要求：1) 常采 用焊接 钢管， 达到坚 固而不 漏水的 要求； 在恰当 的地方 可以安 装法兰 接口， 以方便 拆装和 检修。在压水 管路上 设置止 回阀防 止倒 流。2) 压水管的设计流速：管径小于250mm时，为1.52.0 m/s ；管径等于或大于250mm时，为2.02.5 m/s 。3) 压水管的选取:采用DN7004mm钢管，则V=2.21 m/s，i=8.31。3.1.4 水泵间布置 (1)基础尺寸确定 机组基础起着 支撑和 固定的作 用，使其 在运行 时避免 剧烈震 动引起 基础沉 陷。因此对机组的要求如下： 夯实牢 固，除了能 承受机 组的静 荷载，也能承受 机械振 动荷 载； 为避免基础下沉或不均匀沉陷，应浇在较坚实的地基上，依据以 上原则 和泵的 型号，此次设计基础选用混凝 土块式。 由于所 选泵都没有 底座， 因此尺 寸确定 如下： 20SH-9型离心泵和配套电机基础尺寸：基础长：L=L水泵+L电机+2（0.40.6）=1.9+1+1=3.9m基础宽：B=（B水泵或B电机）+2（0.40.6）= 1.55+1.2=1.75m=1.8m基础高：H=3.0（W水泵+W电机）/(LBr) =3.0(5450)/(3.91.752500)= 0.96mr混凝土=2500kg/m3一级泵站所有基础尺寸均做为：L=4m、B=8m、H=2.5m。20SH-9型清水泵的轴高750mm，Y400-6电动机的轴高400mm，则泵轴高与电动机轴高的高差为350mm。 (2)泵机组标高泵安装高度的确定考虑安全泵，安装高度应采用139.80m。吸水井最低水位标高：145m。机组尺寸标高20SH-9泵基础标高 = 泵轴标高-H1=140.7 0.9 = 139.80 m电机基础标高 = 泵基础标高+（H20sh-9泵1-HY400-4电机） = 140.7 + (1.64 0.4) = 141.94 m基础底标高 = 基础顶标高-基础高 = 141.942.50 = 139.44 m地面标高原基础顶高出地面0.535m，则地面标高 = 基础顶标高-原基础顶高出地面标高=141.94 - 0.535 = 141.405m20SH-9泵进、出口轴线，吸水管轴线及出水口轴线标高a.泵进水口轴线标高 = 泵轴标高-H3 = 140.7 0.425 = 140.275 mb.泵出水口轴线标高 = 泵轴标高-H4 = 140.7 0.545 = 140.155 mc.吸水管轴线标高 = 泵轴标高-H3 = 140.7 0.425 = 140.275 md.压水管轴线标高 = 泵轴标高-H4 = 140.7 0.545= 140.155 m校核压水管轴线标高压水管轴线与泵出水口轴线同一标高：20SH-9型水泵压水管轴线标高为140.155 m，当地地面标高为184.77m。水泵压水管轴线在冰冻线以下，户外压力管管径为DN1200mm，则满足埋地要求（管底在冰冻线下0.5D）。(3)基础布置 泵机组 布置原 则：在 不影响 操作和 维修的 前提下 ，尽量 缩小泵 房的建 筑面积 ，以节 约成本。 机组的排列方式：机 组使用横向 排列，这 样布 置紧凑 、泵房 跨度小 ，适用 于双吸 式泵。机组与管道布置 泵房 本次设计为圆 形钢筋 混凝土 结构，其面 积较小， 可以节 省成本 。将五 台机 组交叉 并列成 两排， 其中三 台正 常转向 ，另外 两台反向转 向，最 大程度 利用泵 房内面 积。每台泵有独立的吸、压水管；泵出水管上设液控和手动蝶阀，吸水管上设手动闸板。为减 小泵房面 积，闸阀 切换井 设在泵 房外面 ， 输水干 管采用 DN1000mm。对于房 内机组 的安排 ，可以 安装四台20 SH -9A 型的 离心泵 ，其中三台进 行工作 ，一台 备用。当 远期需 要扩建 时再添 加一台20SH-9A型水泵，四台工作，一台备用。手动闸阀： 吸DN 9004mm，压DN 7004mm，输水主干DN 12003mm 。止回阀：DN12002mm 。(4)水泵间平面尺寸的确定横向排列的各个尺寸应满足以下要求： 1:进水侧泵与墙壁的净距 D11740，取D1=1800mm。B1: 墙壁与泵的基础距离B13000,取B1=3000mm。A1:泵凸出部分到墙壁的净距 A1=最大设备宽度+1.0m=1900+1000=2900mm。 C1:电机凸出部分与配电设备的净距 C1=电机轴长+0.5m。所以C1=1800+500=2300mm。但是,低压配电设备应C11.5m。 51:泵基础之间的净距离E1值与C1相同,即E1=C1=2300mm。B:管与管之间的净距 B0.7m ，取B=700mm。F:管的外 壁和机 组突出部分 之间的 距离对 于功率 大于50 KW的 电机来 说，F 要求 大于100 0mm， 取F= 1700m m。A2:泵及电机突出部分长度 A2=200250mm 。D1:压水管路管径 D1=700mm。L:机组基础长度 L=4230mm。所以，可得R=B1+F+1/2D1+L+1/2E1=3000+1700+350+4230+1150=10430mm。（取10500mm）3.1.5 确定泵的安装高度以及筒体高度的计算。已知吸 水间最 低标高 为23.87 m，为了 确保吸 水管正 常吸水 ，取其 中心标 高为19.27m,上缘的淹没深度为23.87-19.27-（D/2)=4.15m.吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间标高为19.27-（D/2+0.7）=18.12m,洪水位标高为40.36m，考虑1.0m浪高，则操作平台标高为40.36+1.0=41.36m。故泵房筒体高度为H=41.36-18.12=23.24m。3.1.6 吸水管和压水管路的水头损失计算(1)吸水管损失采用DN9004钢管，则V=1.34m/s ，i=2.19。沿程阻力hi=i L =2.19 5 = 0.01 m局部阻力 hx=（x1+x2+x3）n2/2g （5） 式中 x1DN900 DN600同心渐缩管阻力系数，0.21； x2吸水管进口阻力系数，0.5；x3DN900闸阀阻力系数，0.06；hx=（0.21+0.5+0.06） 1.342/19.6=0.07m Sh吸 =h沿+h局= 0.01 + 0.07 = 0.08m (2)压水管损失采用DN7004