水厂设计说明书.doc

目目 录录 摘要 4 一 设计任务书及设计资料 4 2 概述 5 1 1 城市自然条件 5 1 2 城市建设规划 7 1 3 工程设计 8 1 4 水处理工艺设计说明及方案比选 8 1 5 给水管网定线原则 15 1 6 用水量变化 16 2 设计水量 18 2 1 各项用水量 18 2 2 确定设计流量 19 2 3 管网定线及流量计算 19 3 送水泵配选及二级泵站工艺布置 24 3 1 流量计算 24 3 2 扬程计算 24 3 3 选泵 24 3 4 二级泵房的布置 25 3 5 起重设备选择 26 3 6 泵房高度计算 27 3 7 管道计算 27 3 8 通风与抽水设备计算 27 4 净水厂工艺计算 29 4 1 静态混合器计算 29 4 2 往复式隔板絮凝池计算 30 4 3 斜管沉淀池的计算 34 4 4 普通快滤池的计算 38 4 5 清水池的设计 43 4 6 投药工艺及加药间计算 45 4 7 加氯工艺及加氯间计算 49 5 水厂的总体布置 52 5 1 水厂的平面布置 53 5 2 工艺流程的布置 53 5 3 附属构筑物 54 5 4 水厂的高程布置 54 5 5 水厂管线设计 55 5 6 水厂环境美化 55 2 5 水厂道路的布置 56 6 工程投资估算 57 5 1 城市给水管网投资估算 57 5 2 给水厂及构筑物投资估算 58 3 摘要摘要 第一章第一章 概述概述 第一节 城市自然条件 第二节 城市建设规划 第三节 工计程设 第四节 水处理工艺设计说明及方案比选 第五节 给水管网定线原则 第二章第二章 设计水量计算设计水量计算 第一节 设计流量计算 第二节 供水系统方案选择 第三节 管网定线 第四节 绘制城市最高日用水量变化曲线 第五节 清水池容积 水塔 或高地水池 容积计算 第六节 管段设计流量计算 第七节 管网平差 第八节 水泵扬程计算 第三章第三章 送水泵配选及二级泵站工艺布置送水泵配选及二级泵站工艺布置 第四章第四章 净水厂工艺计算净水厂工艺计算 第一节 静态混合器计算 第二节 往复式隔板絮凝池计算 第三节 斜管沉淀池的计算 4 第四节 普通快滤池的计算 第五节 清水池的设计 第六节 投药工艺及加药间计算 第七节 加氯工艺及加氯间计算 第八节 水厂总体布置 第五章第五章 工程投资估算工程投资估算 第一节 城市给水管网投资估算 第二节 给水厂及其构筑物投资估算 第六章第六章 参考书目参考书目 参考资料及文献 包括指定给学生阅读的外文资料 1 给排水设计手册第一册 2 给排水设计手册第三册 3 给排水设计手册第十册 4 给排水设计手册第十二册 5 给水排水管道工程施工及验收规范 6 给水排水构筑物施工及验收规范 7 给排水工程结构设计规范 8 给水排水工程管道结构设计规范 9 室外给水设计规范 室外给水设计规范 5 1 概述概述 1 11 1 城市自然条件城市自然条件 1 1 11 1 1 水资源情况水资源情况 海州市地表水及地下水资源丰富 供水能力除满足用水需求外尚有富余 海州区位于江苏省连云港市市区西南部 境内河流纵横交错 水陆交通便利 连 云港机场距海州 25 公里 有飞往上海 广州 厦门 北京 沈阳等地的航班 国家四大磷矿之一的锦屏磷矿位于境内 玉带河横贯区境北侧 最南面是与灌云县交界的泊阳河 向东直通黄海 城西有全市最大的蔷薇河 它不仅是全市工农业生产和人民群众生活的主要用水 资源 更是全市人民唯一的饮用水源 1 供水水源 由水库供给 为保护地下水资源的合理开发利用 规划近期主城区地下水开采量维持在 20 万 m3 d 远期取消地下水的开采 地下水仅作为城市的备用应 急水源 1 1 21 1 2 气象气象 1 1 2 11 1 2 1 自然条件自然条件 1 1 2 21 1 2 2 地形地貌地形地貌 海州市地形以平原为主 约占总面积的 80 境内地势低平 平原高山齐观 河湖丘陵 滩涂俱备 平均海拔为 5 米 锦屏山马耳峰海拔为 427 7 米 为 全区最高点 平原占总面积 80 城区南侧有锦屏山 白虎山 东部有较著名的孔望山 石棚山等 1 1 2 31 1 2 3 气象气象 海州市气候条件优越 属于暖温带南缘湿润性季风气候 受海洋调节 四季分明 气候温和 光照充足 雨水适中 雨热同期 常年平均气温 14 度 最冷月 份为 1 月 最热月份为 7 月 降水量 904 8 毫米 无霜期 215 天左右 海州市是江苏省连云港市的三个城区之一 位于市区西南部 全区现辖两镇 四个街道办事处 一个开发区 总面积 158 9 平方公里 总人口 13 33 万 人 海州市气候条件优越 属于暖温带南缘湿润性季风气候 受海洋调节 四季分明 气候温和 光照充足 雨水适中 雨热同期 常年平均气温 14 度 最 6 冷月份为 1 月 最热月份为 7 月 降水量 904 8 毫米 无霜期 215 天左右 1 1 31 1 3 有关基础资料有关基础资料 1 1 3 11 1 3 1 地质构造与地震地质构造与地震 a 地质构造情况 项目所在区域 地质构造单元属华南准地台的南端部分 由第三系碎屑沉积物和第四系松散碎屑沉积物覆盖 盆地基底的起伏受基底古地形的影响 总体 走向为北东 南西向 倾角 3 8 度 北海市无活动性断裂构造通过 对工程无影响 b 地震情况 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 北海市地震动峰值加速度为 0 05g 反应谱特征周期为 0 35s 