厂区生活生产用水管道布置方案.docx
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厂区生活生产用水管道布置方案
毕业设计
厂区生活、生产用水管道布置方案
班级************
学生姓名****学号**********
指导教师**
职称副教授
导师单位****************************
论文提交日期2010年11月25日
徐州工业职业技术学院
毕业论文任务书
课题名称厂区生活、生产用水雨水管道布置方案
课题性质工程设计类
班级**********
学生姓名******
学号 **********
指导教师 *****
导师职称副教授
一、选题意义和背景
水是人类最宝贵的自然资源，是人类生活的基本条件，怎样给水重中之重。
从天然水体中取水，为人类生活和生产供应各种用水，用过的水在排入天然水体，水的这一循环过程为水的人工循环，又可称为水的社会循环。
在水的人工循环过程中，人类与自然生态在在水质、水量等方面都存在着巨大的矛盾，这些矛盾的有效控制和解决是通过建设一整套工程设施来实现的，这就是给水排水工程。
它供给者人类的生命资源，所谓意义重大。
二、毕业论文（设计）主要内容：
1、给水系统的组成、功能和给水管网的组成
2、给水管网的布置原则
3、树状管网的布置
4、树状管网的水力计算
三、计划进度：
第一周：
查阅收集论文相关资料、文献
第二周：
了解对所设计管道的厂址，并知道它的具体概况
第三周～第五周：
对厂址进行树状管网布置，计算
第六周：
论文撰写、修改、定稿、答辩
四、毕业论文（设计）结束应提交的材料：
毕业论文报告
指导教师教研室主任
年月日年月日
论文真实性承诺及指导教师声明
学生论文真实性承诺
本人郑重声明：
所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。
毕业生签名：
日期：
指导教师关于学生论文真实性审核的声明
本人郑重声明：
已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。
指导教师签名：
日期：
目录
摘要1
Abstract1
第一章技术说明2
1.1设计题目及依据2
1.1.1设计题目2
1.1.2设计依据2
1.2设计目标2
1.3给水排水系统的组成和工作原理2
1.3.1系统的任务2
1.3.2系统的组成、功能2
第二章给水管网系统3
2.1给水管网系统的组成和类型3
2.1.1给水管网系统的组成[11]3
2.1.2给水管网系统分类4
2.1.3给水系统的设置4
2.1.4给水系统选择的相关因素5
2.2工业给水系统5
2.2.1工业给水系统的类型5
2.2.2工业用水的水量平衡6
2.3用水量计算6
2.3.1给水系统设计用水量依据6
2.3.2工程设计最高日用水量计算6
第三章设计计算8
3.1管网的水力计算8
3.1.1设计的基本资料8
3.1.2给水管网用水量计算9
3.1.3线路选择与布置要求10
3.1.4输配水管渠布置的一般要求10
3.1.5输水管的布置10
3.1.6配水管网布置10
3.1.7配水管与构筑物或管道间的间距布置11
3.1.8阀门的布置的原则11
3.2管网设计流量计算11
3.3管材的选择14
讨论和结论15
讨论15
总结15
参考文献16
致谢17
附录18
厂区生活、生产用水管道布置方案
摘要:
本设计是根据了解给水管网系统的水力计算对连云港世展精细化学品有限公司进行生活、生产用水的管道布置。
本设计主要以树状管网为例对管网的计算。
在设计厂区给水管网时，应先计算出厂区最高日以及最高时用水量，然后确定树状管网布置的形式。
选择最优的给水管网线路。
然后进行管网水力计算，计算主要参数有比流量的计算，节点流量计算以及沿线流量的计算，选择合适的水管，以沿线流量和管段长度用海登-威廉公式确定每处管段的管径以及水头损失。
关键词：
水管系统；最高时用水量；树状管网；水力计算
XuZhouVocationalAndTechnicalCollegeOfIndustryxuDepartmentOfChemicalEngineeringClass092Safeyuanshanshan
Abstract:
ThedesignistheproductionandlivingwaterpipelayoutforLianyungangWorld-ProspectFineChemicalCo.,Ltdbasedontheunderstandingofthehydrauliccalculationofwatersupplynetwork.Thedesigntreatsthetreepipenetworkasanexample.Inthedesignofthewatersupplynetwork,themaximumdailyplantconsumptionofwaterandthemaximumhourlyplantconsumptionofwatershouldbefirstcalculated.Thentheformoftreepipenetworklayoutshouldbedeterminedandtheoptimalwatersupplypipelineshouldbeselected.Thepipenetworkhydrauliccalculationshouldbenext.Themaincalculationparameterscontainratioflow,nodeflowandflowalongtheline.Ifweknowtheflowalongthelineandlengthofthepipe,wecanusetheHayden-Williamformulatodeterminediametersofeachsectionofpipesandtheheadloss.
