辽宁省沈阳市和平区给水工程初步设计.docx

目录摘要3第1章给水管网51.1 最高日用水量的计算51.2 给水系统的选择613给水管网的定线及方案的选择61.4 管网的水力计算61.4.1 计算比流量61.4.2 计算沿线流量71.4.3 计算节点流量91.4.4 计算管段流量Il1.4.5 管径确定121.4.6 平差141.5 管径核算14151消防时流量和水压要求151.5.2最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求151.6 节点水压标高计算16第2章取水工程设计计算182.1 设计资料182.2 取水构筑物的设计192.2.1 取水构筑物形式的选择192.2.2 取水头部的设计计算192.3 取水泵房的设计212.3.1 设计流量的确定和设计扬程的估算212.3.2 初选泵和电机212.3.3 机组尺寸的确定222.3.4 吸水管路与压水管路的计算222.3.5 吸水管路与压水管路中水头损失的计算222.3.6 泵安装高度的确定和泵房房体高度计算24第3章净水厂设计计算253.1 净水厂设计253.1.1 净水厂设计水量确定253.1.2 稳压井253.1.3 混凝剂的选择及其投药263.1.4 投药设备及构筑物尺寸263.1.5 混合设备设计263.2 絮凝设备263.2.1 反应池的计算263.3 沉淀283.3.1 池型的选择283.3.2 设计与计算283.4 过滤313.4.1 设计数据313.4.2 滤池面积以及尺寸313.4.3 滤池高度313.4.4 配水系统（每只滤池）313.4.5 孔眼水头损失323.4.6 复算配水系统323.4.7 滤池各种管渠计算343.5 消毒353.5.1 工艺的选择353.5.2 设计及计算353.6 清水池设计353.6.1 平面尺寸计算353.6.2 管道系统373.6.3 清水池布置38第4章送水泵站设计计算394.1 吸水井设计394.2 送水泵房的设计394.2.1 设计流量的确定和设计扬程估算394.2.2 初选泵和电机394.2.3 吸水管路与压水管路的计算404.2.4 机组尺寸的确定414.2.5 吸水管路与压水管路中水头损失的计算414.2.6 泵房建筑尺寸的确定414.2.7 泵房建筑高程确定42第5章净水厂的平面及高程计算435.1 概论435.2 水厂高程布置43第6章工程概算及制水成本446.1 概论446.1.1 水厂人员的编制446.1.2 工程概算446.1.3 制水成本计算45致谢47参考文献48摘要现如今，科技飞速发展，基础设施越来越完善，人们对于水资源的需求愈发增加。为了解决沈阳市和平区供水问题，本人在李广老师的指导下，通过查阅大量的资料，借鉴国内一些水厂的运行经验，在力求经济上合理，技术上先进的基础上，为提供辽宁省沈阳市和平区的生活饮用水、工业用水及消防用水做出了设计。本设计包括给水管网设计，取水构筑物设计，一泵站设计，净水厂设计，送水泵站设计和工程概算。取水构筑物采用合建式岸边取水构筑物；一泵站设计水量按最高日平均时用水量计算；净水厂处理工艺为混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒（氯消毒），主要处理构筑物设计包括稳压井、往复式网格絮凝池、斜管沉淀池、普通快滤池、清水池的设计。本设计最大供水量为：79000就/0送水泵站设计考虑远期的楼层数为层，服务水头为28m。关键词：给水管网；一泵站；二泵站；稳压井；网格絮凝池；斜管沉淀池；普通快滤池AbstractNowadays,withtherapiddevelopmentoftechnologyandtheimprovementofinfrastructure,people'sdemandforwaterresourcesisincreasing.InordertosolvethewatersupplyprobleminHepingDistrict,ShenyangCity,undertheguidanceofTeacherLiGuang,Ihavedesignedtoprovidedrinkingwater,industrialwater,andfirewaterforHepingDistrict,ShenyangCity,LiaoningProvince,byconsultingalargeamountofinformationanddrawingontheoperatingexperienceofsomedomesticwaterplants,whilestrivingforeconomicrationalityandadvancedtechnologThisdesignincludeswatersupplynetworkdesign,waterintakestructuredesign,pumpstationdesign,waterpurificationplantdesign,watersupplypumpstationdesign,andengineeringestimate.Thewaterintakestructureadoptsacombinedshorewaterintakestructure;Thedesignwatervolumeofapumpingstationiscalculatedbasedonthehighestdailyaveragehourlywaterconsumption;Thetreatmentprocessofthewaterpurificationplantincludesmixing,flocculation,