学生姓名：某某
专 业：过程装备与控制工程 班 级：过控0704 指导教师：某某
2010年10月10日
管道的水击分析与计算
目录
摘要 (3)
关键词 (3)
Ⅰ水击的产生 (3)
Ⅱ水击保护方法 (3)
一.增强保护 (3)
二.超前保护 (3)
三.泄放保护 (3)
Ⅲ管道的水击分析 (4)
一.水击对输油管道造成的主要危害 (4)
二.管道分析的目的 (4)
三.管道分析所需要的基本数 (4)
四.管道分析取得的成 (4)
Ⅳ水击控制及保护设施 (5)
一.泄压阀 (5)
二.调节阀 (6)
Ⅴ水击计算 (7)
一.水击波的压力增加 (7)
二.水击波的传输速度和水击压强 (7)
Ⅵ防止水击的措施 (9)
一.增加防止水击设备 (9)
二.建立安全操作体系 (10)
Ⅶ结语 (10)
参考文献 (11)
管道的水击分析与计算
摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。
关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算
Ⅰ水击的产生
管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。
现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，管道瞬变流动引起压力波。管道产生瞬变流动，流量变化量越大，变化时间越短，产生的瞬变压力波动越剧烈。管道产生水击主要是由于管道系统事故引起的流量变化造成的。引起管道流量突然变化的因素很多，基本上可分为两类：一类是有计划的调整输量或切换流程；另一类是事故引起的流量变化，如泵站突然停泵、机泵故障停泵、进出站阀门或干线截断阀门故障关闭、调节阀动作失灵误关闭等原因。另外，对于顺序输送的管道，两种油品的交替过程，也会在管内产生瞬变流动。
对于有计划调整流量或改变输送流程，可以人为地采取措施，防止或减小压力的波动，使产生的压力波动处于允许的范围之内。
对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应的调节与保护措施。
Ⅱ水击保护方法
水击保护的目的是由事先的预防措施使水击的压力波动不超过管道与设备的设计强度，不发生管道内出现负压与液体断流情况。保护方法按照管道的条件选择，采用的设施根据水
击分析的数据确定。现代常用的水击保护方法有管道增强保护、超前保护与泄放保护三种。
一．管道增强保护
预先计算管道中可能出现的最大水击压力，采用适当的钢材或制造工艺保证强度。这是从制造工艺方面进行的防护，因此可能受到比如钢材，制造方面的限制。
二．超前保护
超前保护是在产生水击时，由管道控制中心迅速向上、下游泵站发出指令，上、下游泵站立即采取相应保护动作，产生一个与传来得水击压力波相反的扰动，两波相遇后，抵消部分水击压力波，以避免对管道造成危害。超前保护是建立在管道高度自动化基础之上的一项自动保护技术。
三．泄放保护
泄放保护是在管道的一定地点安装专用的泄放阀，当出现水击高压波时，通过阀门从管道中泄放出一定数量的液体，从而削弱高压波，防止水击造成危害。泄放阀设置在可能产生高压波的地点，即首站和中间泵站的出站端、中间泵站和末站的入口端。
Ⅲ管道的水击分析
管道中各截面上液体流速和压力不随时间变化的液流为稳定流，反之叫不稳定流。在输油过程中，不存在绝对的稳定流，只是当液流的压力与流量不随时间有较大的变化时即可认为是稳定流。旁接输油的输油管道，泵站之间都为独立的水力系统，受旁接罐的调节，压力与流量基本上是稳定的，即为稳定流。密闭输送管道全线是一个整体水力系统，任何一个泵站压力与流量的变化，都使全线压力与流量在瞬间发生相当程度的压力波动。水击严重时，对管线与设备可能造成损害。所以，密闭输送管道都必须对可能产生的水击现象进行分析，并采取相应保护措施。
一．水击对输油管道与设备安全构成威胁的主要有两种：
1．中间泵站因为动力中断，输油泵突然全部关闭，在停泵站进口侧产生高压波，停泵站出口侧产生低压波；
2．干线截断阀或中间泵站因误操作进站阀门突然关闭，阀前产生高压波。水击时的高压波与低压波分别沿管道传播，高压波与管道中原有输油压力叠加产生异常的高压力，低压波则可能在管道造成负压。以上两种水击是密闭输送输油管道需要重点进行分析和保护的。
二．管道分析的主要目的如下：
1．在上述两种水击状态下，无任何水击保护措施时，分析输油管道各处在任何时间所出现的最高与最低压力，以确定是否需要采取保护措施；
2．当采取某种水击保护措施时，分析输油管道各处在任何时间所出现的最高与最低压力，以判断保护措施是否得当。
三．管道分析所提供的成果：
1．无任何保护措施情况。中间泵站突然关闭时，管道各处在任何时间的最高与最低压
力线图(也称包络线图)；末站关闭时，管道各处任何时间的最高与最低压力线图。
2．采用泄放阀保护情况。当中间泵站突然关闭及末站突然关闭时：管道各处任何时间的最高与最低压力线图；各中间泵站压力-时间曲线；各中间泵站流量-时间曲线；泄放阀泄放速率；泄放阀累积泄放量。
3．采用超前保护。中间泵站突然关闭与末站突然关闭。管道各处任何时间的最高与最低压力线图；各中间泵站压力-时间曲线；各中间泵站流量-时间曲线。
四．分析所需基础数据
计算机进行管道瞬变流动分析需要利用反映管道各种特征的一系列数据。所需要的数据一般如下所列：
1．管道输送量
规定设计输送量、计算输送量。
2．原油物性
密度、凝点、运动粘度-温度数据组、反常点、流变指数、稠度系数等。
3．管道参数
线路纵断面(高程-里程)数据组，各泵站间距、管径、壁厚、管壁粗糙度，钢材屈服极限，保温层厚度、保温层导热系数，地温、管道总传热系统等。
4．管道主要设备布置简图
输油泵台数及工作方式（并、串联），加热炉台数，全线各泵站输油泵、调节阀、加热炉及泄放阀的相互连接关系图，泵站内部局部摩阻值及其分布。
5．设备特性
（1）输油泵型号，泵额定流量、扬程与效率，泵转矩与转速惯性矩；
（2）加热炉额定流量时压降；
（3）调节阀型号、阀额定流量时压降、全行程时间、调节特性、调节器的特性系数；
（4）泄放阀给定压力值、不同超压百分数时的流量系数。
6．设计给定值
（1）泵站进、出站压力给定值，越站输送时各泵站的压力限制；
（2）泵站进站油温。
7．所选择的水击保护方式。
Ⅳ水击控制及保护设施
一．调节阀
管道系统中的调节阀是一种阻力可变的截流元件，通过改变阀门的开度，改变管道系统的工作特性，实现调节流量、改变压力的目的。调节阀由两部分组成：执行机构和调节部件。执行机构的参数决定阀门开度的变化过程，调节部件（节流元件）的参数决定了阀门的水力特性。一般泵站的出站端设置调节阀，用于调节流量和调节管道水击过程中管道系统的压力
波动，防止管道进站压力过低和出站压力过高，维持管道的正常运行。
调节阀的动作为：当出站压力高于限定值时，调节阀向关闭方向动作，使出站压力下降；当进站压力低于限定值时，调节阀同样向关闭方向动作，使进站压力升高；管道的进出站压力均未超出限定值时，调节阀保持全开状态。
二．泄压阀
泄压阀是保护管道安全的重要设备，要求运行安全可靠，便于维修，使用寿命长，保证管道的安全运行。
