毕业设计--xx市的给水工程初步设计.doc

摘要 摘要给水工程设计，一般包括取水工程，二泵站设计，水厂设计以及管道工程的设计，是给排水的重要组成部分。本工程是华南地区xx省xx市给水工程设计，供水规模是10万吨每天，xx市在全国属于特大城市，各用水户对水质没有特别要求。其中取水工程为地表水取水工程.地表水取水工程的设计内容包括地表取水位置的选择,取水形式的确定及取水泵站的设计计算。输配水工程主要包括管网的定线和管网的水力平衡计算。净水厂的设计是指净水厂的位置选择，水处理工艺流程的确定，水处理构筑物的设计计算，送水泵站的设计以及水厂的平面和高程布置。通过本次毕业设计将自己课堂上所学的知识进一步系统化，培养自己独立思考的能力，提高自己对专业软件的使用能力，以及查阅资料，解决问题的能力。同学们应积极配合老师，独立按时完成老师要求的任务，认真阅读设计规范，努力认真的做好相关图纸的绘制。关键词：毕业设计、xx市、给水工程、净水工艺、泵站 Summary Water supply engineering design, generally including water engineering, 2 pump station design, plant design and the design of pipeline engineering, is an important part of water supply and drainage. This project is the hengyang city of hunan province in south China, water supply engineering design scale of water supply is 100000 tons every day, hengyang belongs to megacities across the country, all the water on water quality and no special requirements. Of which obtaining water engineering for surface water. Surface water intake engineering design content includes the surface of water intake location selection, the determination of water form, and the calculation in the design of water intake pump station. ShuPeiShui engineering mainly include network routing, and pipe network hydraulic balance calculation. Treatment of water treatment works design refers to the location selection, the determination of water treatment process flow, design calculation for water treatment structures, water pumping station design and waterworks plane and elevation arrangement. Through the graduation design will lead to a further systematic knowledge they learned in class, cultivate their independent thinking ability, improve myselfs ability to use professional software, and data access, the ability to solve the problem. Students should actively cooperate with the teacher, independent on time complete the task the teacher asked, read design specifications, effort earnest completes the related drawings of the draw. Key words: the graduation design, hengyang, water supply engineering, water purification process, the pump station II 目录 目录摘要Summary前言- 1 -第一章 水量及给水管网设计计算- 7 -1.1 用水量计算- 7 -1.2 管网水力计算- 12 -第二章 阀门及管道附件- 32 -2.1 阀类- 32 -2.2 管道附件- 32 -第三章 净水厂设计- 33 -3.1设计资料及设计原则- 33 -3.1.1 设计基础资料- 33 -3.1.2 设计原则- 34 -3.2 总体设计- 35 -3.2.1 水厂规模的确定- 35 -3.2.2 净水工艺流程的确定- 35 -3.2.3 处理构筑物及设备型式选择- 36 -3.3 加药设施的设计计算- 38 -3.3.1 混凝剂投配设备的设计- 38 -3.3.2 溶液池的计算- 39 -3.3.3 溶解池的计算- 