给排水毕业设计书:新疆和静县输配水管网及自来水厂工艺设计.doc

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资源描述

1、XXXX年给水排水工程毕业设计毕业设计题目指导老师学生姓名学生学号所属院系专业班级完成日期XXXX年给水排水工程毕业设计毕业论文(设计)任务书摘要本设计为新疆和静县输配水管网及自来水厂工艺设计,工程设计规模为6696822M3/D。城市人口密度为200人/公顷。该县的地形特点是北高南低,东高西低,县城平均海拔在10471092米之间。项目区内常年主导风向为西北风。本设计为新疆和静县某区给水初步设计。水源采用水库取水。净水厂产水能力越7万DM/3。净水工艺采用常规处理工艺。净水工艺流程为原水管式混合器网格絮凝池异向流斜管沉淀池V型滤池液氯消毒清水池二级泵站市政管网根据原水水质及水温,絮凝剂选用聚

2、合氯化铝,最高投药量为30MG/L。水厂绿化面积占水厂总面积的35。出水水质符合生活饮用水卫生标准(GB57492006)。给水管网考虑到经济性和安全性,给水管网采用树状网与环状网结合的布置形式,进行了管网最高日最高时计算,消防校核计算,事故校核计算,保证用水的安全性。关键词网格絮凝池;异向流斜管沉淀池;V型滤池;管网计算XXXX年给水排水工程毕业设计ABSTERACTTHEDESIGNISFORWATERDISTRIBUTIONNETWORKANDENGINEERINGPROJECTINTHEWATERSUPPLYPLANTINHEJINGCOUNTY,XINJIANGUYGURAUTONO

3、MOUSREGIONTHESCALEOFTHEDESIGNIS6696822M3/D,THEPOPULATIONDENSITYOFTHECITYIS200PEOPLEPERSQUAREKILOMETERTHEGEOLOGICALFEATUREOFTHECOUNTYISHIGHINTHENORTHERNANDEASTERNPART,WHILERELATIVELYLOWINOTHERREGIONSTHEALTITUDEOFTHECOUNTYREACHES1047TO1092METERSNORTHWESTERNWINDSDOMINATESINTHEAREATHEDESIGNISANINITIALON

4、EFORACOMMUNITYINHEJINGCOUNTY,XINJIANGAUTONOMOUSREGIONTHERESERVOIRSERVESASTHESOURCEOFTAPWATER,THENETWATERPRODUCTIONCAPACITYISOVER70000DM/3,EMPLOYINGTHESTANDARDPROCESSTOTREATTHEWATERRAWWATERTUBETYPEMIXERRECIPROCATINGBAFFLEDFLOCCULATIONTANKDIFFERENTIALFLOWINCLINEDTUBESEDIMENTATIONTANKVFILTERCLEARWELLSE

5、CONDARYPUMPINGSTATIONPIPELINENETWORKOFCITYITWILLADOPTFLOCCULANTSMADEOFPOLYMERICALUMINIUMWITHNOMORETHAN30MGPERLITERTHEFLOCCULANTSISDECIDEDBYORIGINALWATERQUALITYANDTEMPERATURETHEGREENINGAREACOVERS35OFTHEWATERSUPPLYPLANTTHEWATERQUALITYMEETSTHEDEMANDSOFHYGIENICSANITYSTANDARDGB57492006WATERSUPPLYPIPENETW

6、ORKCONSIDERINGTHEECONOMYANDSAFETY,WATERSUPPLYPIPENETWORKUSINGATREENETWORKANDLOOPNETWORKCOMBINEDWITHDECORATEAFORM,THEPIPENETWORKCALCULATIONWHENTHEHIGHESTDAY,CHECKCALCULATION,FIREACCIDENTCHECKCALCULATION,ENSURETHESAFETYOFTHEWATERKEYWORDSRECIPROCATINGBAFFLEDFLOCCULATIONTANKDIFFERENTIALFLOWINCLINEDTUBES