泄压系统一般由三部分组成：泄压阀、泄压罐和连接管道。目前输油管道应用较广的泄压阀有三种类型，即先导式泄压阀、氮气胶囊式泄压阀和氮气轴流式泄压阀，其压力泄放效果都能满足管道的要求。
胶囊式泄压阀是利用外加氮气系统设定泄压阀的泄放设定值，需要一套复杂的氮气系统，结构复杂，体积大。胶囊式泄压阀内胶囊易老化，需要定期更换。另外，在管道投产初期，管道内含有较多的杂质，如焊渣、焊接熔结物以及其它杂物，当泄压阀泄放时，高速泄放的液体中夹杂的杂质可能划伤胶囊。但是胶囊式泄压阀对输送介质的粘度和凝点没有特殊要求，适用于高粘油品。
先导式泄压阀是依靠阀体内部的导阀来开启的，其结构简单，安装方便，不需要额外的辅助设施，输送介质粘度大于50mm/s2以上时不适用，先导式泄放阀的缺点是不适用于高粘油品，由于先导式泄放阀的导管较细，高粘油品易在导管内粘结，影响泄放效果。
氮气式轴流泄压阀的结构原理类似于先导式泄压阀，所不同的是利用外加氮气系统，适用于各种油品，缺点是需要一套复杂的氮气系统，投资和运行费用较高。
泄放阀选型方法为先按照经验初选泄放阀口径，将阀的参数输入水击分析程序进行运算，如果分析结果表明保护效果符合要求，则所选泄放阀型号与口径适合；否则，应重新选取泄放阀口径，并进行计算，直至满意为止。
泄放阀参数的计算在于根据阀的口径及所定压力给定值确定其泄放量，计算公式如下：
(1-1)
式中：Q —泄放阀泄放能力，m3/h；
P s—给定值，kPa；
D—油品相对密度；
K—粘度修正系数，按照液体的粘度大小取0.7～0.9,粘度高者取较小值；
F—流量系数，随泄放阀口径与超过压力给定值的百分数而异。一般情况下，超过压力给定分数取10%。流量系数还与泄放阀的构造有关。
下表列出美国格罗夫(Grove)阀门厂生产的887型中、低与高压泄放阀的流量系数值(中
低压型入口耐压Class150、高压型入口耐压Class600)。
表1 泄放阀流量系数(中低压型/高压型)
阀口径英寸
超过压力给定值百分数
10% 13% 15% 20% 30% 42%
55%
6. 141/90 169/108 186/119 225/144 282/180 338/215 395/252
8. 250/187 300/225 330/247 400/300 500/375 600/450 700/525
10. 346/232 415/277 457/305 554/370 692/462 831/555 970/647
12. 505/335 606/402 666/442 808/536 1010/670 1212/804 1412/938 Ⅴ水击计算
一．水击波的压强增值
在已知水击波传播速度c的条件下，压强增量?p与流速大小V增量的关系为：
V
c
p?
-
=
?ρ，(1-2)二．水击波的传播速度和水击压强计算
由牛顿运动定律，物体改变其运动状态，必然是外力作用的结果。同样，阀门关闭时，管道中水流速度的改变，必然是增加了一个压强增量。这个压强增量就是水击压强，下面用动量定理来求水击压强。
如上图所示,abcd为管道横截面，n-n和m-m为管道纵向截面，上下的细线为水击是的管道扩展的截面。假定某一瞬时部份关闭阀门而使管路发生水击，经过Δt时间后，水击波移动了Δl 的距离，现将该段流体作为研究对象，设管道中流体的原有压强为P0速度为V0，密度为ρ，管道截面积为A，水击发生后，该段流体的压强为p
P?
+
0，速度由V0减小到V，密度为ρ
ρ?
+，管段截面积为A+ΔA。
图1 动量定理求水击压
该段流体原有的动量为：l AV ?0ρ，
水击波通过后该段流体的动量为：l V A A ??+?+))((ρρ， 因此，忽略二阶小项后，在Δt 时间内该段流体的动量变化为：
)())((0C V V l A l AV l V A A -?=?-??+?+ρρρρ， （1-3）
假定新增加的环面上压力互相平衡下，作用在Δl 两端的总压力差为：
p A A p P A P ?-=?+-)(00, (1-4)
则Δt 时间内外力作用在该段流体上的冲量为：p A ?-， 由动量定理有如下关系：
)(0V V l A t pA -?=??-ρ， (1-5)
则水击压强为：
)()(p 00V V V V V v
l m -=-??=?ρρ
， (1-6)
本式也叫儒科夫斯基水击压强公式。其中v
l Vm ??= ，是水击波的传播速度。
若是用液柱高度来表示水击压强，则为：
)(0V V g
a g
p
H -=?=
?ρ, (1-7)
正常情况的输油管线中，一般压力引水钢管内水击波的传播速度a 约为1000m/s ，设正常流速V 0=6m/s ，由式，可得阀门完全关闭时（V=0）的水击压头为：
m H 612)06(81
.91000=-=
?，
由上面计算可知，正常情况下水击压头相当于61个工程大气压，若是设计过程中不加以考虑，势必造成严重的后果。继续取上图中长为△l 的这段流体作为研究对象，假定阀门在一瞬间全部关闭。根据质量守恒原理，△t 时间以前，△l 段的流体质量为l A ?ρ，在△t 时间后， 流段的流体质量为：l A A ??+?+))((ρρ，
显然，△t 时间前后该段流体的质量发生了变化，这增加的流体质量，只可能由上游补充进来，且两者应该相等。即：
t V l A l V A A ?=?-??+?+0))((ρρρρ， (1-8)
将上式左边展开并略去高阶无穷小项，注意到Δl=m V Δt ，且消去等式两边的Δt ，得知：
A V A A V m 0)(ρρρ=?+?， （1-8-1）
由上式子可得到：
)(
0ρ
ρ
?+?=A A V V m ， (1-9)
将A V p 0ρ=?代入上式（这里假定阀门在一瞬间全部关闭），消去V 0，可得水击波传播速度为： )
11(
1dp
dA A dp
d c +=
ρ
ρρ (1-10)
式中
K
dp
d 11=
ρ
ρ，K 为液体的体积弹性系数，
dp
dA A 1 反映管壁的弹性，对于直径为 D 的
圆管有如下关系：
δ
E D dp
dA A =1，
其中E 为管壁材料的弹性系数，δ为管壁厚度。于是：
δ
ρρ
ρρE DK K
dp
dA A dp
d c +
=+
=
1)
11(
1
(1-11)
若忽略管壁的弹性，即认为 ∞=E ，则为： ρ
ρ
d dp K
c =
=
， (1-12)
c 0为声波速度（水中约为1435 m/s ）。所以水击波的计算传播速度为： δ
E DK c c +
=
10， (1-13)
Ⅵ防止管道水击的措施
一．增设防止水击的设备
1．安装水击消除器。当管路中压力升高时弹簧受到压缩, 于是打开了水的通路, 水被排出而泄压,因此降低了水击压力；
2. 在水泵出口处增设泄压阀, 采用被动的泄压方法让水击产生的压力增值释放掉, 从而达到保护管道及水泵的目的；
3．在循环泵前、后的管路之间安装止回阀的旁通管, 可防止由于突然停泵引发的水击； 4．可适当增设缓闭单向阀, 延长阀全部关闭所需的时间；
5．在较长管道中设置调压室, 缩短管道长度, 减小相长, 可以缓和水击；
6．在管系上按规定安装排气阀, 避免管道产生集气；
7．适当加大管径, 限制管中流速可减小水锤强度。
二．建立安全操作体系
1．合理延长管路阀门关闭时间, 缓慢操作, 禁止突然关闭阀门；
2．水泵启动、停车前完全关闭出水阀门；
3．加强巡视, 确保管道及设备工况良好；
