第一篇：HLT1000冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算書
冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.技術(shù)參數(shù)
R404a冷凝溫度tk：35℃,； 進(jìn)口空氣溫度ta1：28 出口空氣溫度ta2：33℃ 進(jìn)出口空氣溫差ta2-ta1：5℃ 對數(shù)平均溫差： tm=(ta2-ta1)/ln(tk-ta1)/(tk-ta2)
=5/ln7/2=5/1.25=4℃ 2.冷凝器的計(jì)算
2.1翅片管簇結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇及計(jì)算
選擇Ф10mm╳0.5mm的紫銅管作為傳熱管，選用的翅片厚度δf=0.15mm的波紋型整張鋁制套片。取翅片節(jié)距Sf=2mm，迎風(fēng)面上管中心距S1=25mm，管簇排列采用正三角插排。
每米管長各有關(guān)傳熱面積分別為：
af=2(S1*S2-П/4db2)/Sf=2*(0.0252*31/2/2-П/4*0.01032)/0.002
=2*(0.00054-0.000082)/0.002=0.4579m2 其中db=d0+2δf（do=Ф10mm，外徑）
ab=Пdb（Sf-δf）/Sf=П*0.0103*（0.002-0.00015）/0.002=0.0299m2 aof=af+ab=0.4579+0.0299=0.4878m2 ai=Пdi=П*0.009m2=0.0283m2(di為內(nèi)徑)取當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a=101.33kPa，由空氣（干空氣）熱物理性質(zhì)表，在空氣平均溫度30℃條件下，Cpa=1.013J/(kg·℃)、λa=0.02675W/(m·K)，νa=16╳10-6m2/s。在進(jìn)風(fēng)溫度ta1=28℃條件下，ρa(bǔ)=1.1095kg/m3。
冷凝器所需空氣體積流量
qv=Q/ρa(bǔ)*Cpa（ta2-ta1）=12560/1.1095*1013（33-28）=2.235m2/s 選取迎面風(fēng)速wy=2.5m/s，則迎風(fēng)面積：
Ay=qv/wy=2.235/2.5=0.894m2 取冷凝器迎風(fēng)面寬度即有效單管長l=0.93m，則冷凝器的迎風(fēng)高度：H=Ay/wy=0.894m2/0.93=0.96 2.2傳熱計(jì)算
確定所需傳熱面積Aof、翅片管總長L以及空氣流通方向上的管排數(shù)n。
計(jì)算換熱系數(shù)Ko為40w/(m2·K)，Aof：傳熱面積，m2； Aof=Q/tm*Ko=10910/40*4=68.19 冷凝器所需有效翅片管總長：L=Aof/aof=68.19/0.4878=139.79m 設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的寬度為1000mm，則所需傳熱管數(shù)為：nl=139.79m/1m=139.79，取140，則垂直于空氣流方向的管排數(shù)為nh=140/4=35。
第二篇：甲醇冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算
1.1 確定物性數(shù)據(jù)
熱流體進(jìn)口溫度：337.85K,出口溫度：337.85K 冷流體進(jìn)口溫度：300.15K,出口溫度：317.15K 定性溫度:可取流體進(jìn)口溫度的平均值。
殼程甲醇蒸氣的定性溫度為T=337.85K，T2=337.85K，T1= 337.85K 管程冷卻水的定性溫度為t1=300.15K，t2=317.15，t=(300.15+317.15)/2=308.15K
【2】根據(jù)定性溫度，分別查取相關(guān)文獻(xiàn)[1]，殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)
甲醇蒸氣在337.15K下的物性數(shù)據(jù): 密度 ?1=1.19Kg/m3
定壓比熱容 cp1=1.620KJ/(Kg?K)熱導(dǎo)率 ? 1=0.013KJ/(Kg?K)粘度 ? 1=0.011mPa?s 汽化潛熱 ? =1100KJ/Kg 冷卻水在308.15K下的有關(guān)物性數(shù)據(jù): 密度 ?0=994.06Kg/m3 定壓比熱容 cp0=4.165KJ/(Kg?K)熱導(dǎo)率 ? 0=0.623KJ/(Kg?K)粘度 ? 0=0.7245mPa?s 1.2 估算傳熱面積 1.2.1熱流量 甲醇質(zhì)量流量：
Ws1=1.2×3600×1.19=5140.8Kg/h=1.428Kg/s 甲醇熱負(fù)荷：
Q1?=5140.8×1100=5.655×106KJ/h=1570.8KW 1.2.2平均傳熱溫差
（337.85-300.15）（-337.85-317.15）?t1-?t2=≈ 28.36K =?tm337.85-300.15?tlnln1337.85-317.15?t2其中?t1=T1-t1，Δt2=T2-t2，T1=T2=337.85K 1.2.3冷卻水用量
=5.655×106/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2Kg/h Ws0=Q0（Cp0Δt0）=22.2Kg/s 1.2.4傳熱面積初值估算
查文獻(xiàn)[1]取總傳熱系數(shù)K=800W/(m2?K)
估算傳熱面積:A估=Q（KΔtm）=1570.8×10/（800×28.36）=69.235m 1.3 核算總傳熱系數(shù)K 1.3.1管徑和管內(nèi)流速
選用Φ19mm×2mm的碳鋼管，取管內(nèi)ui=0.57m/s,其內(nèi)徑di?0.015m，外徑do?0.019m
321.3.2計(jì)算管程數(shù)和傳熱管數(shù)
根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)
ne?Vπ2diui4=22.2994.06=221.83≈221（根）
0.785?0.0152?0.57按單管程計(jì)算，所需傳熱管長度為
L=69.235A估==5.25m πdone3.14×0.019×221根據(jù)傳統(tǒng)換熱器管長可取6米單程換熱器，則傳熱管總根數(shù)
NT=221（根）
1.3.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)
平均傳熱溫差校正系數(shù) 337.85-337.85R==0 317.15-300.15317.15-300.15P==0.45 337.85-300.15查文獻(xiàn)[4]，按單殼程溫差校正系數(shù)應(yīng)查有關(guān)圖表?？傻忙? t=1平均傳熱溫差
?t'm=ΦΔ t??tm=1×28.36=28.36℃ 1.3.4傳熱管排列和分程方法
采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列。取管心距t=1.25d0，則 t=1.25×19=23.75≈25(mm)查文獻(xiàn)[8]，對于單管程換熱器，橫過管束中心線的管數(shù)nc?1.1221?16.35?17根 管束的分程方法：采用單管程共有傳熱管221根，1.3.5殼體內(nèi)徑
本設(shè)計(jì)采用單管程結(jié)構(gòu)正三角形排列，查文獻(xiàn)[6]，殼體內(nèi)徑可用下式計(jì)算：
‘D=t（nc-1）+2b，管束中心線上最外層管的中心至殼體內(nèi)徑的距離b'?1.5do?1.5?19?28.5mm 則殼體內(nèi)徑為：
（17-1）?1.5?19=428.5mm D=25圓整后取殼體直徑為D=500mm 1.3.6折流板
采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高為h'=0.25×500=125mm 兩相鄰折流擋板的距離（板間距）為： h=0.8D=0.8×500=400mm，故可取h=400mm, 折流板數(shù)目：NB?傳熱管長6000-1=-1=14（塊）
400折流板間距折流板圓缺面水平裝配。1.3.7污垢熱阻和管壁熱阻
管程冷卻水的污垢熱阻 Rdi=0.00034m2?KW 殼程純凈甲醇?xì)怏w的污垢熱阻 Rdo=0 管壁熱阻
Rw=b?w，其中b為傳熱管壁厚，m ；?w為管壁熱導(dǎo)率，W/(m?K)
碳鋼在308.15K下的熱導(dǎo)率為51.10W/(m?K)，所以
Rw=0.002=0.000039m2?KW 51.101.3.8管程給熱系數(shù)
π?管內(nèi)流通面積
Ai=di2ne=×0.0152×221=0.0390m2
4422.2管內(nèi)流速
ui?Ws0 ==0.5726m/s
ρ0Ai994.06×0.0390管內(nèi)雷諾系數(shù)
Rei=
diuiρ00.015?0.5726?994.06==11784.65（湍流）
0.7245?10-3μ0cp0μ0λ0管內(nèi)普朗特?cái)?shù)
Pri=對流傳熱系數(shù)
αi?0.0234165?0.7245?10-3==4.844
0.623λ0?0.8?0.4?0.023?0.623?0.80.4ReiPri11784.65?4.844
0.015di=3245W/(m2?K)1.3.9殼程給熱系數(shù)
查文獻(xiàn)[4]，殼程對流傳熱系數(shù)
αo?0.725(ρ2gλ3γn23μdoΔt14)
式中，?為比汽化熱，JKg
?為冷凝液的密度，Kg/m3
λ為冷凝液的熱導(dǎo)率,W/(m?K)
?為冷凝液的黏度,mPa?s
?t為飽和溫度Ts與外壁溫度Tw之差，n為水平管束在垂直列上的管子數(shù)，該換熱器為單管程單殼程共221跟管子，管子按照三角形排列，則有 n≈10
?定性溫度取膜溫，即T定?TsTw
2現(xiàn)假設(shè)管外壁溫Tw?330K，則
?t?Ts-Tw?337.15-330?7.15K
Ts?Tw?337.15?330?333.575K?,在該定性溫度下： T定22ρ?760.6kgm3，μ?0.342mPa?s，λ?197.8mW(m?K)
αo?0.725(ρgλγ3214n23μdoΔt)?9.81?0.19783?1100?103760.6?0.725（?）23-3?0.342??0.019?7.151010214
=2805W/(m2?K)1.3.10壁溫核算
熱流體在管內(nèi)流動，Ts=337.15K，則單根水平管的傳熱量Q11570.8?103W??7107.69W，根據(jù)壁溫公式有 Q單?221221Q單?-ttw-t ?Tww?11b11(?Rdo)(?Rdi)αoαiAoλwAmAiT-Tw式中，Tw為管外壁溫，tw為管內(nèi)壁溫，Rdi為管程冷卻水污垢熱阻，Rdo 為殼程純凈甲醇?xì)怏w的污垢熱阻，b為管厚度，Ai為單根換熱管的內(nèi)表面積，Ao為單根換熱管外表面積，Am為單根換熱管平均表面積，?w為碳鋼熱導(dǎo)率。
Q單?337.15-Tw，求得 Tw=330.07K，這與假設(shè)相差不大，可以接11?28053.14?0.019?6受。
1.3.11計(jì)算總傳熱系數(shù)K
K?11dd?Rdo??Rdi?o??oαodiαidiλwdm1bdo
式中 di為管子內(nèi)徑，do為管子外徑，dm為管子平均直徑，αi為管程傳熱系數(shù)，αo為殼程傳熱系數(shù)。Rdi為管程污垢熱阻，Rdo殼程污垢熱阻，?w為碳鋼熱導(dǎo)率
將已知數(shù)據(jù)代入上式，得
K?110.0020.0190.01910.019?0???0.00034???280551.100.0170.01532450.015
=818.83W/(m2?K)
1.3.12計(jì)算傳熱面積裕度
Q11570.8?103傳熱面積Ac???67.643㎡
KΔtm818.83?28.36實(shí)際傳熱面積
Ap=πdolNT=3.14×0.019×6×221=79.109㎡
該換熱器的面積裕度為
H?Ap-AcAc?79.109-67.643?16.95%
67.643傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。1.4 核算壓力降 1.4.1管程壓降??Pi
查文獻(xiàn)[9]，ΣΔPi?(ΔP1?ΔP2)FtNsNp
式中，F(xiàn)t為結(jié)垢校正系數(shù)；Ns殼程數(shù)；Np為管程數(shù)；?P1為直管阻力壓強(qiáng)降，Pa;?P2為回彎管壓強(qiáng)降，Pa；
查文獻(xiàn)[3]，取碳鋼的管壁粗糙度為0.1mm,則.65Rei?11784edi?0.1?0.00667，而15，于是
λi?0.1(edi?68Rei)0.2368?0.1(0.00667?)11784.650.23?0.03646lρ0ui26994.06?0.57262ΔP?0.03646???2376.63pa1?λi0.0152di22ρ0ui2994.06?0.5726?3??488.88pa ΔP2?3?22對正三角形排列Ft=1.4，且Ns=1，Np=1，則
.63?488.88)?1.4?1?1?4011.714pa ??Pi?(?P1??P2)FtNsNp?(23761.4.2殼程壓降
殼體流通面積
So?h(D?ncdo)=0.4×（0.5-17×0.019）=0.0708m2 因?yàn)椋琖s1=1.2Kg/s，所以：
1.2殼程流速 uo?Ws1==14.24m/s
ρ1So1.19×0.0708當(dāng)量直徑
（4de?32π23π（?0.0252-?0.0192）t-do）4?2424??0.01729m πdoπ?0.019雷諾系數(shù)
Reo?deuoρ10.01729?14.24?1.19??26635.40（湍流）-30.011?10μ1殼程普朗特?cái)?shù)
Pro?cp1μ1λ11.620?103?0.011?10-3??1.371
0.013'??P'2)FtNs 殼程壓降 ??Po?(?P1其中Ns?1,Ft?1 流體流經(jīng)管束的阻力
?P?Ffonc(NB?1)'12?1uo2
摩擦系數(shù)fo?5.0?Reo-0.228?0.4897
已知: NB?14，F(xiàn)?0.5，nc?17 uo?14.24m/s
'?P1?Ffonc(NB?1)2?1uo2
1.19×14.242 =0.5×0.4897×17×(14+1)× =7533.16Pa
22hρ1uo2?0.41.19?14.242?14?（3.5-）??3209.36Pa ΔP?NB(3.5-)D20.52'2'（7533.16+3209.36）×1×1=10742.52Pa ??P'2)FtNs=故??Po?(?P1
第三篇：空冷冷凝器計(jì)算說明書
課設(shè)題目：空冷冷凝器
一、設(shè)計(jì)條件：
某空調(diào)制冷機(jī)組采用空氣冷卻式冷凝器，要求制冷劑冷凝液過冷度5℃，壓縮機(jī)在蒸發(fā)溫度5℃，冷凝溫度45℃時(shí)的排氣溫度為80℃,壓縮機(jī)實(shí)際排氣量為160kg/h；冷凝器空氣進(jìn)口溫度為35℃。
二、其他參數(shù)
1、制冷劑采用R134A
2、采用肋片管式空冷冷凝器
3、傳熱管采用紫銅套鋁片，參數(shù)自定，正三角形排列（錯(cuò)排）
三、完成內(nèi)容
1.確定冷凝器熱負(fù)荷，并進(jìn)行冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算 2.提交計(jì)算程序以及計(jì)算說明書 3.相關(guān)工程圖紙
一、計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷
由所給條件畫出壓焓圖