属地震基本烈度 度区 根据国家 2001 年版 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 本工程建构物 可采取简易的设防措施 1 21 2 城市建设规划城市建设规划 1 2 11 2 1 城市规划与供水规模城市规划与供水规模 考虑近期和远期改建 扩建 1 2 2 供水水质及水压供水水质及水压 水厂出厂水质统一按现行国家生活饮用水卫生标准考虑 水厂出厂水压为 0 48MPa 以满足接管点处服务水头 0 25MPa 1 31 3 工程设计工程设计 1 3 11 3 1 设计内容设计内容 城市管网规划 水源点的选定 水厂厂址的选定及水厂设计 水厂设计按分期考虑 本次设计只进行一期设计 一期规模以不超过 10 万 m3 d 为宜 具体 7 内容如下 1 城市管网规划图 2 净水厂的平面布置设计 3 净水厂工艺流程及高程设计 4 各构筑物及工艺管道设计 5 编制工程概算 1 3 21 3 2 设计任务设计任务 1 水库的水经处理后满足国家生活饮用水标准 2 运用现代化管理技术实现水厂的自动化控制 3 合理布置水厂使水厂设计最优化 1 41 4 水处理工艺设计说明及方案比选水处理工艺设计说明及方案比选 1 4 11 4 1 水源选址原则及方案比较水源选址原则及方案比较 设计中选择给水水源 一般应该考虑以下原则 1 所选水源应当水质良好 水量充沛 便于卫生防护 水质良好 要求原水水质符合 GB38 2002 标准要求 水量充沛要求地下水取水量小于等于允许开 采量 地表水取水量小于等于其枯水期的可取用水量 水源可取用水量既要保证近期用水量 也要满足远期用水量 便于卫生防护 要求所选水源卫生防 护地带设置符合 GB3838 2002 中的有关规定 2 符合卫生要求的地下水 宜优先作为生活饮用水源 3 所选水源可使取水 输水 净化设施安全经济和维护方便 4 所选水源有条件时应集中与分散取水 地下水与地表水相结合 5 所选水源具有施工条件 该城市地下水及地表水资源丰富 为保护地下水资源的合理开发与利用 规划近期主城区地下水开采量维持在20万m d 远期取消地下水的开采 地下水 仅作为城市的备用应急水源 经过综合考虑 在满足城市发展需求的要求上 新建水厂选址 水源采用水库取水 水库主坝区监测水质为 类 8 摘要摘要 本设计为海州市城镇给水工程设计 工程设计规模为 31121 2m3 d 整个工程包括三大部分 净水工程 供水工程和输配水工程 净水工程的设计主要包括配水厂的设计计算和净水厂的设计计算 输配水工程主要指管网的定线 净水厂的设计包括净水厂的位置选择 水处理工艺流程的确定 处理构筑物的设计计算以及水厂的平面和高程布置 通过技术经济比较 确定净水厂的工艺流程选用方案 原水 一级泵房 静态混合器 往复式隔板絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 消毒 清水池 吸水井 二级泵房 用户 关键词 关键词 输配水工程 净水工程 静态混合器 往复式隔板絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 一 海州市管网规划及净水厂设计一 海州市管网规划及净水厂设计 1 4 21 4 2 工艺设计说明及方案比较工艺设计说明及方案比较 城镇水厂净水处理的目的是去除原水中悬浮物质 胶体物质 细菌 病毒以及其他有害分子 使净化后水质满足生活饮用水的要求 生活饮用水水质应符合下列基本要求 水中不得含有病原微生物 水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康 水的感官性状良好 一般水源净水工艺流程选择参考 9 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质有关 结合给水水质的特点 水处理工艺流程间表 2 1 各净水工艺流程的特点 净水工艺流程适用条件 原水 简单处理 如用筛网过滤 水质要求不高 如某些工业冷却用水 只要求 去除粗大杂质 原水 混凝沉淀或澄清 过滤 消毒一般进水浊度不大于 2000 3000NTU 短时间 内可达 5000 10000NTU 原水 接触过滤 消毒进水浊度一般不大于 25NTU 水质较稳定且无 藻内繁殖 原水 混凝沉淀 过滤 消毒 洪水期 原水 自然预沉 接触过滤 消毒 平时 山溪河流 水质经常清晰 洪水时含泥沙量较 高 原水 混凝 气浮 过滤 消毒经常浊度较低 短时间不超过 100NTU 原水 调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉 混凝沉淀或澄清 过滤 消毒 高浊度水二级沉淀 澄清 工艺 适用于含沙 量大 砂峰持续时间较长的原水处理 原水 混凝 气浮 沉淀 过滤 消毒经常浊度较低 采用气浮澄清 洪水期浊度较 高 则采用沉淀工艺 其净水工艺流程为 原水混合沉淀池 城市管网 絮凝池滤池 二级泵房清水池 絮凝剂 消毒剂 10 水处理工艺选择水处理工艺选择 1 4 2 11 4 2 1 混合设备混合设备 在给排水处理过程中原水与混凝剂 助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善 从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件 混合是取得良好絮凝效果 的重要前提 影响混合效果的因素很多 如药剂的品种 