sedimentation,filtration,anddisinfection(chlorinedisinfection).Themaintreatmentstructuredesignincludesthedesignofstabilizingwells,reciprocatinggridflocculationtanks,inclinedtubesedimentationtanks,ordinaryfastfiltrationtanks,andcleanwatertanks.Themaximumwatersupplycapacityofthisdesignis79000m3d;Thedesignofthewatersupplypumpstationconsidersthenumberoffloorsinthelongterm,withaserviceheadof28m.Keywords:watersupplynetwork;Onepumpstation;Secondpumpstation;Stabilizedpressurewell;Gridflocculationtank;Inclinedtubesedimentationtank;rapidfilter第1章给水管网1.1 最高日用水量的计算1、最高日居民生活用水量：Q.=52000m7d2、工厂用水生产用水量：Q,=4800+6300=lIlOOmVd3、工厂淋浴用水量：甲工厂:Q甲二(40*33 + 36*60)*31000= 10.44w3J乙工厂:。乙=(44*40+58*60)*31000= 15.72w3tQ总=10.44+15.72=26.16m7d4、工厂生活用水：甲工厂:。甲二(72*35 + 25*108)*3IOOo= 15.66Ad乙工厂:八(96*35 + 144*25)*3 。乙=1000= 20.88WdQa=15.66+20.88=36.54m7d5、浇洒道路及绿化：Q5=(150+180+400+320)*2=2100m7d6、未预见水量和管网漏失水量：Q6=(52000+11100+26.16+36.54+2100)*0.2=13052.54m7d故最高日用水量：Q二(52000+11100+26.16+36.54+2100)*1.2=78315.24m7d1.2 给水系统的选择该城市地形较平坦，无明显的丘陵和山地，二泵站供水即可满足水压要求，不必设加压设备采用统一供水系统1.3 给水管网的定线及方案的选择(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；(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。1.4 管网的水力计算1.4.1 计算比流量(1)一区:A：=24×-=1.681001.68×33511.32.o.3.24一区管道总长度：18069m/744.696-55.8618069= O.O3812Ls=2680.9nIh=744.696/s(2)二区:SR3A：=24×-=1.40100CKhQ1.40x44803.92”仙3”Qh=2613.562/h=725.989L/s2424二区管道总长度：12197.6m2-q 725.989 - 73.34/12197.6= 0.05351/51.4.2计算沿线流量沿线流量计算如下表：一区管段管长计算长度沿线流量11-21018.81018.838.83665622-3271.6271.610.35339231-14994.2994.237.898904414-13244.5244.59.32034514-151022.41022.438.973888615-16416.6416.615.880792715-17796.5796.530.3625881-4701.6701.626.74499294-5987.8987.837.654936105-6811.9811.930.949628116-7405.2405.215.446224126-8472.5472.518.0117134-18878.2878.233.4769841418-19986.9986.937.6206281519-20285.6285.610.8870721615-1962562523.825172-5679.9679.925.9177881814-18696.7696.726.558204194-955955921.30908209-10941.5941.535.889982110-11810.2810.230.8848242211-12485.4485.418.503448235-10550.6550.620.988872246-11555.3555.321.1680362518-21580.2580.222.117224269-21852.1852.132.4820522721-2227827810.597362819-40160.8160.86.12969618069二区管段管长计算长度沿线流量123-24832.6832.644.5441224-25837.6837.644.8116323-26537.4537.428.7509424-27498.2498.226.6537526-27777.5777.541.59625627-28536.9536.928.72415726-2925925913.8565827-30293.6293.615.707691023-311017.21017.254.42021131-32984.2984.252.65471232-33547.4547.429.28591332-34852.9852.945.630151434-35468.1468.125.043351531-36621.3621.333.239551632-37580.7580.731.067451736-3929129115.56851836-37811.3811.343.404551937-38334.6334.617.90112026-36872.8872.846.694811954.31.4. 