1.根據(jù)tk=50℃和排氣溫度tdis=80℃,以及過冷度dt=5℃在 R134A壓焓圖上可以查出hdis=460kj/kg以及過冷液體要求hc=250kj/kg.所以冷凝器熱負(fù)荷為 qmr*(hdis-hc)/3600=9.333kw
2.取進(jìn)出口空氣溫差為8℃，則定性溫度為39℃，可求出空氣流量 qv2=1.029 m3/s 4.單位管長肋片面積Af2=0.5294 肋間基管表面積 Ab2=0.03 肋管外總表面積 A2=Af2+Ab2=0.5594
二、冷凝器的初步規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)選擇
管排方式采用錯(cuò)排，正三角形排列。管間距s1=25.4mm 排間距s2=22mm
紫銅管選用10*0.7，翅片厚度df=0,12mm,肋片間距sf=1.8mm,沿氣流方向管排數(shù)n=2排。
三，設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖 輸入傳熱參數(shù) Qk、tk、ta1、ta2輸入結(jié)構(gòu)參數(shù)：do、S1、S2、Sf、δf、δ尺寸參數(shù)：排數(shù)NB、每排排管數(shù)NC 型式參數(shù)：平片、光管、親水膜、叉排由翅片管參數(shù)計(jì)算ff、fb、ft、肋化比β重設(shè)ωf計(jì)算風(fēng)量Va，假設(shè)迎面風(fēng)速ωf，求出ωmax計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)αa、翅片效率η重設(shè)tw假設(shè)壁溫tw，計(jì)算冷媒側(cè)傳熱系數(shù)α由熱平衡求出tw'否ift翅片型式銅管型式Abs(tw-tw')/tw<0.01是計(jì)算傳熱系數(shù)K、傳熱溫差△tm計(jì)算傳熱面積F、長A、寬B、高C、翅片重GF、銅管重Gt計(jì)算實(shí)際迎面風(fēng)速ωf‘是否Abs(ωf-ωf‘)/ωf<0.01計(jì)算風(fēng)側(cè)阻力△P1、冷媒側(cè)壓降△P2保存結(jié)果翅片型式
四、計(jì)算程序
#include
void main(){
double _tk=45, _tdis=80, _tc=5,_t2=35,_t3=43,tm;
double _hdis=460,_hc=250,Pk;
double _p2=1.128,_cp2=1.005,_v2=0.00001687,_r2=0.02751,qv2;
double _d0=0.01,_df=0.00012,_df1=0.0007,_s1=0.0254,_s2=0.022,_sf=0.0018,_di=0.0086,_n=2,_nb=18,db,Af2,Ab2,A2,A1,bt,bt1,ib,de;
//3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
double _r14=19.9238,_Bm=74.8481,_r0=0.0001;
tm=(_t2+_t3)/2;
Pk=qmr*(_hdis-_hc)/3600;
cout<<“冷凝器熱負(fù)荷為：”<
qv2=Pk/(_p2*_cp2*(_t3-_t2));
cout<<“空氣流量為”< db=(_d0+2*_df); Af2=2*(_s1*_s2-pi*db*db/4)/_sf; Ab2=pi*db*(1-_df/_sf); A2=Af2+Ab2; A1=pi*_di; bt=A2/A1; bt1=A2/(A1+A2); ib=(_s1-db)*(_sf-_df)/(_s1*_sf); de=2*(_s1-db)*(_sf-_df)/((_s1-db)+(_sf-_df)); double a1,C1,C2,Re, L,m,n,wf,wmax,L2,wf2,L1,H; //4.空氣側(cè)換熱系數(shù) double nf2,n02,rh,rh1,rf=203,z,h1; rh=_s1/db; rh1=1.27*rh*pow(0.7,0.5); h1=db*(rh1-1)/2*(1+0.35*log(rh1)); L=_n*_s2; for(wf=2.0;wf<=4.5;wf+=0.1) { wmax=wf/ib; Re=wmax*de/_v2; C1=1.36-0.24*Re/1000; C2=0.518-0.02314*(L/de)+0.000425*(L/de)*(L/de)-3*pow(10,-6)*(L/de)*(L/de)*(L/de); m=0.45+0.0066*(L/de); n=-0.28+0.08*(Re/1000); a1=C1*C2*(_r2/de)*pow(L/de,n)*pow(Re,m); z=pow(2*a1/rf/Re,0.5); //5.計(jì)算翅片效率及表面效率 nf2=tanh(m*h1)/m/h1; n02=1-Af2/A2*(1-nf2); double a2,tw=43.5;//6.計(jì)算管內(nèi)換熱系數(shù)??? a2=0.683*_r14*_Bm*pow((45-tw),-0.25)*pow(0.0086,-0.25); // 計(jì)算傳熱系數(shù)及傳熱面積 double Kof,at,A0; Kof=1/(bt/a2+_df1*bt1/rf+_r0+1/a1/n02); at=(_t3-_t2)/log((_tk-_t2)/(_tk-_t3)); A0=Pk/(Kof*at)*1000; L=A0/A2; double Ay,e,e1; L1=L/(_nb*_n); H=_nb*_s1; L2=_n*_s2; Ay=L1*H; wf2=qv2/Ay; e=(wf2-wf)/wf; e1=fabs(e); if(e1<=0.01) break; } cout<<“迎面風(fēng)速為wf2=”< cout<<“假設(shè)迎風(fēng)風(fēng)速wf=”< cout<<“有效長度L1=”< cout<<“高H=”< cout<<“深L2=”< double ap2,pz,Pst; 氣阻力及風(fēng)機(jī)選擇 ap2=9.81*0.0113*(L2/de)*pow(_p2*wmax,1.7); cout<<“ap2=”< cout<<“根據(jù)ap2選取Pst的值”; cin>>Pst; pz=Pst+_p2*wf2*wf2/2; cout<<“全壓為pz=”< } //確定空冷冷凝器尺寸 //空 五、程序運(yùn)行結(jié)果 六、結(jié)果分析 在設(shè)計(jì)計(jì)算中，需要先假設(shè)一個(gè)迎面風(fēng)速，算出管內(nèi)外換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)傳熱面積后會得出實(shí)際迎面風(fēng)速。假設(shè)的和實(shí)際值需很接近才可以。所以在程序中，使用循環(huán)來完成此工程，省去了反復(fù)的迭代過程。 在該題的設(shè)計(jì)中，最后得到迎面風(fēng)速為3.4698m/s.具體結(jié)果見運(yùn)行程序后的截圖。在課設(shè)的編程過程中，在計(jì)算管內(nèi)側(cè)冷凝換熱系數(shù)時(shí)，要解管內(nèi)外熱平衡關(guān)系的方程，使用C++編程來接方程是很難的。經(jīng)過很久的研究，終于使用牛頓迭代法編出了能解次方程的程序，但是最好的調(diào)試過程還是沒有成功，只能自己手動解了方程，再放入程序中。 例題：冷凝器設(shè)計(jì) 已知某R-22制冷系統(tǒng)，冷凝器熱負(fù)荷71.4kW，冷卻水進(jìn)口溫度tw1=32℃,傳熱管采用紫銅肋管，λf=384W/m·K，d0=13.124mm，di=11.11mm，肋片外徑df=15.8mm，肋厚δt=0.232mm，δ0=0.368mm，平均肋厚δf=0.30mm，肋節(jié)距e=1.025mm，試設(shè)計(jì)一臺臥式殼管式冷凝器。 解：1．肋片管特性參數(shù)的計(jì)算（以1m長肋管計(jì)算）肋管水平部分面積Ap A?[?d]1000p0(e??0)??df?te?37.66?10?3肋管垂直部分面積Ah A?2?0??t21/21000h?2?(df?d0)[h?()]e?121.56?10?322肋管總外表面積A0l A?30l?Ap?Ah?159.22?10m2 A肋化系數(shù) ??0lA?4.56i ??肋片當(dāng)量高度 He?4?d2f?d20?????df??3.85?103m? 基管的平均表面積 m2m2 A??(d0?di)?12?38.1?10?3m2 2．確定冷凝器出口的冷卻水溫度tw2 設(shè)水的溫升Δtw=4℃，則tw2=36℃ 3．確定冷凝溫度tk 一般tk?tw2?3~5℃，tk?t2?4?40℃ 36?32?tm??5.840?32℃ ln40?364．計(jì)算傳熱溫差Δtm 5．求冷卻水流量Mw Qk71400Mw???4.26kg/s cp??tw4.186?1000?46．選擇以外表面為基準(zhǔn)的熱流密度q 設(shè)定q =4100W/m2 7．概略計(jì)算所需的傳熱面積 Qk2F??17.4m q8．初步規(guī)劃冷凝器結(jié)構(gòu) 取管內(nèi)水流速u=2.5m/s，則每一流程的管子數(shù)Z為 Z? Mw(d?u)4??17.59 2i取Z=18，實(shí)際流速2.44 m/s 由管子流程數(shù)N與管子有效長度l之間的關(guān)系 F17.4Nl???6.07 m A0lZ0.15922?18管子按正三角形排列，管子間距S為1.25~1.5 d0，取S=20mm，N=2，l=3.04m，管子的總根數(shù)36根 N=4，l=1.52m，管子的總根數(shù)72根，D=0.25m，l/D=6.08 選取4流程。9．計(jì)算水側(cè)放熱系數(shù) ?i?0.023?diRe0.8fPr0.4fW/(m2·℃)計(jì)算時(shí)取冷卻水的平均溫度為定性溫度。 32?36ts??34 ℃ 22.5?0.01111Ref???37202 ?6?0.7466?10udiRef0.8?4534 Pr?4.976 Pr0.4?1.9 ?2??62.48?10W/m?K ?262.48?10?i?0.023??4534?1.9?11142.7?1.1143?1040.01111 W/(m2·℃)10．計(jì)算管外側(cè)換熱系數(shù) ?單根水平光管：c0????c??ql????'1/3 1/3?0.25水平光管管束： ?c0????c??ql????'nm ????0f1c0 水平低肋管：?1?1.3?f0.75?Ah??A?0f??d0????H??e????0.25?ApA0f th(ml)?f?ml th——雙曲正切算符 e?ethx?x?xe?ex?x m?2?c0?f?f df?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0C=0.65，’ ??? ??1/3???g??????32????1/3 按照制冷劑冷凝溫度tk=40℃確定物性參數(shù)： λ=0.079W/(m·K)；ρ=1131.32kg/m3；r=166.88 kJ/kg（r=166880 J/kg）；μ=2.22×10-3N·s/m2。 1/3?1/3???g??????1/332?????7660.65 單根水平光管的放熱系數(shù) ?c0????c??qd???0?'1???0.65?7660.65????4100?0.0131?1/3?1321.5 W/(m2·℃)再計(jì)算肋管管束外表面的有效放熱系數(shù) m?2?c0?f?f?2?1321.5?151.5-1 m384?0.0003????0.00144 m ?df?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0th(ml)th(0.218)?f???0.984 ml0.218nm?4.03 ?Ah0.75?1?1.3?f??A?0f??d0????H??e?0.25????0.25?ApA0f?1.569 ?0.25?0f??1?c0nm W/(m2·℃) ?1.569?1321.5?4.03?1463.411．計(jì)算實(shí)際的傳熱系數(shù)K 取污垢系數(shù) ri?0.9?10m2??C/W 1?4m?C/W2?，r0?0.9?10?4K???1?F0f?F0f?1?????r???ri0???F????Fm?i?i?0f??623.4 W/(m2·K)12．實(shí)際熱流密度 q?K?tm?623.4?5.8?3615.72 3615.72?4100?100%?13.4% >5% 3615.72誤差較大，重新規(guī)劃熱流密度 6．選擇以外表面為基準(zhǔn)的熱流密度q 設(shè)定q =3700W/m2 7．概略計(jì)算所需的傳熱面積 Qk2F??19.3m q8．初步規(guī)劃冷凝器結(jié)構(gòu) 取管內(nèi)水流速u=2.5m/s，則每一流程的管子數(shù)Z為 Z? Mw(d?u)4??17.59 2i取Z=18，實(shí)際流速2.44 m/s 由管子流程數(shù)N與管子有效長度l之間的關(guān)系 F19.3Nl???6.73 m A0lZ0.15922?18管子按正三角形排列，管子間距S為1.25~1.5 d0，取S=20mm，N=2，l=3.36m，管子的總根數(shù)36根 N=4，l=1.68m，管子的總根數(shù)72根，D=0.25m，l/D=6.78 選取4流程。9．計(jì)算水側(cè)放熱系數(shù) ?i?0.023?diRe0.8fPr0.4fW/(m2·℃)計(jì)算時(shí)取冷卻水的平均溫度為定性溫度。 32?36ts??34 ℃ 22.5?0.01111Ref???37202 ?6?0.7466?10udiRef0.8?4534 Pr?4.976 Pr0.4?1.9 ??62.48?10?2?2W/m?K 62.48?104?i?0.023??4534?1.9?11142.7?1.1143?100.01111 W/(m2·℃)10．計(jì)算管外側(cè)換熱系數(shù) 單根水平光管的放熱系數(shù) ?c0'???c??qd?01/31/3????1???0.65?7660.65????3700?0.0131??1367.5 W/(m2·℃)再計(jì)算肋管管束外表面的有效放熱系數(shù) m?2?c02?1367.5??154.1 m-1 384?0.0003?f?fdf?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0????0.00144 m ?th(ml)th(0.222)?f???0.984 ml0.222nm?4.03 ?1?1.3?f0.75?Ah??A?0f??d0????H??e????0.25?ApA0f?1.569 ?0.25?0f??1?c0nm?0.25?1.569?1367.5?4.03?1554 W/(m2·℃)11．計(jì)算實(shí)際的傳熱系數(shù)K K?1??1?F0f?F0f?1?????r???ri0???F????Fm?i?i?0f??639.25 W/(m2·K)12．實(shí)際熱流密度 q?K?tm?639.25?5.8?3707.66 3707.66?3700?100%?0.3% 3707.66與初選值基本一致，故計(jì)算的K值適用。13．