4．完善管理制度和严格执行操作规程、及时维修排除管系运行故障。
Ⅶ结语
由上边的分析得知，压力管道系统的水击现象是难以避免的，水击的危害性也很大, 为此在设计上考虑水击作用的影响是很必要的。另外, 很多事故是由于现场水泵或阀门操作不当造成的, 因此管理、操作人员要严格执行操作规程，将水击发生的频率和水击所造成的损失降至最低。
参考文献
1．清华大学水利水电工程系水力学实验室流体力学试验指导书．清华大学水利水电工程系
水力学实验室.
2．康勇．油气管道工程．北京：中国石化出版社，2008．
3．张国忠等．长输管道水击压力计算方法分析．北京：《中国石油大学学报》第17卷，1993 4．杨筱蘅，张国忠．输油管道设计与管理．东营：石油大学出版社，1996
5．蔡尔辅．石油化工管道设计．北京：化学工业出版社，1996
长输原油管道水击分析与控制 摘要本文对长庆油田吴西线原油长输管道项目中可能出现水击的原因进行了分析，并阐述了水击可能造成的危害，着重的解释了原油长输管道水击防护措施。 关键词原油；水击；自动控制；泄放阀 中图分类号TQ055 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)062-0164-02 1 项目简介 长庆油田吴西线原油长输管道，起点吴起县，终点西峰市，全线长188公里，共有4座输油站场，均在原有管线输油站场中扩建，以便于管理。依次是PS1（首站）、PS2（中间站1）、PS3（中间站2）、PS4（末站）。PS1至PS2管线管径为Φ273，长度78公里，设计最大输量为200 m3/h，设计压力为6.4 MPa，PS2至PS4管线管径为Φ377，长度110公里，设计最大输量为，400 m3/h，设计压力为8 MPa。长庆油田吴西线原油管道所有泵站泵机组的连接形式为并联，输油泵为离心泵。 2 水击的产生 2.1 水击的定义 原油在管线中流动时，液体断面上各点流速和压强保持一定，不随时间变化的叫稳定流，反之叫不稳定流。在实际的输油过程中各点流速和压强不随时间变化的较少，如果在一般情况下变化很小，可以基本上认为是在稳定状态的。当输油的稳定状态受到破坏，压力发生顺便时，流速和压强发生极具变化，叫做水击。 2.2 水击产生的主要原因 2.2.1 有计划的调整管道的输量 全线输量将由380 m3/h逐步增长到500 m3/h，当输量突然提升泵的排量时，管线的流量也突然增加，就会从PS1主泵的出口开始产生增压波，并向PS2传递，油品进入PS2主泵，从PS2主泵的出口增压波得到加强，并向下游传递。同样当需要减少管线的输量时，就会从PS1主泵的出口开始产生减压波，并向下游传递。 当改变某一站阀门的阀门开度时，会造成全线的压力波动。如减小PS4的进站阀门的开度，就会从阀门处产生一个减压波，并下游传递，从阀门处产生一个增压波，并上游传递。在某中间输油站的启动和停输时，产生水击。泵站泵机组的连接形式为并联，配置为两用一备，当两台泵中的一台出现故障时，需要开启备用泵，并关闭运行的故障泵，在泵机组的切换过程中会产生压力波动。 2.2.2 管道的某些操作程序 首末站的倒换油罐，输送过程中会产生水击。全线的首站PS1和末站PS4设有几具储罐，所以，在PS1的一个油罐的油快输完时，要倒到另一个罐输油，可能产生水击。同理，在PS2收油时，一个罐快满时，要将原油切入另一个储罐，可能产生水击。在PS1和PS2输送过程中的储罐切换时，要在汇管处切换，开启另一储罐汇管处阀门，关闭前一储罐的汇管阀门。在汇管切换时，可能产生水击。 2.2.3 管道操作过程的事故状态
市政与环境工程系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT 课程设计 说明书 姓名：陈启帆 学号：23 专业：环境工程 吉林建筑大学城建学院 2016年07月 - 1 -
市政与环境工程系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT 课程设计说明书 (吉林省长春地区宽城区给水管网设计) 学生姓名：陈启帆 导师： 学科、专业：环境工程 所在系别：市政与环境工程系 日期：2016年07月 学校名称：吉林建筑大学城建学院 - 2 -
市政与环境工程系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT 目录 1. 课程设计题目 (4) 2. 课程设计目的及要求 (4) 3. 设计任务 (5) 4. 原始资料 (5) 5. 基本要求 (8) 6. 设计成果 (8) 7. 设计步骤 (8) 8. 设计用水量计算 (9) 9. 确定给水管网定线方案 (11) 10. 设计流量分配与管径设计 (11) 11. 设计结束语与心得体会 (14) 12. 参考资料 (16) - 3 -
市政与环境工程系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT 1. 课程设计题目 吉林省长春地区宽城区给水管网设计 2. 课程设计目的及要求 通过城镇给水管网设计管网的设计步骤和方法，为以后毕业设计及从事给水管网的工程设计打下初步基础。 （1）了解管网定线原则； （2）掌握经济管径选择要求； （3）掌握给水系统压力关系确定方法； （4）掌握管网水力计算。 - 4 -
学生姓名：某某 专 业：过程装备与控制工程 班 级：过控0704 指导教师：某某 2010年10月10日 管道的水击分析与计算
目录 摘要 (3) 关键词 (3) Ⅰ水击的产生 (3) Ⅱ水击保护方法 (3) 一.增强保护 (3) 二.超前保护 (3) 三.泄放保护 (3) Ⅲ管道的水击分析 (4) 一.水击对输油管道造成的主要危害 (4) 二.管道分析的目的 (4) 三.管道分析所需要的基本数 (4) 四.管道分析取得的成 (4) Ⅳ水击控制及保护设施 (5) 一.泄压阀 (5) 二.调节阀 (6) Ⅴ水击计算 (7) 一.水击波的压力增加 (7) 二.水击波的传输速度和水击压强 (7) Ⅵ防止水击的措施 (9) 一.增加防止水击设备 (9) 二.建立安全操作体系 (10) Ⅶ结语 (10) 参考文献 (11)
管道的水击分析与计算 摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。 关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算 Ⅰ水击的产生 管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。 现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，管道瞬变流动引起压力波。管道产生瞬变流动，流量变化量越大，变化时间越短，产生的瞬变压力波动越剧烈。管道产生水击主要是由于管道系统事故引起的流量变化造成的。引起管道流量突然变化的因素很多，基本上可分为两类：一类是有计划的调整输量或切换流程；另一类是事故引起的流量变化，如泵站突然停泵、机泵故障停泵、进出站阀门或干线截断阀门故障关闭、调节阀动作失灵误关闭等原因。另外，对于顺序输送的管道，两种油品的交替过程，也会在管内产生瞬变流动。 对于有计划调整流量或改变输送流程，可以人为地采取措施，防止或减小压力的波动，使产生的压力波动处于允许的范围之内。 对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应的调节与保护措施。 Ⅱ水击保护方法 水击保护的目的是由事先的预防措施使水击的压力波动不超过管道与设备的设计强度，不发生管道内出现负压与液体断流情况。保护方法按照管道的条件选择，采用的设施根据水