3计算节点流量管网任一节点的节点流量4=gz/节点流量计算如下表：节点节点流量节点集中流量节点总流量151.7451.74237.5637.5635.1755.175459.5955.86115.45557.7657.76642.7942.7977.7257.72589.0059.005944.8444.841043.8843.881135.27535.275129.259.25134.664.661456.37556.3751554.6554.65167.947.941715.3115.311859.8959.891939.2339.23205.4455.4452132.632.6225.35.3403.0653.065节点节点流量节点集中流量节点总流量2363.85563.8552458582522.40522.4052665.4573.34138.792756.3456.342814.3614.36296.936.93307.8557.8553170.15570.1553279.3279.323314.64514.6453435.33535.3353512.5212.523669.4569.453746.18546.185388.958.95397.7857.7851.4.4计算管段流量按每一节点符合+%=O条件，从经济和安全两个方面考虑序号管段管段流量126-296.93236-397.785337-388.95427-307.855527-2814.36632-3314.645734-3512.52824-2522.405911-129.25106-89.005116-77.725122-35.1751314-134.661415-167.941515-1715.311619-205.4451719-403.0651821-225.31936-3732.132032-3723.002124-2730.682226-2747.882323-2673.782436-26119.822524-23111.0852632-3447.8552731-32164.822831-36229.185296-1118.113010-1126.42315-677.63325-1025.94339-1044.36342-565.80354-595.603618-1929.233715-1918.513814-1596.41399-23129.144031-23119.584121-31583.74429-21369.824318-21251.82444-18190.124514-18150.82464-9588.16471-4989.33481-2108.535491-14308.265500-11457.871.4.5管径确定序号管段管段流量管径100Oi126-296.93100mm18.1236-397.785125mm7.58337-388.95125mm9.44427-307.855125mm7.58527-2814.36150mm8.99632-3314.645150mm9.59734-3512.52150mm7.07824-2522.405200mm4.93911-129.25125mm10.1106-89.005125mm9.63116-77.725125m7.25122-35.175100mm10.81314-134.66100mm8.971415-167.94125mm7.581515-1715.31150mm10.51619-205.445100mm12.01719-403.065100mrn3.981821-225.3100mm11.21936-3732.13250m3.092032-3723.00200mm5.132124-2730.68250mm2.832226-2747.88300mm2.572323-2673.78350mm2.652436-26119.82400mm3.322524-23111.085400mm2.922632-3447.855300mm2.572731-32164.82450mm3.292831-36229.185500mm3.64296-1118.11200m3.283010-1126.42200mm6.67315-677.63350mm2.85325-1025.94200mm6.44339-1044.36300mm2.19342-565.80350mm2.15354-595.60350mm4.203618-1929.23250mm2.583715-1918.51200m3.453814-1596.41350mm4.29399-23129.14400mm3.854031-23119.58400mm3.324121-31583.74800mm1.92429-21369.82600mm3.524318-21251.82500mm4.31444-18190.12450mm4.334514-18150.82450m2.80464-9588.16800mm1.98471-4989.331000mm1.70481-2108.535400mm3.02491-14308.265600mm2.51500-11457.871200mm1.4071.4 .6平差通过对流量进行初步分配，并确定管道的长度，我们可以使用巴普洛夫斯基公式来重新分配每个管道的流量，并通过不断的计算来达到方程的要求：Qj=0初分配流量平差过程及结果见附录。