求傳熱面積 Qk2F??19.26m K?tm 目錄 第一部分 說明書 3 第一章 凈水廠廠址選擇 3 第二章 處理流程選擇及說明 4 第一節(jié) 岸邊式取水構(gòu)筑物 8 第二節(jié) 藥劑投配設(shè)備 10 第三節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池 10 第四節(jié) 普通快濾池 11 第五節(jié) 消毒間 12 第六節(jié) 清水池 14 第七節(jié) 送水泵站 14 第三章 水廠的平面布置 16 第一節(jié) 水廠的平面布置要求 16 第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 16 第三節(jié) 水廠管線 16 第四節(jié) 水廠的高程布置 17 第四章 排泥水處理 20 第一節(jié) 處理對象 20 第二節(jié) 處理工序 20 第二部分 計(jì)算書 21 第一章 岸邊式取水構(gòu)筑物 21 第一節(jié) 設(shè)計(jì)主要資料 21 第二節(jié) 集水間計(jì)算 21 第三節(jié) 泵站計(jì)算 22 第二章 混凝設(shè)施 26 第一節(jié) 藥劑配制投加設(shè)備 26 第三章 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)算 35 第一節(jié) 第二反應(yīng)室 35 第二節(jié) 導(dǎo)流室 35 第三節(jié) 分離室 36 第四節(jié) 池深計(jì)算 37 第五節(jié) 配水三角槽 38 第六節(jié) 第一反應(yīng)室 39 第七節(jié) 容積計(jì)算 40 第八節(jié) 進(jìn)水系統(tǒng) 40 第九節(jié) 集水系統(tǒng) 41 第十節(jié) 污泥濃縮斗 42 第十一節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池，攪拌機(jī)計(jì)算 43 第四章 普通快濾池計(jì)算 48 第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù) 48 第二節(jié) 沖洗強(qiáng)度 48 第三節(jié) 濾池面積及尺寸 49 第五節(jié) 配水系統(tǒng) 49 第六節(jié) 洗砂排水槽 50 第七節(jié) 濾池各種管渠計(jì)算 51 第八節(jié) 沖洗水泵 52 第五章 消毒處理 54 第一節(jié) 加氯設(shè)計(jì) 54 第二節(jié) 加濾量計(jì)算 54 第三節(jié) 加氯間和氯庫 54 第六章 清水池計(jì)算 56 第一節(jié) 清水池有效容積 56 第二節(jié) 清水池的平面尺寸 56 第三節(jié) 管道系統(tǒng) 56 第四節(jié) 清水池布置 56 第七章 送水泵站 58 第一節(jié) 流量計(jì)算 58 第二節(jié) 揚(yáng)程計(jì)算 58 第三節(jié) 選泵 58 第四節(jié) 二級泵房的布置 59 第五節(jié) 起重設(shè)備選擇 59 第六節(jié) 泵房高度計(jì)算 60 第七節(jié) 管道計(jì)算 60 第八章 給水處理廠的總體布置 61 第一節(jié)平面布置 61 第九章 泥路計(jì)算 64 第一節(jié) 泥、水平衡計(jì)污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模 64 第二節(jié) 排泥水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 67 結(jié)束語 73 致 謝 74 參考文獻(xiàn) 75 第一部分 說明書 第一章 凈水廠廠址選擇 凈水廠一般應(yīng)設(shè)在工程地質(zhì)條件較好、地下水位底、承載力較大、濕陷性等不高、巖石較少的地層，以降低工程造價(jià)和便于施工。水廠還應(yīng)考慮防洪措施，同時(shí)盡量把水廠設(shè)在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價(jià)。設(shè)計(jì)中水源選擇一般要考慮以下原則： 所選水源水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護(hù)； 所選水源可使取水，輸水，凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便； 3 所選水源具有施工條件。張家川水源共有三處 北川河水源豐富，常年有水，冬季較清、夏季水呈淡黃色，含沙量較高； 2 南川河水量小，枯水期不能保證； 地下水埋藏較深，并且為苦咸水，不易做給水水源。由于北川河水質(zhì)較好，水量較充沛，并且水源較易取用，所以選擇北川河上游作為取水水源。根據(jù)水文資料：北川河水面標(biāo)高：最高水位1698.0米，最低水位1694.0米，水位變化在4米左右，變化不大；北川河河床、河岸較穩(wěn)定 河岸較陡，有足夠水深。設(shè)計(jì)選擇岸邊式取水構(gòu)筑物，并且集水間和取水泵房合建。 第二章 處理流程選擇及說明 設(shè)計(jì)開始時(shí)初步擬定了兩個(gè)處理流程的方案： 方案Ⅰ： 水源 → 泵站 → 機(jī)械攪拌澄清池 → 普通快濾池 → 加濾消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用戶 混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合； 消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機(jī)加氯。方案Ⅱ： 水源 → 泵站 →水力循環(huán)澄清池→ 虹吸濾池 → 加濾消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用戶 混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合； 消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機(jī)加氯。兩個(gè)方案的區(qū)別在于澄清池和濾池的選擇有所差異，其它方面基本相同。本人將現(xiàn)在常出現(xiàn)的澄清池和濾池列表進(jìn)行比較，進(jìn)行選擇。見表2.1澄清池選擇和表2.2濾池選擇 表2.1 澄清池選擇 類型 性能特點(diǎn) 使用條件 機(jī)械攪拌澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大； 2.適應(yīng)性較強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定； 3.采用機(jī)械刮泥設(shè)備后，對高濁度水處理也具有一定適應(yīng)性。缺點(diǎn)： 1.需要一套機(jī)械攪拌設(shè)備； 2.加工和安裝要求精度高； 3.維修較麻煩。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L； 2.一般為圓形池體； 3.適用大、中型水廠。水力循環(huán)澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.無機(jī)械攪拌設(shè)備； 2.構(gòu)造簡單。缺點(diǎn)： 1.投藥量較大，需要較大的水頭；2.對水質(zhì)水溫變化適應(yīng)性較差。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于2000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000mg/L； 2.一般為圓形池體； 3.適用中、小型水廠。脈沖澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.虹吸式機(jī)械攪拌設(shè)備較為簡單； 2.混合充分，布水較均勻； 3.池深較淺，便于布置。缺點(diǎn)： 1.需要一套真空設(shè)備，較為復(fù)雜； 2.虹吸式水頭損失較大，周期難控制； 3.操作管理要求較高。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L； 2.可建成圓形、矩形或方形池體； 3.適用大、中、小型水廠。懸浮澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.構(gòu)造比較簡單； 2.能處理高濁度和水； 3形式較多，可間歇運(yùn)行。缺點(diǎn)： 1.需設(shè)氣水分離器； 2.隊(duì)水溫、水量等因素較敏感； 3.雙層式時(shí)池深較大。1.進(jìn)水懸浮物含量小于3000mg/L時(shí)，宜用單層式，在3000—10000mg/L時(shí)，宜用雙層式； 2.可建成圓形或方形池子； 3.一般流量變化每小時(shí)步大于10﹪。 表2.2 濾池選擇 名稱 性能特點(diǎn) 適用條件 進(jìn)水濁度（mg/L）規(guī)模 普通快濾池 單層濾料 優(yōu)點(diǎn)： 1.運(yùn)行管理可靠； 2.池深較淺； 缺點(diǎn)： 1.閥件較多； 2.一般用大阻力沖洗，須設(shè)沖洗設(shè)備。一般不超過20 1.大、中、小型水廠均適用； 2.單池面積不大于100m2。 雙層濾料 優(yōu)點(diǎn)： 1.濾速較高； 2.含污能力較大，工作周期長；3.無煙煤作濾料易取得； 缺點(diǎn)： 1.濾料粒徑選擇嚴(yán)格； 2.沖洗時(shí)操作要求較高； 3.煤砂之間易積泥。一般不超過20，個(gè)別時(shí)間不超過50 1.大、中、小型水廠均適用； 2.單池面積不大于100m2。虹吸濾池 優(yōu)點(diǎn)： 1.不需大型閘閥，可節(jié)省閥井；2.不需沖洗水泵； 3.易于實(shí)現(xiàn)自動化； 缺點(diǎn)： 1.一般需設(shè)真空設(shè)備； 2.池深較大。一般不超過20 1.大、中型水廠適用； 2.一般采用小阻力排水，單池面積不大于25m2。無閥濾池 重力式 優(yōu)點(diǎn)： 1.一般不設(shè)閘閥； 2.管理維護(hù)簡單，能自動沖洗； 缺點(diǎn)： 1.清砂較為不便。一般不超過20 1.適用于中、小型水廠； 2.單池面積不大于25m2。 壓力式 優(yōu)點(diǎn)： 1.可一次凈化； 2.可省去二級泵房； 缺點(diǎn)：清砂較為不便。一般不超過150 1.適用于小型水廠； 2.單池面積不大于5m2。壓力濾池 優(yōu)點(diǎn)： 1.濾池多為鋼罐； 2.移動方便，可用作臨時(shí)供水； 3.用作接觸過濾時(shí)，可一次凈化省去二級泵房； 缺點(diǎn)： 1.清砂不便； 2.需耗用鋼材。一般不超過 20—150 1.適用于小型水廠； 2.可與除鹽、軟化床串聯(lián)使用。 根據(jù)表2.1和表2.2對比，本人選用機(jī)械攪拌澄清池與普通快濾池作為工藝流程中的構(gòu)筑物。從技術(shù)可靠性而言，由于原水濁度在35——1200NTU，是含沙量比較小的水源，設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池或水力循環(huán)澄清池進(jìn)行處理，完全可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是設(shè)計(jì)水量達(dá)到27500 m3/d，若采用水力循環(huán)澄清池，根據(jù)計(jì)算就會有4—6座池子，占用大量的空間，還會造成施工時(shí)間和費(fèi)用的提升，是得不償失的；采用機(jī)械攪拌澄清池，經(jīng)計(jì)算，只有2座池子，可以大量的降低成本和土地占用率，也使得施工工期大大縮短，所以設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池。 同樣設(shè)計(jì)采用普通快濾池或虹吸濾池都可以達(dá)到良好過濾的效果。但是，虹吸濾池的池深較大，會造成取水泵站水泵的揚(yáng)程提高，使得取水泵站的造價(jià)提高；虹吸濾池需要真空設(shè)備，易出現(xiàn)設(shè)備故障，且造價(jià)高于普通快濾池；普通快濾池由于運(yùn)行可靠，有成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，且池深較淺，不會對取水泵站造成壓力，其次普通快濾池工程造價(jià)較低，工期較短。所以采用普通快濾池。 綜上所述，設(shè)計(jì)采用方案Ⅰ為工藝流程最終選擇。張家川回族自治縣凈水廠工藝流程見圖2.1 圖2.1 凈水廠工藝流程圖 第一節(jié) 岸邊式取水構(gòu)筑物 一、集水間 集水間采用淹沒式，集水間與泵房合建。合建式岸邊取水構(gòu)筑物，北川河河水經(jīng)過進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水間的進(jìn)水室，再經(jīng)過格網(wǎng)進(jìn)入吸水室，然后由水泵抽送至水廠的機(jī)械攪拌澄清池。在進(jìn)水孔上設(shè)有格柵，用以攔截水中粗大的漂浮物，設(shè)在進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中的細(xì)小漂浮物。 格柵采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-1,型號6。格柵尺寸為B×H=1100mm×1100mm,柵條間孔數(shù)為15孔，柵條根數(shù)為16根，有效面積為0.84m2。 格網(wǎng)采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-5，C10型，格網(wǎng)尺寸為B×H=2130mm×1130mm,有效面積為1.39 m2。 設(shè)計(jì)采用4個(gè)單獨(dú)的集水間，在分格墻上設(shè)置連通管和閥門。 二、取水泵房(一)選泵 根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程選擇水泵的型號和數(shù)量； 選用4臺300s-12型（3用1備）流量Q=612m3/h揚(yáng)程H=14.5m的水泵； 吸水管的流速為1.05m/s，管徑為DN400mm，L=2.8m。吸水管選用鑄鐵管； 出水管流速為3.89m/s，管徑DN350mm，L=2.5m。，出水管選用鋼管； 四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。 (二)泵房布置 水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容，它決定泵防建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。 因所選的泵的是300s-12型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列。要適當(dāng)增加泵房的長度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。 水泵凸出部分到墻的凈距A1=2.0m； 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距B1=2.04m（包括一個(gè)止回閥和一個(gè)閘閥的長度）； 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距D1=3.2m（包括一個(gè)閘閥的長度）； 電動機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距應(yīng)保證電動機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸，并保持一定的距離C1=2.4m； 水泵基礎(chǔ)之間的凈距E1=2.0m； 水泵房的尺寸為(按長方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=17.5m B= D1+ B1+ B5=6m(三)起重設(shè)備的選型與布置 因最大設(shè)備的重量為709kg，所以選用起重在0.5-2.0噸之間的電動單軌吊車梁。