7、EDIMENTATIONTANKVFILTERPIPENETWORKCALCULATIONXXXX年给水排水工程毕业设计前言和静县位于新疆维吾尔自治区中部,天山南麓,焉耆盆地西北部。东与和硕县毗邻,西靠新源、巩留、特克斯等县,南与库尔勒、轮台、库车、拜城、焉耆等县相连,北界乌鲁木齐、昌吉、塔城地区。和静县地处南北疆交通要道,公路四通八达,有乌(鲁木齐)库(尔勒)公路、独(山子)库(车)公路、库(车)伊(犁)公路等国道穿过。全县有干线公路5条,716公里;县乡公路34条,441公里;专用公路3条,59公里。南疆铁路横贯县境254公里,并在县城建有南疆最大的铁路货场。全县总面积3498367平方千

8、米,总人口19万人(2008年)。和静幅员辽阔、物产丰富,是新疆重要的矿产资源、水能资源、农牧资源大县。通过实施优势资源转换战略,初步形成钢铁、建材、水电、矿业、酿造、特色农产品加工六大产业体系,工业强县的后发优势明显增强,成为全巴州工业增速最快的县市。和静县地处新疆中部,天山南麓,平原地区平均海拔11009米。四季分明,日照充足,光、热、水、土资源优越。全年平均气温88,极端最高气温397,最低30,大于等于10的有效积温35659。年日照时数29418小时,无霜期183天,年降水量681毫米,平均最大冻土层91厘米,最大积雪深度20厘米(以上均为30年平均数)。主要的气象灾害有春秋季的大风

9、、寒潮、霜冻、干旱;夏季的山洪、冰雹;冬季的冻害。为保证有足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其它用水,计划在该县新建一自来水厂,净水厂产水能力7万DM/3。净水工艺采用常规处理工艺。最终采用的工艺流程为原水管式混合器网格絮凝池异向流斜管沉淀池V型滤池液氯消毒清水池二级泵站市政管网对该县的给水管网进行了合理地规划和设计。该县给水管网设计考虑到其经济性及安全性,采用环状网的形式。该给水工程的设计较适合和静县给水需要的现状,能够很好的改善和静县的用水状况。设计不足之处在所难免,望各位老师批评指正。2013年给水排水工程毕业设计目录1设计任务及要求111设计任务及工作要求111

10、1设计题目1112设计进出水水质1113城县人口及用水情况1114自然条件112设计工作内容1121设计内容1122设计要求12总体设计321城镇给水系统处理工艺流程的确定3211净水工艺的要求3212水处理工艺流程选择3213水处理工艺设施选择43城镇给水管网设计1131给水管网的基本设计计算11311各项用水量计算11312最高日综合生活用水量11313工业企业用水量11314浇洒道路和绿地用水量12315管网漏损水量12316未预见用水量12317给水厂的设计水量12318消防用水量12319最高时用水量的计算1332给水管网的布置13321给水工程13322输配水工程14323输水管线

11、定线要求14324配水管网定线原则15325最高时工况设计节点流量15326最高时工况设计管段流量及管径1633给水管网的设计与计算19331设计用水量19332最高时管网平差计算1934管网校核21341消防工况校核22342事故工况校核224净水构筑物的计算2441加药间设计24411设计参数24412溶液池设计计算242013年给水排水工程毕业设计413溶药池设计计算2542混合设备设计计算26422设计管径26423混合单元数26424混合时间27425水头损失27426校核GT值2743网格絮凝池的设计和计算27431平面布置计算27432平面尺寸计算28433内部各段水头损失284

12、34各段停留时间30435水力校核3144沉淀池设计计算31441设计计算31442设计用水量Q31443清水区面积31444斜管长度32445沉淀池高度32446洞口尺寸32447复算管内雷诺数及沉淀时间33448集水系统33449孔眼计算344410出水水头损失354411排泥系统3545滤池设计36451滤池设计参数36452平面尺寸计算37453滤池高度的确定37454水封井设计37455反冲洗管渠系统38456滤池管渠的布置41457V型槽的设计44458冲洗水的供给45459反洗空气的供给4746送水泵站的设计51461流量计算51462扬程计算51463选泵52464吸水管路与压