1.5 管径核算15.1消防时流量和水压要求表1城镇、居住区室外的消防用水量人数/万人同时间内的火灾次数/次次灭火用水量/Ls“1.01102.51155.022510.023520.024530.025540.026550.027560.038570.039080.03951003100注：城镇的室外消防用水易包括居住区、工厂、仓库(含堆场、储罐)和民用建筑的室外消火性用水量。当工厂仓库和民用建筑的室外消火性用水量按表3计算,其值与按本表计算不一致时，应取其较大值。确定灭火用水量辽宁省沈阳市和平区I区远期人口为26万人，同一时间内发生火灾次数为两次,一次的灭火用水量为55Lso确定控制点根据管网特点结合选择控制点的原则，选择主控制点为28,次控制点30,进行消防校核。分别在节点28和26处各加55Ls的集中流量，其余节点流量与最高时相同。消防平差校核结果见附录1.5.2最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求事故校核流量按照最高日最高时流量的百分之70计并删除管段31(1)一区：CKhQ1.68×33511.32x0.7皿3“”一Qh=1876.637加76=521.29L/Sh2424一区管道总长度：18069mQh-Eq521.29-55.86q,=-=0.0258L/Sl/18069(2)二区:coa=24±二L40100二一J40x4480392x0.7M29.4Mj=50819Ls,2424二区管道总长度：12197.6ma=508J9-7334=00357£/y'712197.6事故校核结果见附件1.6节点水压标高计算平差后水流流向修改以及各段的水头损失:节点编号地面高程水压高程自由水头1 224.85256.131.252225.36254.6829.323225.52254.6529.134224.33255.1730.845224.61254.129.496224.93253.4828.557225.49253.4527.968225.17253.4128.249223.64254.1530.5110224.25254.2229.9711224.30254.1429.8412224.56254.0629.513224.91254.8929.9814224.67254.9130.2415224.27252.272816224.52252.2327.7117223.89252.09328.20318224.25253.6129.3619223.88251.5327.6520223.74251.4927.7521223.86252.2328.3722223.79252.1928.423223.7125430.2924223.58252.4328.8525223.96252.3728.4126224.19252.9728.7827223.78251.6227.8428223.53251.5328.0029224.31252.8728.5630223.84251.59527.75531223.91256.3632.4532224.63254.2329.633224.79254.1329.3434223.61254.230.59035223.53254.1530.6236224.55254.8130.2637225.08252.9327.8538225.21252.8827.6739224.90254.7929.8940223.56251.52727.967第2章取水工程设计计算2.1设计资料1取水量Q=79(XX)×1.1=869(X)m3d=0.997/s2、河流的流量最大流量：450m7s,最小流量：18011r7s3、河水流速最大流速：2.43ms4、河流水位最高水位223m,最低水位205m,常水位210m,冰的最大厚度为1.6In5、河流通航情况不通航河流2.2取水构筑物的设计2.2.1取水构筑物形式的选择由于合建式布置紧凑，占地面积较小，水泵吸水管路短，运行管理方便等优点，故采用岸边固定式合建取水构筑物。2.2.2取水头部的设计计算1、进水室的计算(1)形式：进水室分两格，中间设置闸口，每格可独立工作，可以安全运行，便于检修、清洗、排泥，一格检修时，另一格承担75%的水量(2)进水口：河流水位变幅223-205=18m大于6m,采用双层进水孔口，每格布置一个进水口，进水口上安装格栅2、格栅面积的计算(1)总面积：F。=*l×2×Vo式中：Q：设设计流m3s;Kl:堵塞系数，采用0.75;K2：格栅格栅引起的面蟀数，K2=b(b+S);其中b:栅栅条间净mm,一般常用3050mm,本设本设计40mm;S:栅栅条厚度，本设“用l()mm;v:过过棚允许流ns,岸边岸边式取水构筑内有冰絮，一般采用0.20.6ms,本设本设计0.5m*F0=Q/fv°×Ki×K2)=0.997/(0.5X0.75×0.8)=3.32nf(2)进水孔尺寸:B1×Hl=2000nm×2000nm（3）格栅尺寸:B×H=2160mm×2160mm（4）通过进水室水头损失为O.233m3、吸水间的计算（1）形式：吸水间不分格（2）过水口：进水室与吸水间隔墙上过水口安装一层平板格网4、格网面积的计算（1）总面积f-Q0VMK2vl:一般采O.3O.5ms,本设本设计0.4ms;Kl:网丝网丝弓I起的面蟀数，其中；B:网眼尺寸（mm）,本设，本鹰x8mm;d:网丝网丝直径，本设用2mm;K2:网格堵塞面积网格堵数，一般为0.5;§:收缩收缩系数，口D.640.