單軌吊車梁配置電動葫蘆；即可垂直起舉設(shè)備，也能水平運(yùn)移；其運(yùn)動軌跡取決于吊車梁的布置；采用U形布置形式。根據(jù)起重量、跨度，起升高度選用DX型電動單梁懸掛起重機(jī)。 跨度1.25-16m，起升高度12m，大車電機(jī)運(yùn)行速度20m/s，型號2DY12-4配套電動葫蘆型號CD1；精確的跨度15.5m，長17.5m，最大輪壓0.98噸總重1.69噸，CD1 1-12D電動葫蘆。主要尺寸長954-974m，重量1.98噸。(四)泵房高度 水泵采用自灌引水方式，其泵心低于吸水井的最低水位； 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重時(shí)，高度。第二節(jié) 藥劑投配設(shè)備 一、藥劑選擇 根據(jù)原水的水質(zhì)水溫和PH值的情況，選用混凝劑為三氯化鐵，投加濃度為10％，最大投加量為33（mg/L）。 優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，PH值使用范圍寬（PH=5~9）。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本較低。采用計(jì)量泵濕式投加，不需要加助凝劑。 二、藥劑配制 藥劑通過溶解池進(jìn)行溶解，溶解池采用壓縮空氣進(jìn)行藥劑溶解攪拌； 溶解池采用矩形建造，有效尺寸B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，超高0.2m； 放水管管徑d0=25mm，相應(yīng)流速v0=3.06m/s； 溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根； 空氣壓縮機(jī)設(shè)在加藥間內(nèi)，選用SSR100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺，1用1備。 三、藥劑投加及藥劑混合 溶解的藥液在溶液池中靜置儲藏，而后通過計(jì)量泵投加到機(jī)械攪拌澄清池。混凝劑的投加分干投與濕投法兩種。設(shè)計(jì)采用采用計(jì)量泵濕式投加。計(jì)量泵采用三臺J-ZM250/4.0型隔膜計(jì)量泵。 藥劑混合采用靜態(tài)混合器混合，混合器采用JT-500型靜態(tài)混合器混合。第三節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池 澄清即凈化，指靠重力作用的泥水分離過程，亦即沉淀范疇的處理工序。 設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池。其池體主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分離室三部分組成。機(jī)械攪拌澄清池工藝流程如下：加過混凝劑的原水由進(jìn)水管，通過環(huán)形配水三角槽下面的縫隙流進(jìn)第一絮凝室，與數(shù)倍于原水的回流活性泥渣在葉片的攪動下，進(jìn)行充分地混合和初步絮凝。然后經(jīng)葉輪提升至第二絮凝室繼續(xù)絮凝，結(jié)成良好的礬花。再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室，由于過水?dāng)嗝嫱蝗粩U(kuò)大，流速急速擴(kuò)大，泥渣依靠重力下沉與清水分離。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循環(huán)流動形成回流泥渣，另一小部分泥渣進(jìn)入泥渣濃縮室排出。 一、設(shè)計(jì)參數(shù) 池?cái)?shù)設(shè)計(jì)取兩座； 第二絮凝室提升水量為原水進(jìn)水水量的4倍； 水在池中的總停留時(shí)間為1.25h； 第二絮凝室中停留時(shí)間為50s，導(dǎo)流室中的停留時(shí)間為3min； 第二絮凝室、第一絮凝室、分離室的容積比1：1.99：6.66； 為使進(jìn)水分配均勻，采用配水三角槽分配進(jìn)水； 配水三角槽上設(shè)排氣管，以排出槽中積水； 池下部圓臺坡度為45°，池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高1m； 集水方式采用淹沒口環(huán)形集水槽，孔徑25mm； 池子設(shè)泥渣濃縮斗3個(gè)，濃縮室總?cè)莘e約為池子容積的1﹪，設(shè)100mm排泥管； 在進(jìn)水管、第一第二絮凝室、分離室、泥渣濃縮室、出水槽等處設(shè)取樣管； 設(shè)計(jì)池子尺寸：采用2個(gè)池子，每個(gè)池子直徑14.8m，面積為171.95m2，澄清池總高度為6.60m； 機(jī)械攪拌的葉輪直徑，一般按第二絮凝室內(nèi)徑的70%設(shè)計(jì)，其提升水頭約為0.10m； 攪拌葉片總面積，一般為第一絮凝室平均縱剖面積的8%，葉片高度為第一絮凝室高度的1/3，葉片對稱裝設(shè)，安裝10片。第四節(jié) 普通快濾池 過濾就是懸浮液流經(jīng)過多孔介質(zhì)或?yàn)V網(wǎng)進(jìn)行固液分離的過程，大多數(shù)過濾工藝采用粒料層過濾。最常用的粒料為石英砂，它的主要目的是去除濁度。設(shè)計(jì)中采用普通快濾池。 一、設(shè)計(jì)參數(shù) 強(qiáng)制濾速是指一個(gè)或兩個(gè)濾池檢修時(shí)，其他濾池在超過正常負(fù)荷下的濾速，在濾池面積和個(gè)數(shù)決定后，應(yīng)以強(qiáng)制濾速進(jìn)行校核；如果強(qiáng)制濾速過高，設(shè)計(jì)濾速應(yīng)適當(dāng)降低或?yàn)V池個(gè)數(shù)適當(dāng)增加。濾池個(gè)數(shù)多，沖洗效果好，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，強(qiáng)制濾速較低，但單位面積濾池造價(jià)增加。(一)濾池尺寸 濾池個(gè)數(shù)選擇見表2.1 表2.1 濾池面積與個(gè)數(shù)關(guān)系 濾池面積 濾池?cái)?shù) 當(dāng)濾池總面積小于30m2 一般采用2個(gè)濾池 當(dāng)濾池總面積為30m2-100m2 一般采用3-4個(gè) 當(dāng)濾池總面積為150m2 一般采用5-6個(gè)濾池 當(dāng)濾池總面積為200m2 一般采用6-8個(gè) 當(dāng)濾池總面積為300m2以上 一般采用10個(gè)以上 濾池平面形狀可為正方形或矩形。 設(shè)計(jì)濾池兩座，每座設(shè)四格，采取雙排布置 濾池單格面積24m2，長寬比1.28：1，單池有效尺寸采用B×L=4.3m×5.5m，濾池高度為2.55米，包括超高0.3m 濾池高度包括超高0.3m，濾層上水深1.10m，濾料層厚度0.7m、承托層厚度0.45m等。 (二)大阻力配水系統(tǒng) 干管始端流速1.5m/s，采用管徑為400mm 支管始端流速3.38m/s，采用管徑50mm 反沖洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264，揚(yáng)程15.70m(三)管廊設(shè)置 管廊設(shè)置應(yīng)力求緊湊，簡捷，要留有設(shè)備管配件等安裝、維修等的必要空間；要有良好的防水、排水、通風(fēng)、照明設(shè)備；由于設(shè)計(jì)采用雙行排列，管廊位于兩排濾池中間。管廊中包括 給水管 管徑DN400mm, 管中流速為1.26m/s 2 排水管 管徑DN500m 3 沖洗水管 管徑DN300mm，管中流速為4.07m/s 4 過濾水管 管徑DN400mm，管中流速為1.26m/s 濾池底部應(yīng)設(shè)排空管，其入口處設(shè)隔柵，池底坡度約為0.005，坡向排空管；每個(gè)濾池上宜裝設(shè)水頭損失計(jì)或水位尺及取水樣設(shè)備；各種密封渠道上應(yīng)設(shè)人孔，以便檢修；濾池壁與砂層接觸處應(yīng)拉毛成鋸狀，以免過濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)。第五節(jié) 消毒間 設(shè)計(jì)選用液氯消毒。氯是一種黃綠色窒息性氣體，有劇毒。在常壓下的液化點(diǎn)為-33.6℃，在0℃壓力大于3.66大氣壓時(shí)轉(zhuǎn)化為液體。0℃時(shí)每升液氯的重量為1468.4克，同樣重量的液氯，其體積僅為氣態(tài)氯的1/457。在10℃以下時(shí)，在氯的飽和溶液中會析出氯的水化結(jié)晶物，這種現(xiàn)象會造成加氯設(shè)備故障。 氯所以能消毒，主要是它能破壞細(xì)菌中的酶系統(tǒng)。主要反應(yīng)如下： 一、加氯量 根據(jù)相似條件下水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，按最大用量確定，并應(yīng)使余氯量符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求.投加量一般取決于濾化的目的，并隨水中的氨氮比、PH值、水溫和接觸時(shí)間等變化。投量取2mg/L，管網(wǎng)末端含量0.05 mg/L，接觸時(shí)間不少于32min。 二、加氯設(shè)備 大型真空加氯機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件、儀表容易損壞，維修困難等原因，國內(nèi)水廠目前已少采用。 設(shè)計(jì)采用加氯機(jī)投加。ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，加氯機(jī)是由旋流分離器、彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、中轉(zhuǎn)玻璃罩，平衡水箱及水射器等組成。加氯量2-10kg/h,加氯機(jī)的外型尺寸為：寬×高=3300mm×370mm,加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。 氯瓶：采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸為：外徑600mm,瓶高1800mm。采用4個(gè)氯瓶，使用周期為30天。 三、加氯間的布置 設(shè)置加氯間，加氯間應(yīng)設(shè)在水廠或增壓站等構(gòu)筑物的主導(dǎo)風(fēng)向下游。加氯間盡量靠近投加點(diǎn)。加氯機(jī)設(shè)置兩臺，分別有兩根加氯管通到加氯點(diǎn)，互作備用。加氯機(jī)按最大投氯量來選用，原則上以一臺加氯機(jī)對接一只氯瓶進(jìn)行布置。加氯機(jī)臺數(shù)按最大投氯量計(jì)算，并考慮1臺備用。 加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲備氯瓶的倉庫。采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻隔開，加氯間平面尺寸為5×5m,氯庫平面尺寸為12.5m×10m。第六節(jié) 清水池 一、清水池容量 清水池容量由兩部分組成，一是調(diào)節(jié)容量，一是儲備容量，前者為調(diào)節(jié)用水負(fù)荷而必須儲存的水量，后者為消防或其他特殊需要而儲備的水量，這部分水量在一般請情況下是不動用的。清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用2個(gè)池子，每個(gè)池子容積2750 m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。 二、清水池尺寸 清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用2個(gè)池子，每個(gè)池子容積2750 m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。清水池設(shè)2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m。每座清水池設(shè)計(jì)尺寸為 ：B×L×H=35m×20m×4.0m。有效容積為 ：2750m3。清水池最高水位標(biāo)高為±0.00米。儲備水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，發(fā)生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考慮。小城鎮(zhèn)用水量不多，消防用水量所占的比例應(yīng)增大。進(jìn)水管選用DN450mm，水力計(jì)算 ； 出水管選用DN450mm，水力計(jì)算。第七節(jié) 送水泵站 一、選泵 根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程(出廠水壓力≥0.35mpa)選擇水泵的型號和數(shù)量。 選用4臺250s-65型（3用1備）流量Q=612m3/h揚(yáng)程H=56m的水泵。 吸水管：流速為3.89m/s，管徑DN350mm，用鑄鐵管L=4.0m; 出水管：流速為1.05m/s，管徑DN400mm，用鋼管L=0.9m; 四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。 二、泵房布置 泵房和吸水井合建，吸水井尺寸：B×L×H=5m×32m×5m，其中超高0.5m。水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容，它決定泵防建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。 因所選的泵的是300s-12型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列。要適當(dāng)增加泵房的長度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。 水泵凸出部分到墻的凈距A1=3.0m； 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距B1=4.24m（包括一個(gè)止回閥和一個(gè)閘閥的長度）； 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距D1=3.0m（包括一個(gè)閘閥的長度）； 電動機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距應(yīng)保證電動機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸，并保持一定的距離C1=3.0m； 水泵基礎(chǔ)之間的凈距E1=2.0m； 水泵房的尺寸為(按長方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=21.6m，B= D1+ B1+ B5=8.0m。 三、起重設(shè)備的選型與布置 因最大設(shè)備的重量為709kg，所以選用起重在0.5-2.0噸之間的電動單軌吊車梁。單軌吊車梁配置電動葫蘆。即可垂直起舉設(shè)備，也能水平運(yùn)移。其運(yùn)動軌跡取決于吊車梁的布置。采用U形布置形式。 根據(jù)起重量，跨度，起升高度選用DX型電動單梁懸掛起重機(jī)?？缍?.25-16m，起升高度12m，大車電機(jī)運(yùn)行速度20m/s，型號2DY12-4配套電動葫蘆型號CD1。