39 -3.3.4 投药管的计算- 40 -3.3.5 药剂仓库的计算- 40 -3.3.6 加药间- 40 -3.3.7 配水井的设计- 41 -3.3.8 混合设施- 41 -3.4 网格絮凝池的设计计算- 44 -3.4.1 平面布置- 44 -3.4.2 各段水力计算- 45 -3.4.3 水力校核- 47 -3.5 斜管沉淀池的设计计算- 48 -3.5.1 平面尺寸- 48 -3.5.2 斜管沉淀池的高度- 48 -3.5.3 沉淀池进口穿孔花墙- 50 -3.5.4 集水系统- 50 -3.5.5 排泥系统- 51 -3.6 普通快滤池的设计计算- 52 -3.6.1 滤池面积及尺寸- 52 -3.6.2 滤池高度- 52 -3.6.3 滤池的配水系统- 53 -3.6.4 洗砂排水槽- 55 -3.6.5 滤池的各种管渠计算- 56 -3.6.6 反冲洗高位水箱- 57 -3.7 加氯间的设计计算- 57 -3.7.1加药量的确定- 57 -3.7.2加氯间的布置- 58 -3.8 其他设计计算- 58 -3.8.1 清水池的设计- 58 -3.8.2 吸水井的设计- 60 -3.9 水厂总体布置- 60 -3.9.1 水厂的平面布置- 60 -3.9.2 水厂的高程计算及布置- 61 -第四章 二泵站设计- 64 -4.1 整理分析资料- 64 -4.2 水泵机组的初步选择- 64 -4.2.1 泵站设计参数的确定- 64 -4.2.2 选择水泵- 65 -4.2.3确定电机- 67 -4.3 水泵机组的基础设计- 68 -4.4 水泵吸水管和压水管的计算- 69 -4.5 布置机组和管道- 69 -4.6 泵房形式的选择- 71 -4.7 吸水井的设计- 71 -4.8 各工艺标高的设计- 72 -4.9 复核水泵和电机- 73 -4.10 辅助设备的选择- 74 -4.10.1引水设备- 74 -4.10.2计量设备- 75 -4.10.3 起重设备- 75 -4.10.4排水设备- 75 -4.11 泵房的建筑高度和平面尺寸的确定- 76 -第五章 工程概预算- 77 -5.1 管道造价- 77 -5.2 净水工程造价- 77 -5.3 清水池造价- 77 -5.4 二级泵房造价- 78 -5.5 建筑直接费- 78 -5.6 建筑间接费- 78 -5.7 建筑工程总造价- 78 -5.8 常年运转费- 78 -5.9 单位制水成本- 80 -结束语- 81 -参考文献- 82 -致谢- 83 -V 前言 前言原始资料工程概述：本设计为xx省xx市的给水工程初步设计，该城市位于xxA 河的中下游。城市分为、两个行政区，总共人口28万人；A河流从该城市的东南部流过，、区各有一个工业区；A厂和B厂。城市中各工业企业对水质无特殊要求，城市楼房平均层数7层。其基本资料具体如下。设计资料:基本情况1、 xxxx 城市平面图，比例： 1：5000 ， 等高线每隔 1 米一根2、城市分区及人口密度I区 240 人/公顷，面积 244 公顷；II区 260 人/公顷，面积 894.5 公顷；III区 人/公顷，面积 公顷；IV区 人/公顷，面积 公顷。3、该城居住区房屋的卫生设备情况：I区 室内有给水排水卫生设备 ，无淋浴设备 ；II区 室内有给水排水卫生设备 和淋浴设备 ；III区 ； IV区 ；4、该城房屋的平均层次：I区 8 层；II区 9 层；III区 层；IV区 层。5、工业用水情况：该城有下列工业企业，其位置见城市平面图（1） A 工厂：日产量 9T/d ，单位产品用水量 220m3 /T，工人总数 1650人，分 3 班工作，热车间占10%。第一班 550 人，使用淋浴者 220 人，其中热车间 55 人；第二班 550 人，使用淋浴者 220 人，其中热车间 55 人；第三班 550 人，使用淋浴者 220 人，其中热车间 55 人。（2） B 工厂：日产量11T/d ，单位产品用水量 260 m3 /T，工人总数 700人，分 2 班工作，热车间占 30 %。第一班350人，使用淋浴者200人，其中热车间 105人；第二班350人，使用淋浴者200人，其中热车间 105人；6、由城市给水管网供水的火车站用水量1000 m3/d。 要求城市管网均匀供水，对水压无特触要求，如水压不够，自行局部加压解决。7、自然概况：城市土壤种类 亚粘土 ，冰冻线深度 0.55 m；地下水位深度 14 m，年降水量 800 mm；城市温度：最高温度 41 ，最低温度2 ，年平均温度 20 ；主导风向：夏季 东南风 ，冬季 西南风 ；全年主导风向为西南风。自来水厂处的土质种类 亚粘土 ；地下水位深度 16 m；8、地面水源：（1）流量：最大流量 40000 m3/s；最小流量 5000 m3/s。（2）最大流速 5.0 m/s，最小流速 0. 75 m/s。（3）水位：最高水位 70 m；常水位 60 m；最低水位 55 m。（4）最低水位时的河宽 2000 m。9、水源水质分析结果：编 号名 称单 位分析结果1水的臭和味级2混浊度mg/L1003色度度54总硬度mg/L碳酸盐硬度mg/L非碳酸盐硬度mg/L钙硬度mg/L镁硬度mg/L5PH值7.06碱度mg/L407溶解性固体mg/L2008水的温度最高温度31最低温度29大肠杆菌个/mL10、城市综合用水城市综合用水变化曲线及时变化系数 用水时变化系数Kh=1.50-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-123.003.202.502.503.503.504.304.905.905.304.904.7012-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-244.404.104.104.404.304.304.504.504.504.204.203.30设计内容一、毕业设计的目的与要求：毕业设计是本科四年教学计划规定的最后一个重要的实践性教学环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。