管道安装 说明 一、本章适用室内外生活给水、排水、雨水管道、法兰、伸缩器等的安装。 二、界限划分： 1.给水管道： （1）室内外界限：以建筑物外墙皮1.5m为界，入口处设阀门者以阀门为界； （2）与市政管道界限：以水表井为界，无水表井者，以与市政管道碰头点为界； 2.排水管道： （1）室内外界限：以出户第一排水井为界； （2）与市政管道界限：以与市政管道碰头井为界； 3.锅炉房、泵房：以外墙皮为界。 三、钢管焊接子目适用于焊接钢管、无缝钢管等钢管焊接的情况。 四、管道螺纹连接密封材料综合考虑了线麻和聚四氟乙烯生料带，实际与此不同，不得调整。 五、室外塑料给水管安装子目已综合考虑粘接、电熔焊、胶圈和螺纹连接等连接方式情况，套用子目时按实换算管道及管件材料即可。但采用胶圈连接时，应按实计算胶圈材料；采用电熔焊时，应按实计算电熔套筒材料。 六、室外塑料排水管安装已综合考虑承插粘接和承插胶圈连接两种情况，如为承插胶圈连接应按实另行计算胶圈材料。 七、室内塑料给水管道安装区分连接方式分别执行承插粘接、热熔连接子目。如采用电熔焊，应按实计算电熔套筒材料。 八、室内铸铁雨水管、塑料雨水管安装中已含相应材质雨水斗安装及材料，若实际采用钢制雨水斗，可扣除安装子目中雨水斗材料，另套钢制雨斗制作子目。 九、室内给水管道安装均不包括管道支吊架制作安装，其管道支吊架制作安装另执行相应子目；室内排水管道安装均已包括管道支吊架制作安装，其支吊架除锈、刷油应另执行相应子目。 十、各种管道安装（除铜管、给水铸铁管及预应力钢筋砼给水管）均已包括接头零件的安装，其用量是综合测算取定的。铜管、给水铸铁管及预应力钢筋砼给水管管件应按实另计管件材料。各种材质接头零件的含量表见附录一。 十一、管道安装均已综合考虑多种情况（包括明装、暗装）相应的试验消耗，给水管道包括水压试验，排水管道包括灌水试验，如设计无特殊要求，不得另计管道试验费用。 十二、给水管道的新旧管连接均采用连续作业法，并综合考虑了断水连接和不断水连接二种施工方式。子目均已包含各种管件及短管安装，其材料应按实另计。另外，管道碰头未考虑断管损耗的水量，若有发生，则应按相关施工组织设计计算损耗的水量。 十三、管道及附件安装，设计规格与本章子目规格不同时，执行相近规格子目，规格居中时按大者。 十四、设计和施工中若采用镀锌铁皮套管，其制作和安装已综合考虑在管道安装子目中，不得另计。 工程量计算规则 一、各种管道安装,均按设计管道中心线长度以“m”计算，不扣除各种阀门、管件及井室所占长度。 二、法兰安装区分规格、连接方式，以“副”计算。 三、伸缩器安装区分规格、连接方式，以“个”计算。 四、新旧管道连接方式不同，分别以“处”、“组”、“个”或“合”计算。 五、管道消毒、冲洗按设计管道中心线长度不扣除阀门、管件所占长度，以“m”计算。 六、水箱、水池等消毒、冲洗区分不同容量步距,以“m3”计算。 七、室内外管道的碰头已综合考虑在管道安装中，不可另计。但室外管道与市政管道或其他已敷设旧管道碰头，应套用本章有关新旧管连接子目。 阀门、水表等安装
2 污水管道设计计算 2．1排水区域划分及管线布置 2.1.1排水区域划分 该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。 2.1.2管线布置
污水厂污水厂
图1 污水管道布置图（初步设计） 管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。 截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。具体如图1所示。 2．2 污水流量计算 污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。 已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。 街区流量的计算公式[3]： 1000 243600 A q Q 创= ′ (2-1) Q ——流量，L/s q ——污水指标，m 3/ha·d ，居住用地：55m 3/（ha·d ）； 公共设施用地：40 m 3/（ha·d ）； 仓储用地：20m 3/（ha·d ）； 市政用地：15 m 3/（ha·d ）； 其它污水为总污水量的10%。 A ——面积，ha ，在所给地区地形图上根据区域面积计算。 由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。这些变化包括季节变换，日间变换等等。若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。下表是我国《室外排水设计规范》（GBJ14—87）采用的居住区生活污水量总变化系数值。 表1 生活污水总变化系数[9]
建筑给排水课程设 计说明书 《住宅楼给排水管道系统》 设计计算说明书
设计题目：平顶山市某商业住宅楼工程设计 系别：建筑环境与能源工程学院 专业：建筑环境与设备工程 班级学号： 学生姓名：黄皓 指导教师：王远红余海静王增欣宋丰明 河南城建学院 年 1 月 1 日 前言 我们开了这半学期的城市给水排水课程，学习到关于基本的建筑给水排水规划基本原理及相关知识。本次实习是我们专业在大学学习阶段中重要的实践教学环节。经过本次实习，使我在所
学的各类课程的基础上，了解该专业在建设工程中的地位、作用和社会需求。 在本次实习中，首先在老师们的指导下大致了解了实习过程。紧接着先看一遍课本，为自己的实习定制了一个大致框架，以方便以后的流程。之后就进入了紧张的实习之中了，每天的忙碌，每一天的收获。虽然每天很累的，但经过本次实习确实有学到了许多知识，不只是给水排水规划的知识，还有一些所用到的知识得以复习。比如在制图时，把自己学到的CAD知识用到实际中；在编排word文档时，有更深的了解了其中的知识。最后依照指导老师要求，完成了本次实习各项内容的总结，各种信息的汇总，对在此次实习中了解调查到的知识点进行了归纳，经过电脑的编辑，严格按照规范化要求编制了实习报告书和图纸。 为了很好的完成给水排水工程设计任务，应了解：研究设计任务的内容，弄清本工程的规划设计范围和具体要求，然后进行翔实的基础资料调查。 在设计过程中受到了王远红老师的亲临指导，提出了很多建议和方法，让我们少走了很多弯路。在此表示感谢，同时感谢我班同学的热忱帮助。 由于涉及内容和知识领域广泛，加之设计者水平有限，时间仓促，谬误很多，恳请批评指正。