&本设本设讳）.7（2）进水尺寸：B1XH1=I750mmX2500mm（4）格网尺寸：（四个）B×H=1880mm×2630mm有效面积为3.02m2（4）通过吸水间水头损失为0.24m2.3取水泵房的设计采用固定式取水泵房，吸水间与泵房合建，吸水间在泵房内。2.3.1设计流量的确定和设计扬程的估算1、设计流量Q2=79000×1.1=86900W3/J=0.9973/52、设计扬程H（1）泵所需静扬程H”：通过取水部分的计算已知从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.473m,水源最高水位标高为223m,最低水位标高为205m,最大冰冻厚度为1.6m,所以吸水间最高水位标高为：223-0.473-1.6=220.93m,最低水位标高为：205-0.473-1.6=202.93m清水池水面标高与地面标高相平为226.30m,稳压井到清水池的全部水头损失为4.16m,所以稳压井水面标高为:226.30+4.16=230.46m一泵站所需静扬程HSt为：枯水位时，Hst=230.46-202.93=27.53m洪水位时，Hst=230.46-220.93=9.53m（2）输水干管中的水头损失Eh取水泵房至水厂稳压井的距离600m,设采用两条DN900钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即Q=O.75×0.997=0.748m3s=748Ls,查水力计算表得V=L18ms,100Oi=I.67,所以h=1.2×0.00167×600=l.20m（1.2包括20%的局部损失而加大的系数）。（3）泵站内管路中的水头损失HP粗估为3m（4）安全工作水头HS取2m则泵设计扬程为：枯水位时，Hn=27.53+1.20+3+2=30.91m洪水位时，Hmin=9.53+1.20+3+2=12.91m2.3.2初选泵和电机经查表得，选3台DFEK500-400-600-6型水泵，两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。根据DFEK500-400-600-6型水泵的要求选用配套Y432-6型电动机（功率为250KW,质量400Okg）O参数允许区域（小）允许区域（大）单位流量1640.803781.606m3h扬程36.6022.70m效率73.882.9%轴功率222.20246.40KW汽蚀0.57.1m2.3.3机组尺寸的确定机组平面尺寸为：L×B=2340×1410机组总重量：W=WP+W=3500+4000=750Okg基础深度：H=3.0X7500X9.807/（2.34×1.41×23520）=2.84m基础实际深度连同泵房底板在内，应为3.24m。2.3.4吸水管路与压水管路的计算1、吸水管采用钢管：D=600mm,查水力计算表V1=L77ms,1000i=6.50水泵进口法兰:Dg=500mm2、压水管采用钢管：D=500mm,查水力计算表Vz=2.55ms,1000i=17.1水泵出口法兰：Dg=400mm2.3.5吸水管路与压水管路中水头损失的计算1、吸水管路中水头损失：4=M+4hfs=liX4=9.2×0.(X)65=0.0598m-)式中：吸水管进吸水管进口系数，；:闸闸阀局部阻力系娄按开开启度考虑，:偏心渐偏心DNIOooX600,。hls=(0.75+0.15)×-!÷0.18×0635=0.148/2×9.8072×9.807故hs=hfo+¼5=0.0598+0.148=0.2078w2、压水管路的水头损失：%=%+阳Ayy=z=(14.1+3.24)×0.0171+(2.11+0.66+0.60)×0.0038=0.31机kl = (4×2 + 5×2 + 6×2 + )×VV4Vs*：F(岁8+49+)XF(ll+)×：2×9.8072×9.807,2×9,807式中：或：DN500液控蝶阀，或二°16；：DN500闸阀,Js=°l°&6：DN500钢制90°弯头，B=0%DN500钢制45°弯头，M=0.41；&：DN500X900渐扩管，&二°5；49：DN900钢制90。弯头，3=1.21；品.Z)N900闸阀，Ao=02)；%：DV900四通，=l8.V3V4V5hld=(4×2÷5×2+6×2+7)×：+(8+49+AlO)X+(ll+JlO)X：2×9.8072×9.8072×9.80725S07Q4-I<72=(0.162+0.102+0.992+0.4DX+(0.15+1.21+0.2)×-+(1.8+0.2)×2×9.8072×9.8072x9.807=0.965+0.05+0.251=1.266w故砥=Zhfd÷hld=1.266+0.31=1.576m从泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：Zh=ZhS+Zhd=0.2078+1.576=1.783w因此，泵的实际扬程为：枯水位时，H=205+1.20+0.473+1.783=208.456m洪水位时,H=223+1.20+0.473+1.783=226.456m由此可见，初选的泵机组符合要求。2. 3.6泵安装高度的确定和泵房房体高度计算已知吸水间最低动水位标高为202.93m,为保证吸水管的正常吸水，吸水管的中心标高为203.92m,取吸水管下缘距吸水间底板0.8m,则吸水间底板标高为200.33m。洪水位标高为223m,考虑3.Om的浪高，则操作平台标高为226.30m。故泵房筒体高度为：於226.30