新水厂城市管网供水工程取水工艺计算.docx

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1、新水厂城市管网供水工程取水工艺计算1. 1取水口位置确定1.3 算1.4 新水厂取水水泵选配及一级泵站工艺布置141一级泵站平面形状确定.142取水水泵选配.1.4.3一级泵站工艺布置设计计算1.1取水口位置确定新水厂选用淑水作为供水水源，取水口位置宜选在弯曲河段的凹岸处。江河弯道凹岸由于河水的横向环流运动，往往能形成窄长的深槽,水较深,主流近岸。枯水期，主流线偏向凹岸；洪水期水流挟沙能力大,河床底的泥沙由凹岸运向凸岸。在冬季,由于深槽处流速较大,又有利于河中流冰与水流分层。为了在凹岸处取到低含沙量的水,又避免取水构筑物受水流冲击过激,取水口宜选在顶冲点的稍下游处,即(0304)L内，L为河湾

2、长度。根据所确定的取水口位置，综合取水量、水质和供水安全可靠的要求，结合河床地形、河床淤积、水位变幅、冰冻和航运等情况以及施工条件，本设计采用河床式自流管取水构筑物形式。河床式取水构筑物是由取水头部、进水管、集水井及泵房组成。河水经取水头部上带格栅的进水孔，沿自流管流入集水井，最后由水泵抽走。1.2取水头部设计计算1、取水头部的设计要点:取水头部应满足以下要求：取水头部应设在稳定河床的深槽主流，有足够的水深处进水孔宜布置在取水头部的侧面和下游面。为了减少取水头部对水流的阻力，避免引起河床冲刷，综合考虑施工和布置设备的要求，选用合理的取水头部外形。取水头部的基础埋深应设在局部冲刷淘深的深度以下，

3、必要时应考虑局部加固河床。为防止船只、木排碰撞，取水头部的最小淹没深度应不小于航行船只的吃水深度。必要时应取得航运部门同意设置航标。2、取水头部的设计计算：(1)取水头部选型：取水头部形式很多，常用的有喇叭管、蘑菇型、鱼形罩、箱式、桥墩式等。因为本设计在湖南淑浦，新水厂以淑水为水源，含沙量较小，故采用菱形箱式取水头部，菱形的水流阻力较小，施工和设备安装较方便，菱形箱式在中南地区应用较普遍，效果较好。为了便于检修和清洗，分为两格，中间设隔墙。菱形箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋混凝土箱和设在箱内的喇叭管组成。由于进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙的进入量。(2)取水头部格栅设置：取水头部采用菱

4、形箱式取水头部，双面进水。进水孔上设置格栅，共4个。栅条断面采用矩形，栅条间距应根据取水量大小、冰絮和漂浮物等情况确定，一般常用40100制，本设计采用b=65mm。设计流量为=10.8X104z3d=.25m3/So取水头部格栅面积可按下式计算：4=屋MK2%式中：外一进水孔或格栅的面积，病；Q一进水孔的设计流量，加/s;%一进水孔设计流速，mJs,当江水有冰絮时，yo=O.l0.3/n/s;无冰絮时，Uo=O.2().6ms;本设计采用Vo=O.4h5;房栅条引起的面积减小系数，KL占，其中人为栅条b+s净距，此处匕取65mm,s为栅条厚度，一般采用10mm,则K1=65=0.86;1 6

5、5+10勺一格栅阻塞系数，采用0.75；代入相关数据得：格栅总有效面积为：FO=Czl=4.84w20.680.750.4每个进水口的面积为：f=-=.2m24进水孔尺寸采用BH=140OmWX100Ow?格栅尺寸选用B&/T=1500.7x110m（标准尺寸）水流通过栅条的水头损失一般采用0.05mSlOm,在此取0.1mo1.3自流管设计计算设计流量：二水厂（新水厂）取水构筑物按远期处理规模进行设计,设计流量按新水厂远期最高日平均时流量加上水厂自用水量（按8%计）计，即：Q=L08X10X104=4500/=1250L/s=1.25疗/ST24根据水文站提供的淑水资料：历史最高洪水位为16

6、0.6m,最低水位为149.位m,最大秒流量为4（）（）（）加/$,最小秒流量为2.49s,完全满足需水量要求。自流管设计流量确定：本设计设2根自流管，当事故时一条自流管停用检修，另一根自流管通过75%的最大设计流量。同时自流管的管径应按正常供水时的设计流量和流速确定，按远期流量设计，则每根管的设计流量为：2 =0.5x1250=625S管径的确定：自流管的设计流量Q=625s,查设计手册水力计算表，采用DV800钢管时，管内流速为V=L24ms9000/=2.20o校核管内最小流速：管中流速不应低于泥沙颗粒的不淤流速，以免泥沙沉积。进水管的设计流速一般不小于。.6mso由于自流管按远期设计，

7、所以近期时管内流速较低。当每根自流管内通过近期设计流量的50%,管内流速较小，此为最不利工况。此时每根自流管内通过的流量为：Q=0.5XQ1=0.52250=1125r/h=312.5L/s查水力计算表得：当采用ON800钢管时，管内流速IZ=O.623ms0.6m/s,满足不淤流速的要求。.管材选择自流管采用钢管，这是因为钢管可以减少接头，方便施工，但需做好防腐措施。1.4新水厂取水水泵选配及一级泵站工艺布置1.4.1一级泵站平面形状确定一级泵站平面形状常见的有圆形和矩形。矩形泵房便于机组及管路布置，在水泵台数较多时更显优势；圆形泵房受力条件和水力条件比矩形的优越。当水位变幅大且泵房筒体深度