给水管道相关计算 1、给水管道流量计算 给水管道流量计算公式是给水工程中最基本，最常用的一个公式，即： Q =A v 式中： Q —管道的流量，m 3/s ； A —管道的横截面积，m 2； v —流速，m/s. 2、管径 管道口径按下式确定： v Q D π4= 式中： D —管段直径(m)； Q —管段的计算流量(m 3/s)； v —流速(m 3/s)。 由上式可以看出，管径不但和管道流量有关，还与管段水流流速大小有关。因此，必须选取适宜的流速。一般最大流速限定为 2.5- 3.0m/s ，最小流速限定为0.6m/s 。需根据经济条件和经营管理费用等因素，选择适宜的流速—经济流速。 一般情况下，经济流速可采用平均经济流速，见下表。 平均经济流速
管径（mm）平均经济流速（m3/s） D=100—400 0.6—0.9 D≥400 0.9—1.4 一般大管径取较大的平均经济流速，小管径可取较小的平均经济流速。 3、水头损失 在供水管路中水流在流动的过程中有管路阻力损失，即水头损失。核算水头损失以确定水压是否满足要求。水头损失由沿程水头损失和局部水头损失两部分组成，在大、中管道口径水头损失计算时，为简化计算，常取局部水头损失为沿程水头损失的5%—10%算，由水力学知识可知： 沿程水头损失：h f=（L/c2R）v2（2） 局部水头损失：h j=（5%—10%）h f（3） 则总水头损失：h w=h f+h j=k h f（4） 式中： h w—管道的总水头损失，m； h f—管道沿程水头损失，m； h j—管道局部水头损失，m； k—考虑局部水头损失后的系数，取k=1.05—1.10； L—管道的长度，m； v—管道中水流平均速度，m/s； R—管道的水力半径，m，圆管R=D/4，D为管道内径，m；
《给水排水管道系统》课程设计 计算说明书 学院：市政与环境工程学院 专业：给排水科学与工程 姓名： 学号： 指导老师：谭水成宋丰明张奎刘萍完成时间：2013年12月13日 河南城建学院 2013年12月27日
指导老师评语 指导老师签字答辩委员会评语
主任委员签字设计成绩 年月日
前言 给水排水管道工程设计了城镇生活、生产、市政和消防提供用水和生活污水、工业污水、雨水排除的系统，可分为给水系统和排水系统。 给水管网系统一般是有输水管、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等构成，根据类型分为统一给水管网系统、分系统给水管网系统和不同输水方式的给水管网系统。给水管网设计主要包括管网定线、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水管网系统分为合流制排水系统和分流制排水系统，合流制分为直排式、截流式、完全式，分流制分为完全式、不完全式、半完全式，排水管网设计主要包括排水体制选择、设计流量计算和设计水力计算。 做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。学生通过设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养我们独立分析和解决问题的能力，通过设计能使我们具有掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平，作好一个工程师的基本训练。熟练城镇给水排水工程系统的详细计算和培养一定的理论
分析和设计的能力。提高方案的比较、技术经济、环境、社会等诸方面的综合分析和论证能力。 Foreword Water supply and drainage pipeline engineering design of urban life, production, municipal and fire water supply and sewage, industrial sewage, rainwater drainage system,
建筑给水排水毕业设计 学院：环境科学与工程学院 专业：给水排水工程 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXXX 指导教师：XXX 完成时间：2013年06月06日
设计过程说明 一、工程设计 1、给水系统 ），故根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的水压为0.30MPa（30m O H 2 室内给水拟采用分区供水方式。即1~3层及地下室由市政管网供水，采用下行上给方式，4~7层，8~16层，17~25层分别分为给水低区，给水中区，给水高区，在地下室设无负压供水设备供水。 2、排水系统 室内排水系统拟采用合流制排水系统，宾馆一楼与二楼采用单独排放的方式。 3、热水系统 室内热水采用集中式热水供应系统，竖向分区与冷水系统相同：由设在地下室的对应分区无负压变频供水设备供水。上下两区均采用半容积式水加热器，集中设置在底层，水加热器出水温度为60℃，由室内热水配水管网输送到各用水点。高温热水由附近的市政热网提高（0.4MPa.）采用下供上回的供水方式。商洛地表水冷水计算温度查表取4℃计。 4、消防给水 根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95,2005年版），本建筑属一类建筑. 设室内、室外消火栓给水系统。室内、外消火栓用水量分别为30L/S、40L/S，每根竖管最小流量15 L/S，每支水枪最小流量5 L/S。室内消火栓系统不分区，采用水箱水
泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮，高位水箱贮存10min消防用水，消防水泵及道均单独设置。每个消火栓口径65mm单栓口， ,采用衬胶水带直径65mm，长度25m。消防水水枪喷嘴口径19mm，充实水柱10m O H 2 泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以3h计。 根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084--2001）设有空气调节系统的旅馆、综合办公楼内的走道、办公室、餐厅、商店、库房和无楼层服务台的客房应该设置闭式喷水灭火系统。且采用独立的给水系统，本建筑中喷水系统管网内的压力小于120mH2O，竖向不分区。本系统采用临时高压给水系统，火灾延续时间以1h计。火灾初期10min喷水系统用水与消火栓系统10min用水一并储存在屋顶消防水箱内。自喷系统火灾危险等级为中危险Ⅰ级，喷水强度为6 L/( min?m2),作用面积为160 m2，喷水工作压力为0.10Mpa（注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05Mp）。由于本地区最冷月平均气温为4℃，室内温度>4℃,故采用湿式自动喷淋灭火系统。 5、管道的平面布置及管材 室内给水、排水及热水立管设于竖井内及柱子旁。市政分区给水的水平干管、设于对应层的吊顶内。低区给水的水平干管、设于四楼吊顶内。中区给水的水平横干管，热水的水平干管设于七楼吊顶内，回水干管设于十六层吊顶内。高区给水的水平横干管，热水的水平干管设于十六楼吊顶内，回水干管设于二十五层吊顶内。消防给水的水平干管分别设于地下室吊和二十五楼吊顶内。二楼以上排水横干管转换设于一楼吊顶内。 给水管采用给水薄壁不锈钢管，排水管的室外部分采用混凝土管，室内部分用排水铸铁管。 消火栓与自喷系统采用镀锌钢管。 对于给水附件如阀给水管道上使用的阀门，严格按下列原则选型：