精確的跨度15.5m，長17.5m，最大輪壓0.98噸總重1.69噸，CD1 1-12D電動葫蘆。D=7.4m主要尺寸長954-974m重量1.98噸。 四、泵房高度 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重時(shí)，高度 第三章 水廠的平面布置 第一節(jié) 水廠的平面布置要求 布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，并便于操作管理。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地位； 2 充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用； 各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。此外，有時(shí)也需要設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí)，為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施； 建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向； 有條件時(shí)最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全； 對分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)該考慮分期施工方便。水廠平面布置的內(nèi)容包括：各構(gòu)筑物的平面定位，各種管道（處理工藝用的原水管、加藥管、加氯管、排泥管；水廠自用水管、產(chǎn)區(qū)排水管、雨水管等），閥門及配件布置，廠區(qū)道路、圍墻、綠化等。 第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 主要車行道的寬度，單車道為5m，并應(yīng)有回車道；人行道的寬度為1.5-2.0m； 車行道轉(zhuǎn)彎半徑為5m； 城鎮(zhèn)水廠或設(shè)在工廠區(qū)外的工業(yè)企業(yè)自備水廠周圍，應(yīng)設(shè)置圍墻，其高度采用2.0m。第三節(jié) 水廠管線 1 給水管線 原水管線，采用鋼管，設(shè)1根； 生產(chǎn)管線，管線埋地1m以下； 清水管線，兩座清水池之間有聯(lián)絡(luò)管線，池底相同； 超越管線，超越濾池。2 排水管線 排除廠內(nèi)地面雨水；排除廠內(nèi)生產(chǎn)廢水；排除辦公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。3 電纜溝 集中式電纜溝方式，上做蓋板，深度為1.0米，寬度為0.8米，溝底有底坡，以利積水排出。4 加藥管線 淺溝敷設(shè)，上做蓋板，管材為塑料管，以防止腐蝕。5 泥水管線 管線埋地1m以下。 本工程在原有水廠基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，整個(gè)廠區(qū)在總平面布局上做到功能區(qū)分明確，分為生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、污泥處理區(qū)。廠區(qū)交通流線清楚流暢，主干道貫穿東西。新建構(gòu)筑物包括取水泵房及配電，二級泵房及配電，變電間，清水池，機(jī)械攪拌澄清池，清水池，普通快濾池，加氯間，機(jī)修車間管配件堆放場，綜合樓，化驗(yàn)室，傳達(dá)室等。各單體構(gòu)筑物在建筑風(fēng)格上做到清新明快，既保持原有水廠的園林風(fēng)味，又體現(xiàn)了現(xiàn)代水廠的流暢簡潔的氣派。水廠的工藝流程采用直線型布置，管線力求簡短，廠區(qū)內(nèi)水配以草地、樹木等綠化。 水廠總占地面積48.5公頃，因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展?？偲矫鎴D中，綠化面積約占20％，附屬面積約占總面積的25％。第四節(jié) 水廠的高程布置 廠的工藝流程布置，使水廠布置的基本內(nèi)容，由于廠址地形和進(jìn)出水管方向等的不同，流程布置可以有各種方案，但必須考慮以下布置原則： 1流程力求簡短，避免迂回重復(fù)，是凈水過程中的水頭損失最小。構(gòu)筑物盡量靠近，便于操作管理和聯(lián)系活動。水流方向要順，并考慮施工、檢修的方便，避免過多的立體交叉。2盡量適應(yīng)地形，因地制宜地考慮流程，力求減少土方石量。地形自然坡度較大時(shí)，應(yīng)盡量順等高線布置，在不得已的情況下，才做臺階式布置。充分利用地形，力求實(shí)現(xiàn)各處理構(gòu)筑物間的重力流銜接（盡量避免中途加壓）以及各構(gòu)筑物的重力排泥或放空。 3注意構(gòu)筑物朝向：經(jīng)水廠一般無朝向要求，但如濾池的操作廊、二級泵房、加藥間、檢修間、辦公樓則有朝向的要求，尤其是散發(fā)大量熱量的二級泵房對朝向和通風(fēng)的要求，更應(yīng)注意，布置時(shí)應(yīng)符合當(dāng)?shù)刈罴逊轿?。加藥間、加氯間、藥劑倉庫等，盡可能設(shè)在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向，泵房及其他建筑物，盡量布置成南北方向。 設(shè)計(jì)中采用直線型。直線型最常見的布置方式，從進(jìn)水到出水整個(gè)流程呈直線，這種布置方式，生產(chǎn)聯(lián)系管線段，管理方便，有利于日后水廠發(fā)展 在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道，計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過取值估算確定，并留有空地。 生活輔助建筑物面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)氐木唧w情況而定。各構(gòu)筑物高程見表3.1 表3.1 構(gòu)筑物高程 構(gòu)筑物名稱 頂標(biāo)高(m)水面標(biāo)高（m）底標(biāo)高(m)一級泵站 1706.00 1693.80 機(jī)械攪拌澄清池 1703.30 1703.00 1696.70 普通快濾池 1702.40 1702.10 1700.00 清水池 1700.50 1700.00 1696.00 吸水井 1700.00 1699.50 1695.00 二級泵站 1703.00 1697.00 凈水廠構(gòu)筑物見表3.2 表3.2 凈水廠構(gòu)筑物 第四章 排泥水處理 第一節(jié) 處理對象 凈水廠污泥處理對象主要是濾池的沖洗廢水和機(jī)械攪拌澄清池的排泥水。其成分一般為原水中的懸浮物質(zhì)和部分溶解物質(zhì)以及在凈水過程中投加的各種藥劑。第二節(jié) 處理工序 排泥水處理系統(tǒng)通常包括調(diào)節(jié)、濃縮、脫水以及泥餅處置等工序。調(diào)節(jié)：為了使排泥水處理構(gòu)筑物均衡運(yùn)行以及水質(zhì)的相對穩(wěn)定，一般在濃縮前需設(shè)置調(diào)節(jié)池。凈水廠濾池的沖洗廢水和沉淀池排泥水都是間歇排放，其量和質(zhì)都不穩(wěn)定，設(shè)置調(diào)節(jié)池可使后續(xù)設(shè)施負(fù)荷均勻，有利于濃縮池的正常運(yùn)行。通常把接納濾池沖洗廢水的調(diào)節(jié)池稱為排水池，接納沉淀池排泥水的稱為排泥池。 濃縮：凈水廠排泥的含固率一般很低，僅在0.05%-0.5%左右,因此需進(jìn)行濃縮處理.濃縮的目的是提高污泥濃度,縮小污泥體積,以減少后續(xù)處理設(shè)備的能力,如縮小脫水機(jī)的處理規(guī)模等。當(dāng)采用泥水自然干化時(shí)間，節(jié)約用地面積。當(dāng)采用機(jī)械脫水時(shí)，供給的污泥濃度有一定要求，也需要對排泥水進(jìn)行濃縮處理。 含水率高的排泥水濃縮較為困難，為了提高泥水的濃縮性，投加絮凝劑、酸或設(shè)置二級濃縮。 平衡：當(dāng)原水濁度及處理水量變化時(shí)，凈水廠排泥量和含固率也會作相應(yīng)調(diào)整。為了均衡脫水機(jī)的運(yùn)行要求，宜在濃縮池后設(shè)置一定容量的平衡池。設(shè)置平衡池還可以滿足原水濁度大于設(shè)計(jì)值時(shí)起到緩沖和貯存濃縮污泥的作用。 脫水：濃縮后的濃縮污泥需經(jīng)脫水處理，以進(jìn)一步降低含水率，減小體積，便于搬運(yùn)和最后處理。當(dāng)采用機(jī)械方法進(jìn)行污泥脫水處理時(shí)，還需投加石灰或高分子絮凝劑。泥餅及分離液處置：脫水后的泥餅可以外運(yùn)作為低洼地的填埋土、垃圾場的覆蓋土或作為建筑材料的原料或摻加料等。泥餅的成分應(yīng)滿足相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。排泥水在濃縮過程中將產(chǎn)生上清液，在脫水過程中將產(chǎn)生分離液。當(dāng)上清液水質(zhì)符合排放水域的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可直接排放；當(dāng)水質(zhì)滿足要求時(shí)也可考慮回液，本設(shè)計(jì)將排放水回用。 第二部分 計(jì)算書 第一章 岸邊式取水構(gòu)筑物 第一節(jié) 設(shè)計(jì)主要資料 一、取水量 Q=41250m3/d=0.477 m3/s(按遠(yuǎn)期考慮) 二、河流水位 設(shè)計(jì)取北川河為取水水源 北川河河流水水位、流速、流量資料見表1.1 表1.1 北川河河流水水位、流速、流量資料 水位 水面標(biāo)高（m）流 速（m/s）流 量（m3/s）設(shè)計(jì)頻率 保證率 最高水位 1698.0 4.5 350 1% 最低水位 1694.0 0.9 12 97% 常水位 1695.5 2.8 67 河流水經(jīng)岸邊式取水構(gòu)筑物裝有格柵的進(jìn)水口進(jìn)水，集水間與泵房合建。第二節(jié) 集水間計(jì)算 一、格柵進(jìn)水口 進(jìn)水口裝有粗格柵，進(jìn)水口流速采用 柵條采用扁鋼，厚度10mm，柵條凈距采用50mm 粗格柵阻塞系數(shù)采用 柵條引起的面積減少系數(shù) 進(jìn)水口面積 設(shè)置進(jìn)水口四個(gè)，每個(gè)進(jìn)水口尺寸B×H=1000mm×1000mm 格柵采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-1,型號6。格柵尺寸為B×H=1100mm×1100mm,柵條間孔數(shù)為15孔，柵條根數(shù)為16根，有效面積為0.84m2。 二、格網(wǎng)進(jìn)水口 格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水間內(nèi)，用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。 用平板格網(wǎng)，過網(wǎng)流速采用v1=0.3m/s;網(wǎng)眼尺寸采用5×5mm;網(wǎng)絲直徑d=2mm。格網(wǎng)面積減少系數(shù) 格網(wǎng)阻塞系數(shù)采用k2=0.5,水流收縮系數(shù)采用ε=0.8。進(jìn)水口面積 設(shè)置進(jìn)水口四個(gè)，每個(gè)進(jìn)水口尺寸B×H=2000mm×1000mm 格網(wǎng)采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-5，C10型，格網(wǎng)尺寸為B×H=2130mm×1130mm,有效面積為1.39 m2。 三、集水間平面尺寸 集水間分為四個(gè)獨(dú)立分格，在分格墻上設(shè)置連通管和閥門，根據(jù)進(jìn)水間內(nèi)閥門和平板格網(wǎng)的尺寸，水泵吸水管的直徑和布置，檢修清洗和使水流均勻平穩(wěn)等要求，決定進(jìn)水室和吸水室的寬度各為1.5m，集水間長寬的凈尺寸為14.9×33m。(其中隔墻0.3m) 第三節(jié) 泵站計(jì)算 一、取水水泵選配及一級泵站工藝布置 （一）揚(yáng)程計(jì)算 式中 ——最低水面到凈水廠處理構(gòu)筑物的高度； ——富余水頭損失； ——吸水管水頭損失； ——輸水管水頭損失。 （二）選泵 根據(jù)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)水量確定水泵，選用300s12型水泵4臺。（三用一備，其中一臺為 期增加） 水泵詳細(xì)見表1.2和表1.3 表1.2 水泵性能 型號 流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速 (r/min)軸功率 (kw/h)電動機(jī) 效率 汽蝕余量 型號 功率(kw/h) 300s12 612 14.5 1450 30.2 Y225S-4 37 80 5.5 表1.3 水泵安裝尺寸(帶底座)型號 電動機(jī)尺寸（mm）底座尺寸（mm） L4 h H L1 L2 L3 b b1 300s12 820 530 225 1520 280 990 730 730 E(mm)H2(mm)L(mm)出口錐管法蘭尺寸(mm) DN3 D03 D3 n3-d3 300 635 1789 300 395 435 12--22 配套：底閥1個(gè)，止回閥1個(gè)，吐出錐管1個(gè)，鉤扳手1個(gè)； 水泵經(jīng)校核符合流量和揚(yáng)程的要求； 其他各尺寸都和前面所選泵相同給泵留相應(yīng)的空間。 （三）水泵機(jī)組的布置 水泵機(jī)組的布置是泵房布置的重要內(nèi)容,他決定泵房建筑面積的大小.機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。 一級泵房有3臺水泵及1臺遠(yuǎn)期預(yù)留泵的空間,4臺泵的尺寸為L=1789mm,B =730mm 因300s—12型泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵,所以采用橫向排列.橫向排列可能要增加加泵房的長度,但跨度小,進(jìn)出水管順直,水力條件好,可減少水頭損失,省電費(fèi)。水泵凸出部分到墻壁的凈距： 實(shí)際需大于2m，實(shí)際取2.0m 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 選用一個(gè)止回閥 選用一個(gè)閘閥 但 是水泵出水側(cè)管理操作的要道，實(shí)際 =2.04m 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 此處安裝一個(gè)閘閥,同出水管L=0.51m,但 不得小于1m，實(shí)際 =3.2m 電動機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距,應(yīng)保證電動機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸,并保持一定的距離 實(shí)際水泵基礎(chǔ)之間的凈距 （五）水泵房的尺寸 選用長方形的泵房 起重設(shè)備的選型和布置： 因泵房重最重物體的重量為800kg，且在0.5t—2.0t之間。所以采用電動單軌吊車梁，采用u形布置方式。 選用DX型電動單梁懸掛起重機(jī)： （六）泵房高度計(jì)算 采用自灌式引水方式，所以其泵軸心低于吸水井的最低水位。 