Keywords:
waterpipesystem;maximumhourlywaterconsumption;treepipenetwork;hydrauliccalculation
第一章技术说明
1.1设计题目及依据
1.1.1设计题目
厂区生活、生产用水管道布置方案
1.1.2设计依据
厂区生活、生产用水量以及厂址地理位置和环境因素，厂址平面布置图，厂址面积，厂区工作员工数量。
1.2设计目标
提供给连云港足够的用水量用以及安全供水，节约资源、资金，使布置区域大方美观。
1.3给水排水系统的组成和工作原理
1.3.1系统的任务
给水排水系统是现代化城市的最重要基础设施之一，城市的经济发展、社会文明和现代化水平以它的完善程度为重要标志。
给水排水系统的任务是想各种不同类别的用户供应满足需求的水质、水量和水压，同时承担用户排出的废水的收集、输送和处理，达到消除废水中污染物质对于人体健康的危害和保护环境的目的。
1.3.2系统的组成、功能
（1）水源取水系统包括水源、取水设施、输水管渠和提升设备。
主要功能为保证用户的用水量，水质满足国家标准。
（2）给水处理系统包括用各种化学、物理、生物方法处理水质的设备。
主要功能为提高用户用水的质量。
（3）给水管网系统包括配水管网、输水管网、水量调节设施及水压调节设施。
主要功能为满足用户对水压、水质、水量的要求，将水送往各个地方。
（4）排水管网系统包括废水和污水的收集与输送管渠、提升泵站、水量调节池和附属构筑物。
主要功能为有足够的高程和压力将污水和废水送到处理站中。
（5）污水和废水处理系统包括采用各种化学、物理、生物方法净化水质的设备与构筑物。
（6）排放和重复利用系统包括废水受纳体和最终处理设施。
主要功能将处理达标的水排放出去或重复利用。
如图1[12]
第二章给水管网系统
2.1给水管网系统的组成和类型
2.1.1给水管网系统的组成[11]
1、引入管：
室内给水管网与室内给水管网之间的联络管。
2、水表节点：
水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的阀门、泄水装置的总称。
图2水表的选择
3、阀门：
关闭管网，以便修理和拆换水表。
泄水阀：
检修时放空管网，检测水表精度、测进户点压力。
旁通管：
提高安全供水的可靠性。
分类：
干管、立管、支管、分支管
4.附件
配水附件--各式龙头
调节附件--截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀等
截止阀：
水流方向是单向流动；管径≯50毫米；可调节流量和水压；安装在经常启闭的管段上。
闸阀、蝶阀：
水流方向需双向流动；管径＞50毫米。
空间小的部位一般采用蝶阀。
止回阀：
阻止管道中流体的反向流动。
[11]
图4建筑物内部给水系统
2.1.2给水管网系统分类
1、生活给水系统
（1）生活饮用水系统
（2）杂用水系统
目前国内通常将饮用水与杂用水系统合二为一，统称生活给水系统。
生活给水系统特点：
（1）用水量不均匀
（2）水质应达《生活饮用水卫生标准》
2、生产给水系统--供给生产原料和产品洗涤、设备冷却及产品制造过程用水。
生产给水系统特点：
用水量均匀；水质要求差异大
3、消防给水系统--供给各类消防设备
消防给水系统特点：
用水量大；对水质无特殊要求；压力要求高
分类：
（1）消火栓给水系统
（2）自动喷水灭火系统
2.1.3给水系统的设置
（1）独立的给水系统
（2）共用给水系统
例：
生活--消防给水系统
生产--消防给水系统
生活--生产给水系统
生活--生产--消防给水系统
2.1.4给水系统选择的相关因素
1）各类用水对水质、水量、水压、水温的要求；
2）室外给水系统的实际情况；
3）建筑使用功能对给水系统的要求。
[11]
2.2工业给水系统
2.2.1工业给水系统的类型
工业用水有其自身的特点，有些工业用水量大而对水质要求低，有的用水量不大，对水质的要求却高于一般饮用水水质，受城镇给水系统的限制，这些工业企业必须自行建造给水系统解决供水问题。