《给水管网课程设计》 计算说明书 2012年 12月31日 目录
一、布置给水管网 (3) 二、设计用水量及流量计算 (5) 1、计算设计用水量 (5) 2、计算实际管长和有效管长 (5) 3、计算比流量、沿线流量、节点流量 (7) 三、管网平差计算 (9) 1、初步分配管段流量和设定水流方向 (9) 2、选择管径 (9) 3、初步分配各管段最高时流量以及管长、管径的选取 (9) 4、哈代-克罗斯法校核环状管网 (12) 5、确定水泵扬程H p并求出各节点水压和自由水头 (15) 四、管网核算 (17) 1、消防时的管网校核 (17) 2、确定消防校核后水泵扬程H p及各节点水压和自由水头··20 3、最不利管段发生故障时的管网校核 (21) 4、确定事故校核后水泵扬程H p及各节点水压和自由水头··24 五、成果图绘制 (26) 1、绘制给水管网平面布置图及节点详图和消火栓布置 (26) 2、绘制最高时给水管网平面布置图 (26) 3、绘制消防时给水管网平面布置图 (26) 4、绘制事故时管网平面布置图 (26) 六、总结 (27) 七、参考文献 (28) 一、布置给水管网
1、水源与取水点的选择 所选水源为D县南面的潇水河，取水点选在水质良好的河段即河流的上游，并且靠近用水区。 2、取水泵站和水厂厂址的选择： 取水泵站选在取水点附近，用以抽取原水。 水厂选在不受洪水威胁，卫生条件好的河段上游。由于取水点距离用水区较近，可以考虑水厂与取水泵站合建。 3、给水管网布置 （1）原则： 符合城市规划，考虑远期发展 保证供水安全、可靠 管网遍布整个供水区域 力求管线短捷 （2）布置形式： 该设计区域为D县中心城区，不允许间断供水，适宜布置成环状网，可靠性高，水锤危害小。 （3）选取控制点： 根据D县规划平面图，选择最高最远点最为控制点。 （4）定线： 干管：先布干管，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，线路最短，遍布供水区域，干管平行间距为500—800m左右，沿规划道路，靠近大用户。 连接管：干管与干管之间用连接管连接形成环状网，连接管平行间距为800—1000m左右。 4、在规划平面图上布置给水管网（见下页，详图见图纸）
第七节管道水击保护 一、水击的产生 输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，管道瞬变流动引起的压力波动称为水击。管道产生瞬变流动，流量变化量越大，变化时间越短，产生的瞬变压力波动越剧烈。管道产生水击主要是由于管道系统事故引起的流量变化造成的。引起管道流量突然变化的因素很多，基本上可分为两类：一类是有计划的调整输量或切换流程；另一类是事故引起的流量变化，如泵站突然停泵、机泵故障停泵、进出站阀门或干线截断阀门故障关闭、调节阀动作失灵误关闭等原因。另外，对于顺序输送的管道，两种油品的交替过程，也会在管内产生瞬变流动。 对于有计划调整流量或改变输送流程，可以人为地采取措施，防止或减小压力的波动，使产生的压力波动处于允许的范围之内。 对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应的调节与保护措施。 二、水击保护方法 水击保护的目的是由事先的预防措施使水击的压力波动不超过管子与设备的设计强度，不发生管道内出现负压与液体断流情况。保护方法按照管道的条件选择，采用的设施根据水击分析的数据确定。 水击保护方法有管道增强保护、超前保护与泄放保护三种。 1．管道增强保护 当管道各处的设计强度能承受无任何保护措施条件下水击所产生的最高压力时，则不必为管道采取保护措施。小口径管道的强度往往具有相当裕量，能够承受水击的最高压力。 2．超前保护 超前保护是在产生水击时，由管道控制中心迅速向上、下游泵站发出指令，上、下游泵站立即采取相应保护动作，产生一个与传来得水击压力波相反的扰动，两波相遇后，抵消部分水击压力波，以避免对管道造成危害。超前保护是建立在管道高度自动化基础之上的一项
给排水管道工程工程量计算及定额应用技巧 （一）给排水管道界线划分 1、给水管道（如图4-1） （1）室内管道与室外管道的划分界线，是以建筑物外墙皮外1.5m为界，如果入口处设阀门者以阀门为界。 （2）室外管道与市政管道划分界线，是以水表井为界，如无水表井，以与市政管道碰头点为界。 2、排水管道（如图4-2）
（1）室内管道与室外管道的划分界线，是以出户第一个排水检查井为界。 （2）室外管道与市政管道的划分界线，是以室外管道与市政管道碰头点为界。 由以上的划分规定，把给排水工程划分为三部分：室内给排水工程、室外给排水工程、市政给排水工程。由于市政给排水工程属于市政工程预算的范围，本课程不涉及，下面我们就围绕室内外给排水工程预算的编制进行讲解。 （二）给排水管道安装的工程量计算及定额应用(以全国统一安装工程基础定额为参考） 1、室内给水管道安装工程量计算及定额应用 （1）工程量计算 室内给水管道安装工程量均应区分不同材质、连接方式、接头材料（铸铁管）、公称直径分别按施工图所示管道中心线长度以“m”为单位计算，不扣除阀门及管件（包括减压器、疏水器、水表、伸缩器等组成安装）所占的长度。 管道长度的确定：水平敷设管道，以施工平面图所示管道中心线尺寸计算；垂直安装管道，按立面图、剖面图、系统轴测图与标高尺寸配合计算。
（2）室内给水管道安装预算定额套用 1）定额子目范围：8-87～8-168 2）定额已包括以下工作内容： ①管道及接头零件安装； ②水压试验或灌水试验； ③室内DN32以内（包括DN32）的钢管包括了管卡及挂钩制作安装； ④钢管包括弯管制作安装（伸缩器除外）； ⑤穿墙及过楼板铁皮套管安装人工。 3）定额中不包括以下工作内容，应另行计算。 ①室内外管道沟土方及管道基础，应执行土建工程预算定额； ②管道安装中不包括法兰、阀门及伸缩器的制作安装，按相应定额子目另计； ③室内外给水铸铁管安装，包括接头零件所需人工，但接头零件价格另计； ④DN32以上的钢管支架按管道支架另计； ⑤过楼板的钢套管的制作、安装，按室外钢管（焊接）项目计算。 4）未计价材：管子为未计价材。 2、室内排水管道安装工程量计算及定额应用 （1）室内排水管道工程量计算 管道安装工程量区分不同材质、连接方式、公称直径、接头材料分别以“m”计算，不扣除管件所占长度。 （2）室内排水管道预算定额套用 铸铁排水管、雨水管及塑料排水管均包括管卡及托吊支架、臭气帽、雨水漏斗制作安装。室内外雨水铸铁管，包括接头零件所需人工，但接头零件价格另计； 在排水管道安装定额子目中，铸铁管项目中铸铁管为未计价材，在塑料管项目中塑料管及管件均为未计价材，编制预算时应注意区分。
3雨水管道设计计算 3．1雨水排水区域划分及管网布置 3.1.1排水区域划分 该区域最北端有京杭大运河，中部有明显分水线。因此以明远路为分界线，明远路以北雨水排入大运河，以南地区雨水排入中部水体。这样划分有利于减小雨水管线长度和管道，并且可以缩小管径，提高经济效益。 3.1.2管线布置 根据该地区水体及地势特点，雨水管道为正交式布置，沿水体不设主干管，雨水通过干管直接排入水体。一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北；以南地区部分干管走向为自南向北，部分为自北向南，个别自南北汇入中间，具体流向根据水体所在位置确定。具体如图3所示。 3．2雨水流量计算
