《渭南市經(jīng)開區(qū)給水工程設計》22000字（論文）

設計基礎資料1.1項目背景由于城市日益發(fā)展，用水出現(xiàn)短缺現(xiàn)象，因此國家啟動了南水北調，引黃入渭工程，引黃入渭工程由抽黃供水工程、北水廠工程以及渭河綜合廊橋工程組成，本項目立足于此背景，為緩解渭南市城區(qū)用水資源供需矛盾，設計一給水工程。1.2設計資料經(jīng)開區(qū)位于陜西省渭南市渭河北岸，擬在該區(qū)建設水廠，滿足渭南市城三區(qū)用水要求，總人口為66萬人，用水普及率為98.5%，其中經(jīng)開區(qū)人口為12萬人，樓層的平均高度為六層；臨渭區(qū)為33萬人，樓層的平均高度為7層；高新區(qū)人口為21萬人，樓層的平均高度為八層。本項目擬在絕對標高為+300.00m的地方修建給水廠。建成水廠需向兩個工廠供水，一個是青島啤酒廠，一個是華山牧奶業(yè)。兩個工廠對生產(chǎn)用水有特殊要求，僅需要提供廠區(qū)內工作人員的日常生活用水。1.3自然資料地質資料：該城市土壤種類為黏質土，地下水深9m。降水資料：年平均降水量為816.5mm。常年主導風向資料：西北風。地動資料：6級。水文資料：本設計采用的水源為南水北調工程水源，其最高水位為297m，常水位為292m，最低水位為283m。2設計說明2.1設計概況經(jīng)開區(qū)位于陜西省渭南市渭河北岸，擬在該區(qū)建設水廠，滿足渭南市城三區(qū)用水要求，總人口為66萬人，用水普及率為98.5%，其中經(jīng)開區(qū)人口為12萬人，樓層的平均高度為六層；臨渭區(qū)為33萬人，樓層的平均高度為7層；高新區(qū)人口為21萬人，樓層的平均高度為八層。本項目擬在絕對標高為+300.00m的地方修建給水廠。建成水廠需向兩個工廠供水，一個是青島啤酒廠，一個是華山牧奶業(yè)。兩個工廠對生產(chǎn)用水有特殊要求，僅需要提供廠區(qū)內工作人員的日常生活用水。2.2設計方案結合項目設計背景，設計取水的水源是渭南市南水北調工程的黃河水，水質良好，故采用常規(guī)處理工藝。出水水質需滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）。[4]3給水廠設計計算3.1給水廠規(guī)模確定（1）各類日常生活用水。（2）工廠員工的日常生活用水量。（3）綠化用水量。（4）管網(wǎng)系統(tǒng)輸水過程中漏水損失水量。（5）各類未預見用水量。（6）消防用水量。經(jīng)開區(qū)給水廠擬滿足城三區(qū)用水，總人口為66萬人，用水普及率為98.5%，其中經(jīng)開區(qū)人口為12萬人，臨渭區(qū)為33萬人，高新區(qū)人口為21萬人。總人口在50萬-100萬之間，屬于二類城市，因此查閱《室外給水設計規(guī)范》，選擇250L/（cap·d）作為綜合生活用水定額。[1]1）城市最高日綜合生活用水量Q1 （3-1）2）工廠工作人員生活用水量和淋浴用水量Q2 （m3/d） （3-2）如下表：表SEQ表\*ARABIC1淋浴用水量和生活用水量計算表班制生活用水淋浴用水日用水量合計m3/d一般車間25L/(cap·班)高溫車間35L/(cap·班)一般車間40L/(cap·班)高溫車間60L/(cap·班)每班人數(shù)每班人數(shù)每班人數(shù)每班人數(shù)12200510011004480546.322000450018003910514.13180044007403350429.6Σ1490則Q2=1490m3/d3）綠化用水量Q3查規(guī)范，在本設計中，澆灑道路用水取2.5L/(m2·d)；澆灑綠地用水取2.0L/(m2·d)；渭南市的街道面積約為1443000m2，綠化面積約為137.75m2。則4）給水管網(wǎng)漏失水量Q4管網(wǎng)系統(tǒng)輸水過程中漏水損失水量應按（1）～（3）的總用水量的10%～12%進行計算，在本設計中取10%。則 Q4=（Q1+Q2+Q3）×10%=16762(m2·d) （3-3）（5）各類未預見水量Q5依據(jù)規(guī)范，取（1）～（4）用水量之和的8%～12%，作為Q5，在本設計中取10%。則（6）消防用水量Q6在本設計中，按照有三起火災同時發(fā)生，每次滅火需水90L/s，則：（7）居民區(qū)最高日設計用水量Q7 （3-5）取Q73.2取水泵房設計計算設計取水的水源是渭南市南水北調工程的黃河水，水質良好，南水北調的原水先供給到原水池中儲存，再由泵房取水供給到給水廠進行凈化處理。取水水量為Q=202819×（1+5%）=212959.95m3/d=2.46m3/s3.2.1進水室設計計算水由進水孔流入進水室，本設計中水源來自調水工程，供水量較穩(wěn)定，但在調水水源地干旱時也會發(fā)生水位降低，其中，原水池的常水位為292.00m，最低水位為283.00m，二者相差較大，故用雙重進水孔來保證給水廠的正常運行。由于選擇5臺水泵，因此每層設置5個進水孔。進水室分為5個獨立的隔室，水平分開。每臺泵配有一個格網(wǎng)和一個格柵，每個格柵相互連接。本次設計上取水口上沿設置在正常水位以下1.0m，下取水口上沿設置在設計最低水位以下0.5m。3.2.2格柵設計及計算（1）格柵面積計算： F0=QK1 K2=bb+s故：F0=6.58m2。因為每層5個格柵，故各格柵的面積：f=6.58÷5=1.316㎡取f=1.32㎡；（2）進水孔及格柵尺寸選擇表SEQ表\*ARABIC2進水孔與格柵參數(shù)標準圖號S321-1型號9進水口尺寸/mmB11200H11000格柵尺寸/mmB1300H1100有效面積（m2）13.2.3格網(wǎng)設計計算由于本設計原水來自南水北調工程，在原取水地經(jīng)過了一層格柵過濾，故在本設計中采用平板格網(wǎng)。平板格網(wǎng)面積按下式計算： （3-8） （3-9）故：F1=22.36m2；設5個格網(wǎng)，則單個格網(wǎng)面積為4.48m2。參照圖集，選擇C14平面格網(wǎng)。尺寸參數(shù)如下表所示。表SEQ表\*ARABIC3格網(wǎng)尺寸參數(shù)型號C14進水口尺寸（mm）B12000H12000格網(wǎng)尺寸（mm）B2130H2130有效面積（m2）2.763.2.4其它計算與設備選型（1）標高確定1）設備工作地標高：設備工作地標高=最高水位（由于水源穩(wěn)定供給，取常水位292m）+浪高（因為水源取自調水工程，原水是先儲存在一水池中，因此不需計算浪高）+保護高度=292.0+0.00+0.50=292.5m，水廠所在地標高300.0m,故設備工作地標高取300.0m。2）進水室水位最淺時標高：3）吸水室水位最淺時標高：吸水室水位最淺時標高=進水室最低水位標高-格網(wǎng)水損=282.9-0.15=282.75m4）進水孔的標高：第一層進水孔最上處標高=常水位-1=292-1=291m;第一層進水孔最下處標高=最上處標高-1=291-1=290m；第二層進水孔最上處標高=干水位-0.5=283-0.5=282.5m;第二層進水孔最下處標高=最上處標高-1=282.5-1=281.5m（2）啟閉設備進水方法為通過上進水口進行進水時，將下進水口和閘板合在一起，防止從下進水口流入的沉淀物的沙子進入進水室。（3）進水間的起吊設備起吊設備的作用是將進水間的各種設備吊起進行清洗或檢查。本設計中采用的起重機型號參數(shù)見下表：表SEQ表\*ARABIC4起重設備尺寸參數(shù)起重設備型號起重量（t）提升高度（m）工字鋼型號總重量（Kg）CD11-24D12416-28bGB706-65205起吊設備吊頂距離操作平臺地面高度： H=a+b+c+d+e+f （3-10）H=0.27+0.21+0.3+2.17+0.73=3.68m取H為3.7m，則起吊架標高=3.70+300.0=303.70m。