13、水管路计算52467附属设备55468泵房高度5647清水池平面尺寸计算56471清水池的有效容积562013年给水排水工程毕业设计472清水池的平面尺寸57473管道系统57474清水池布置5948加氯量及储氯量59481加氯量59482储氯量60483加氯设备60484加氯间615水厂各处理构筑物平面布置的依据说明及特点6251平面布置综述6252基本设计标准6253水厂管线6254本设计平面布置636水厂高程布置6461高程布置综述6462管渠的水力计算错误未定义书签。63各构筑物的标高64说明64结论65参考文献66附录68附图一错误未定义书签。附图二错误未定义书签。附图三错误未定义书

14、签。附图四错误未定义书签。附图五错误未定义书签。致谢662013年给水排水工程毕业设计11设计任务及要求11设计任务及工作要求111设计题目新疆XX县输配水管网及自来水厂工艺设计112设计进出水水质水源水质资料该水源来自卢草沟河,水质相对稳定,浊度一般310NTU,其余各项指标符合国家饮用水源标准。设计出水水质出水满足生活饮用水卫生标准(GB57492006)。113城县人口及用水情况XX县设计区域为54891公顷,2008年底城市人口为2196万人,室内均有卫生设备,且有淋浴设备,给水普及率按100考虑。114自然条件XX县地形呈东西长,南北宽,西北高,东南低,分为山间盆地、山地峡谷和山前平

15、原三部分,总面积39686平方公里(其中山地36768平方公里,占926;平原2918平方公里,占74)。境内多山、多河,水源丰沛。县城历年冻土深度15米。12设计工作内容121设计内容(1)管网定线;(2)确定管道水力参数;(3)给水厂水量计算及规模确定;(4)给水工艺流程及构筑物形式的选择和确定;(5)各构筑物的选型及设计计算;(6)水厂平面及高程布置。122设计要求要求完成以下设计任务(1)计算书一份(2)设计图纸一套,内容包括给水处理厂工艺平面布置图;给水处理厂的处理工艺高程布置图;主要处理构筑物工艺单体设计图(反应池、沉淀池、滤池);给水管网总平面布置;2013年给水排水工程毕业设计

16、2纵断面;节点大样;等水压线图。2013年给水排水工程毕业设计32总体设计21城镇给水系统处理工艺流程的确定211净水工艺的要求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、病毒以及其他有害万分,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212水处理工艺流程选择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,水处理工艺流程见表21。表21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

17、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20003000NTU,短时间内可达500010000NTU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2013年给水排水工程毕业设计4结论取水

18、水源量充沛,水质良好,其净水工艺流程为图21图21净水工艺流程213水处理工艺设施选择(1)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。混合方式的特点如表22所示。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加氯间2013年给水排水工程毕业设计5表22各混合方式的特点方式优缺

19、点适用条件水泵混合优点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2013年给水排水工程毕业设计6跌水混合优点1、利用水头的跌落扩散药剂2、受水量变化

20、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(2)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。根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较,本设计选用折板絮凝池。2013年

21、给水排水工程毕业设计7表23各絮凝池的性能特点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;缺点容积较大,水头损失较大,转折处钒花易破碎水量大于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于各种规模的水厂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,造价高流量变化较小的中小型

22、水厂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水量变化不变的水厂(3)沉淀池的选择各类形式沉淀池性能特点如表24所示。2013年给水排水工程毕业设计8表24各种形式沉淀池性能特点型式性能特点适用条件平流式优点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;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

23、所限,出水流量小,一般沉淀效果较差;2、施工较平流式困难1、一般用于小型净水厂;2、常用于地下水位较低时辐流式优点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1、一般用于大中型净水厂;2、在高浊度水地区作预沉淀池2013年给水排水工程毕业设计9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。设计采用斜管

24、沉淀池。相比之下,平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点,但是,平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件,使沉淀效率大大提高,处理效果比平流沉淀池要好。(4)滤池的选择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;虹吸滤池适用于中型水厂(水量210万吨/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无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小,适用于小型水厂;移动罩滤池需设移动洗

25、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);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;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。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A、较好地消除

26、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4060,降低水厂自用水量,降低生产运行成本。B、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2013年给水排水工程毕业设计10少了滤池补砂、换砂费用。C、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,综合比较选用目前使用的V型快滤池。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,最后经过技术、经济综合比较后,确定采用方案为原水管式静态混合器网格絮凝池斜管沉淀池V型快滤池清水池用户2013年给水排水工程毕业设计1