工业给水系统要在充分考虑清洁生产的条件下，最大限度地节约用水和保护环境。
目前，我国采用的工业用水系统分为直流给水、循环给水、复用给水和中水回用等系统。
（1）直流给水系统直流给水系统是指水经一次使用后即行排放或处理后排放的给水系统。
这种系统应用于附近有充足水源可以利用的情况，运行管理简便、可靠，较为经济。
但是它完全没有考虑水的重复利用的可能性，浪费水资源，违背了节水原则。
（2）循环给水系统循环给水系统是按照对水质的要求不同，水经使用后不予排放而循环利用或处理后循环利用的给水系统。
在循环过程中，蒸发、飞散、风吹、排污及渗透等所损耗的部分水量（一般不超过循环水量的10%），由水源或城镇管网不断地向系统中补充新水。
这种系统具有节约能源和水资源，减少水源污染，提高供水的可能性和企业的经济效益等优点，是工业给水中普遍采用的给水系统。
（3）复用给水系统复用给水系统是水经重复利用后再行排放或处理后排放的给水系统。
根据各用水单元（如车间）对水温、水质的不同要求，按程序前后恰当组合，即水经某些用水单元使用后排出的废水，直接或经适当处理后，供给另一些水质要求较低的用水点使用。
这种给水系统一水多用，节水效果明显，可获得较好的环境效益和经济效益。
这种给水方式也可用于工厂与工厂之间。
（4）中水回用系统中水回用系统也是一种重复使用水资源的方法。
它将工业废水和生活污水进行适当处理后，使水质达到中水用水的水质标准，回用于工业间接冷却用水、工艺低质用水（包括洗涤、冲渣除灰、除尘、某些直冷和产品用水等）、市政用水和杂用水等。
这种系统使废水资源化，且就地处理、就地利用，减少污水的排放量的同时，减少了对受纳水体的污染，其经济效益和社会环境效益是双重的。
水的重复利用率是节约城市用水的重要指标，也是考核工业用水水平的重要指标之一。
和一些工业比较发达的国家相比，我国城市工业用水重复利用率还较低，在工业节水方面还有很大的潜力，所以改造生产工艺和设备，采用循环或复用给水系统，发展中水回用系统，提高水的重复利用率，对于节水节能、环境保护具有非常重要的意义。
综上所述，工业企业生产给水系统的选择应从全局出发，考虑水资源的节约利用和水体保护，采用复用给水、循环给水或中水回用系统。
[12]
2.2.2工业用水的水量平衡
工业用水的水量平衡是指用水量、取水量、重复利用水量、耗水量、排水量及漏水量保持平衡。
一个优化的水量平衡计算是工业企业给水排水管网系统的设计依据，也可以最大限度达到节水节能的目的。
为此，要绘制水量平衡图。
水量平衡图是将各用水单元之间用流程示意图的形式，表示水的流向和水量分配关系（包括生活用水）。
一般可将水质和水量要求相近的用水合并成一个给水系统，而将排水水质和水压相近的废水合流到一个排水系统，尽量增大重复利用水量，以节约水量、减少排水量，同时要注意水使用后的余压利用，以节省动力费用。
工业企业给水排水系统中几种水量之间的关系，可用以下公式表示。
Y=Q+C
Q=H+P+L
Y=H+P+L+C
式中Y—用水量，指完成全部生产过程所需的各种水量的总合；
Q—需水量，指为保证生产过程对水的需要，而从各种水源取的新鲜水量；
C—重复利用水量，指所有未经处理或经处理后重复使用的水量的总和；
H—耗水量，指蒸发、飞散、风吹、排污等所消耗的水量和直接进入产品中的水量及职工生活饮用水量的总和；
P—排水量，指最终排出生产（包括生活）系统之外的总水量；
L—漏水量，指管道和用水设备漏失的水量总和。
[12]
2.3用水量计算
2.3.1给水系统设计用水量依据
设计给水系统时，首先需确定该系统在设计年限内达到的用水量，因为系统中的取水、水处理、泵站和管网等设施的规模都必须根据设计用水量确定，因此会直接影响建设投资和运行费用。
给水系统的设计流量有城镇规划期内用水量估算和工程设计最高日用水量的计算。
前者主要用以预测远期供水规模以及水源水量是否满足系统远期规划的供水要求，后者配合24小时用水量变化曲线将作为确定系统中各构筑物设计流量的依据。
[12]
2.3.2工程设计最高日用水量计算
（1）生活用水量标准城市居民生活用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市省市给水普及率等因素确定。