图3雨水管道平面布置（初步设计）
3.2.1 雨量分析要素 a)降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度，其计量单位以mm计。也可用单位面积上的具体及（L/ha）表示[9]。 b)降雨历时指一次连续降雨所经历的时间，可以指全部降雨时间，也可以指其中某个个别的连续时段，其计量以min或h计，可从自记雨量记录纸上读取。 c)暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量，用i表示 H i t =(3-1) 式中，i——暴雨强度(mm/min)； H——某一段时间内的降雨总量（mm）； t——降雨时间(min)。 在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q表示。 d)降雨面积指降雨所笼罩的面积。单位为公顷(ha) 雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水，雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。每根管段的汇水面积如下表所示： 表7 汇水面积计算表： 管道编号管道长度 （m） 本段汇水面积编号 本段汇水面积 (ha) 传输汇水面积 (ha) 总汇水面积 (ha) 5～4230.7656 6.670 6.67 4～3153.84578 6.6714.67 3～2230.7658、5918.6814.6733.35 2～1153.8466、691233.3545.35 6～7192.36511.86011.86 9～8230.76538.1508.15 8～7153.84549.788.1517.93 16～10230.7660（3）、61（3）8.1508.15 10～11115.3861（4） 5.938.1514.08 11～12153.8460（4）、6222.9714.0837.05 12～13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.67 13～14230.7650(1)、50（2）10.6247.6758.29 14～15230.7646(2)21.3458.2979.63 17～18115.3861（1）、（2）11.86011.86 18～19269.2260（1）、（2） 4.4411.8616.3 19～20230.7647 5.1916.321.49 20～21230.7648、4914.2321.4935.72
1．概述 (1) 2. 主体配置 (1) 3. 技术参数 (2) 4. 实训项目 (4) 5. 项目实训 (4) 6. 注意事项 (19) 附录1：阀门设置 (20) 附录2：系统控制电路图 (22) 附录3：系统主电路接线图 (23) 附录4：变频器参数设置方法 (24)
1．概述 现在社会智能化建筑大多都是高层建筑，如何规范、合理、安全可靠的给水和排水，实现给排水系统智能化成为楼宇智能化的一个重要课题。设计科学、合理的给排水系统不仅能满足人们生产生活用水的不同要求，而且能最大程度的节省电力和水资源。 YL-708-R型给排水系统是根据智能楼宇建筑设计规范，结合我国当前智能化建筑发展的需求精心设计的综合实训系统。本系统采用实物式设计，利用现代传感器技术以及工控技术，系统稳定可靠，结构合理清晰，可为示教与实训创造更多有利条件。 YL-708-R型给排水系统共包括4个部分：恒压供水系统、供热/暖系统、气压供水系统和水泵水箱联合供水系统。通过控制电柜和手阀，可以实现系统之间的相互切换以进行不同的实训项目。 2. 主体配置
表1 3. 技术参数 1)三菱FX2N-48MR主机 型号：FX2N-48MR 工作电源：AC250VDC30A以下 工作负载：2A/1点8A/4点公用 响应时间：10ms 2)三菱E740变频器 型号：FR-E740 输入电压：380V 输出电压：380V 额定功率：0.75KW 3)三菱FX0N-3A特殊功能模块 型号：FX0N-3A， 工作电源：PLC内部供电，
分辨率：40mV(10V/250)、20mV（5V/250）、64ｕAMIN(4～20mA/250) 通道数：2输入1输出 4)三相水泵 型号：CP-25-2.4 工作电源：AC380V/3φ 流量：2.7m3/h 扬程：28m 功率：0.5HP 转速：2900R/min 5)单相水泵 型号：CP-25-2.4 工作电源：AC220V/1φ 流量：1.5m3/h 扬程：28m 功率：0.3HP 转速：2900R/min 6)热水器 工作电源：AC220V/1φ 容量：40L 额定压力：0.75Mpa 功率：1500W 7)压力变送器
《给水排水管网系统》课程设计 说明书 21万人城镇排水管网规划设计 学院：环境科学与工程学院 专业：给水排水工程 班级：给排水1001 学号： 学生姓名： 指导教师：杨春平教授 二○一三年一月
由于城市化进程加快，城市人口急剧膨胀，城市水环境、生活环境遭到严重的污染和危害。城市排水管道系统是现代化城市不可缺少的重要城市市政基础设施，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志，也是城市水污染防治防洪的骨干工程。它的任务是及时收集和输送城市人们在生产和生活中排放的废水以及城市雨水、冰雪融水，避免污水直接排入江河污染水体，进而造成人们生产和生活的危害。在面临全球水资源缺乏及严重污染的今天，排水管道系统不仅仅起到截污、防洪、排涝的作用，还能有效地防治水污染、净化污水为城市提供第二水源。 在本设计中，将根据所提供的基础设计资料和图纸，完成某城镇排水管道系统，包括污水管道系统和雨水管道系统的定线，排水管道计算和图纸的绘制。其中，污水管道系统是由收集和输送城市污水的管道及其附属构筑物组成的。设计的主要内容和深度应按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。通常污水管道系统的主要设计内容包括：设计基础数据；包括设计地区的面积、设计人口数、污水定额、防洪标准等的确定；污水管道系统的平面布置；污水管道系统设计流量计算和水力计算；绘制污水管道系统平面图和纵断面图等。雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物所组成的一整套工程设施。雨水管渠系统的任务是及时的汇集并排除暴雨形成的地面径流，防止城市居住区与工业企业受淹，以保障城市人民的生命安全和生活生产的正常秩序。在雨水管渠系统设计中管渠是主要的主成部分。所以合理而又经济的进行雨水管渠的设计具有很重要的意义。雨水管渠设计的主要内容包括：确定当地暴雨强度公式，划分排水流域，进行雨水管渠的定线，根据当地气象与地理条件，工程要求等确定设计参数，计算设计流量和进行水力计算，确定每一设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深，绘制管渠平面图和纵剖面图。