浓度 原水温度 水中颗粒的性质 大小等 混凝药剂投入原水后 应快速 均匀的分散于水中 混 合方式有水泵混合 管道混合 静态混合器 机械搅拌混合 扩散混合器 跌水混合器等 各混合方式的特点 方式 优缺点 适用条件 混合方式的特点如下表所示混合方式的特点如下表所示 11 水泵混合水泵混合 优点 1 设备简单 2 混合充分 效果较好 3 不另消耗动能 缺点 1 吸水管较多时 投药设备要增加 安装 管理较麻烦 2 配合加药自动控制较困难 3 G 值相对较低 适用于一级泵房离处理构筑物 120m 以内的水厂 静态混合器静态混合器 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 混合效果较好 缺点 1 运行水量变化影响效果 2 水头损失较大 3 混合器构造太复杂 适用于水量变化不大的各种规模的水厂 12 扩散混合器扩散混合器 优点 1 不需外加动力设备 2 不需土建构筑物 3 不占地 缺点 混合效果受水量变化有一定的影响 适用于中等规模的水厂 跌水混合跌水混合 优点 1 利用水头的跌落扩散药剂 2 受水量变化影响较小 3 不需外加动力设备 缺点 1 药剂的扩散不易完全均匀 2 需建混合池 3 容易夹带气泡 适用于各种规模的水厂 特别当重力流进水水头有富余时 13 机械混合机械混合 优点 1 混合效果较好 2 水头损失较小 3 合效果基本上不受水量的变化影响 缺点 1 需耗动能 2 管理维护较复杂 3 需建混合池 适用于各种规模的水厂 1 4 2 21 4 2 2 絮凝池的选择絮凝池的选择 絮凝过程就是在外力作用下 使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞 而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体 目前国内使用较多的是各种形式的水 力絮凝及其各种组合形式 主要有隔板絮凝 折板絮凝 栅条 网格 絮凝 和穿孔旋流絮凝 各絮凝池的性能特点 类型 特点 适用条件 各絮凝池的特点如表各絮凝池的特点如表 2 3 所示所示 14 隔板式絮凝池隔板式絮凝池 往复式 优点 絮凝效果好 构造简单 施工方便 缺点 容积较大 水头损失较大 转折处钒花易破碎 适用条件 水量大于 30000m3 d 的水厂 水量变动小者 回转式 优点 絮凝效果好 水头损失小 构造简单 管理方便 缺点 出水流量不宜分配均匀 出口处宜积泥 适用条件 水量大于 30000m3 d 的水厂 水量变动小者 改建和扩建旧池时更适用 机械絮凝池机械絮凝池 优点 絮凝效果好 水头损失小 适应水质 水量的变化 适合于水量变化不大的水厂 缺点 需机械设备和经常维修 适用条件 适用于各种规模的水厂 15 折板式絮凝池折板式絮凝池 优点 絮凝效果好 絮凝时间短 容积较小 缺点 构造较隔板絮凝池复杂 造价高 适用条件 流量变化较小的中小型水厂 网格絮凝池网格絮凝池 优点 絮凝效果好 水头损失小 絮凝时间短 缺点 末端池底易积泥 适用条件 水量变化不变的水厂 根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较 本设计选用往网格隔板絮凝池本设计选用往网格隔板絮凝池 1 4 2 31 4 2 3 沉淀池的选择沉淀池的选择 各种形式沉淀池性能特点如表 2 4 所示 表表 2 4 各种形式沉淀池性能特点各种形式沉淀池性能特点 型式 性能特点 适用条件 16 平流式平流式 优点 1 可就地取材 造价低 2 操作管理方便 施工较简单 3 适应性强 潜力大 处理效果稳定 4 带有机械排泥设备时 排泥效果好 缺点 1 不采用机械排泥装置 排泥较困难 2 机械排泥设备 维护复杂 3 占地面积较大 使用条件 1 一般用于大中型净水厂 2 原水含砂量大时作预沉池 竖流式竖流式 优点 1 排泥较方便 2 一般与絮凝池合建 不需建絮凝池 3 占地面积较小 缺点 1 上升流速受颗粒下沉速度所限 出水流量小 一般沉淀效果较差 2 施工较平流式困难 使用条件 1 一般用于小型净水厂 2 常用于地下水位较低时 17 辐流式辐流式 优点 1 沉淀效果好 2 有机械排泥装置时 排泥效果好 缺点 1 基建投资及费用大 2 刮泥机维护管理复杂 金属耗量大 3 施工较平流式困难 使用条件 1 一般用于大中型净水厂 2 在高浊度水地区作预沉淀池 斜管 板 式斜管 板 式 优点 1 沉淀效果高 2 池体小 占地少 缺点 1 斜管 板 耗用材料多 且价格较高 2 排泥较困难 适用条件 1 宜用于大中型厂 2 宜用于旧沉淀池的扩建 改建和挖槽 原水经投药 混合与絮凝后 水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体 要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用 设计采用斜板沉淀池 1 4 2 41 4 2 4 滤池的选择滤池的选择 1 多层滤料滤池 优点是含污能力大 可采用较大的流速 能节约反冲洗用水 降速过滤水质较好 但只有三层滤料 双层滤料适用大中型水厂 缺点是 滤料不易获得且昂贵管理麻烦 滤料易流逝且冲洗困难易积泥球 需采用助冲设备 2 虹吸滤池 适用于中型水厂 水量 2 10 万吨 日 土建结构较复杂 池深大 反洗时要浪费一部分水量 变水头等速过滤水质也不如降速过滤 18 3 无阀滤池 压力滤罐 微滤机等日处理小 