这些因素随城市规模大小而变化。
通常，住房条件较好、给水排水较完善、居民生活水平相对较高的大城市，生活用水量定额也较高。
我国幅员辽阔，各城市的水资源和气候条件不同，生活条件各异，所以人均用水量有较大差别。
即使用水人口相同城市，因城市地理位置和水源等条件不同，用水量也可以相差很多。
（2）工业企业生产用水和职工生活用水（包括淋浴用水）标准
①工业企业生产用水量标准工业生产用水一般是指工业企业在生产过程中，用于冷却、空调、制造、加工、净化和洗涤方面的用水。
设计年限内生产用水量的预测可以根据工业用水的以往资料，按历年工业用水增长率以推算未来的用水量（该厂是新建厂，因此这种方法可以排除），或根据单位工业产值的用水量、工业用水量增长率与工业产值的关系，或单位产值用水量与重复利用率的关系等加以预测。
工业用水指标也可用万元产值用水量表示。
目前，由于高产值、低单耗的工业发展迅速，因此万元产值的用水量指标在很多城市有较大幅度的降低。
当不能提供详细的工业布局规划时，可以按工业用水量，一般一类工业按（1.2-2.0）×104m3／（km2·d）、二类工业按（2.0-2.5）×104m3／（km2·d）、三类工业按（3.5-5.0）×104m3／（km2·d）估计生产用水。
②工业企业职工生活用水量及淋浴用水量标准工业企业内工作人员生活用水量和淋浴用水量可按《工业企业设计卫生标准》确定。
工作人员生活用水量应根据车间性质决定，一般车间采用25L（cap·班）（cap是指以“人”为单位），高温车间采用35L（cap·班），工业企业内工作人员的淋浴用水量可参照下表，淋浴时间在下班后1小时内进行。
[12]
表1工业企业内工作人员淋浴用水量
分级
车间卫生特征
用水量
L/（人·班）
有毒物质
生产性粉尘
其他
1级
极易经皮肤吸收引起中毒物质
处理传染性材料、动物原料
60
2级
易经皮肤吸收或有恶臭的，或高毒物质
严重污染全身或对皮肤有刺激的粉尘
高温作业、井下作业
60
3级
其他毒物
一般粉尘
重作业
40
4级
不接触有毒物质或粉尘，不污染或轻度污染身体
40
第三章设计计算
3.1管网的水力计算
3.1.1设计的基本资料
1、公司简介
本设计为世展精细化学品有限公司厂区生活生产用水管道布置方案，总平面积约为130亩地，分为厂区，生活区和办公区，厂内平均楼层低于三层。
下图是其平面图，其基本资料如下：
图5连云港世展精细化学品有限公司的平面图
连云港世展精细化学品有限公司位于连云港灌南工业园区，隶属堆沟镇，地理位置是北纬34°05′38″，东经119°20′32″。
城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。
地面高程一般在365.0—378.7m之间，东北略高于西南，地面坡降为1/3000—1/7000。
厂区隶属灌南境内，灌南是连云港的南大门，濒临黄海，四市交界，东与盐城的响水相连，南与淮安的涟水接壤，西与宿迁的沭阳毗邻。
地势西高东低，海拔一般在3～4米，灌河口附近只有1.7米。
县内土壤属潮土类，根据地貌特征大致分为3个不同的农业类型区。
所在的堆沟港镇属灌河於土农业区，土壤以粘性盐潮土为主，也称新淤土。
而厂区所在地更是以前的湿地改造填埋而成，所含湿度很大。
厂区所在的灌南县，水资源由15条干河组成的河流网络，使灌南县穿江达海。
堆沟港背靠大海，与武障河、六塘河等五水交界。
境内拥有15万亩水面。
灌南地下水储量丰富，水质优良。
最高温度35摄氏度
最低温度为零下十度左右
冰冻深度为22mm左右
1）用水资料：
因本厂在初建时期不能提供详细的工业布局规划可按工业占地估算工业水量。
该厂占地面积大约130亩。
即87000平方米。
该厂属于二类工业按1.5×10000m3/㎞2·d。
计算得该厂工业用水量为1300m3/d
2）生活用水量：
规划人口连云港世展华工科技有限公司人口100人，室内均有给排水卫生设施，但无淋浴，建筑物为三层。
3）未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15%~25%计