通过毕业设计调动学生的学习积极性和主动性，培养学生分析和解决实际问题的能力，为学生走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。通过毕业设计使学生具备调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部深入设计的能力，对学科发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，并能进行外语翻译，从而使学生具备独立工作和进行工程设计的能力。二、设计步骤：（一）设计准备1、了解及明确设计任务书的各项内容、任务及要求。2、分析设计任务书中提供的设计资料。3、在熟悉资料的基础上，需深入现场实地，核实并补充有关资料和数据。4、在指导教师指导下，拟定给水系统的设计方案，根据总体安排，制定较详细的设计计划。（二）设计计算1、给水管网设计计算 （1）用水量计算1）确定用水量标准，计算城市最高日用水量。居民最高日生活用水量按城市分区用水量的标准计算。工厂最高日生产用水量，按工厂性质、产品数量等分别计算，工厂用水量还包括工人在工作时生活用水量及下班后淋浴用水量；此外，还有车站用水量、浇洒道路、绿地用水量。加上未预见水量，即得该城市最高日设计用水量。2）计算城市最高日最大时用水量。3）计算消防时用水量。（2）供水系统方案选择1）选定水源及位置和净水厂位置；2）选定供水系统方案（要求提出两个方案）（3）管网定线根据选定的供水系统方案，进行管网定线和输水管道定线。（4）绘制城市最高日用水量变化曲线按城市逐时用水量表，绘制用水量变化曲线，依此确定二级泵站的供水曲线，即确定二级泵站的工作制度。（5）清水池容积计算。（6）管段设计流量计算1）比流量计算分区用水量标准若不相同应分别计算比流量。2）节点流量计算先由比流量计算出沿线流量，再用沿线流量算出节点流量。3）进行流量分配，初拟管径。（7）管网平差1）进行两个方案的最大用水时管网平差和消防校核平差。2）给出两个方案的最大用水量时管网平差图和消防校核平差图。（8）进行供水系统方案的技术经济比较，并选定方案。（9）绘制选定方案的最大用水时等水压线图。2、 净水厂设计计算（1）根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况，确定处理工艺流程并选定处理方案。（2）拟定各处理构筑物的设计流量。（3）选定各处理构筑物的型式和数目，根据确定的净水厂位置；初步进行水厂的平面布置和高程布置，在此基础上确定构筑物的形状，有关尺寸和安装位置等。(4）进行各构筑物的设计计算，定出各构筑物和各主要构件的尺寸。设计时要考虑到构筑物及构件施工上的可能性，并符合建筑模数的要求。(5）绘制出各构筑物及有关细部的计算草图。(6）根据各构筑物的确定尺寸，确定各要筑物在平面布置上的确定位置，并最后完成平面布置，确定各构筑物间联接管道的位置，管径、长度、材料及附属设施，并最后定出水厂的高程布置。3、二泵站设计计算（1）根据水厂平面布置和管网平差结果，确定供水制度、泵站形式并进行选泵。（2）确定水泵的布置方式。（3）进行二级泵站设计计算并绘出计算草图。（三）、给水工程总概算和成本估算对整个工程进行投资估算及制水成本计算。（四）绘图和整理设计计算说明书1、设计说明书包括目录、前言、正文、总结及参考文献，并有不少于200词的外文摘要。2、设计图纸不少于6张。该城市有一条自东向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的给水系统。城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点有以下： 定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。干管的间距一般采用500m800m 。 循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。 干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。 干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。减小今后检修时的困难。 干管与干管之间的连接管使管网成环状网。连接管的间距考虑在8001000m左右。 力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。 输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。配水管网共设11个环，输配水管路布置如下章所示. 另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。井内有阀门和排水管等。