适用于小型水厂 4 移动罩滤池 需设移动洗砂设备机械加工量较大 起始滤速较高 因而滤池平均设计滤速不宜过高 罩体合隔墙间的密封要求较高 单格面积不宜过 大 小于 10m2 5 普通快滤池 是向下流 砂滤料的回阀式滤池 适用大中型水厂 单池面积一般 不宜大于 100m2 优点有成熟的运行经验运行可靠 采用的砂滤料 材料易得价格便宜 采用大阻力配水系统 单池面积可做得较大 池深适中 采用降速过 滤 水质较好 6 双阀滤池 是下向流 砂滤料得双阀式滤池 优缺点与普通快滤池基本相同且减少了 2 只阀门 相应得降低了造价和检修工作量 但必须增加形成虹吸 得抽气设备 7 V 型滤池 从实际运行状况 V 型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比 主要有以下优点 1 较好地消除了滤料表层 内层泥球 具有截污能力强 滤池过滤周期长 反冲洗水量小特点 可节省反冲洗水量 40 60 降低水厂自用水量 降 低生产运行成本 2 不易产生滤料流失现象 滤层仅为微膨胀 提高了滤料使用寿命 减少了滤池补砂 换砂费用 3 采用粗粒 均质单层石英砂滤料 保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量 使滤后水水质好 根据设计资料 综合比较选用目前较广泛使用的普通快滤池普通快滤池 从水源出来的水 经泵站输送到净水厂 进行水处理 根据供水规模和水源特点 后经过技术 经济综合比较后 确定采用方案为 原水原水 一级泵房一级泵房 静态混合器静态混合器 隔板絮凝池隔板絮凝池 斜管式沉淀池斜管式沉淀池 普通快滤池普通快滤池 清水池清水池 吸水井吸水井 二级泵房二级泵房 用户用户 1 51 5 给水管网定线原则给水管网定线原则 1 5 11 5 1 给水系统管网的布置应满足以下要求 给水系统管网的布置应满足以下要求 1 按照城市规划 考虑给水系统分期建设的可能 留有充分的发展余地 19 2 必须安全可靠 当局部管网发生故障时 段水范围应该最小 3 管网均匀遍布整个给水区内 保证用户有足够的水量和水压 4 力求以最短距离敷设管线 以降低管网造价和经营管理费用 输水管区定线要求 按照室外给水设计规范规定 1 尽量缩短线路长度 2 减少拆迁 少占农田 3 管渠的施工 运行和维护方便 4 从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量 应按最高日平均时供水量加自用水量确定 当长距离输水时 输水管渠的设计流量应计 入管渠漏失水量 向管网输水的管道设计流量 当管网内有调节构筑物时 应按最高日最高时用水条件下 由水厂所负担供应的水量确定 当无调节构筑物时 应按最高日最高时供水量确定 注 上述输水管渠 当负有消防给水任务时 应分别包括消防补充流量或消防流量 5 水干管一般不宜少于两条 当有安全贮水池或其他安全供水措施时 也可修建一条输水干管 输水干管和连通管管径及连通管根数 应按输水干管任何 一段发生保障时仍能通过事故用水量计算确定 城镇的事故水量为设计水量的 70 工业企业的事故水量按有关工艺要求确定 当负有消防给水任务时 还应 包括消防水量 6 输水管渠应根据具体情况设置检查井和通气设施 检查井间距 当管径为 700 毫米以下时 不宜大于 200 米 当管径为 700 至 1400 毫米时 不宜大于 400 米 7 非满流的重力输水管渠 必要时还应设置跌水井或控制水位的措施 8 工业企业配水管网的形状 应根据厂区总图布置和供水安全要求等因素确定 1 5 21 5 2 阀门布置要求 阀门布置要求 1 配水管网上的控制阀门布置 按能满足事故段的切断需要 干管上的间距一般控制在 600m 以内 以减少临时停水的影响范围 部分干管段因沿线无 20 用水要求的 则间距加大 2 一般干管上的阀门设在连接管的下游 尽可能少影响支管供水 3 支管与干管相接处 支管上应设阀门 在支管检修时不影响干管供水 干管上的阀门应根据配水管网分段 分区检修的要求设置 做到供 检两不误 1 5 3 管材的选择管材的选择 1 5 3 1 给水管材的选择 给水管材的选择应根据各种管材的综合价格 供水的安全可靠 寿命 抗腐 地基要求 配件供应 供货条件 施工难易 维修等多种性能综合对比后 确定 目前较常用的供水管有 球墨铸铁管 钢管 自应力或预应力钢筋混凝土管 塑料管 PE 管以及近年新增的供水管有钢筒混凝土管 夹砂玻璃钢管 本工程选用的主要管材为钢管 在此工程中 因供水管辖区域比较大管路敷设比较长 大部分沿着城市道路敷设 所以在管材的选择上综合考虑管材的抗破坏 抗腐蚀能力 维修 安装 简易度和造价等因素管材的影响 跟据以上各方面的因素 该地区地面起伏不是很大 且经过岩石地面比较少 敷设水管埋地有比较高的可行性 选用钢管为 主要管材 钢管表面须做防腐 钢管为扩胀成型承插式柔性接口钢管 管接口为双胶圈和抗轴力防脱接头 双胶圈管型则可对每个安装接口做独立水压测试 抗轴力防脱接头可使管道在丁字 管 弯头处不做支墩 从而使用各种地形和地质条件使用 各种管材综合优缺点对比表 2 5 管材 自 预应力钢筋 混凝土管 钢筒混凝土管球墨铸铁管钢管夹砂玻璃钢管给水聚乙烯管 PVC 21 优点 1 造价低 节省金属 2 抗腐能力强 不需防 腐处理 3 本区内有制造厂家 货源充足 4 安装方便 1 价格适中 2 耐压强度较高 供 水保证率高 3 抗腐能力强 不需 防腐处理 4 本区内有制造厂家 货源充足 5 