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重設(shè)備時(shí)，其高度 （七）管道計(jì)算 吸水管:流速為1.05m/s,管徑DN400mm,用鑄鐵管,L=2.8m;出水管:流速為3.89m/s,管徑DN350mm,用鋼管,L=2.5m;四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。 第二章 混凝設(shè)施 第一節(jié) 藥劑配制投加設(shè)備 一、溶液池和溶解池計(jì)算 （一）設(shè)計(jì)參數(shù) 水廠日產(chǎn)水量Q=25000m3/d，水廠自用水系數(shù)10%； 設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s； 混凝劑采用三氯化鐵 凈水處理混凝劑投加量參考資料見表2.1 表2.1 凈水處理混凝劑投加量參考資料 250 500 1000 硫酸鋁 20 26 33 41 三氯化鐵 12 16 20 27 堿式氯化鐵 5 9 13 19 根據(jù)表3-1中三氯化鐵的投加量參考數(shù)據(jù)，繪制三氯化鐵的投加量和所處理水的渾濁度關(guān)系曲線。 圖2.1 三氯化鐵的投加量和渾濁度關(guān)系曲線 根據(jù)圖2.1可知，最大投加量u=33mg/L； 藥溶液的濃度b=10%； 混凝劑每日投配次數(shù)n=3。 （二）設(shè)計(jì)計(jì)算 溶液池 溶液池容積 W1= = 設(shè)計(jì)取溶液池容積為3.0 溶液池設(shè)置兩個(gè)，交替使用。形狀采用矩形，其有效尺寸為B×L×H=2.5m×2.0m×0.8m，其中包括超高0.2m。 解池 溶解池容積占溶液池的30﹪ 溶解池容積 W2=0.3 W1=0.3×3.0= 0.93 設(shè)計(jì)取溶解池容積為0.9 溶解池設(shè)置兩個(gè)，交替使用。 形狀采用矩形，其有效尺寸為B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，其中包括超高0.2m。溶解池的放水時(shí)間采用t=10min，則放水流量 q0 查水力計(jì)算表 放水管管徑d0=25mm，相應(yīng)流速v0=3.06m/s； 溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根。3 投藥管 投藥管流量： q= = 溶 查水力計(jì)算表 設(shè)計(jì)取管徑d0=20mm，相應(yīng)流速v0=0.23m/s。 （三）壓縮空氣攪拌 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 空氣供給強(qiáng)度：溶解池9L/s?㎡，溶液池4 L/s?㎡ 空氣管流速：12 m/s 孔眼流速：25 m/s 孔眼直徑：4mm 支管間距：450mm 藥池平面尺寸：溶解池3.15㎡，溶液池7.2㎡ 空氣管長度為20m，其上共有90°彎頭7個(gè) 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 ①需用空氣量 式中 n——藥池個(gè)數(shù)，溶解池設(shè)置兩個(gè)； F——池面積，㎡； q——空氣供給強(qiáng)度，L/s?㎡。溶解池 藥池平面面積 需用空氣 其中 溶液池 藥池平面面積 需用空氣量 其中 總需用空氣量 ②選配機(jī)組 選用SSR100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺，一用一備，風(fēng)量5.44 m3/min，風(fēng)壓為19.6kpa，所需軸功率3.10kw，所配電動機(jī)功率4.0kw。③空氣管流速 式中 Q——供給空氣量，m3/min； P——鼓風(fēng)機(jī)壓力，Mpa； d——空氣管管徑，m,此處選用d=100mm； ④空氣管的壓力損失h 沿程壓力損失 局部壓力損失 式中 L——空氣管長度，m； G——管內(nèi)空氣質(zhì)量流量，； ——空氣密度，kg/m3； ——供給空氣量，m3/min； ——阻力系數(shù)； d——空氣管直徑，mm； ζ——局部損失阻力系數(shù)； v——空氣流速，m/s； 當(dāng)溫度為0℃，壓力為9.8×104+1.96×104=1.176×105時(shí)，查表2.3知空氣密度ρ=1.51，則 據(jù)此查表2.3得β=1.16 5個(gè)90°彎頭的局部阻力系數(shù)。 故得空氣管中總的壓力損失為 ⑤空氣分配管的孔眼數(shù) 孔眼直徑采用d0=4mm;單孔面積; 孔眼流速采用v0=20m/s;所需孔眼總數(shù) 用壓縮空氣調(diào)制藥液的溶解池見圖2.2 圖2.2 壓縮空氣調(diào)制藥液的溶解池（單位mm） 表2.2 空氣密度（干空氣密度以kg/m3計(jì)） 壓力 （kpa） 溫度 -30-20-10 0 +10 +20 +30 +40 9.8065×104 1.406 1.350 1.299 1.251 1.207 1.166 1.128 1.058 1.9613×105 2.812 2.701 2.589 2.583 2.414 2.332 2.555 2.115 3.9226×105 5.624 5.402 5.196 5.006 4.829 4.604 4.510 4.232 5.8839×105 8.436 8.102 7.794 7.509 7.244 6.996 6.765 6.346 7.8452×105 11.25 10.80 10.39 10.01 9.658 9.328 9.020 8.464 9.8065×105 14.06 13.50 12.99 12.51 12.07 11.66 11.28 10.58 表2.3 根據(jù)G值確定的阻力系數(shù) G（kg/h）Β G（kg/h）β 10 2.03 400 1.18 15 1.92 650 1.10 25 1.78 1000 1.03 40 1.68 1500 0.97 65 1.54 2000 0.90 100 1.45 4000 0.84 150 1.36 6500 0.78 250 1.26 （四）投藥泵 設(shè)計(jì)采用計(jì)量泵投加 根據(jù)投藥管流量 進(jìn)行選泵。 選用三臺J-ZM250/4.0型隔膜計(jì)量泵，一臺備用。性能見表2.4 表2.4 隔膜計(jì)量泵性能 型號 流量 L/h 排出壓力 Mpa 泵速 次/min 電動機(jī)功率 kw 凈出口直徑 mm 重量 kg J-ZM250/4.0 250 2.0-4.0 126 1.5 20 240 加藥間布置見圖2.3和圖2.4 圖2.3 加藥間布置圖（單位m） 圖2.4 加藥間流程圖 （五）混合設(shè)施 1 混合方式 設(shè)計(jì)采用靜態(tài)混合器混合。 靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據(jù)水頭損失計(jì)算公式 式中 H——水頭損失（m） Q——處理水量（） D——管道直徑（m） N——混合單元（個(gè)） 設(shè)計(jì)中取d=0.5m,處理水量Q=318m3/s，經(jīng)計(jì)算，當(dāng)h=0.5時(shí)，n=2個(gè)單元。選DN500內(nèi)裝2個(gè)混合單元的靜態(tài)混合器，加藥點(diǎn)設(shè)于靠近水流方向的第一個(gè)混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。選擇管式靜態(tài)混合器規(guī)格JT-500型。 管式靜態(tài)混合器尺寸見表2.5 表2.5 混合器尺寸 公稱直徑 mm 管外徑 mm 法蘭盤外徑 mm 長度 mm 重量 kg 500 518 670 1950 103 圖2.5 管式靜態(tài)混合器 第三章 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)算 其特點(diǎn)是利用機(jī)械攪拌澄清池的提升作用來完成泥渣回流核接觸反應(yīng)，加藥混合后進(jìn)入第一反應(yīng)室，與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動下進(jìn)行接觸反應(yīng)。然后經(jīng)葉輪提升到第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)以結(jié)成大的顆粒，再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室沉淀分離。第一節(jié) 第二反應(yīng)室 凈產(chǎn)水能力為 采用2個(gè)池來計(jì)算則每池的流量 ,二反應(yīng)室計(jì)算流量一般為出水流量的4倍..設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積,u =0.06 則第二反應(yīng)區(qū)截面積為： 第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)徑： 取第二反應(yīng)室直徑 =4.10m,反應(yīng)室壁厚 式中 H ——第二反應(yīng)區(qū)高度，m ——第二絮凝室內(nèi)水的停留時(shí)間，考慮構(gòu)造布置選用 第二節(jié) 導(dǎo)流室 導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積: 導(dǎo)流室面積: 導(dǎo)流室直徑: 取導(dǎo)流室 導(dǎo)流室壁厚.導(dǎo)流室出口流速: ,出口面積: 則出口截面寬: 出口垂直高度: 第三節(jié) 分離室 分離區(qū)上升流速取 ,分離室面積：。池總面積： 池的直徑： 圖3.1 澄清池各部分直徑 第四節(jié) 池深計(jì)算 池中停留時(shí)間T設(shè)為1.2h。有效容積： 考慮增加3%的結(jié)構(gòu)容積：，取池超高。設(shè)池直壁高：。池直壁部分的容積：。 池斜壁高度 由于 澄清池半徑 澄清池底部半徑 由于 可得三元一次方程 代入數(shù)據(jù) 求解。 池圓臺斜邊傾角45，則池底部直徑。 本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高。球的半徑：。球冠體積： 池實(shí)際容積：。實(shí)際總停留時(shí)間： 池總高： 圖3.2 澄清池池高 第五節(jié) 配水三角槽 三角槽內(nèi)流速 三角槽斷面面積 考慮今后水量的增加，三角槽斷面選用：高0.75m，底0.75m 三角槽的縫隙流速 縫寬 取2cm 圖3.3 配水三角槽計(jì)算圖（單位m）第六節(jié) 第一反應(yīng)室 第一反應(yīng)室上端直徑為： 第一反應(yīng)室高： 傘形板下端圓柱直徑為： 式中 H8——傘形板下檐圓柱體高度 H10——傘形板離池底高度 H9——傘形板錐部高度 圖3.4 澄清池池體計(jì)算圖（單位m） 第七節(jié) 容積計(jì)算 式中 V1——第一反應(yīng)區(qū)容積 V2——第二反應(yīng)區(qū)加導(dǎo)流區(qū)容積 V3——分離區(qū)容積 則實(shí)際容積比： 二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=71.26：141.91：474.83=1：1.99：6.66 比例滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。第八節(jié) 進(jìn)水系統(tǒng) 進(jìn)水管選用 出水管選用，第九節(jié) 集水系統(tǒng) 本池因池徑較小部水均勻性本身能達(dá)到要求。采用沿外圓周外側(cè)作環(huán)行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水質(zhì)，小型的采用鋼絲網(wǎng)水泥，結(jié)構(gòu)較多，也有采用塑料制作的，但后者變形大，老化快，造價(jià)高，故采用不多。國外剛制的較多，由于防銹工作量大，故每年要維修孔。 一、穿孔環(huán)形集水槽 （一）環(huán)形集水槽中心線位置 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取中心線直徑 所包面積等于出水部分面積的45% 經(jīng)計(jì)算 集水槽斷面取水量超載系數(shù)1.5 集水槽流量 槽寬 取0.4m 槽內(nèi)起點(diǎn)水深：0.75×0.4=0.3m 槽內(nèi)終點(diǎn)水深：1.25×0.4=0.5m （二）孔眼 設(shè)計(jì)采用集水槽孔自由出流，孔前水位0.05m 孔眼總面積 孔眼直徑采用25mm, 單孔面積4.91 孔眼總數(shù) 槽兩側(cè)各設(shè)一排孔眼，位于槽下200mm處 孔距 工程上采取0.15m 圖3.5 環(huán)形集水槽計(jì)算圖（單位 mm） 二、總出水槽 設(shè)計(jì)流量，槽寬 總出水槽按矩形渠道計(jì)算，槽內(nèi)水流流速，槽坡降0.02m。槽內(nèi)流速：0.9 槽內(nèi)起點(diǎn)水深：0.41m 槽內(nèi)終點(diǎn)水深：0.43m 設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.4m終點(diǎn)為0.45m，超高0.3m，h=0.45+0.3=0.75m 第十節(jié) 污泥濃縮斗 泥斗總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e的1%考慮 分設(shè)3斗，每斗 根據(jù)構(gòu)造選定濃縮斗體積 上底： 下底： 高：1.6m 則泥斗實(shí)際容積 三個(gè)污泥斗實(shí)際容積 設(shè)100mm排泥管 第十一節(jié) 攪拌設(shè)備計(jì)算 一、提升葉輪 （一）葉輪外徑 取葉輪外徑為第二絮凝室內(nèi)徑的70%，d1=0.7D =0.7×4.1=2.87m 取3m （二）葉輪轉(zhuǎn)速 葉輪外緣的線速度采用，則 （三）葉輪的比轉(zhuǎn)速 葉輪的提升水量取Q’=5Q=5×0.159=0.795 葉輪的提升水頭取 H=0.1m （四）葉輪內(nèi)徑 當(dāng) =175 時(shí)，/ =2 = /2=3/2=1.5 m （五）葉輪出口寬度 （m） 式中 Q’——葉輪提升水量，即0.61 K——系數(shù)，為 3.0 n——葉輪最大轉(zhuǎn)速，10r/min。 二、攪拌葉片 （一）攪拌葉片組外緣直徑 其外緣線速度采用 v =1.0 m/s，則 （二）葉片高度和寬度 葉片高度h取第一絮凝室高度 的1/3，即h= H /3 =2.3/3 0.8m 葉片寬度，取0.3m （三）攪拌葉片數(shù) 取葉片總面積為第一絮凝室平均縱剖面積的8%，則（片） 第一絮凝室平均縱剖面積 片 取Z=10片 攪拌葉片總面積= = 占第一絮凝室平均縱剖面面積的百分?jǐn)?shù)=，計(jì)算結(jié)果符合要求。攪拌葉片和葉輪的提升葉片均裝10片，按徑向布置 圖3.6 攪拌設(shè)備（單位mm） 三、電動機(jī)效率 電動機(jī)功率應(yīng)按葉輪提升功率和葉片攪拌功率確定。 （一）提升葉輪所消耗功率 （KW）式中 ——水的容重，因含泥較多，故采用1100kg/m3； η——葉輪效率，取0.5； H ——提升水頭，m，取0.11m。 KW （二）攪拌葉片所需功率 （KW）式中 C——系數(shù)，一般采用0.5； ——水的容重，采用1100kg/m3; h——攪拌葉片長度，m； Z——攪拌葉片數(shù)； g——重力加速度，9.8m/s2； r1——攪拌葉片組的內(nèi)緣半徑，為0.8m； r2——攪拌葉片組的外緣半徑，為0.8m； ω——葉輪角速度，rad/s，ω=(rad/s)。 