27、13城镇给水管网设计31给水管网的基本设计计算311各项用水量计算某城市总用水量的计算,应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水综合生活用水(包括居民生活用水和公共建筑用水);工业企业用水;浇洒道路和绿地用水;管网漏损水量;未预见用水;消防用水(水厂设计时,可不考虑此项)。处理过的水必须满足生活饮用水卫生标准(GB57492006)的规定。312最高日综合生活用水量1QNQF式中Q表示综合生活用水定额根据室外给水设计规范(GB500132006)规定中小城市供水标准150升/人日;N表示设计年限内计划人口数规划人口2196万人;F表示自来水普及率供水普及率100;则3115021961003

28、2940QFQNMD313工业企业用水量由工程概况可知,工业用水量为各大用户用水量之和;XX塑料厂10L/S县石油化工助剂厂10L/S县物资公司塑料厂10L/S全元素化肥厂15L/S油化长15L/S天河油罐厂15L/S210101510151575QLS2013年给水排水工程毕业设计12314浇洒道路和绿地用水量浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。由室外设计给水规范(GB500132006)规定浇洒道路用水可按最高日综合生活用水和工业企业用水量的3050,本设计取30。则333294064803011826QMD315管网漏损水量城镇配水管网的漏损水量宜按最高日综合生活

29、用水量Q1、工业企业用水量Q2、浇洒道路和绿地用水量Q3之和的1012计算,本设计取10。则34329406480118261051246QMD316未预见用水量未预见用水量应根据水量预测时难以预见因素的程度确定,宜采用Q1Q4水量之和的812,本设计取8。则353294064801182651246845096QMD317给水厂的设计水量最高日用水量为312345116696822QQQQQQMD总本设计中水量约7万立方米,属于中等规模的给水工程。故最高日用水量不计入消防用水量。318消防用水量根据建筑设计防火规范(GB500162006)该城市消防用水量定额为55L/S,同时火灾次数为2次

30、。故城市消防用水量为6Q552110SL/2013年给水排水工程毕业设计13一般最高日用水量中不计入消防用水量,这是由于消防用水时偶然发生的,其数量占总用水量比例较小,但是对于较小规模的给水工程,消防用水量占总用水量比例较大时,应该将消防用水量计入最高日用水量。本设计中水量约7万立方米每天,属于中等规模的给水工程,故最高日用水量不计入消防用水量。319最高时用水量的计算由室外给水设计规范(GB500132006)规定,城市供水中,时变化系数、日变化系数应根据城市性质、城市规模、国民经济与社会发展和城市供水系统并结合现状供水曲线和日用水变化分析确定;在缺乏实际用水资料的情况下,最高日城市综合用水

31、的时变化系数宜采用1316,日变化系数宜采用1115,个别小城镇可适当加大。本设计时变化系数采用15。QH24DHQK24226696851418551M3/H116264L/S式中HK最高日城市综合用水时变化系数,采用1216,本设计取15;DQ最高日用水量。32给水管网的布置321给水工程给水管道系统的输水方式可采用重力式、加压式或两种并用方式,应通过经济比较后选定。因为本设计项目地区水厂位于海拔较高地区,与供水区域高差较大,所以选取用加压方重力式输水。输水管道系统宜选用管道或暗渠,为保证供水安全,清水输水管应选用管道。本设计中采用管道输水。输水管道系统运行中,应保证在各种工况下,管道不出

32、现负压。输配水管道材质的选择,应根据管径、内压、外部荷载管道敷设区的地形、地质、管材的供应,按照运行安全、耐久、减少漏损、施工和维护方便、经济合理以及清水管道防止二次污染的原则,进行技术、经济、安全等综合分析确定。管材应选用防暴、防裂和防腐蚀性能强,使用寿命长,运输安装方便,价格合理,接口柔性。铸铁管经久耐用,应用较广。在城市给水中,普遍用于输配水的管道上,宜采用柔性接口。本设计采用球墨铸铁管。输水管线路的选择,应根据下列要求确定(1)尽量缩短管线的长度,尽量避开不良地质构造(地质断层、滑坡等)2013年给水排水工程毕业设计14处,尽量沿现有道路或规划道路敷设;(2)减少拆迁,少占良田,少毁植