对地质条件要求不 高 6 管件配套全 安装 方便 1 机械性能好 供水事 故率低 维修费用少 2 易于接合各类标准配 件 3 管材较轻 施工方便 4 对地质条件要求不高 1 机械性能好 适应 各类地质条件 2 供水可靠性较高 3 施工较方便 1 小管造价适中 节省 金属 2 抗腐能力强 不需防 腐处理 3 对地质条件要求不高 4 水流阻力小 过流能 力大 5 重量轻 运输施工方 便 1 造价较低 2 机械性能好 3 水流阻力小 过流能力 大 接头少 4 抗腐能力强 不需防腐 处理 5 重量轻 运输 施工方 便 缺点 1 事故率较高 2 自重大 运输费用 高 3 缺乏标准管件 需用 钢管件转换 4 对地质条件要求较高 1 自重较大 运输费 用较高 1 造价高 2 抗腐能力较差 需防 腐处理 1 造价高 2 耐腐蚀性差 管内 外需防腐处理 3 使用寿命较短 1 大管造价较高 2 大管供水可靠性低 3 管件造价较高 1 管材质量不易保证 供 水可靠性较低 2 管件配件不全 需钢管 件转换 二 海州市管网规划及净水厂设计二 海州市管网规划及净水厂设计 该城镇规划人口密度为 350 人 h 城镇总面积是 110 61hm2 自来水普及率为 95 甲 工厂工人总人口数为 1500 分两班 每班 8h 工作第一班 800 人 使用淋浴者 152 人 其中 热车间 96 人 第二班 700 人 使用淋浴者 133 人 其中热车间 84 人 高温加工车间站 30 乙工厂内共有两个车间 一车间最大班职工人数为 1000 人 二车间最大班职工人数为 600 人 每班 8 小时工作 分三班 两车间各有 50 的职工在高温车间 高温车间淋浴人数占 40 普通车间淋浴人数占 10 丙工厂工人总数为 1000 人 分两班工作 高温车间占 40 第一班 600 人 使用淋浴者 132 人 其中高温车间 96 人 第二班 400 人 使用淋浴 者 88 人 其中高温车间 64 人 城镇道路广场用地面积为 15 9 hm2 绿化用地面积为 6 25 hm2 城镇最高日最高时用水量时变化系数 kh 为 1 82 最小自由水压为 28m 试对该城镇 给水管网进行设计计算 一 城镇用水量计算 2 1 城镇最高日设计用水量 2 2 居民区最高日生活用水量 Q1 由 给排水设计手册第二册 查得中 小城市区最高 日居民生活用水定额为 150L cap d 结合城镇各区人口密度 350 人 hm2 城镇总面积 110 61 hm2 自来水普及率 95 得 Q1 qNf 10 3 150 350 110 61 95 10 3 5516 67 m3 d 式中 q 最高日居民生活用水定额 L cap d N 城镇总人口数 cap f 自来水普及率 2 3 工厂最高日生产用水量 Q2 由 给排水设计手册第二册 查得工业企业建筑生活用水 定额为一般车间取每班 25L 高温车间取每人每班 35L 淋浴用水一般车间取每人每班 40L 高温车间取每人 60L 2 3 1 甲工厂用水情况 第一班 800 人 使用淋浴者 152 人其中热车间 96 人 第二班 700 人 使用淋浴者 133 人 其中热车间为 84 人 普通车间生活用水 25 1500 70 10 3 26 25 m3 d 高温车间生活用水 35 1500 30 10 3 15 75 m3 d 第一班普通车间淋浴用水 40 152 96 10 3 2 24 m3 d 第二班普通车间淋浴用水 40 133 84 10 3 1 96 m3 d 第一班高温车间淋浴用水 60 96 10 3 5 76 m3 d 第二班高温车间淋浴用水 60 84 10 3 5 04 m3 d 总共用水 26 25 15 75 2 24 1 96 5 76 5 04 57 m3 d 2 3 2 乙工厂用水情况 乙工厂内共有两个车间 一车间最大班职工人数为 1000 人 二班车间最 大班取人数为 600 人 每班 8 小时工作 分三班 两车间各有 50 的职工在高 温车间 高温车间淋浴人数占 40 普通车间淋浴人数占 10 普通车间生活用水 25 1000 600 50 3 10 3 60 m3 d 普通车间生活用水 35 1000 600 50 3 10 3 84 m3 d 第一班普通车间淋浴用水 40 1000 50 3 10 3 6 m3 d 第二班普通车间淋浴用水 40 600 50 3 10 3 3 6 m3 d 第一班高温车间淋浴用水 60 1000 50 3 10 3 36 m3 d 第二班高温车间淋浴用水 60 600 50 3 10 3 21 6 m3 d 总共用水量 60 84 6 3 6 36 21 6 211 2 m3 d 2 3 3 丙工厂用水情况 工厂总人数 1000 人 分两班工作 高温车间占 40 第一班 600 人 使 用淋浴者 132 人 其中高温车间 96 人 第二班 400 人 使用淋浴者 88 人 其 中高温车间 64 人 普通车间生活用水 25 1000 1 40 10 3 15 m3 d 高温车间生活用水 35 1000 40 10 3 14 m3 d 第一班普通车间淋浴用水 40 132 96 10 3 1 44 m3 d 第二班普通车间淋浴用水 40 88 64 10 3 0 96 m3 d 第一班高温车间淋浴用水 60 96 3 10 3 5 76 m3 d 第二班高温车间淋浴用水 60 88 10 3 3 84 m3 d 总共用水量 15 14 1 44 0 