3.2.5水泵設計計算（1）水泵流量設計流量為： Q=202819×（1+5%）=212959.95m3/d=8873m3/h=2.46m3/s （3-11）（2）水泵揚程的估算 H=H1+h1+h2+h3 （3-12）在本設計中，最低水位為283m，凈水廠第一個凈水構筑物的高度為4m，凈水廠所在標高為300m,則：H1=300-283+4=21.00m h1=λv2/2g=1.63m （3-13）水泵有兩根管道用以傳遞水，其輸水時，兩根一起使用，每個管的流量為：Q=8873÷2=4436.5m3/h=1232.36L/s由于選取的輸水管型號為DN1000，并且已知其運水經(jīng)過200m，其輸水速度為1.57，故在運水過程中的水頭損失為0.561。則水泵的設計揚程：H=21.0+1.63+0.561+2.0=25.19m取H＝25.2m（3）水泵選型由以上運算，這里選擇五個500S35型水泵，四臺使用，一臺當作意外時保障正常運行時應用，[2]其具體參數(shù)見下表：表SEQ表\*ARABIC5500S35型水泵的主要參數(shù)型號流量揚程轉速軸功率電動機功率效率吸上高度重量m3/hmr/minkWkW%mKg500S35234028970209.9280854.02210上表所示為水泵在最高效的運行條件下的參數(shù)，在實際運行中，四臺泵均開啟，每臺泵的流量為617L/s，揚程為25.19m。水泵的尺寸如下表所示表SEQ表\*ARABIC6500S35型水泵的外形尺寸型號500S35外形尺寸L1373L1766L2760L3580B1350B1630B21020B3800（4）水泵基礎設計計算：泵功率大于100kW，用無底座安裝。水泵螺栓直徑為42mm，螺紋孔中心和基座邊緣的距離應為0.3m以上，本設計取0.4m。電機螺栓直徑為32毫米，螺紋孔中心與基座邊緣的距離應為0.2m以上，本設計取0.3m。水泵基礎長度：L=0.58+0.4+0.987+0.76+0.3=3.027m，這里取3.1m。水泵基礎寬度：B=0.8+0.4+0.4=1.6m。水泵基礎高度：H=0.002×42+0.2=1.04m。（5）吸水管和出水管計算：吸水管路的設計要求：不漏氣、不積氣、不吸氣。1）吸水管在本設計中取吸水管流速為1.5m/s。則流量為：8873÷3600÷4=0.62m3/s。則吸水管管徑為：0.73m。因此，水泵的吸水管管徑取DN800，此時吸水管管內流速為：1.23m/s，在設計要求范圍內。2）出水管：在本設計中取出水管流速為2.0m/s。流量為8873÷3600÷4=0.62m3/s。則出水管管徑為：0.63m。因此水泵的出水管管徑取DN600，此時出水管管內流速為：2.20m/s，在設計要求范圍內。3.2.6真空泵和排水泵的設計計算（1）真空泵的設計計算本次設計泵的操作方式是非自灌啟動，需要先打開真空泵后再打開水泵，當泵的頂部沖水時，需要立刻關閉真空泵。非自灌啟動法可以有效減小水頭損失，但是裝置比較復雜，需要花費較長的時間去啟動。1）真空泵抽氣量W：真空泵的抽氣量W： (m3/min) （3-14）計算得：W=91.8m3/h=1.53m3/min2）最大真空值Hrmax Hrmax=Zs×9.81=2.70×9.81=26.487kPa （3-15）根據(jù)計算結果，選擇兩臺SZ2型真空泵，一臺備用，并排放置，且公用一個氣水分離罐。具體參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC7真空泵選型參數(shù)真空泵型號抽氣量（m3/min）電動機型號功效（kW）一字型擺放LlBSZ21.65JO2-52-41041001500700（2）排水泵設計在泵房中設置長寬高均為1m的正方形集水坑，若令其在20分鐘內抽完，則所用排水泵的流量為：Q=3.33(m3/h)因此選用兩臺排水泵，其中一臺備用，型號為QX5-10-030型，水泵的各類參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC8QX5-10-030型水泵各類參數(shù)型號流量揚程轉速功率電壓配用水管內徑重量m3/hmr/minkwkwmmKgQX5-10-03051028000.322038183.2.7泵房平面布置（1）機組布置1）機組凈間距L本設計所用離心泵電機功率為280kW，兩臺相鄰泵組之間的凈距按規(guī)范要求不小于1.8m，根據(jù)泵布置尺寸，泵基礎凈距在電機軸長+0.3m到1.5m之間，本次設計電機軸長1.96m，L>1.96+0.3=2.26m，考慮柱子與吸入管、水管通過墻體的距離，每臺機組凈距分別為2.5m、5.9m、3.3m、2.5m。[2]2）泵房跨度跨度為12m。柱距為4.2m。（2）吸水管路布置1）每臺泵均配有一根DN800的吸水管。該管的吸水速度為v=1.234m/s。2）在設計中，最高水位比泵軸要高，所以我們可以在吸入管上安裝閥門。選擇直徑為DN800的型蝸輪傳動暗桿楔式閘閥。（3）出水管路布置1）出水管設計為DN600鋼管，流速為2.20m/s。2）在抽水室內設置管徑為DN1000的泵的排水聯(lián)絡管和2根輸送水管，2根管徑與DN1000的供水管用三通連接。在聯(lián)絡管上設置電動法蘭式蝶閥，型號是DN1000、D941X。（4）吸水池布置水泵室前面有一個吸水池。吸水箱的大小取決于吸水喇叭口的距離。水泵的吸水管深吸水，吸水箱和吸水箱用隔墻隔開為五格。并在中間隔開的墻壁上放著閘門閥和連接管。1）吸水喇叭口直徑D： D=（1.3-1.5）d（mm） （3-16）其中D——吸水管管徑，這里取0.8故D=1.5×0.8=1.2m，查《給水排水標準圖集S3》，在其中選擇一個D為1.2m的喇叭口。2）喇叭口中心線與后墻的距離b b=1.0D=1200mm （3-17）3）喇叭口中心線與側墻的距離C C>1.5D=1800mm （3-18）4）吸水池進水長度L1一般來說，要求從吸水井的網(wǎng)格到吸水喇叭的中心的流程L1≥3D。即：L1≥3×1.2=3.6m，取L1=4m。5）喇叭口中心與進水室進水孔間距L2L2＞4D，設2m為本設計中進水室的寬度，L2=2+4=6m。因此符合要求。6）喇叭口的懸空高度h1取0.8D作為喇叭口的懸空高度，即:h1=0.8×1200=960mm（5）其他布置要點1）在設置在泵室外部的出口時，必須設置卡車可通過的寬3m、高4.5m的閘門。而且在入口設置了寬3米的吊車工作臺。2）水泵室周圍設置了寬1.2米供人通行的過道，并安裝護欄來保障通行安全。3）將潛水泵和潛水備用泵一同放置于集水井里，而把真空泵挨著墻體放置即可。4）采用三室合建的方法，由于水泵工作時會產(chǎn)生較大的噪音，因此需在泵房的上方設置隔音效果良好的操作控制室，其尺寸為12×4.4（米），并在旁邊修建配電室。（6）泵房平面尺寸計算泵房跨度L=12m；泵房總寬度B=L+2×0.25=12.5m；泵房柱距為4.2m，泵房兩側各設置10根柱子；泵房的總長度為L=4.2×11+0.25×2=46.7m。（7）進水間平面尺寸計算1）長度計算靠左第一個吸水口和側壁的距離為2m，靠右第一個吸水口和側壁的距離為1.8m，每兩個吸水管的距離=對應單元的凈間隔+基礎長度?？色@?。何铱傞L度L=1.8+2.5+5.9+3.3+2.5+3.1×4+2+0.37×2=31.14m進水室總長度=吸水室總長度=31.14m2）寬度計算進水間前墻距后墻的長度B1=2+0.12×2=2.24m。凈寬度為2m吸水池前墻距后墻的長度：B2=吸水喇叭口中心距后墻軸線的長度+吸水池進水長度=4+1.2+0.25=5.45m，凈寬度為5.08m3.2.8高程布置（1）水泵安裝高度計算水泵安裝高度為： （3-19）本設計中選取允許吸上真空高度為4m的水泵，[Hs]取90%H，因此： [Hs]=90%Hs=4×90%=3.6m （3-20）進水口的直徑為DN500，流量為0.62m3/s，因此進水口流速為3.16m/s。吸水管的管徑為800mm，流速為1.234m/s，1000i=1.07×1.2342÷0.81.3=2.178。局部水頭損失計算結果如下表所示：表SEQ表\*ARABIC9局部水頭損失計算表配件名稱90°彎頭偏心漸縮管喇叭口和水泵入口Σξ數(shù)量111/規(guī)格DN800DN800-500//局部阻力系數(shù)1.050.211.12.36則水泵最大安裝高度為：Hss=2.89m安全起見，這里取最大安裝高度為2.7m。