市 政 与 环 境 工 程 系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT - 1 - 姓名：陈启帆 学号：23 专业：环境工程 吉林建筑大学城建学院 2016年07月
市 政 与 环 境 工 程 系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT - 2 - 课程设计说明书 (吉林省长春地区宽城区给水管网设计) 学 生 姓 名： 陈启帆 导师： 学科、专业： 环境工程 所 在 系 别： 市政与环境工程系 日期： 2016年07月 学 校 名 称： 吉林建筑大学城建学院
市 政 与 环 境 工 程 系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT - 3 - 目录 1. 课程设计题目 ......................................................................................................... 4 2. 课程设计目的及要求 ............................................................................................. 4 3. 设计任务 ................................................................................................................. 5 4. 原始资料 ................................................................................................................. 5 5. 基本要求 ................................................................................................................. 8 6. 设计成果 ................................................................................................................. 8 7. 设计步骤 ................................................................................................................. 8 8. 设计用水量计算 ..................................................................................................... 9 9. 确定给水管网定线方案 ....................................................................................... 11 10. 设计流量分配与管径设计 ................................................................................. 11 11. 设计结束语与心得体会 ..................................................................................... 14 12. 参考资料 . (16)
给水管道课程设计计算说明书 给水排水工程
工程概述 给水系统设计时，首先须确定该系统的供水规模和供水量。因为系统中的取水、水处理、泵站和管网等设施的确定都须参照设计用水量，从而确定工程的规模及正确选择各级工艺的设计参数和水处理工艺的流程，从而使水质、水压、水量满足用户的使用要求。 城市设计用水量主要包括居住区的生活用水和由城市给水系统供给的工业生产用水和职工的生活用水与淋浴用水，还有全市性的公共建筑和设施用水、浇洒道路和大面积绿化用水以及消防时用水。 设计区域内的用水情况：2个居民区的居民的生活用水、2个工业区的职工生活用水及淋浴用水、2个工业区的生产用水、火车站的用水、浇洒道路和大面积绿化用水。 城市最高日用水量计算 1．居民最高日综合生活用水量 由原始资料得该城市位于广东，人口数为13.05万，查《室外给水设计规范》可知该城市位于一分区，为中小城市，本设计中370(·d) 目前该城市有6.3+6.75=13.05万人口，自来水普及率f为100%。 得=370×130500×10048285（m3）。 2．工业区用水量 工业区内职工生活用水量和淋浴用水量，可按《工业企业设计卫生标准》。 职工生活用水量：一般车间按每人每班25升计，高温车间按每人每班35升计职工淋浴用水量：一般车间按每人每班40升计，高温车间按每人每班60升计工业区I（两班制运转）：工人总人数3000人，其中高温车间人数1000人 工业区I生活用水量=(2000×25+1000×35)÷1000=85(m3) 工业区I淋浴用水量=(2000×40+1000×60)÷1000=140(m3) 工业区（三班制运转）：工人总数4500人，其中高温车间人数1200人
蒸汽管线出现水击及处理方法 水击现象主要是因为管道内的介质冷热混合不均匀而造成的，蒸汽管道应正常的投用疏水器 ，对于需要加热管道内的介质而把热的介质加入管道内的应及时把热量移走 管线发生水击现象是由于疏水排水不及时所致。 1、应检查原有疏/排水阀门是否有堵塞，或者有些本应该设置疏排水的地方没有设置。 2、应及时调整前端输送介质压力，防止前端超压而使管道、阀门受损，特别是法兰垫片容易差压冲破。 3、暖管疏水不够充分或汽温快速下降，过热度不够，导致水冲击，造成管道剧烈振动，若水进入汽轮机将发生叶片损坏等重大事故，若发生水击，应及时打开疏水门；若主汽温快速下降应及时停机，以免汽轮机进水。 蒸汽管线，发生水击是难免的，但要做好前期工作，如保证端头疏水器畅通、及时打开低点导淋进行排水输导，同时要尽量提高蒸汽温度，使其成为过热蒸汽等等。如果是其他气体介质，那前面所说的前期工作也要做到位，如果条件允许，可对相应管道做预热处理，如先少量通过介质，等管道温度基本接近介质温度时，再逐渐加大介质流量。
蒸汽管道的水击与防范处理 1、常见蒸汽管道的水击现象及征象 水击现象最容易在蒸汽管道中发生，以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。第三种征象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 2、蒸汽管道水击的防范与处理 发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，