KW （三）攪拌器軸功率 N = N +N = 1.89+0.33 =2.22KW （四）電動機(jī)功率 電動機(jī)功率：采用自鎖蝸桿 電磁調(diào)速電動機(jī)效率為0.8，三角皮帶傳動效率為0.96，蝸輪減速器效率為0.7，軸承效率為0.9，則總效率為前面所有效率相乘既0.48 KW 表3.1 攪拌機(jī)性能比較 標(biāo)準(zhǔn)代號 參數(shù) S77 4（一）S774 （二）S774 （三）S774 （四）S774 （五）S774 （六）S774 （七）葉 輪 直徑（m）2 2 2.5 2.2 3.5 3.5 4.5 轉(zhuǎn) 速（r/min）4.8-14.5 48-14.5 3.8-11.4 3.8-17.4 2.86-8.57 2.86-8.57 2.07-6.22 外緣線速（㎜）0.5-1.5 0.5-1.5 0-5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 開度（㎜）0-110 0-170 0-175 0-240 0-230 0.-290 0-300 攪拌槳外緣線速（m/s）0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 電動機(jī) 型號 JZT32-4 JZT32-4 JZT41-4 JZT41-4 JZT42-4 JZT42-4 JZT51-4 功率（KW）3 3 4 4 5.5 5.5 7.5 轉(zhuǎn)速（r/min）120-1200 120-1200 120-1200 120-1200 1.2-1200 1.2-1200 120-1200 速 比 皮帶減速器 1.2 1.2 1.57 1.57 2 2 2.68 蝸輪減速器 69 69 67 67 70 70 72 總速比 82.8 82.8 105.2 105.2 140 140 192.96 重 量（kg）1900 1900 2255 2260 3828 3828 6750 本機(jī)械攪拌澄清池的攪拌機(jī)同S774 （三）型。 第四章 普通快濾池計(jì)算 第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)水量： 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：濾速，沖洗時(shí)間30min，有效歷時(shí)6min。第二節(jié) 沖洗強(qiáng)度 設(shè)計(jì)沖洗強(qiáng)度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 式中 ——濾料平均粒徑 e ——濾料層最大膨脹率，取 ﹪ v ——水的運(yùn)動粘滯系數(shù)，設(shè)計(jì)所在地平均水溫約15℃，取 設(shè)計(jì)使用的石英砂濾料有效直徑為，與之對應(yīng)的濾料不均勻系數(shù) 表4.1 石英砂篩分結(jié)果資料 篩號 篩孔（mm）篩的校準(zhǔn)孔徑(mm)剩在篩上的砂量(g)經(jīng)過該號篩的砂重 重量（g）百分?jǐn)?shù)% 12 1.68 1.51 0.4 1.41 1.23 9.3 1.19 1.01 13.8 18 1.00 0.32 15.2 25 0.71 0.64 21.1 35 0.50 0.49 30.5 60 0.25 0.24 8.6 0.117 0.17 2.1 經(jīng)計(jì)算沖洗強(qiáng)度 第三節(jié) 濾池面積及尺寸 工作時(shí)間24小時(shí)，沖洗周期：24小時(shí) 濾池面積： 采用濾池兩座，每座設(shè)四格，采取雙排布置，每個(gè)濾池的單格面積為23.88 采用濾池尺寸為： 濾池長寬比為： 單格沖洗流量 第四節(jié) 濾池高度 支承高度： 濾料層高： 砂面上水深： 超高： 濾池總高： 第五節(jié) 配水系統(tǒng)一、干管 干管始端流速為：1.5m/s 干管流量。采用管徑為400mm 干管埋入池底，頂部設(shè)濾頭或開孔。 二、支管 支管中心間距：采用 每池支管數(shù)： 每根入口流量： 采用管徑：50mm 支管始端流速為：3.38m/s 三、孔眼布置 支管孔眼總面積與濾池面積之比k采用0.25% 孔眼總面積： 采用孔眼直徑：12mm 每個(gè)孔眼面積：113 孔眼數(shù)： 個(gè) 每根支管孔眼數(shù)： 12個(gè) 支管孔眼布置設(shè)二排與垂線45 夾角向下交錯(cuò)排列。每根支管長度： 孔眼中心距 孔眼的平均流速 D．復(fù)算配水系統(tǒng) 支管長度與直徑之比不大于60： 第六節(jié) 洗砂排水槽 洗砂排水槽中心距采用2.2m。排水槽根數(shù)為2根。排水槽長度為5.5m。每槽排水量 采用半圓形標(biāo)準(zhǔn)斷面： 槽中流速采用0.6 槽斷面尺寸： 圖4.1 排水槽布置圖（單位mm） 排水槽底厚采用0.05m。砂層最大膨脹率e=50%。砂層厚度：H2=0.7m。洗砂排水槽頂距砂面高度 洗砂排水槽總平面積： 復(fù)算排水槽總面積與濾池面積之比為0.214小于0.25，符合要求。第七節(jié) 濾池各種管渠計(jì)算 一、進(jìn)水 總水量為0.318，由DN500mm管分兩條總進(jìn)水管,每條進(jìn)水管流量為0.159，管徑為DN400mm, 管中流速為1.26m/s。 二、沖洗水 每座濾池沖洗水總流量為0.288，采用管徑DN300mm，管中流速為4.07m/s 三、清水 清水總流量為進(jìn)水總流量既0.318，采用管徑DN400mm，管中流速為1.26m/s。 四、排水 排水流量同沖洗水流量，排水渠斷面采用寬0.75m，渠中水深1.35 m； 采用排水管的管徑為DN500m，總排水管的管徑為650mm。第八節(jié) 沖洗水泵 一、水泵到濾池間沖洗管道水頭損失 管道流量 管徑 管長取40m 進(jìn)行水力計(jì)算 1000i=15.5 二、配水系統(tǒng)水頭損失 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 三、承托層水頭損失 支承高度： 四、濾料層水頭損失 式中 濾料密度，取2.65 水密度，1 濾料層膨脹前孔隙率，取0.41 五、提升水頭 取 水泵揚(yáng)程 采用S型雙吸離心泵，型號為350S-26A，流量1264，揚(yáng)程15.70m。 第五章 消毒處理 氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡單 價(jià)格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。第一節(jié) 加氯設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s 采用濾后加氯消毒 最大投加量a=2mg/L 倉庫儲量按一個(gè)月(30天)計(jì)算 第二節(jié) 加濾量計(jì)算 加濾量 q=0.001aQ=0.001×2×1146=2.30kg/h 倉庫儲氯量 G=30×24×2.3=1656k 加氯設(shè)備應(yīng)包括自動加氯機(jī)、氯瓶和自動檢測與控制裝置等 自動加氯機(jī)選擇：采用IJ-Ⅱ型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)2臺，1用1備，每臺加氯機(jī)的加氯量為：2-10kg/h,加氯機(jī)的外型尺寸為：寬×高=3300mm×370mm,加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。 氯瓶：采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸為：外徑600mm,瓶高1800mm。采用4個(gè)氯瓶，使用周期為30天。 加氯控制：根據(jù)余氯值，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動投氯量。第三節(jié) 加氯間和氯庫 加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲備氯瓶的倉庫。采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻隔開，但應(yīng)留有供人通行的小門。加氯間平面尺寸為5×5m,氯庫平面尺寸為12.5m×10m。 加氯間在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： 氯瓶中氯氣氣化時(shí)，會吸收氧量，一般采用自來水噴淋在氯瓶上，以供給熱量，設(shè)計(jì)中，在氯庫內(nèi)設(shè)置DN25mm的自來水管，位于氯瓶上方，幫助液氯氣化。在氯庫和加氯間內(nèi)，安裝排風(fēng)扇，設(shè)在墻的下方，同時(shí)安裝測定氯氣濃度的儀表和報(bào)警裝置。 氯庫間應(yīng)設(shè)漏氯吸收裝置。該裝置與報(bào)警裝置和排風(fēng)扇互成體系，以防止氯氣泄漏時(shí)，造成嚴(yán)重的事故。 為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)CD1—6D單軌電葫蘆一個(gè)，軌道在氯瓶的正上方，軌道通往氯庫大門外。 圖5.1 加氯間平面布置圖（單位m） 第六章 清水池計(jì)算 經(jīng)過處理后的水進(jìn)入清水池，清水池可以調(diào)節(jié)水量的變化并儲存消防用水。此外，在清水池內(nèi)有利于消毒劑與水充分接觸反應(yīng)，提高消毒效果。第一節(jié) 清水池有效容積 設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s 清水池有效容積，包括調(diào)節(jié)容積、消防容積和水廠自用水量的調(diào)節(jié)量，水池的總有效溶劑 V=KQ K—經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 一般10—20%，取K=20%.V=0.2 2.75 104=5500m3，清水池共設(shè)2座，則每座清水池有效容積V1=V/2=2750m3 第二節(jié) 清水池的平面尺寸 每座清水池的面積A=V1/h 設(shè)計(jì)取有效水深h=4.0m A=2750/4=687.5m2 取清水池寬度B=20m 則長度L=A/B=678.5/20=34.37m 取清水池長度L=35m 清水池超高 h1=0.5m 則清水池總高度 H=h1+h=4.0+0.5=4.5m 第三節(jié) 管道系統(tǒng)一、進(jìn)水管 選用DN450mm 根據(jù)水力計(jì)算 二、出水管 選用DN450mm 根據(jù)水力計(jì)算 第四節(jié) 清水池布置 一、導(dǎo)流墻 在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間不少于30min，每座清水池內(nèi)的導(dǎo)流墻設(shè)置4條，間距4.0m，將清水池分隔成五格。 二、檢修孔 在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔3個(gè)，直徑為1200mm。 三、通氣管 為了使清水池空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，通氣孔共設(shè)20個(gè)，每格4個(gè)，通氣管徑為200mm，通氣管伸出地面高度高低落錯(cuò)，便于空氣流通。 第七章 送水泵站 第一節(jié) 流量計(jì)算 二級泵房的設(shè)計(jì)流量應(yīng)等于最高日最高時(shí)的水量。Q=41250m3/d=0.477 m3/s 第二節(jié) 揚(yáng)程計(jì)算 水廠出廠水壓為≥0.35mpa： 第三節(jié) 選泵 根據(jù)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)水量確定水泵，選用250s65離心泵4臺（三用一備，其中一臺為遠(yuǎn)期增加）。 表7.1 水泵性能 型號 流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速 (r/min)軸功率 (kw/h)電動機(jī) 效率 汽蝕余量 型號 功率(kw/h) 250s65 612 56 1450 129.6 Y315MI-4 132 72 3 表7.2 水泵安裝尺寸(帶底座)型號 電動機(jī)尺寸（mm）底座尺寸（mm） L4 h H L1 L2 L3 b b1 b3 250s65 1340 865 315 1844 250 1200 600 610 760 E(mm)H2(mm)L(mm)出口錐管法蘭尺寸(mm) DN3 D03 D3 n3-d3 500 600 2400 150 240 285 8--23 成套供應(yīng)范圍: 電動機(jī)1臺,底閥1臺,閘閥1臺,止回閥1臺,吐出錐管1臺,鉤扳手1個(gè) 水泵經(jīng)校核符合流量和揚(yáng)程的要求 第四節(jié) 二級泵房的布置 水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容,機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則.因二級泵房的泵選用的是s型雙吸臥式離心泵,所以用橫向排列.橫向排列可能要適當(dāng)曾加泵房的長度但是,跨度較小,特別是進(jìn)出水管順直,水力條件好,可減少水力損失.故廣泛采用,因水泵較多采用橫向雙行布置.橫向排列的各部分尺寸應(yīng)符合下列要求: 泵凸出部分到墻壁的凈距 實(shí)際需大于2m，實(shí)際取3.0m 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 選用 但 是水泵出水側(cè)管理操作的要道實(shí)際 =4.24m 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 此處安裝一個(gè)閘閥,同出水管L=0.42m,但 不得小于1m所以 =3.0m 電動機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距,應(yīng)保證電動機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸,并保持一定的距離 實(shí)際水泵基礎(chǔ)之間的凈距 水泵房的尺寸： 第五節(jié) 起重設(shè)備選擇 因泵房采用的是雙排橫向布置，所以要用橋式行車，泵房中最重物體為900kg，在加上電動葫蘆的重量要超出1t。所以選用DL型電動單梁橋式起重機(jī)，起重量為2t。操縱形式為操縱室控制。 第六節(jié) 泵房高度計(jì)算 泵房采用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重設(shè)備時(shí)，其高度 第七節(jié) 管道計(jì)算 吸水管：流速為3.89m/s，管徑DN350mm，用鑄鐵管L=4.0m;出水管：流速為1.05m/s，管徑DN400mm，用鋼管L=0.9m;四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。 第八章 給水處理廠的總體布置 第一節(jié)平面布置 一、地表水廠的組成 1生產(chǎn)構(gòu)筑物：直接與生產(chǎn)有關(guān)的構(gòu)筑物，如靜態(tài)混合器，機(jī)械攪拌澄清池，普通快濾池，清水池，加藥間，加氯間，二級泵房，藥庫等。 2輔助及附屬建筑物：為生產(chǎn)服務(wù)所需要的建筑物，分為生產(chǎn)和生活輔助設(shè)施，生產(chǎn)輔助設(shè)施包括化驗(yàn)室，變配電間，機(jī)修車間，管配件堆放場，綜合樓，生活輔助設(shè)施包括傳達(dá)室。3各類管道：廠區(qū)管道包括生產(chǎn)管道，廠區(qū)排水管道及排雨水管，加藥管等。4其他設(shè)施：道路，綠化照明，圍墻及大門等。 