泵軸的標高=吸水室最低水位+安裝高度=282.75+2.7=285.45m（2）起重設備選擇該項目中最重是10公斤重的臥式離心泵500s35。由于泵房深度較大，采用USADA電動滾梁橋作為提升設備，設計采用標準12米加長泵房，可采用LK范圍=10.5m的橋式起重機，采用電動梁式起重機Ldt4-S，相關起重機參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC10LDT4-S型電動單梁起重機技術數(shù)據(jù)型號起重量跨度重量HWE電動葫蘆tmkgmmmmmmLDT4-S410.525455872000476AS310-164/1圖SEQ圖\*ARABIC1LDT4-S型起重設備安裝尺寸圖（3）泵房高度泵房地面層標高=設計最高水位+浪高+安全高度=292.0+0+0.5=292.5m，由于室外地坪標高為300.0m，所以泵房地坪標高取300.0m。泵房室內地面標高=泵軸標高-基礎高出地面高度-泵軸線到基礎表面的高度=284.45-0.4-0.80=283.25m因此地面層下部分泵房的高度為300.0-283.25=16.75m，因此本設計采用地下式泵房。泵房高度： H=H1+H2 （3-21） H1=a+b+c+d+h+h1+h2 （3-22）因此H1=0.587+0.910+2.352+1.27+1.5+0.2+0.2=7.019m取H1=7.1m，則有H=H1+H2=16.75+7.100=23.85m。（4）通風設備由于本次設計泵房較深，為防止泵房通風不暢，采用機械通風方式，選用的通風設備參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC11T35-11型軸流通風機主要參數(shù)機號葉輪直徑mm風量m3/h全壓Pa電動機型號電動機功率Kw5.656010739173YSF-80140.75（5）噪聲消除和水錘消除1）噪聲消除

采用結構簡單的水冷消聲器發(fā)。消音器的主要消聲功能是中高頻。它不僅降噪量大，而且壓力損失小，消聲效果明顯。

2）水錘消除優(yōu)點是在管內壓力下降時，可以及時的在水錘壓力升高前，將水排出，效地消除水錘造成的破壞。3.3給水處理廠工藝設計計算3.3.1混凝（1）混凝劑的選擇凈水混凝必須滿足以下要求：混凝效果好、在使用過程中簡單易操作、不會對人體健康造成損害、易于購得且便宜。[3]常用的混凝劑如下：硫酸鋁：固體硫酸鋁易運輸，但是制備方法繁瑣困難，水解緩慢；而且液態(tài)硫酸鋁需要罐裝運輸。聚合氯化鋁（PAC）具有較強的凈化效率、試劑消耗低、濁度低、鉻含量低、易過濾等特點，特別是在原水中濁度較高時；溫度適應性強，pH值值域高（5-9）；便于操作，溫和無強腐蝕性；設備簡單，操作方便，價格低廉。三氯化鐵：三氯化鐵的pH范圍寬，能夠形成較大密度的絮體，硫酸鋁對低溫水和低濁度水的效果更好但它具有很強的腐蝕性，容易吸水而難以保存。硫酸亞鐵：能夠在短時間內形成穩(wěn)定的絮凝體，但是具有較強的腐蝕性，因此適合處理濁度很高且強堿度的水。通過比較和借鑒關中地區(qū)現(xiàn)有水廠的處理經(jīng)驗，確定采用（PAC）作為混凝劑，根據(jù)關中地區(qū)某水廠總結的最大PAC用量與濁度的關系：表SEQ表\*ARABIC12最大PAC用量與濁度的關系濁度項目10度10-80度(x)80度80-1000度(x)1000度原料3.3g/t0.38x-0.5(g/t)30g/t0.05x+26(g/t)70g/t則水廠聚合氯化鋁的最大投加量為56.0g/t，不需再加助凝劑（2）藥劑配置1）溶液池設計計算 ，取38m （3-23）其中n——每天需要配置幾次，在本設計中，每天配置兩次。在本設計中，溶液池具有2.5m的有效高度，而溶液池底部沉渣所占有的高度為0.2m，超高0.3m。因此溶液池的總高度3.0m，橫截面為2.8m×2.8m的正方形，因此其有效容積為2.82.82.5=19.6m3，需要總容積大于38m3，因此設置兩個該尺寸的溶液池即可，為了防止意外情況的發(fā)生，另外設置一個同尺寸的溶液池備用。溶液池采用鋼筋混凝土結構，工作臺寬1.5m，安全起見，在工作臺周圍安裝欄桿，為了更好的排水，在池底設置有坡度為0.03的緩坡，另外還在池底設管徑為DN100的排氣管，在溶液池高2.8m的位置設管徑為DN100的溢流管。2）溶解池設計計算 （3-24）其中——溶液池容積，m3；——溶解池容積，m3。當池底尺寸為1.8m～1.8m時，單池有效容積為1.8×1.8×1.6=5.18m，滿足設計要求。溶解池為鋼筋混凝土結構，為了保障工作人員的人身安全，在池周設置圍欄，高1m。池底坡度為0.03。（3）藥劑投加采用計量泵投加的方式投加藥劑（4）藥劑混合設計水量：Q=2.46/4=0.615m3/s；設計流速：管內流速不宜小于1m/s，本設計取1.2m/s；設計管徑：D===0.808m，取800mm； （3-25）失水量計算： h=0.1184， （3-26）求得h=0.320m。本設計采用雙孔加藥的方式來使藥劑分布的更加均勻。在管式靜態(tài)混合器之后，用一根1m長的管管徑為800mm的管道與絮凝池相接。3.3.2絮凝設計計算（1）工藝選擇絮凝工藝是水處理工藝中不可缺少的一步，它是指利用專業(yè)設備將絮凝劑投加入原水中并且混合產(chǎn)生可以沉淀過濾的絮體的過程。絮凝池分為很多類型，在大方面可分為水力攪拌式和機械攪拌式兩種類型，目前廣泛應用的類型主要有隔板絮凝池、折板絮凝池、機械絮凝池和格柵絮凝池。隔板絮凝池常常被應用于規(guī)模較大的給水廠，因為其具有簡單的構造，所以方便工作人員日常的管理維修。它的缺點在于一旦流量不穩(wěn)定，出現(xiàn)較大變化時，他的絮凝效果也會隨之變得不穩(wěn)定而且沒有理想的水流條件，很大一部分都是無效能耗，需要很長的絮凝時間以及較大的池容。另外，由于此類絮凝池有較大的水流轉角，還會造成絮體的破碎。折板絮凝池在工程實踐中應用廣泛。這種絮凝池通過在池中設置同波和異波折板，來改善水流條件。但折板絮凝池板間距小，安裝維護困難。機械絮凝池絮凝效果佳，水損小。能調節(jié)絮體形成的速度，以保證絮凝效果。但是機械絮凝池需要經(jīng)常對他進行養(yǎng)護維修。格網(wǎng)絮凝池設計為多網(wǎng)格豎井回流式，它具有良好的絮凝效果，可在短時間內快速絮凝，而且不會造成大的水頭損失。但根據(jù)已建格柵和格柵絮凝池的運行經(jīng)驗，末端池底仍有污泥堆積。一些自來水廠發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)上有藻類生長，電網(wǎng)被堵塞。本設計采用豎流單通道折板絮凝池。四個絮凝池并聯(lián)運行。各絮凝池寬度b=12m，有效水深h=3.3m，超高0.3m。每個絮凝池分為三組，每組寬3.9m，用0.15m寬隔板隔開。各組處理量為0.205m/s。每個部分被分成三個串聯(lián)的網(wǎng)格。折疊板的角度是90度，板寬500mm，波高C=0.355m，材料為鋼筋混凝土板，厚度t=50mm。有關參數(shù)選擇，請參閱手冊和《豎流折板絮凝工藝的設計與運行》一文。（2）異波區(qū)設計計算1）參數(shù)計算設通道寬m為1.4m，中間水流峰速v1＝0.35m/s，則 b1＝Qbv1＝0.205 b2＝b1+2c＝0.418+2×0.355＝1.128m；（3-28）b3＝0.93m； b4＝b3+c＝0.93+0.355＝1.285m； （3-29） v2＝Qmb2＝0.205 v3＝Qmb3＝0.205 v4＝Qmb4＝0.2052）各部分水頭損失計算h1＝0.2×0.005＝0.0010m；h3＝0.2×0.00057＝0.00014m；設進口流速0.3m/s，則進口水損：h5＝3×0.322×9.81＝0.0138m上轉彎水深取0.59m，則過水流速為0.236m/s，水頭損失h6＝1.8×0.2362下轉彎水深取0.59m，則過水流速為0.236m/s，水頭損失h7＝3×0.23623）總水頭損失計算h＝0.0138+2×0.0050+0.0087+6×(0.0010+0.0054+0.0001+0.0007)＝0.0757m則每組絮凝池異波區(qū)總水損： H1＝3?