倒虹管顶在河床下的深度不小与0.5m，在航道线范围内不应小于1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：（）、给水系统布局合理；（）、不受洪水威胁；（）、有较好的废水排除条件；（）、有良好的工程地质条件；（）、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（）、少拆迁，不占或少占良田；（）、施工、运行和维护方便。- 80 - 水量及给水管网设计计算 第一章 水量及给水管网设计计算1.1 用水量计算基础资料： 表1.1 基础资料总人口（万）绿地面积（万平米）道路面积（万平米）工业区总人数其中高温 车间人数工业区总人数其中高温 车间人数2845.7057.6016501657001101、 最高日用水量城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。该城市在xx，总人口28万人，查室外排水设计规范可知该城市位于一分区，为特大城市。综合生活用水定额采用下限270L/cap.d最高日综合生活用水量Q1 ：Q1=qNf Q1城市最高日综合生活用水，md；q城市最高日综合用水量定额，（cap.d）；城市设计年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%所以最高日综合生活用水为： Q1=qNf=27010-328104100=75600md工业用水量为：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；工厂生产用水量： 9220+11260=4840 m/d工人生活用水量： 工人淋浴用水量： 工厂总用水量: Q24840+42.9+19.6+49.9=4952.4 m3/d 浇洒道路用水量Q3： 浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.5L计算；每天浇洒2次。 所以浇洒道路用水量Q31.557.61042/10001728 m/d绿化用水量Q4： 绿化用水量按2 L/d.m2 计算；所以： Q42.045.70104/1000=914 m/d城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。最高日设计流量Qd： Qd1.20（Q1+Q2+Q3+Q4）1.20（75600+4952.4+1728+914）99833.28m/d=10万m3/d消防用水量： 根据建筑设计防火规范该城市消防用水量定额为55L/s，同时火灾次数为2次。 城市消防用水量为： Q6=q6N6=552=110 L/s2、 最高时用水量 从表1.2城市用水量变化情况表中可以看出，8-12点为用水最高时，最高时用水量为：表1.2 城市用水量变化情况表时间时变化系数综合生活用水工业生产用水淋浴用水工厂职工用水浇洒道路绿地用地未预见水城市每小时用水量m3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/h%0-132268.00201.6716.632.60499.172988.072.991-23.22419.20201.672.60532.453155.923.162-32.51890.00201.672.60415.982510.252.513-42.51890.00201.672.60415.982510.252.514-53.52646.00201.672.60582.373432.643.445-64.33250.80201.672.60715.484170.554.186-74.53402.00201.672.60748.764355.034.367-84.93704.40201.672.60457815.315180.985.198-95.94460.40201.6716.632.60981.705663.05.679-105.34006.80201.672.60881.875092.945.1010-114.93704.40201.672.60815.314723.984.7311-124.73553.20201.672.60864782.035403.505.4112-134.43326.40201.672.60732.124262.794.2713-144.13099.60201.672.60682.203986.073.9914-154.13099.60201.672.60682.203986.073.9915-164.43326.40201.672.60864732.125126.795.1416-174.33250.80201.6716.632.60457715.484644.184.6517-184.33250.80201.672.60715.484170.554.1818-194.53402.00201.672.60748.764355.034.3619-204.53402.00201.672.60748.764355.034.3620-214.53402.00201.672.60748.764355.034.3621-224.23175.20201.672.60698.844078.314.0922-234.23175.20201.672.60698.844078.314.0923-243.32494.80201.672.60549.093248.163.25合计100.0075600.004840.0049.9062.501728.00914.0016639.0099833.39100.003 、清水池调节容积 二级泵站供水情况如下表： 表1.3 清水池调节容积计算 