8、较大时，圆形比矩形更经济，但水泵台数不宜过多。因此，当水位变幅不大且水泵台数较多时，常用矩形泵房；当水位变幅较大且台数不多时，常用圆形水泵。根据以上原则，通过综合分析，本设计一级泵站采用圆形平面布置形式。布置形式见图1.1。1.I取水泵站机组布置示意图1.4.2取水水泵选配(1)设计扬程估算：己知条件：新水厂近期设计水量为Q=5.4104m3/d=2250m3/h=625L/s;远期设计水量为=1().8104W3/J=45(X)w3/=125()/5,设计水量已包括水厂自用水量(按8%计)。采用固定式取水泵房,用两条直径为80Omm的自流管从江中取水。水源洪水位标高为160.60m,枯水位标

9、高为149.IOmo新水厂絮凝池前配水井的水面标高为161.39m,自流管全长为60m,泵站到净水厂的输水干管全长为200mo水泵所需静扬程H:自流管的管径为OV800。通过取水部分的水头损失按最不利情况下(即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时)进行计算。查水力计算表得：DN800,Q=0.75X1250=937.5S,v=1.865,100Oz=5.00。则从取水头部到泵房吸水井的水头损失为：沿程损失：/=/Z=60=0.3/77fIoOo2lq(2局部损失：hl=(l+3)=(0.1+1.05+1.0)-=0.38/n式中，乙一喇叭口局部阻力系数，取0.1；么一90弯头(Z

10、)N800)局部阻力系数，为1.05;Q一出口局部阻力系数，取1.0。另外，水通过取水头部格栅的水头损失一般为005-0.1m0取0.1r11o故取水头部到吸水井的总损失为：h=hf+hl+栅=0.3+0.38+0.1=0.78m,取0.8？此时吸水井中最高水位标高为：160.600.8=159.806.吸水井最低水位标高为：149.10-0.8=148.3m吸水井常水位标高为：152.75-0.8=151.95/w所以水泵所需静扬程H.为：洪水位时,H57.=161.39-159.06=1.59n枯水位时，Hsr=16139-148.3=13.09/n常水位时，H铭=161.39-151.9

11、5=9.44Z原水输水干管中的水头损失Z力设采用两条Z)N800钢管并联作为原水输水干管，当一条输水干管检修时，另一条输水管应通过75%的设计水量，即：=0.751250=937.5S。查水力计算表得：管内流速v=1.86ms,100Oi=LOOo输水干管总长度为200米。所以Z=l.1x5.00/100oX200=LlM(式中1.1系包括局部损失而增大的系数)。泵站内管路中的水头损失P粗估为2.00mO水泵设计扬程：考虑2.00m的安全水头，则水泵的设计扬程为：设计枯水位时，Hma=13.09+1.l+2+2=18.19设计洪水位时，Hmm=L59+1.1+2+2=6.69加常水位时,H常=

12、9.44+1.l+2+2=14.54m(2)初选水泵和电机：根据设计流量和设计扬程来确定水泵的型号。近期1台300S19水泵(Q=612-935/力，H=22-14m,N=103kW,n=970rmin)和2台500S22A型水泵(其中1台为备用泵)(Q=1400-2020-h,H=20-14m，N=185kW,n=970rmin)0枯水位时并联1台300S19型水泵和500S22A型水泵，当总流量为=5.4104m3/d=2250w3/h=625L/5,扬程为1 9.41根18.19也满足要求；洪水位时考虑扬程比较小，仅开1台型500S22A水泵，扬程为11.04加6.69m,满足要求远期将

13、300S19型水泵换成500S22A型水泵，并再增设500S22A一台500S22A型水泵，即3台500S22A工作，1台5Q0S22A备用。此时，当流量达到远期流量450()m3M,扬程为19.22m,满足要求。1. 4.3一级泵站工艺布置设计计算2 .机组基础尺寸的确定500S22A(1)基础长度L对于不带底座的大、中型水泵，基础长度L等于水泵和电机最外端螺孔间距右加上0406m,并长于水泵和电机总长。基础长度L=B+4+&+(0.4-0.5m)=0.55+0.955+0.58+0.515=2.60m而水泵电机总长为2.68m,因此，基础长度取2.7m。(2)基础宽度B对于不带底座的大、中

14、型水泵，基础宽度8等于水泵或电动机最外端螺孔间距(取其最宽者)力口上040.6m.基础宽度B=B3+(0.4-0.5m)=0.8+0.5m=1.3mo(3)基础高度”基础高度按下式进行计算：1.B式中W机组总重量，N；1.基础长度，m；B基础宽度，m；y混凝土基础所用材料的容重，N向c已知L=2.7m,z=2400kgw3W=Wp+叱”=1680+1020=270Ukg则基础高度H为： 3.0 XW 4.02700 n =LB 2.7 1.3 2400= 0.96水泵基础施工时，应待厂家确定后，核对基础尺寸无误后，再进行基础浇注。小泵由于以后要换成大泵，故应按远期更换为500S22A后的基础进

15、行计算，尺寸同上。3 .吸水管路与出水管路计算每台水泵有单独的吸水管与压水管。1 1)500S22A型离心泵:吸水管：已知Ql=I50(加3/=416.7L/$当250口10007小时，吸水管内流速范围为1.21.6mSo采用DN600专冈管，贝IV=l43msjOoOi=4.14m。压水管已知2=15()(加/=416.7乙/$当25odiooo时，出水管内流速范围为2.025ms0采用DN500钢管，则v=2.05ms,100Oi=IO.8。2 2)300S19型离心泵：吸水管：己知QI=750w3/h=208.31Is当25dooo,7M时，吸水管内流速范围为1.21.6mSo采用DN450车冈管，贝Iv=1.27