＝3×0.0757＝0.227m4T1值、G1值和GT1值 T1＝VQ＝3×3.9×1.4×3.30.205＝263.67s； G1＝γH1μT1GT1＝85.17×263＝22399.71（3）同波區(qū)設計計算1）參數(shù)計算bb2＝bb3b4＝b取流速v2’＝0.23m/s，則通道寬m＝1.6m，則 v1＝Qmb1＝0.2051.6×0.76＝ v2＝Qmb2＝0.205 v3＝Qmb3＝0.205 v4＝Qmb4＝0.2052）各部分水頭損失計算h1＝εv222g＝0.6×h3＝0.2×0.0005＝0.0001m； （3-44）h4＝[1+ε2－(F3F4)2]v322g＝[1+0.05－(h5＝3×0.232h6＝1.8×0.1262水頭損失h7＝3×0.12623）總水損計算每格絮凝池水損：則每組絮凝池同波區(qū)總水頭損失：H2＝3h＝3×0.0287＝0.0861m4T2值、G2值和GT2值 T2＝VQ＝3×3.9×1.6×3.30.205＝301s； G2＝γH2μT2 GT2＝52.4×320＝15772.4 （3-48）（4）平板區(qū)設計計算1）參數(shù)計算設通道寬m＝1.6m，擋板厚0.08m，則板距b＝＝3.9?3×0.084則通道流速 v＝Qbm＝0.2051.6×0.915＝0.140m/s，滿足要求。2）各部分水頭損失計算設進口流速0.14m/s，則進口水損：h1＝3×0.142轉彎水深取1.2m，則過水流速為0.10m/s，水損h2＝3×0.1023）總水頭損失計算每格絮凝池水損：h＝0.003+3×0.0015＝0.0075m則每組絮凝池平板區(qū)總水損：H3＝3h＝3×0.0075＝0.0225m4）T3值、G3值和GT3值 T3＝VQ＝3×3.9×1.6×3.30.205＝301s；G3＝γH3μ3GT3＝27.73×301＝8346.7（5）校核1）絮凝總時間T＝T1+T2+T3=263.67+301+301＝865s＝14.42min，滿足要求。2）平均速度梯度G＝＝85.71+51.4+27.733＝54.94s-13）GT＝865×54.94＝47523，滿足要求。4）絮凝區(qū)總長度L＝1.4×3＋1.6×6+0.1×8＝14.6m（隔墻厚度取0.1）。5）絮凝池總水頭損失H＝H1+H2+H3=0.227+0.0861+0.0225＝0.3356m。（6）進水與出水進水口用寬度×高度=0.9m×0.8m的渠道配水時，渠道起點流速v=0.821m/s。異波區(qū)的第一格絮凝池從底部進水，進水尺寸為0.8m×0.8m；同波區(qū)進口尺寸為長度×高度=0.88m×1.0m；平板區(qū)進水口尺寸為長度×高度=0.88m×1.5m，絮凝池的最后一個網(wǎng)格與穿孔花墻相連，有1m寬的廊道，以便均勻配水，并在廊道底部設排泥管。（7）排泥一般來說，絮凝池是不需要進行排泥的，但本設計采取的絮凝工藝末端流速很低，而且上下混合，非常容易造成污泥在絮凝池底部淤積，故在本設計中，采用DN200排泥管進行排泥。3.3.3沉淀池設計計算（1）工藝選擇平流沉淀池的優(yōu)點是：1）成本低；2）便于操作管理，易于施工；3）能夠適應比較臟的污水，具有很大的處理潛力，并且處理效果較為穩(wěn)定；缺點是：1）不節(jié)省空間，占地面積與其他沉淀池相比略大；2）若無排泥設備，則會造成排泥困難的問題；（2）設計計算1）流量計算采用四組沉淀池并聯(lián)使用，則每組設計流量Q=2.46/4=0.615m/s2）有效容積令沉淀時間t=2h，則沉淀池有效容積 V=Qt=0.6152×60×60=4428m （3-51）3）設計長度水平流速v采用0.015m/s，則沉淀池設計長度 L=vt=60×60×0.015×2=108m （3-52）4）設計寬度及高度有效水深h采用3.3m，則沉淀池設計寬度 B==4428108×3.在沉淀池內設置一道0.3m厚的導流墻，將沉淀池分為兩格，每格寬度6.25m。則沉淀池實際深度 H====3.417m （3-54）設底部泥層厚0.3m，超高取0.2m，則沉淀池總高取3.9m。5）校核長深比、長寬比長深比L/h=108/3.3=32.7>10，滿足要求。長寬比L/B=108/12.5=8.64>4，滿足要求。6）復核沉淀池中水流的穩(wěn)定性，計算弗勞德數(shù) （3-55）弗勞德數(shù)介于之間，滿足要求。進水系統(tǒng)控制孔口流速，使其不大于絮凝池的最后一檔流速，以免由于流速過快而造成的絮凝體破碎，故v=0.12m/s。[6]則孔口的總面積為 （3-56）如果每個孔的高度和寬度分別為18cm和16cm，則每個孔的面積為0.0288m2，需要168個孔。從上至下第一排孔口淹沒高度為0.25m，由下至上第一排的孔口最低出到池底的距離為0.8m，每兩排孔口具有0.16m的高差h=0.25+7×0.16+7×0.18+0.18+0.8=3.61m設計單數(shù)排兩邊的孔口與池壁的距離為0.09m，每個孔口之間間隔0.395m，則單數(shù)排孔口分布長度l1=0.09+(0.395+0.16)21+0.16+0.09=11.995m。設計雙數(shù)排兩邊的孔口與池壁的距離為0.37m，每個孔口之間間隔0.395m，則雙數(shù)排孔口分布長度l2=0.37+(0.395+0.16)20+0.37+0.16=12m。進口水頭損失 （3-57）有計算可知，水頭損失非常小。但為了避免意外情況的發(fā)生，取50mm。（4）出水系統(tǒng)1）出水方式上層清水必須盡量倒出，避免下層沉淀水翻騰，收集時必須采用指槽收集的方式。沉淀池采用三角堰溢流至指槽。三角堰由90度鋼板制成，高0.1米，寬0.2米。水從中間兩側和兩側收集。[7]2）溢流率計算本設計需要設計8條1.5m×10.5m的溢流堰，則溢流堰總長為0.35×7+10.582=170.45m，溢流率為292.29m3/(m.d)300m3/(m.d)，因此滿足設計要求。3）三角堰計算根據(jù)手冊，本設計取堰上水頭高度為0.05mq1=1.343H12.47 q1=1.343H12.47=1.350.052.47=0.819L/s （3-58）則三角堰個數(shù) n==706個 （3-59）三角堰中心距l(xiāng)==0.2549m4）集水槽計算集水槽寬度B B=0.9Q0.4 （3-60）B=0.9Q0.4=0.9(1.30.615/8)0.4=0.358m集水槽起點水深H1H1=0.75B=0.750.358=0.268m集水槽終點水深H2H2=1.25B=1.250.358=0.447m考慮到后續(xù)施工問題，集水槽的底部平面不設計坡度，槽內水的平均深度為45m。設堰口與集水槽頂?shù)木嚯x為0.05m，與槽內水位的距離為0.1m，則集水槽總高HH=0.45+0.1-0.05=0.50m5）出水渠計算出水渠始端水深 H’=1.73=0.697m，取0.7m （3-61）出水渠總深度H=H’+0.1+0.15-0.05=0.9m渠內流速 v1=Q/S==0.88m/s （3-62）設沉淀池出水管管徑為DN900，則管內流速v2=4QπD（5）排泥系統(tǒng)為了使排泥效果更佳，在本設計中采用機械抽吸的方式進行排泥作業(yè)，這種排泥方式，不用考慮設置存儲污泥的地方，充分利用沉淀池的溶劑，無需經(jīng)常清洗，大大的節(jié)約了人力成本。3.3.4過濾工藝選擇目前來講，應用較為廣泛的濾池有以下幾種類型：普通快速濾池：過濾效果良好，能有效應用于各類水廠，缺點在于配件較多，運行復雜。無閥濾池：適用于規(guī)模不大的凈水廠，成本低、管理方便。但是其結構復雜，不利于裝卸濾料，可能導致過濾前構筑物標高增加，不利于標高布置。V型過濾器：采用均質濾料，提高濾層的含污能力，反沖洗效果好。結構復雜。適用于規(guī)模較大自來水廠。虹吸過濾器：無需大閥門，自動運行，無需復雜操作。土建結構復雜，水池深。適用于中型自來水廠。