96 5 76 3 84 41 m3 d 2 甲工厂总用水量 乙工厂总用水量 丙工厂总用水量 57 211 2 41 309 2 m3 d 2 3 4 浇洒道路和绿地用水量 Q3 城镇道路广场用地面积 15 90ha 绿地用地 面积 6 25ha 由 给排水设计手册第二册 查得浇洒道路用水量按每平米路 面每次 1L 每日一次 绿化用水量 1 5L d m2 每日两次故 浇洒道路用水量 15 9 10000 1 10 3 159 m3 d 绿化用水量 6 25 10000 2 10 3 187 5 m3 d 总用水量 Q3 159 187 5 346 5 m3 d 2 3 5 工业生产用水量 Q4有城市工业企业 万元产值 60m3 万元 工业总产值 500 万元 工业用水重复利用率为 35 得 Q4 qB 1 n 60 500 1 35 19500 m3 d 式中 q 城市工业万元产值用水量 m3 万元 B 工业总产值 万元 n 工业用水重复利用率 2 3 6 考虑 15 的未预见水量和管网漏失水量 Q5 5516 64 309 2 346 5 19500 15 3850 8 m3 d 1 3 7 镇最高日设计用水量 Qd Qd Q1 Q2 Q3 Q Q5 5516 67 309 2 346 5 19500 3850 8 25672 37m3 d 3 1 城镇最高日最高时用水量 Qh Qh 1000 KhQd 24 3600 1 82 25672 37 86 4 540 78 L S 4 1 消防时用水量 Q消防 由 给排水设计手册第二册 查得小于等于 5 0 万人的城镇同一时间内的 水灾次数为 2 次 一次灭火用水量为 25L s 持续时间为 2h Q消防 2 25 103 2 3600 360 m3 二 调节构筑物计算 5 1 用水量变化曲线与二级泵站供水曲线详见图 A 用水量变化用水量变化 海州市最高日用水量为 29924 18m3 d 每小时用水量占最高日用水量的百分数如下表每小时用水量占最高日用水量的百分数如下表 2 9 时间 h 0 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 1 1 11 1 2 用水量 1 921 851 841 853 513 964 774 714 714 794 874 87 时间 h 12 1 3 13 1 4 14 1 5 15 1 6 16 1 7 17 1 8 18 1 9 19 2 0 20 2 1 21 2 2 22 2 3 23 2 4 用水量 4 394 634 575 255 916 737 594 553 843 672 822 40 最高日用水量变化曲线如图最高日用水量变化曲线如图 2 1 024681012141618202224 1 2 3 4 5 6 7 8 时间 h 占最高日用水量百分数 城市用水量变化曲线图6 2 4 17 6 83 3 75 2 清水池调节容积确定 曲线 6 2 可知不设水塔时清水池调节容积为 14 02 有水塔时 清水池容积虽可减少 但水塔调节容积增加 总容积为 8 44 13 26 100 21 7 比 无水塔时增加了较大的容积 考虑到基建造价 地形情况与运营管理 选择不设水塔 节 约投资 由于无水塔调节容积 W1 14 02 25672 37 3599 27 m3 消防贮水量 W2 为同一时间内的火灾次数为 2 次 一次火灾用水量变为 25L s 持续时 间为 2h 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水 W3 取最高日用水量的 7 安全贮水两 W4 取 300 m3 清水池容积 W W1 W2 W3 W4 3599 27 360 2 25 10 3 2 3600 25672 23 7 300 6056 33 m3 大用户集中用水量总和 q Q4 19500 m3 d 225 69 L S 干管计算总长度 L 通过计算为 5115m 则比流量 qs Qd q L 540 78 225 69 5115 0 06L s m 又沿线流量 比流量 有效长度 沿线流量计算 表表 2 102 10 管段沿线流量管段沿线流量 管段号实际长度有效长 度 比流量远线流量管段号实际长 度 有效长度比流量远线流量 1 24784850 0629 13 121591590 069 54 2 32572570 0615 422 131551550 069 3 3 42812810 0617 221 142322320 0613 92 1 51851850 0611 114 13595297 50 0617 85 5 62561280 067 5614 174174170 0625 02 6 72581290 067 4717 163373370 0620 22 8 92521260 067 5617 18122610 063 66 9 108524260 0625 5617 192182180 0613 08 4 81751750 0610 56 185882940 0617 64 4 112302300 0613 87 152332330 0613 98 3 91981980 0611 885 1018793 50 065 61 总计 L 5115 m 3 节点流量计算 按公式 4 24 算得流量表 2 11 表表 2 11 节点流量计算节点流量计算 节点序号 qi L S 