33、被,保护环境;(3)施工、维护方便,节省造价,运行安全可靠。322输配水工程(1)输配水管渠布置的一般要求长距离输水,在隆起点设置排气阀,在低凹点设置泄水阀;配水管网应根据用水要求,遍布整个给水区,供水到户,保证用户有足够的水量与水压;管道埋深要求管径MMDN300时,管底距冻土线距离为MMDN200,管径MMDN500300时,管底距冻土距离为ND750;管道法兰接口应设置于检查井或地沟内,特殊情况需埋土里时,需加保护措施。(2)输水管设计流量从水源到水厂的输水管设计流量等于城镇最高日平均时供水量再加水厂自用水量,自用水量为供水量的510,当长距离输水时,可增加水管的漏失水量。从水厂到管网的

34、输水管的设计流量,在无调节构筑物时,按最高日最高时流量确定;有调节构筑物时,按最高时由水厂供应得流量确定。需供应消防用水时,消防时设计流量应根据有无调节构筑物,分别加上清水池的消防补充水量或消防流量。配水管网应按最高日最高时供水量及设计水压进行水力平差计算,并应分别按下列3种工况和要求进行校核发生消防时的流量和消防水压的要求;最不利管段发生故障时的事故用水量和设计水压要求。323输水管线定线要求按照室外给水设计规范(GB500132006)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

35、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。2013年给水排水工程毕业设计15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

36、有消防给水任务时,还应包括消防水量。(6)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。324配水管网定线原则(1)配水系统管网的布置应满足以下要求按照城市规划,考虑给水系统分期建设的可能,留有充分的发展余地;必须安全可靠,当局部管网发生故障时,断水范围应该最小;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;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。城市给水管网的定线一般只限于管网中的干管以及干管之间的连接管,不包括从干管取水而分配到用户的进水管。干管延伸方向应和二级泵站输水到大用户的水流方向一致,顺水流方向,以最短的距离布置数条干管,干管从用水量较大

37、的街区通过。干管间距可根据街区情况,采用500800M。干管之间设有连接管,从而形成了环状网。连接管作用在于局部管线损害时,可通过连接管重新分配流量,保证供水可靠。连接管间距一般在8001000M之间。干管一般规划道路定线,尽量避免在主要路面或高级路面下布线。管线在路面下的平面位置及标高应符合城市地下管线综合设计要求,为减少造价,应尽量减少穿越河流和铁路。考虑以上要求,对该市进行管网定线,为供水安全,采用环状网。325最高时工况设计节点流量(1)管网用水户分为两类,一类称为集中用水户,另一类称为分散用水户。集中用水户直接从节点上取水;分散用水户从管段沿线取得用水,为了提高计算精度和合理性,配水

38、长度不一定是实际长度,管段配水长度确定原则为两侧无用水的输水管,配水长度为零;单侧用水管段的配水长度取其实际长度的50,只有部分管长配水的管段按实际比例确定配水长度;两侧全部配水的管段配水长度等于实际长度。2013年给水排水工程毕业设计16(2)在确定了节点设计流量之后,利用质量守恒定律来进行流量的分配。按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量从水源或多个水源(指供水泵站或水塔等在最高时供水的节点)出发进行管段设计流量分配,使供水流量沿较短的距离扩散到整个管网的所有节点上去,这一原则体现了供水的目的性。在遇到要向两个或两个以上方向分配设计流量时,向主要供水方向(如

39、通向密集用水区或大用户的管段)分配较多的流量,向次要供水方向分配较少的流量,这一原则体现了供水的经济性。确定两条或两条以上平行的主要供水方向,并且在平行供水方向上分配相接近的较大流量,垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量,使得主要供水方向上管段损坏时,流量可通过这些管段绕道通过,这一原则体现了供水的可靠性。326最高时工况设计管段流量及管径管段设计流量确定后,结合技术上允许的经济流速和当地的经济条件来确定经济管径。主要原则是(1)大管径可取较大的经济流速,小管径可取较小的经济流速。(2)管段设计流量占整个管网供水流量比例较小时取较大的经济流速,反之取较小的经济流速。(3)从供水泵站到控制