經(jīng)過比較上述濾池，選擇了四個的快速濾池并聯(lián)工作。設計計算基本參數(shù)流量計算：Q=0.615m/s濾料：采用上層為厚度0.4m無煙煤，下層為厚度0.4m石英砂的雙層濾料進行過濾。濾速：取v=10m/h工作周期：1d承托層：如下表所示表SEQ表\*ARABIC13承托層配料層次(自上而下)1234材料礫石礫石礫石礫石粒徑(mm)2~44~88~1616~32厚度(mm)100100100本層頂面高度至少應高出配水系統(tǒng)孔眼100反沖洗方式：水沖沖洗強度：15L/(s.m2)沖洗時間：7min2）平面布置1d為周期進行工作，每個周期花費0.2h進行沖洗操作，可得濾池實際工作時長為：h每組濾池總面積： （3-64）每組濾池分為五格，排列方式為對其單列。則每格面積為44.6m2，取尺寸為10m×4m。則濾池實際面積為10mm=40m2實際濾速為校核強制濾速：m/h，在12~16m/h之間，符合要求。 （3-65）3）濾池高度H=h1+h2+h3+h4+h5則濾池總高度H=0.4+0.8+0.15+0.3+1.8=3.45m。配水系統(tǒng)采用穿孔管大阻力配水系統(tǒng)1）干管計算 Q=fq=4015=600L/s （3-66）池子底部鋪設干管，池頂打孔，孔口用擋板進行遮蓋。2）支管計算支管中心間距取0.25m支管數(shù)n=2=80根，兩側各布置40根。 支管長 （3-67）每根支管入口流量q==7.5L/s。支管管徑選用d=0.07m，那么始端流速為v=1.96m/s。3）孔口計算孔口流速采用v=6m/s故孔口面積f=m2孔口總面積與濾池總面積之比K=0.0025，滿足設計要求?？卓谥睆讲捎?.01m，則單個孔口的面積為孔口數(shù)m=個，取1274個。每根支管孔口數(shù)為個4）孔口水頭損失支管壁厚采用δ＝5mm，流量系數(shù)μ取0.68水頭損失： （3-68）5）配水系統(tǒng)校核實際孔口數(shù)m=8016=1280個；實際孔口總面積f=1280；實際孔口流速v=；實際開孔比K=；支管長度與直徑之比=＜60，滿足要求；干管橫截面積與支管總橫截面積之比=，稍小于1.75；孔口總面積與支管總橫截面積之比=＜0.5，滿足要求；＜0.29，配水均勻性達到95%以上，滿足要求。排水系統(tǒng)沖洗時，廢水通過排水槽兩邊流入排水槽中，最后各個排水槽中收集到的廢水全部流入廢水通道，在廢水通道的最末端流入一排水立管，通過該立管進行排放。每一個濾池有兩個排水槽，槽長，中心間距每槽排水量 =0.3 （3-69）采用三角形標準斷面 x＝0.45Q0.4排＝0.45×0.30.4＝0.277m （3-70）排水槽頂距砂面高度： H＝eh3+2.5x+δ+h＝0.5×0.8+2.5×0.277+0.06+0.06＝1.215m （3-71）其中e——濾層膨脹度，取50%——濾料層高度，m——排水槽底厚，取0.06m——排水槽保護高度，取0.06m沖洗排水槽在水平面的總面積：排水槽總平面積與濾池面積之比：，稍大于25%。3.3.5消毒消毒是水處理過程中不可或缺的一環(huán)，他是指在過濾后的水中添加消毒藥劑去消滅水中的各類微生物，常用的消毒方法有如下幾種。液氯是最常見的消毒藥劑，他的消殺效果非常好，成本低，能達到短時消毒的效果，5min即可殺滅99%以上的細菌。并且可以在管道中長時間停留，因此消毒的效果更持久，可以有效防止微生物在輸水過程中再生，但當水中有機物含量較高時，易產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物。二氧化氯是一種氧化消毒能力強的消毒劑，能夠吸附并滲透各種微生物的細胞壁，與氯消毒相比，也能在管道中長時間的停留，并且不會產(chǎn)生有毒的消毒副產(chǎn)物，不太被水pH值所影響。臭氧具有很強的氧化性，能迅速殺滅細菌和病毒，其主要優(yōu)點是不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，殺菌能力強，但由于臭氧不穩(wěn)定，在供水管網(wǎng)中無法長期穩(wěn)定存在，因此不能保證在供水過程中避免微生物再生造成的二次污染問題，因此在使用臭氧消毒之后，還要添加氯或是二氧化氯，來保證管網(wǎng)中的殺菌效果持久，避免二次污染的發(fā)生，由于臭氧制備設施復雜，投資大，因此在我國使用較少。[3]（1）工藝的選擇通過對以上方案的比較，本次設計采用液氯消毒，結合本次工程的水質特點，參考類似凈水廠的經(jīng)驗，最大添加量為a=1.0mg/l，氯氣與水的接觸時間不小于30min。（2）加氯量的確定 Q＝0.001aQ’ （3-72）式中，Q——加氯量；a——最大投加氯量，mg/L；Q’——處理水量，m3/d。則每天加氯量為Q＝0.001aQ’＝0.001×1×202819＝202.819kg/d＝8.45kg/h儲氯量(按15d考慮)：G＝15Q＝15×203＝3045kg取3.1t（3）加氯設備的選擇1）加氯機采用兩臺墻掛式真空加氯機，為了防止意外情況的發(fā)生，另加一臺作為備用。每臺加氯量在0-5kg/h之間。2）氯瓶使用容量為500kg的氯瓶，單個尺寸為直徑0.6m，長度1.8m，重量400kg，共有6個氯瓶可交替使用。3）自動檢測與控制裝置計算機可以根據(jù)余氯量的不同，以過濾水流量為推進劑變量，余氯量為反饋變量對氯含量進行控制。3.3.6清水池（1）容積計算有效容積： W=W1+W2+W3+W4（m3） （3-73）其中W1——調節(jié)容積，根據(jù)管網(wǎng)部分計算可知取24338m3W2——生產(chǎn)用水，這里取5%最高日用水量W3——消防貯水，W3=TQ7×3600/1000=3.6TQ7其中T——火災被撲滅所用時間，本設計取2hQ7——在消防過程中所需的水量，L/s.W4——安全儲水量。按取0.5%最高日用水量。 W3=TQ1=2×270×3.6=1944m3 （3-74） W2=5%Qd=5%×202819=10140.9m3 （3-75） W4=0.5%Qd=0.5%×202819=1014m3 （3-76）清水池的有效容積：W=W1+W2+W3+W4=24338+10140.9+1944+1014=37436.9m3為了減小清水池容積，濾池采用水箱反沖洗的方式，故減小了W2，因此取清水池總容積為36000m3，分成4座，每座容積9000m3（2）平面計算清水池長45m，寬45m，高4.5m因此清水池的實際容積為9112.5m3，滿足要求。為了保險起見取0.3m超高，則總高度為4.8m。（3）管道系統(tǒng)1）進水管進出水管分別布置在不同位置，以促進水循環(huán)。為避免進水管因池內水位變化而產(chǎn)生空氣阻力，進水管入池后用彎頭下彎。通過最高日平均時來確定管徑，管內流速大于0.7m/s小于1.0m/s。Q＝0.615m3/s進水管管徑采為1m，流速為0.762m/s，因此滿足要求。2）出水管在本設計中，每個清水池均配備出水管，并以水泵形式設置，直接彎入池底吸水坑吸水，然后通過出水管排入二泵房的吸水井中。在管端設直徑為1.3m的喇叭口。出水管管徑按最大日最大時用水量計算，管內流速大于0.7m/s小于1.0m/s。Q＝113184m3/h＝0.786m3出水管管徑采用DN1000，管內流速為0.98m/s，滿足要求。3）溢流管溢流管直徑也采用DN1000。并在管端設DN1300的喇叭口，在出口處覆蓋網(wǎng)罩以防小蟲子由出口進入池中破壞水質。4）排水管令池底具有傾斜向集水坑的坡度，以方便池子排水，排水時長取2h，則排水管管徑為DN1200。池內設置一定的傾斜度以便于將池子中的水排空，朝水坑傾斜i＝5‰，如果排空時間為2h，排水管直徑為DN1200。（4）清水池的布置4）覆土厚度此處取清水池頂部覆土厚度為0.5m，并加以綠化。5）集水坑集水坑尺寸為長×寬×高＝10m×4.2m×2m。1）導流墻為了防止池內出現(xiàn)死角地帶，設導流墻，氯與水水接觸時間應超過半小時。每個水池配置4個導流墻，將水池分為5格，每格寬9m。底部以1.0m為間隔設置0.1×0.1m的過水孔，方便清掃。2）檢修孔水池頂安裝3個圓形維修孔，直徑1.4m，并在孔頂設置防水蓋板。