折算系数节点流量 154 120 527 06 253 820 526 91 354 060 527 03 441 520 520 76 524 390 512 2 633 060 516 53 721 720 510 86 818 060 59 03 9450 522 5 1031 170 515 59 1327 150 513 58 1456 790 528 40 1761 980 530 99 1821 30 510 65 4 管段流量分配 按照最短路线供水原则 并考虑安全可靠和经济合理的要求进行流量分配 见图 2 2 5 环状网的水力计算 1 管径确定及水头损失计算 依据流量 按满足平均经济流速 0 6 0 9m s 范围取管 段流速为 0 75 m s 则由 给排水设计手册第一册 给水管道水力计算表克查出管径及水 力坡度 i 值 则水头损失值 h 可按下列公式计算结果 H 管长 1000 i 2 管网平差计算 由表可知按初次分配流量计算的闭合差满足闭合差精度要求 经过流 量校正 按哈代 克罗斯法 将校正流量重新分配到各管段中 再次计算水头损失 得到各 环状闭合差均小于 0 5 米 符合要求 此例按 0 5 米控制 大环 自闭合差方向相同的相邻环组成 闭合差校核 组成大环 h h3 9 h9 10 h1 5 h1 14 h13 14 h13 2 0 531 15 3 56 1 12 0 55 2 53 0 5 0 4m 0 5m 满足精度要求 此例按 0 5m 控制 同理得 h 组成大环 h 0 45 0 5m 满足精度要求 组成大环 h 0 452 0 5m 满足精度要求 6 输水管水力计算 从水厂到管网的输水管计算三条 每条流量 630 35 3 210 117 L S 选定管径 DN500 管径段长 10m 水头损失 h 5 31 10 1000 0 05 m 7 枝状管段水力计算 枝状管段水力计算结果见表 8 管网按消防时最大转输时的核算 略 9 水泵的扬程计算 由于该城镇所需最小自由水头 H0为 28m 以节点 8 为控制点计算知道 其他节点能满足最小自由水头要求 节点水压标高计算结果详见表 由控制点 8 按公式 4 13 可推算出水泵所需扬程 Hp 环状管网平差表 2 12 初步分配流量第一次校正环 号 管段管长管径 q L s 1000ih m h qq L s 1000ih m h q 485450123 151 960 950 0082 091 010 008 25740090 161 950 500 0062 070 530 006 19815015 0310 52 080 1385 821 150 076 852150 12 57 07 6 020 4824 28 3 650 292 187200 28 097 38 1 380 0495 98 1 120 040 1 2 2 3 3 9 9 10 10 5 5 1185400 87 261 83 0 340 004 下续表下续表 1 68 0 310 004 q 4 21 0 68706 3 687 0 2 21 4 0 4 0 426 3 428725038 564 331 240 0324 541 600 04 4 81751004 06 691 170 2939 331 6330 34 9 8252100 5 036 69 1 690 3367 63 1 920 45 3 9198150 15 039 88 1 960 1308 99 1 780 12 q 1 24 0 79178 0 791 0 2 24 1 0 47 0 95 1 2485500 123 151 96 0 950 0083 08 2 190 01 1242 550 590 0062 370 550 005 2 131551006 0817 72 740 4513 750 580 20 14 13 5951257 56 94 110 5482 531 510 35 q 6 49 1 01320 3 013 1 2 49 6 0 45 0 565 1 14232400 105 242 55 0 590 0062 37 0 550 005 1 518540087 261 830 340 0041 680 310 37 14 17 417350 69 342 33 0 970 0142 46 1 030 015 5 625630046 972 480 630 0132 290 590 013 17 18 1221005 0510 01 220 2425 530 670 19 6 185881005 60 730 430 0777 000 470 114 q 1 06 0 35649 1 356 0 2 06 1 0 47 0 707 注意 顺时针方向流量为正 逆时针方向为负 表 2 13 节点水压标高计算及技术枝状管段水力计算 管段号 q L s L m 1000ih m D mm 4 1113 82308 712 00150 3 129 5415910 61 69125 6 724 842585 981 54200 7 1513 982338 712 03150 16 1720 223373 971 34200 17 1913 082187 601 66150 表表 2 142 14 节点节点 节点地形标高 m 水压标高 m 自由水压 m 8 4 3 9 2 13 14 1 109 46 109 20 105 41 109 36 107 