二、平面布置 （一）平面布置要求 1布置緊湊，以減少水廠占地和連接管長度；但各構(gòu)筑物間應(yīng)留出必要的施工檢修的窨和管道位置； 2充分利用地形，力求挖填方平衡減少土石方量。 3各構(gòu)筑物間的連接管簡單、短捷，盡量減少交叉，并考慮施工檢離心方便。此外應(yīng)設(shè)置必要的超越管。 4沉淀池排泥及濾池沖洗廢水排除方便，重力排泥，污泥調(diào)節(jié)池和污泥平衡池加入潛伏泵幫助排泥。 5建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向，加氯間和污泥處理部分應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)風(fēng)點(diǎn)，生活區(qū)應(yīng)設(shè)在近風(fēng)點(diǎn)。 6將生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開。 （二）平面布置 按功能，將水廠分為以下三區(qū) 1生產(chǎn)區(qū)：除系統(tǒng)流程布置要求外，還對輔助性生產(chǎn)構(gòu)筑物進(jìn)行合理安排。加藥間應(yīng)盡量靠近投加點(diǎn)，以般可設(shè)在附澄清池附近，形成相對完整的加藥區(qū)。 2生活區(qū)：將配電間，機(jī)修車間，管配件堆放場，綜合樓組合在一個(gè)區(qū)內(nèi)，布置水廠進(jìn)門附近。 3污泥處理區(qū)：將污泥處理構(gòu)筑物組合在一個(gè)區(qū)內(nèi)，靠近生產(chǎn)區(qū)，兩區(qū)用道路隔開。 （三）廠區(qū)道路布置 1車行道布置: 一般為單車道，寬度為5米，布置成環(huán)狀，以便車輛回程。 2步行道布置： 加藥間、加氯間、藥庫與絮凝池之間設(shè)步行道聯(lián)系，綜合樓等無物品器材運(yùn)輸?shù)慕ㄖ镏g，設(shè)步行道與車行道聯(lián)系，寬度一般為1.5-2.0米。 3車行道采用瀝青路面，步行道采用鋪砌預(yù)制混凝土板磚或地磚。 （四）綠化布置 1綠地：在空地以及道路的交叉附近預(yù)留擴(kuò)建場地，修建草坪。 2花壇：在辦公樓前布置花壇。 3綠帶：利用道路與構(gòu)筑物間的帶狀空的進(jìn)行綠化，沿道路一側(cè)進(jìn)行綠化，綠帶以草皮為主，靠路一側(cè)植綠籬，鄰靠構(gòu)筑物一側(cè)栽種花木或灌木，草地中栽種一些花卉。 4圍墻采用1米的高綠籬。 三、高程布置 在處理工藝流程中，各處理構(gòu)筑物之間水流為重力流，包括構(gòu)筑物本身、連接管道、計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。 各項(xiàng)水頭損失確定之后，便可進(jìn)行構(gòu)筑物高程布置。構(gòu)筑物高程與水廠地形、地質(zhì)條件及所采用的構(gòu)筑物形式有關(guān)，而水廠應(yīng)避免澄清池在地面上架空太高，考慮到土方得填、挖平衡，本設(shè)計(jì)采用清水池水面標(biāo)高與清水池所在的地面標(biāo)高相同。 （一）管渠水力計(jì)算 表8.1 凈水構(gòu)筑物及管道的水力計(jì)算 名稱 管徑 （mm）1000i 實(shí)際流速（m/s）L（m）水頭損失（m）取水泵房到 澄清池 500 4.10 2.43 80 0.328 澄清池 0.84 澄清池至 濾池 500 4.10 1.62 15 0.06 濾池 2.04 濾池至 清水池 500 4.10 1.62 15 0.06 （二）給水處理構(gòu)筑物高程計(jì)算 1清水池最高水位=清水池所在地面標(biāo)高=1700.00m 2濾池水面標(biāo)高=清水池最高水位+清水池到濾池出水連接管取得水頭損失+濾池的最大作用水頭=1700.00+0.06+2.04=1702.10m 3澄清池水面標(biāo)高=濾池水面標(biāo)高+濾池進(jìn)水管到澄清池出水管之間的水頭損失+澄清池出水渠的水頭損失=1702.10+0.06+0.84=1703.00m 第九章 泥路計(jì)算 1水廠設(shè)計(jì)能力近期2.75萬 /d（包括10%水廠自用水量）。 2設(shè)計(jì)原水濁度600NTU，出水濁度1NTU，NTU/SS=1：1.2。三氯化鐵投加量為33mg/L，加注率（按三氯化鐵計(jì)）為15%，即4.95mg/L。 3澄清池2座，排泥周期1h，排泥歷時(shí)4min，排泥含固率0.88%。4濾池近期8格，沖洗周期24h，單格沖洗水量為。沖洗廢水含水率99.97%(含固率0.03%)，沖洗廢水全部回流至回用水調(diào)節(jié)池。5排泥水調(diào)節(jié)池按24h連續(xù)運(yùn)行。6濃縮池24h連續(xù)運(yùn)行，上清液回流。 7離心脫水機(jī)按每日16h工作，脫水機(jī)進(jìn)泥含固率為3%，脫水后泥餅含固率25%，脫水機(jī)分離效率98.8%。 第一節(jié) 泥、水平衡計(jì)污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模 本設(shè)計(jì)以除濁為主要任務(wù)，故根據(jù)日本水道協(xié)會《水道設(shè)施設(shè)計(jì)指針》提出干泥量公式計(jì)算，采用鐵鹽為混凝劑。 式中 TDS—總干泥量t/d Q—水廠設(shè)計(jì)水量m3/d，按近期設(shè)計(jì)為27500 m3/d T—設(shè)計(jì)采用原水濁度NT） E1—濁度與SS的換算系數(shù)，一般在0.7～2.2之間變化，設(shè)計(jì)取1.2 C—設(shè)計(jì)采用原水色度 F—鐵鹽混凝劑加注率mg/L B—其他添加劑，為0 本設(shè)計(jì)原水為北川河河流水，濁度一般為600NTU，即T=100NTU，原水色度達(dá)標(biāo)，即C=0，F(xiàn)=0.27 mg/L。 從而得總干泥量，亦即每日需處理的干固體總量DS1為20.06t 一、污泥量平衡計(jì)算 （一）濾池沖洗廢水量 =1250m3/d （二）濾池沖洗廢水干固體量 沖洗廢水含固率SS3=0.03%，則濾池沖洗廢水干固體量DS3為 （三）調(diào)節(jié)池回流水量Q10及干固體量 沖洗廢水全部回流至配水井，故回用水調(diào)節(jié)池的回流水量Q10等于濾池沖洗廢水量Q3，即。 排水池n=2座，工作時(shí)間t排=24h，則回用水調(diào)節(jié)池小時(shí)流量為 （四）澄清池排泥干固體量及排泥水量 排泥含固率0.88% 實(shí)際取 （五）脫水機(jī)進(jìn)泥干固體量 采用離心脫水機(jī)的分離效率為η=98.2%，脫水后泥餅中的干固總量DS7與澄清池排泥干固體量DS2相等，即。則脫水機(jī)進(jìn)泥干固體量DS6，亦即濃縮池濃縮污泥干固體量DS5為 泥餅含固率SS7=25%，泥餅體積Q7 脫水機(jī)每日工作時(shí)間t脫=16h，脫水機(jī)進(jìn)泥量Q6 脫水機(jī)進(jìn)泥含固率SS6=3%，則 脫水機(jī)進(jìn)泥小時(shí)流量 脫水機(jī)分離液干固體量DS8 脫水機(jī)分離液水量Q8 分離液小時(shí)流量： 分離液含固率： （六）濃縮池濃縮污泥量 濃縮池濃縮污泥量Q5與脫水機(jī)進(jìn)泥量Q6相等，即。濃縮池n=4座，連續(xù)運(yùn)行，t濃=24h，則濃縮池排泥小時(shí)流量 濃縮池進(jìn)水流量 濃縮池進(jìn)水流量等于沉淀池排泥水量和脫水機(jī)分離液水量之和，為 濃縮池進(jìn)水小時(shí)流量 濃縮池進(jìn)水干固體量 濃縮池進(jìn)水干固體量 為沉淀池排泥干固體量和脫水機(jī)分離干固體量之和，即 濃縮池上清液流量Q9 上清液懸浮固體量較小，忽略不計(jì)SS9=0。上清液小時(shí)流量 第二節(jié) 排泥水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 一、回用水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算 反沖洗廢水，及濃縮上清液為全天24小時(shí)均勻回用。全廠反沖洗排水量（近期）為Q3=1250m3/d，據(jù)此設(shè)計(jì)回水調(diào)節(jié)池容積為1250m3，設(shè)計(jì)為可獨(dú)立運(yùn)行的兩格。池長25m，寬12.5m，有效水深4.0m，超高0.3m，總深4.3m。 每格設(shè)一臺100QW70-7-3型潛水泵,流量70，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1430r/min，電動機(jī)功率3kw。 二、排泥水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算 排泥水流量為Q4=2785.54m3/d，排泥調(diào)節(jié)池容積為2790m3，為敞口式鋼混結(jié)構(gòu)。池長30m，寬15m，有效池深15m，超高0.3m。 每格設(shè)一臺150QW140-7-5.5型潛水泵,流量140，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1440r/min，電動機(jī)功率5.5kw。 三、污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥濃縮的對象是顆粒的間隙水，濃縮的目的是在于縮小排泥水的體積，便于后續(xù)污泥處理。常用排泥水濃縮池分為豎流濃縮池和輻流濃縮池2種。本設(shè)計(jì)采用輻流式中心進(jìn)水周邊出水濃縮池4座。濃縮池進(jìn)水含水率99.3%的排泥廢水，處理目標(biāo)為濃縮至97%以下。采用4座濃縮池，則單池流量 Q=0.016m3/s≈28.9m3/h 沉淀部分有效面積 式中 F—沉淀部分有效面積（m2） C—流入濃縮池排泥水濃度（㎏/ m3)，一般采用10㎏/ m3 G—固體通量〔㎏/（m2/h）〕，一般采用0.8～1.2㎏/（m2/h） Q—入流排泥水量（m3 /h）設(shè)計(jì)中取G=1.0㎏/（m2/h） 沉淀池直徑 式中 D—沉淀池直徑（m）,設(shè)計(jì)中取11m 濃縮池的容積 式中 V—濃縮池的容積（m3) T—濃縮池濃縮時(shí)間（h），一般采用10～16h 設(shè)計(jì)中取T=16h，則 濃縮池有效水深 式中 —沉淀池有效水深（m） 池底高度 輻流沉淀池采用中心驅(qū)動刮泥機(jī)，池底需做成1%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動將污泥推入污泥槽。池底高度 式中 —池底高度（m） i—池底坡度，一般采用0.01，設(shè)計(jì)中取0.1m 污泥槽容積 式中 —污泥槽高度（m） —污泥槽傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥槽傾角一般采用55o —污泥槽上口半徑（m） —污泥槽底部半徑（m）設(shè)計(jì)中取 =1m，b=0.2m 污泥槽的容積： 式中 —污泥槽容積(m3) —污泥槽高度（m） 污泥槽中污泥停留時(shí)間： 式中 V1—污泥槽容積（m3） T—污泥在污泥槽中的停留時(shí)間（h） 濃縮池總高度 式中 —濃縮池總高（m） —超高（m），采用0.3m —緩沖層高度（m），一般采用0.3～0.5m —上清液出水區(qū)高度（m），一般采用0.8m 設(shè)計(jì)中 =0.4m，則 溢流堰 濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量為q=0.008m3/s，設(shè)出水槽寬1.0m，水深0.25m，則水流速為0.032m/s 溢流堰周長： 式中 c—溢流堰周長（m） D—濃縮池直徑（m） b—出水槽寬（m） 溢流堰采用單側(cè)90三角形出水堰，三角堰頂寬0.15m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰28.57/0.15=190個(gè)。每個(gè)三角堰流量q0 式中 —每個(gè)三角堰流量（m3 /s） —三角堰水深（m），設(shè)計(jì)中取0.02m 溢流管 溢流水量0.016m3 /s，設(shè)溢流管管徑DN250mm，管內(nèi)流速v=0.25m /s 刮泥裝置 濃縮池采用中心驅(qū)動刮泥機(jī)，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入污泥槽。為提高進(jìn)泥效果，在刮泥機(jī)上設(shè)有木柵，使進(jìn)泥濃縮。排泥管 單座濃縮池污泥量163m3 /d，采用污泥管道最小管徑DN100mm。間歇將污泥重力排入污泥平衡池。 輻流式濃縮池計(jì)算示意圖如圖8.1所示。 圖8.1輻流式濃縮池計(jì)算示意圖（單位mm） 四、污泥平衡池設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥平衡池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量 沉淀池平流段采用的排泥周期為一天2次，出于安全考慮采用最大進(jìn)泥量進(jìn)行設(shè)計(jì)。近期一座，分兩格，設(shè)計(jì)進(jìn)泥量為 污泥平衡池的容積 （7-15）式中 —污泥平衡池計(jì)算容積（m3） —每日產(chǎn)生最大污泥量（m3 /s） t—污泥平衡時(shí)間（h），一般采用8～12h n—污泥平衡池個(gè)數(shù) 設(shè)計(jì)中取t=10h，n=1，則 污泥平衡池設(shè)計(jì)容積 每格設(shè)一臺100QW70-7-3型潛水泵,流量70，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1430r/min，電動機(jī)功率3kw。 五、脫水機(jī)房設(shè)計(jì)計(jì)算 水廠排泥水經(jīng)濃縮后排出污泥的含水率約97%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對污泥做脫水處理，使其含水率降至75%以下，從而達(dá)到減小污泥體積的目的。 脫水機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)采用臥螺離心機(jī)，型號為DSNX-4550，處理能力Q=20 m3/h，2臺（1用1備），泥餅含水率75%。工作周期為每天16小時(shí)； 設(shè)LD?A?12電動單梁懸掛起重機(jī)1臺，起重量2t。 參考文獻(xiàn) [1] 本社.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003年1月 [2] 韓洪軍.污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2005年3月 [3] 張自杰.排水工程下冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社 2006年6月 [5] 謝水波，余健.現(xiàn)代給水排水工程設(shè)計(jì)[M].長沙：湖南大學(xué)出版社 2000年9月 [6] 高俊發(fā)，王社平編.污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化工工業(yè)出版社 2003年10月 [7] 張中和.給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊城鎮(zhèn)排水[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社 2004年4月 [8] 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