3）通氣管在池頂均勻設置15個通氣管來防止通氣不暢的發(fā)生，其管徑為DN200，在地面上的部分長短不一交錯布置，各高出地面0.9m、1.4m，以方便空氣的流通。4）覆土厚度這里將水池頂部的土覆蓋厚度設為0.5米并進行綠化。5）集水坑集水坑尺寸為長10m寬4.2m高2m3.3.7凈水廠的平面布置（1）生產(chǎn)性構筑物凈水系統(tǒng)中用于凈水工藝的各個構筑物。（2）輔助設施輔助生產(chǎn)設施包括自來水廠的辦公樓、放置水表儀器以及藥劑的倉庫、維修車間、砂場、管件場、變電站等。輔助生活設施包括食堂、宿舍和接待室。（3）各種管道廠區(qū)需鋪設各種消防管、自用管、加藥管等各類管道（4）其他設施其他設施包括廠區(qū)的門、圍墻、燈、路等。3.3凈水廠高程布置（1）水頭損失的計算在凈水過程中，構筑物主要依賴于重力流。水頭整體損失包括結構本身、連接管道、測量設備等造成的水頭損失。過程結構中的水頭損失與結構類型和結構有關。具體值見下表表SEQ表\*ARABIC14水頭損失計算表處理構筑物及管線局部水損(m)沿程水損(m)總水損(m)管式靜態(tài)混合器0.3180.318混合器——絮凝池0.0680.0020.070折板絮凝池0.3310.331絮凝池——沉淀池0.0500.050平流式沉淀池0.3000.300沉淀池——濾池0.1640.0310.195普通快濾池2.5002.500濾池——清水池0.1250.1380.263清水池——吸水井0.0800.0700.150合計4.176（2）各構筑物標高計算1）清水池清水池最高水位標高＝水廠地面標高＝300.00m2）普通快濾池濾池水面標高＝清水池最高水位+清水池到濾池出水連接管渠的水頭損失+濾池的最大作用水頭＝300.00+0.26+2.50＝302.76m3）平流沉淀池沉淀池出水渠水面標高＝濾池水面標高+沉淀池到濾池的連接管渠水頭損失＝302.76+0.20＝302.96m沉淀池集水槽水面標高＝沉淀池出水渠水面標高+跌水＝302.96+0.15＝303.11m沉淀池沉淀區(qū)水面標高＝沉淀池集水槽水面標高+跌水＝303.11+0.15＝303.26m4）絮凝池與沉淀池連接渠絮凝池與沉淀池連接渠水面標高＝沉淀池水面標高+沉淀池配水穿孔墻的水頭損失＝303.26+0.05＝303.31m5）折板絮凝池絮凝池起端水面標高＝連接渠水面標高+絮凝池水頭損失＝303.31+0.33＝303.64m3.4二級泵房設計計算在給水系統(tǒng)的設計計算中，一般來說，需要在清水池后設置二級泵房，用來滿足向管網(wǎng)供水所需的水壓以及揚程。3.4.1水泵選型通過計算可知，用水時變化系數(shù)Kh=1.27，因此二級泵房的設計流量為Q=Qh=10732.49m3/h=2981.3L/s=2.9810m3/s，取2.98m3/s，有兩種備選方案：方案一4臺24Sh-19型水泵。三臺工作，一臺備用。方案二5臺24sh-19A型水泵。四臺工作，一臺備用。表SEQ表\*ARABIC15水泵性能表水泵型號流量（L/s）揚程（m）轉速（r/min）軸功率（kW）電機功率（kW）效率（%）葉輪直徑(mm)允許吸上真空高度（m）24sh-19700~110037~22970295~27938085~895402.524sh-19A600~100031.5~20970187~20722080~84.54502.5綜合上表對比可知，方案一的能量利用略好于方案二，且泵臺數(shù)更為合理，因此最終選擇方案一。由于的泵的電動機功率大于100kW，所以采用無底座安裝。根據(jù)4臺24sh-19型水泵的要求選JRQ-147-6型電動機4臺。表SEQ表\*ARABIC16電機配置表水泵型號軸功率（kW）轉速（r/min）電機型號電機功率（kW）24sh-19295~279970JSQ-1510-83803.4.2機組基礎尺寸的確定機組的基礎地基應當堅實，不可以澆筑在松軟的地基上，以免后期會塌陷?；A的作用為支撐起機組的運行，分擔機組運行時所產(chǎn)生的震動，避免由于機組運行震動而造成的地面塌陷沉降，因此，對于基礎而言，不知需要能夠承受機組的凈荷，還要承受機組運行時產(chǎn)生的機械力，由于所選的泵采用無底座的安裝方式，因此選用混凝土塊式作為基礎。[7]表SEQ表\*ARABIC17水泵及電機尺寸表水泵電機W/kgL/mB/mH/m型號/kg型號/kgJRQ-147-62400JSQ-1510-8185037803.71.00.83 W=Wp＋Wm=2400×9.80＋1850×9.80=42650N （3-77）基礎深度H按下式計算:H=3.0×W/(L×B×y)其中L——基礎長度，L=3.7m；B——基礎寬度，B=1.0m；Y——材料容重，在本設計中，機組基礎為混凝土材料，y=23520N/m3H=3.0×42650/(3.7×1.0×23520)=1.43機組基礎的實際深度應包括泵房地板，應為3m。3.4.3吸水管和出水管計算吸水管路的設計要求：不漏氣、不積氣、不吸氣。1）吸水管吸水管管徑取DN900，QUOTE此時吸水管管內流速為：1.54m/s，在設計要求范圍內。2）出水管：吸水管管徑取DN900，QUOTE此時吸水管管內流速為：1.54m/s，在設計要求范圍內。3.4.4真空泵設計計算本次設計泵的操作方式是非自灌啟動，需要先打開真空泵后再打開水泵，當泵的頂部沖水時，需要立刻關閉真空泵。非自灌啟動法可以有效減小水頭損失，但是裝置比較復雜，需要花費較長的時間去啟動。（1）真空泵抽氣流量W （3-78）W=1.10××=1.21m3/min（2）最大真空值Hvmax Hvmax=Zs×9.81=0.70×9.81=6.9（kPa） （3-79）選擇一臺真空泵型號為SZ2的真空泵，為了保證在意外情況下泵站仍能正常運行，保障人民群眾以及企業(yè)的正常用水，再選擇同型號的一臺真空泵作為備用，當發(fā)生意外情況，立即啟用備用泵，真空泵與所選備用泵共用一個氣水分離罐，并排擺放，各項參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC18SZ2型真空泵主要參數(shù)真空泵型號抽氣量（m3/min）電動機型號功效（kW）一字型布置LlBSZ21.65JO2-52-41041001500700（2）排水泵設計在泵房中設置長寬高均為1m的正方形集水坑，若令其在20分鐘內抽完，則所用排水泵的流量為：Q=3.33(m3/h)因表SEQ表\*ARABIC19QX5-10-030型水泵各類參數(shù)型號流量揚程轉速功率電壓配用水管內徑重量m3/hmr/minkwkwmmKgQX5-10-03051028000.322038183.4.5泵房平面布置（1）機組布置1）機組凈間距L本次設計電機軸長1.96m，L>1.96+0.3=2.26m，考慮柱子與吸入管、水管通過墻體的距離，每臺機組凈距分別為2.5m、5.9m、3.3m、2.5m。2）泵房跨度本設計采取預制構件屋面梁為標準，跨度為12m。柱距為4.2m。3）用漸縮管、法蘭、短管以及蝶閥所占的幾何長度來確定水泵與前后墻之間所隔開的距離。（2）吸水管路布置1）每臺泵均配有一根DN800的吸水管從吸水室中進行抽水工作。該吸水管的吸水速度為v=1.234m/s。2）在設計中，最高水位比泵軸要高，所以我們可以在吸入管上安裝閥門。選擇直徑為DN800的型蝸輪傳動暗桿楔式閘閥。（3）出水管路布置1）出水管采用直徑為DN600焊接接口的鋼管，流速為2.20m/s。2）在抽水室內設置管徑為DN1000的泵的排水聯(lián)絡管和2根輸送水管，2根管徑與DN1000的供水管用三通連接。在聯(lián)絡管上設置電動法蘭式蝶閥，型號是DN1000、D941X。（4）吸水池布置水泵室前面有一個吸水池。吸水箱的大小取決于吸水喇叭口的距離。水泵的吸水管深吸水，吸水箱和吸水箱用隔墻隔開為五格。并在中間隔開的墻壁上放著閘門閥和連接管。1）吸水喇叭口直徑D： D=（1.3-1.5）d（mm） （3-80）其中D——吸水管管徑，這里取0.8故D=1.5×0.8=1.2m，查《給水排水標準圖集S3》，在其中選擇一個D為1.2m的喇叭口。