56 106 94 104 0 105 54 137 46 137 50 137 51 137 56 137 51 137 54 137 5 137 54 28 0 28 3 32 1 28 2 30 0 30 6 33 5 32 0 5 10 17 18 6 7 15 16 19 11 12 104 88 104 57 102 96 102 16 103 16 102 14 101 26 103 44 102 05 108 58 107 13 137 58 137 57 137 46 137 46 137 56 137 54 137 56 137 44 137 98 137 38 137 53 32 7 33 0 34 5 35 3 34 4 35 4 36 3 34 0 35 4 28 8 29 8 控制点 8 的标高为 109 46m 水厂水池的最低水位为 104 2m 泵站内的水头损失取 2 5m 则 Hp Hst H0 h 109 46 104 2 28 2 5 0 05 0 12 0 08 0 42 0 37 10m 3 3 送水泵配选及二级泵站工艺布置送水泵配选及二级泵站工艺布置 二级泵站又称送水泵站 直接向供水区供水 因而需满足配水管网的水量和水压要求 3 13 1 流量计算流量计算 二级泵站的设计流量应等于最高日最高时水量 最高日最高时水量 Qh 630 5 L s Q h 1296 7 m3 h 3 23 2 扬程计算扬程计算 水厂出厂水压为 0 48mpa H H h 37 10 1 07 38 17m h 为电动机安装高度 3 3 3 3 选泵选泵 选用 250S39 卧式离心泵 5 台 3 用 2 备 Q 485m h H 39m n 1450rd min N 83 W 75 78 r 3 2m 叶轮直径 D 430mm 泵外形尺寸 L 943 5mm L1 512mm L2 410mm L3 350mm B 890mm B1 440mm B2 510mm B3 400mm H 735mm H 1 450mm H2 200mm H3 260mm 4 d 4 27mm 安装尺寸 L 1985mm L1 1578mm L2 250mm L3 1080mm L4 1000mm b 680mm H2 550mm H 280mm C 4mm 4 d 4 27mm 佛山水泵厂 电机型号 Y280S 4 外形尺寸 A 1000mm h 640mm H 280mm D 55mm E 300mm F 22mm G 76mm H 355mm K 30mm b1 620mm b 2 400mm h 850mm 泵重 980kg 进出口法兰及吐出锥管尺寸 进口 DN1 250mm D01 350mm D1 390mm n d 12 23mm 出口 DN2 200mm D02 295mm D2 335mm n d 8 23mm 吐出锥管 DN3 250mm D03 350mm D3 395mm n d 8 23mm 成套供应设备范围 电动机一台 底阀一台 闸阀一台 止回阀一台 吐出管一台 钩扳 手一个 水泵经校核符合流量和扬程的要求 3 43 4 二级泵房布置二级泵房布置 水泵机组的排列是泵房布置的重要内容 机组的间距以不能妨碍操作和维修 的需要为原则 因二级泵房的泵选用的是 s 型双吸卧式离心泵 所以用横向排列 横向排列 可能要适当曾加泵房的长度但是 跨度较小 特别是进出水管顺直 水力 条件好 可减少水力损失 故广泛采用 因水泵较多采用横向双行布置 横向排列的各部分尺寸应符合下列要求 1 水泵凸出部分到墙壁的净距 A1 最大设备的宽度 1 0m 1 578m 1 0m 2 578m 2 出水侧水泵基础与墙壁的净距 B1 选用 Z45W 10 型暗杆契式闸阀 L 330m DN 250mm H 680mm 选用蝶阀双门消音止回阀 L 310 DN 250 重 45kg B1 0 33m 0 31m 0 64m 但 B1 是水泵出水侧管理操作的要道所以 B1 2 6m 3 进水侧水泵基础与墙壁的净距 D1 此处安装一个闸阀 同出水管 L 0 33m 但 D1 不得小于 1m 所以 D1 1 8m 4 电动机凸出部分与配电设备的净距 应保证电动机转子检修时能拆卸 并保持一定的距 离 C1 电动机轴长 0 3m 1 38m 2 0m 5 水泵基础之间的净距 E1 C1 1 8m 水泵房的尺寸 L C1 3E1 A1 4L 2 0 5 4 2 587 5 1 985 20m B D1 2b B1 1 8 2 0 2 6 6 4m 3 53 5 起重设备选择起重设备选择 因泵房采用的是单排横向布置 所以要用桥式行车 泵房中最终物体为 980kg 在加上 电动葫芦的重量要超出 1t 所以选用 DL 型电动单梁桥式起重机 起重量为 2t 操纵形式 为操纵是控制 跨度 LK 12m 起升高度 6 30m 运行速度 45m min 电动机型号 ZD1 22 4 功率 1 5 配 套电动葫芦的型号 CD1 速度 8m min 运行 20m min 电源 380v 50HZ 3 相 车轮直径轨道面宽 37 70mm 最大轮压 4 17 轨道主要尺寸 L1 871 5mm L2 1292 5mm B 300mm K 2500mm H 1050mm H1 500mm H2 490mm CD1 6D 电动葫芦 起重 1t 起升高度 6m 钢丝绳直径 7 6mm 主要尺寸 C 255mm e 120mm f