Kh=1.68时间用水量%二泵站供水量%一泵站供水量%清水池调节容积%0-12.992.994.171.181-23.163.164.171.012-32.512.514.161.653-42.512.514.171.664-53.443.444.170.735-64.184.184.160.026-74.364.364.170.197-85.195.194.171.028-95.675.674.161.519-105.105.104.170.9310-114.734.734.170.5611-125.415.414.161.2512-134.274.274.170.1013-143.993.994.170.1814-153.993.994.160.1715-165.145.144.170.9716-174.654.654.170.4817-184.184.184.160.0218-194.364.364.170.1919-204.364.364.170.1920-214.364.364.160.2021-224.094.094.170.0822-234.094.094.170.0823-243.253.254.160.91合计100.00100.00100.007.63因此清水池调节容积按最高日用水量的7.63%计算。清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为W=W1+W2+W3+W4W清水池总容积m3；W1调节容积；m；消防储水量m，按2小时火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的5%计算；W4安全贮量按W1+W2+W3取整后计算W1+W2+W313422 m 故W4取W4=1/6(W1+W2+W3)=2237m 因此：清水池总容积W： W13422+2237=15659m取整数为：W=16000m清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。4 、一、二级泵站的供水曲线：根据该城市的用水量变化情况，一级泵站一天工作24小时平均供水，二级泵站工作分两级：5时21时，二级泵站运转，流量占最高日用水量的4.5%，其他时间21时次日5时二级泵站运转流量占最高日用水量的3.5%，城市最高日用水变化曲线图如下：图1.1 城市最高日时变化用水曲线图1.2 管网水力计算1、集中用水量集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。从表1.2城市用水量变化情况表中可知：最大时集中流量为： 2、比流量计算Qh为最高日最大时用水量 L/s q为大用户集中流量L/sL管网总的有效长度 m管网有效长度见下表： 表1.4 各管段长度各管段长度管段编号管长/m有效长度/m管段编号管长/m有效长度/m1-2601.50601.502-31877.501877.503-41109.101109.104-72366.001183.003-82326.402326.403-5962.00962.0017-202254.202254.205-61048.601048.601-61621.401621.407-81272.401272.407-142287.102287.108-9774.40774.409-10757.30757.3010-111396.701396.7011-121000.301000.3011-201605.401605.4011-212173.202173.2012-5477.80477.806-23890.70890.7014-151307.401307.4015-16649.20649.2016-17830.30830.3017-182361.802361.8018-192454.502454.5019-202555.702555.7020-211489.701489.7021-221417.30708.7022-231141.40570.7021-261702.501702.5022-241402.401402.4024-261127.40563.7024-25709.30354.7025-27950.70950.7027-28537.20537.2028-29959.20479.6029-301084.10542.1030-311396.301396.3031-321157.201157.2032-33479.40479.4033-34732.30732.3034-261132.801132.8034-271922.101922.109-161812.201812.20总长/m53712.203、沿线流量计算qi-jq si-ji-j有效长度；mq s比流量 表1.5 沿线流量计算表管段编号有效长度/m沿线流量L/s管段编号有效长度/m沿线流量L/s1-2601.5016.842-31877.5052.573-41109.1031.054-71183.0033.123-82326.4065.143-5962.0026.9417-202254.2063.125-61048.6029.361-61621.4045.407-81272.4035.637-142287.1064.048-9774.4021.689-10757.3021.2010-111396.7039.1111-121000.3028.0111-201605.4044.9511-212173.2060.8512-5477.8013.386-23890.7024.9414-151307.4036.6115-16649.2018.1816-1783