[8]2）喇叭口中心線與后墻的距離b b=1.0D=1.0×1200=1200mm （3-81）3）喇叭口中心線與側墻的距離C C>1.5D=1.5×1200=1800mm （3-82）4）吸水池進水長度L1L1≥3D。即：L1≥3×1.2=3.6m，取L1=4m。5）喇叭口中心與進水室進水孔間距L2L2＞4D，設2m為本設計中進水室的寬度，L2=2+4=6m。因此符合要求。6）喇叭口的懸空高度h1取0.8D作為喇叭口的懸空高度，即：h1=0.8×1200=960mm（5）其他布置要點1）在設置在泵室外部的出口時，必須設置卡車可通過的寬3m、高4.5m的閘門。而且在入口設置了寬3m的吊車工作臺。2）水泵室周圍設置了寬1.2m供人通行的過道，并安裝護欄來保障通行安全。3）將潛水泵和潛水備用泵一同放置于集水井里，而把真空泵挨著墻體放置即可。4）采用三室合建的方法，由于水泵工作時會產(chǎn)生較大的噪音，因此需在泵房的上方設置隔音效果良好的操作控制室，其尺寸為12×4.4（m），并在旁邊修建配電室。（6）泵房平面尺寸計算泵房跨度L=12m；泵房總寬度B=L+2×0.25=12.5m；泵房柱距為4.2m，泵房兩側各設置10根柱子；泵房的總長度為L=4.2×11+0.25×2=46.7m。（7）進水間平面尺寸計算1）長度計算靠左第一個吸水口和側壁的距離為2m，靠右第一個吸水口和側壁的距離為1.8m，每兩個吸水管的距離=對應單元的凈間隔+基礎長度?？色@?。何铱傞L度L=1.8+2.5+5.9+3.3+2.5+3.1×4+2+0.37×2=31.14m。進水室總長度=吸水室總長度=31.14m。2）寬度計算進水間前墻距后墻的長度B1=2+0.12×2=2.24m。凈寬度為2m。吸水池前墻距后墻的長度：B2=吸水喇叭口中心距后墻軸線的長度+吸水池進水長度=4+1.2+0.25=5.45m，凈寬度為5.08m。3.4.6高程布置（1）水泵安裝高度計算本工程水泵及吸水管充水方式采用非自充式，水泵啟動方式采用真空泵抽水，采用充水方式時，水泵安裝高度為： （3-83）本設計中選取允許吸上真空高度為4m的水泵，[Hs]取90%H，因此： [Hs]=90%Hs=4×90%=3.6m （3-84）進水口的直徑為DN600，流量為0.62m3/s，因此進水口流速為3.16m/s吸水管的管徑為DN800，流速為1.234m/s，1000i=1.07×1.2342÷0.81.3=2.21局部水頭損失計算結果如下表所示：表SEQ表\*ARABIC20局部水頭損失計算表配件名稱90°彎頭偏心漸縮管喇叭口和水泵入口Σξ數(shù)量111/規(guī)格DN800DN800-500//局部阻力系數(shù)1.050.211.12.36則水泵最大安裝高度為：Hss=2.89m。安全起見，這里取最大安裝高度為2.7m。泵軸的標高=吸水室最低水位+安裝高度=282.75+2.7=285.45m。（2）起重設備選擇該項目中使用的最重的設備是臥式離心泵500s35。由于泵房深度較大，采用USADA電動滾梁橋作為提升設備，設計采用標準12米加長泵房，可采用LK范圍=10.5m的橋式起重機，采用電動梁式起重機Ldt4-S，相關起重機參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC21LDT4-S型電動單梁起重機技術數(shù)據(jù)型號起重量跨度重量HWE電動葫蘆tmkgmmmmmmLDT4-S410.525455872000476AS310-164/1圖SEQ圖\*ARABIC2LDT4-S型起重設備安裝尺寸（3）泵房高度泵房高度H=H1+H2 H1=a+b+c+d+h+h1 （3-85）因此H1=687+920+1700+1706+1500+200=6713mm取H1=7000mm，則有H=H1+H2=4910+7000=11910mm。（4）通風設備選用的通風設備參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC22T35-11型軸流通風機主要參數(shù)機號葉輪直徑mm風量m3/h全壓Pa電動機型號電動機功率Kw5.656010739173YSF-80140.75（5）噪聲消除和水錘消除1）噪聲消除采用結構簡單的水冷消聲器發(fā)。消音器的主要消聲功能是中高頻。它不僅降噪量大，而且壓力損失小，消聲效果明顯。2）水錘消除本實用新型的優(yōu)點是，當管道內壓力降低時，能及時發(fā)生作用，在水錘壓力升高前，能將水打開排出，從而有效地消除水錘造成的破壞。

4給水管網(wǎng)設計4.1給水管網(wǎng)設計方案經(jīng)過參考已有經(jīng)驗，設計給水管網(wǎng)系統(tǒng)如下圖[4]圖SEQ圖\*ARABIC3給水管網(wǎng)系統(tǒng)圖4.2用水規(guī)律表SEQ表\*ARABIC23每小時用水量占最高日用水量百分比時段用水量系數(shù)(%)時段用水量系數(shù)(%)時段用水量系數(shù)(%)0~12.528~95.1716~174.611~22.469~105.117~184.982~32.4910~115.0718~195.23~42.5211~125.2119~204.914~52.5612~135.0920~214.365~63.0813~144.8121~224.216~75.314~154.9922~233.147~84.9315~164.723~242.51由上表繪制用水量變化曲線：圖SEQ圖\*ARABIC4用水量變化曲線4.3管網(wǎng)系統(tǒng)計算4.3.1管網(wǎng)設計流量管網(wǎng)以最高日最高時的流量作為設計流量，由資料可知，此處變化系數(shù)取1.3，則最高日最高時用水量Qh=2981.3L/s4.3.2沿線流量和節(jié)點流量的確定表SEQ表\*ARABIC24管段長度管段編號123456789實際長度m7809807908301840990940640750圖上距離mm7898798318499946475配水長度m3904907904151840990470320750管段編號101112131415161718實際長度m7109901190990470650146013901330圖上距離mm7199119994765146139133配水長度m710495119099047065073013901330管段編號192021222324252627實際長度m14601910670700920210960930590圖上距離mm14619167709221969359配水長度m14601433670700920210480930295管段編號282930313233343536實際長度m790220910109092082012301320510圖上距離mm792291109928212313251配水長度m79022091054592041012301320255管段編號37383940累計實際長度m7204208701160圖上距離mm724287116配水長度m72021043558030053引入比流量，則比流量 =0.0992L/(s.m) （4-1）由此可算出各個管段的沿線流量： （4-2）表SEQ表\*ARABIC25管段沿線流量計算表管段編號配水長度m實際長度m管段沿線流量L/s139078038.7249098048.62379079078.36441583041.21518401840182.49699099098.22747094046.59832064031.75975075074.391071071070.421149599049.111211901190118.041399099098.21447047046.631565065064.5116730146072.411713901390137.91813301330131.931914601460144.822014331910142.182167067066.472270070069.432392092091.262421021020.822548096047.612693093092.272729559029.252879079078.382922022021.793091091090.2631545109054.053292092091.313341082040.683412301230121.983513201320130.933625551025.293772072071.423821042020.813943587043.1240580116057.53因為在實際運行中，流量的大小是不斷變化的，不穩(wěn)定，因此不好確定管徑以及水損的大小，為了便于反應計算，將管段的沿線流量轉化為節(jié)點流量（以流出節(jié)點為正，流入節(jié)點為負），則：表SEQ表\*ARABIC26節(jié)點流量計算表節(jié)點編號節(jié)點設計流量L/s節(jié)點編號節(jié)點設計流量L/s119.3515136.9282.8216192.46344.9117128.54107.151896.115216.751990.026128.192096.24747.8721101.698-2981.292280.129111.1223100.6710214.3124207.8211173.592596.2412127.962634.2313127.862786.11493.232839.214.3.3管段水力計算首先，進行管網(wǎng)的初期分配。也就是說，管網(wǎng)的流量分配采用最大時用水量。需要在預先決定管段的流量計算之后，利用流速決定管徑。首先調整管徑和節(jié)點流量，根據(jù)管網(wǎng)的水力特性分配管網(wǎng)流量。具體數(shù)據(jù)如下：表SEQ表\*ARABIC27管段水力計算結果編號直徑mm長度m流速m/s單位水頭損失m/km流量LPS總損失m12507800.41.0119.350.8122009800.421.5313.461.533507900.913.3388.692.6243008300.823.2258.352.67510018400.080.20.720.3863009900.571.639.781.5671009400.362.682.952.5485006400.560.83107.860.5396007500.931.82264.881.38106007100.791.36229.290.98112509900.914.8544.94.791260011900.390.37113.790.44表27管段水力計算結果（續(xù)）編號直徑mm長度m流速m/s單位水頭損失m/km流量LPS總損失m136009900.761.23212.721.21147004700.690.83259.910.38151006500.251.3820.891640014600.832.36105.153.451770013900.11.64380.312.351870013300.911.49355.751.961980014600.760.92385.881.322070019100.430.39174.790.75214006700.521.0166.250.69228007000.891.2450.930.83237009200.370.3148.090.28247002100.941.56366.190.32256009600.941.83264.721.762613009300.870.641146.980.592790059011.28637.090.77287007900.851.26324.520.982912002200.810.62918.970260.1157.790.0831100010900.860.86679.190.953211009200.920.89862.860.773313008200.660.38875.060.3234100012300.850.82662.19135100013200.470.28372.390.383615005100.820.481442.120.233710007200.991.13780.850.823810004200.740.68598.910.283915008700.850.521505.010.4440100011600.820.77637.990.884114006000.970.721490.590.424214006000.970.721490.590.424.3.4二泵站水泵揚程確定（1）控制點的確定一般來說，控制點的選擇是供水管網(wǎng)系統(tǒng)中水壓最難以滿足的一個點，默認為與二級泵站間隔最大的點。[2]在本次設計中，節(jié)點[6]的位置為最高的，且[6]所在區(qū)域的平均樓層最高，因此對水壓的要求也較高。所以我們選擇[6]作為控制點，其總水頭為353.50m，以該點定壓節(jié)點進行平差，結果如下：表SEQ表\*ARABIC28平差結果編號標高m自由水頭m總水頭m需水量LPS130048.49348.4919.35230544.28349.2882.82330842.85350.8544.9430052.29352.29107.135306.545.43351.93216.776317.536.01353.51128.21730545.98350.9847.87929953.81352.81111.121030548.3353.3214.2911314.839.67354.47173.591231440.86354.86127.9813308.247.57355.77127.861430056.31356.3193.2415302.553.09355.59136.911630551.43356.43192.4417306.849.36356.16128.4618306.549.99356.4996.151930058.02358.0290.022030057.03357.0396.2221300.856.37357.17101.6922303.553.76357.2680.12330058.95358.95100.72430057.97357.97207.8225300.557.06357.5696.222630059.23359.2334.232730058.75358.7586.052830057.86357.8639.17由上表結果可知，所有節(jié)點的水壓均滿足，因此【6】為控制點的假設成立2）水泵最大揚程的確定 Hp=（H2-H1）+（hf+hm）+hpm （4-3）則水泵最大揚程： Hp=（H2-H1）+10.67q1.852l/Cw1.852/D4.87+hpm （4-4）帶入數(shù)據(jù)得Hp=66.28m4.3.5二泵站水泵選型參考《給水排水設計手冊》第11冊《常用設備》，選則5臺600S75A型水泵并聯(lián)使用，并選取一同型號水泵備用，水泵參數(shù)如下：表SEQ表\*ARABIC29600S75A型水泵主要參數(shù)型號流量揚程轉速軸功率電動機功率效率氣蝕余量m3/hmr/minkWkW%m600S75A288062970608710808.1上表最高效運行條件下的參數(shù)，而實際的生產(chǎn)運行中，用水高峰期所有泵同時運行，則每臺泵的流量為596.31L/s，揚程為71.20m。而在用水低峰期使用三臺水泵并聯(lián)調節(jié)即可。4.3.6選泵后數(shù)據(jù)平差在選好水泵之后應再次進行平差，平差的結果如下表所示：表SEQ表\*ARABIC30管段水力計算結果編號直徑mm長度m流速m/s流量LPS單位水頭損失m/km總損失m12507800.3919.321.010.7922009800.4313.461.521.533507900.9288.73.332.5843008300.8358.343.222.7510018400.050.710.210.3963009900.5539.911.611.5671009400.372.932.672.5285006400.55107.850.820.5596007500.93264.911.811.39106007100.81229.311.41.01112509900.9244.924.814.791260011