40、点的管线上的管段可取较小的经济流速,其余管段可取较大的经济流速。(4)管线造价较高而电价相对较低时取较大的经济流速,反之取较小的经济流速。(5)管段设有对置水塔时,在水塔供水的分界区域,管段设计流量可能特别小,选择管径是要适当放大,因为当水塔转输时,这些管段可能需要输送较大的流量。(6)重要的输水管,或向远离主管网大用户供水的输水管,在未连成环状网且输水末端没有保证供水可靠性的储水设施时,应采用平行双条管道。(7)根据流速确定管径的条件如下表2013年给水排水工程毕业设计17表31流速与管径之间的关系表条件流速值最高和最低允许流速1为防止发生水锤现象,最大流速不超过2530M/S2当输送浑水时

41、,为避免管内淤积,最小流速应大于06M/S经济流速1经济流速是指一定年限内管网造价和管理费用之和为最小的流速2因各地的管网造价、电费、用水规律都有不同,所以各城市的经济流速不可能一致,也就不能互相任意套用。一般大管径的经济流速大于小管径的经济流速。目前还缺乏各城市经济流速的资料,并因求管网各管段经济流速的方法比较复杂,设计中很少应用界限流速(流量)1因标准管径的规格限制,从经济流速求得的管径不一定是标准管径,必须选用相近的标准管径。这就是说,每种标准管径不只对应于一个经济流量(流速),而是有一经济流量界限,在界限流量范围内,这一管径都是经济的2根据管段流量查表71即得管径。管段流量在界限流量时

42、,选择较大或较小管径的管径同样经济平均经济流速1缺乏经济流速资料时,可以平均经济流速为依据,根据管段流量从水力计算表找出合适的管径2平均经济流速值中小管径D100400MM时为0610M/S,大管径为0914M/S因为经济流速计算复杂,有时简便地采用界限流量表确定经济管径。在计算条件不具备时,设计中也长采用平均经济流速来确定管径,得出的是近似经济管径。在设计中也常采用空水力坡度46的方法来控制水头损失,得到相应的经济流速。327管材的选择输水管道及配水管网是给水工程中的重要组成部分,在投资比重上占有工程总金额的很大比例,而管材又是构成管网的主要内容,选择管材的基本原则是能承受要求的内压和外荷载

43、,使用性能可靠,维修工作量少,施工方便,使用年限长,内壁光滑,输水能力基本保持不变,造价低。据有关资料介绍,目前用于给排水输水工程的管渠主要有明渠、暗渠,有现浇钢筋混凝土管、混凝土管,钢筋混凝土管、丹麦管(蕊模振动成型工艺的钢筋混凝土管),石棉水泥管,自应力钢筋混凝土铸铁管,普压灰口铸铁管,焊接钢管(无缝钢管),硬聚氯乙烯管(UPVC管),玻璃纤维缠绕成型复合管和离心浇铸成型玻璃纤维增强复合管(HOBAS管)等。(1)用自流渠道输送大水量源水,有就地取材的优点,但往往受地形所限,选择线路困难,增加渠道长度。而开敞的明渠有易污染,渗漏及发生用水争端等弊端,不宜广泛采用。2013年给水排水工程毕业

44、设计18(2)现浇钢筋混凝土渠道由于现场制作可节省管材运输费用,一般比相似口径钢管减少投资约40。但低压渠道受内压所限,长距离输送。要增加中途泵站,当需增加输水量时不能升压。且因密闭性较差,不宜用作输送出厂水。(3)预应力钢筋混凝土管,价格较低,能承受一定压力。但因配件不全,接口尺寸欠精确造成渗漏及不能承受较高压力等原因,不宜继续用于输配水管网,并应将质量较差的管道逐步更新。管口有三种做法承插、企口和平口。为克服预应力钢筋混凝土管存在的缺陷,近年引进钢套筒预应力钢筋混凝土管(PCCP管)生产技术。由于管身中央有12MM厚的钢板,可保证其不透水性,其接口采用钢环承插口,橡胶圈止水可防渗漏,在国外