4）该厂是三班制，确定该厂的时变化系数为1
3.1.2给水管网用水量计算
最高日最高时工厂综合用水量
工厂综合用水量包括工业生产用水、工厂员工生活用水量及淋浴用水量、消防用水量、未预见水量及管网漏失水量。
①工业生产用水量：
1300×1000/（24×3600）=15.04L/s
②工业职工生活用水量及淋浴用水量
该工厂属于3级其它毒物一般粉尘，故职工生活与淋浴用水量为40L/（人·班）
即职工生活与淋浴用水量为：
100×40×3/（24×3600）=0.14L/s
③消防用水量的计算，按下表计算
表2工厂、仓库和民用建筑同时发生火灾次数
名称
基地面积/ha
附近居住区人数/万人
同时发生的火灾次数
备注
工厂
工厂
工厂
仓库、民用建筑
≤100
≤100
＞100
不限
≤1.5
＞1.5
不限
不限
1
2
2
1
按需水量最大一座建筑物（或堆场）计算
工厂、居住区各考虑一次
按需水量最大两座建筑物（或堆场）计算
按需水量最大一座建筑物（或堆场）计算
因该厂周围居民总数七千多人，小于1.5万，基地面积小于100ha,故用水量按需用水量最大一座建筑物（或堆场）计算，设消防用水量约为1.00L/s。
④未预见水量及管网漏失水量
未预见水量及管网漏失水量是最高日、时用水量的15%~25%。
所以工业总用水量为:
Qmax=（1+25%）×（15.04+0.14+1.00）=20.23L/s
建筑物类别：
宿舍，层数量数：
3，层数：
3，立管数为5时的计算结果立管计算结果:
表3室内给水计算
管段编号
∑Ng
q（L/s）
DN（mm）
V（m/s）
i（m/m）
1
3.00
0.87
32
0.91
0.029
2
6.00
1.22
40
0.97
0.027
3
9.00
1.50
40
1.19
0.039
横管计算结果：
管段编号
∑Ng
q（L/s）
DN（mm）
V（m/s）
i（m/m）
1
9.00
1.50
40
1.19
0.039
2
18.00
2.12
50
1.00
0.021
3
27.00
2.60
50
1.22
0.030
4
36.00
3.00
50
1.14
0.038
5
45.00
3.35
70
0.95
0.014
3.1.3线路选择与布置要求
1）输配水管渠的线路应尽量做到线路短、起伏小，土石方工程量少，造价经济。
2）输配水管渠走向和位置应符合城市和工业的规划要求，并尽可能沿现有的道路或规划路铺设，以利于施工和维修。
3）输配水管渠应注意避开滑坡、塌方以及高侵蚀性土壤地区。
4）输水管线应尽量充分利用水位高差，当条件许可时，优先考虑重力输流水。
5）应尽量考虑近远期结合和分期实施的可能。
3.1.4输配水管渠布置的一般要求
1）重力输水管渠应设检查井和通气孔。
2）对于重力管渠，需控制水位，压力水管，设消除水锤的措施。
3）压力输水管道隆起点设进气阀和排气阀，低凹处设置泄水管和泄水阀。
4）管道法兰接口应设于检查井或地沟内，特殊情况需埋土里时，需加保护措施。
3.1.5输水管的布置
1）输水管根数，为了安全公用，采用2根。
2）连通管及阀门布置：
（1）两条以上输水管一般应设连通管，直径一般相同。
（2）设有连通管的输水管道上，应设必要阀门，以防事故及检修时切。
（3）阀门间距视具体情况而定。
根据以上原则，一泵站之后输水管采用两根，线路尽量短，二泵站至管网的输水管亦采用2根。
3.1.6配水管网布置
管网定线和布置:
配水管网应根据用水要求合理分布于全供水区，尽可能缩短配水管线的总长度，一般布置成环状网。
配水管网的布置应使干管尽可能以最短距离到达主要用水地区。
干管的位置，应尽可能布置在两侧均有较大用户道路上。
配水干管之间应在适当间距处设连接管以形成环网。
用以配水至用户和消火栓的配水支管，一般采用管径为150-200mm，负担消防任务的配水支管不得小于150mm。
城市生活饮用水管网严禁与非生活饮用水管网连接，并严禁
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