45、已使用50年,事故率低。其价格比预应力钢筋砼管略高,但比钢管节省钢材7080,且不易腐蚀,是大水量输水管较为理想的材料。(4)灰口铸铁管是以往应用广泛的管材,但因质脆,易爆管,接口麻烦及内壁结垢等原因,国外已逐步被球墨铸铁管(可延性铸铁管)替代。球墨铸铁管是以镁或烯土镁合金球化剂在浇注前加入铁水中,使管材具有较高的强度和延伸率。同口径管道壁厚为灰口铸铁管的1/2。抗接强度接近焊接钢管,但其抗腐蚀性比钢管高34倍,采用橡胶圈接口,施工方便。按国内生产的球墨铸铁管价格,与灰口铸铁管比较基本相当,但比钢管要低,目前球墨铸铁管最大口径为1000MM,宜用作输配水管道。接口方式有承叉式刚性接口(麻填塞、

46、石棉水泥接口、膨胀水泥砂浆接口、铅接口、橡胶圈填塞)和承叉式柔性接口(楔形橡胶圈接口,角唇形、圆形、螺栓压盖型和中缺型胶圈接口)(5)钢管有限的机械强度,可承受较高的外压和内压,但按其性能,极易腐蚀。钢管需做内外防腐及电化学保护,不但费工费钱,且不宜做好。因此,除特殊情况外,尽可能减少钢管的使用,以延长整个管网系统的耐久性。钢管主要采用焊接口,还有法兰接口及各种柔性接口。(6)硬聚氯乙烯管(UPVC管)优点是加工安装方便,不结垢,无毒、轻质及表面光滑。但部份管材质脆,不耐外压及冲击,膨胀系数较大是其弱点。经改良后,质量有所提高,UPVC管施工费比钢管、铸铁管、钢筋混凝土管施工费用减少1020。

47、接口方式有焊接,法兰连接,承插粘接,胶圈连接。(7)聚乙烯管PE管有良好的卫生性能,材质无毒,管材不结垢,不滋生细菌。抗腐蚀性高,杜绝了饮用水的二次污染,且内壁光滑,摩擦系数低,介质通过能力高,耐磨性能好。PE管韧性好,耐冲击强度高,耐强震扭曲,管材质轻,仅为铸铁管或钢管的1/71/8,熔接工艺简单,施工方便,工程综合造价低。PE管有长久的使用寿命。在额定温度、压力状况下,PE管道可安全使用50年以上。接口形式有丝口连接法,焊接法,承插粘接法,热熔压紧法及钢管插入2013年给水排水工程毕业设计19搭接法。按目前所掌握的资料,管材的选用要因地制宜,着眼未来,根据XX县经济现状及XX县给水管网设计

48、规模,本设计输配水系统管道采用球墨铸铁管。由于XX县最大冰冻深度为15M,且为了满足以下三个因素的要求A防止管道内水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道;B防止地面动荷载而损坏管道;C满足街区给水连接管衔接的要求,确定给水管道的最小覆土厚度为17M。328给水管网的主要附件给水管网的主要附件有调节流量或水压用的阀门、供应消防用水的消火栓、检测管网流量的流量计、控制水流方向的单项阀、安装在管线高处的排气阀和安全阀、安装在管线最低点的泄水阀等。管网中的这些附件一般安装在阀门井内,阀门井一般用砖砌或用石砌或钢筋混凝土建造,阀门井应有抗浮稳定性。承插式接口的管线,在弯管处、三通处、水管尽端的盖板上以及所管处

49、,都会产生拉力,接口出现松动脱节而使管线漏水。33给水管网的设计与计算331设计用水量管网设计用水量采用最高日最高时用水量,即QHQ116264SL/。332最高时管网平差计算(1)比流量计算LQ(HQQ)/L式中LQ按管段配水长度分配沿线流量的比流量(/MSL)L各管段沿线配水长度之和(M),112364MQ各集中用户的集中流量(SL/)代入具体数据得SML05560411236751700QL/(2)沿线流量计算QLQL(HQQ)L/L2013年给水排水工程毕业设计20式中Q各管段沿线流量SL/L各管段配水长度(M)(3)节点流量计算JQMJQSJQJSIQ21J1,2,3,,N式中N管网图的节点总数JQ节点J的节点设计流量(SL/)MJQ最高位时位于节点J的集中流量(SL/)SJQ位于节点J的(泵站或水塔)供水设计流量(SL/)Q最高时管段I的沿线流量(SL/)SJ节点J的关联集,即与节点J关联的所有管段编号的集合(4)最高时管

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