山丘区长距离输水工程系统及总体优化方法_3

文档序号:9822779阅读:来源:国知局
控制点后的管径加大(不限于一个规格);
[0107] (6)增设无压水池,降低沿线管道工作压力;
[0108] (7)累站级数的减少;
[0109] (8)累站位置的调整;
[0110] (9)调整暗渠断面和长度;
[0111] (10)选择适用于各工况(不同流量)高效区运行的水累机组,确定定速累和变速累 数量。
[0112] 形成相同初选线路方案下的新的方案组,如CI-l、CI-2、CI-3……;cn-i、c n-2、cn-3……。
[0113] 8、对新的方案组中的各方案重复进行第3~6步工作内容,即得到输水系统的净值 最低的最优方案。
[0114] 其中步骤7中管道水力计算包括W下内容
[0115] 一、根据经济流速推荐管径选择范围
[om] 1、设计指标输入
[0117]输入管道设计总流量、管道最小流速、管道最大流速、管道根数(根据年运行时间 及工程重要性确定)。
[011引2、推荐管径选择范围
[0119] 管径的大小与流量、流速有关,确定输水管径需先确定流速,为防止发生过大水键 现象,最大流速不超过2.5~3 . Om/s ;当输送混水时,为避免管内渺积,最小流速应不小于 0.6m/s。
[0120] dmax= (4QAvi)1/2
[0121] 式中:dmax-推荐输水管最大内径(m)
[0122] Q-管道计算流量(m^s)
[0123] Vi-管道最小流速(m/s),取0.6(或根据经验输入其它数据)
[0124] dmin= (4QAv2)1/2
[0125] 式中:dmin-推荐输水管最小内径(m)
[0126] Q-管道计算流量(m^s)
[0127] V2-管道最大流速(m/s),(取2.5~3.0或根据经验输入其它数据)
[0128] 计算结果显示:推荐最大管径、最小管径。
[0129] 二、管道方案经济技术比较
[0130] 1、设计指标输入
[0131] 在已输入设计流量、管道根数基础上,再输入管道长度、年运行时间、累站进水池 设计水位(或管道首端高程)、管道末端出水池水位(或管道控制点高程),然后根据推荐的 管道直径范围,依次输入方案一、二、=、四(前述内容未列出)选择的管材、管径,并输入相 应的管道单价,计算机据此计算出各方案的管道水头损失和累站扬程,管道工程投资和运 行费等,输出管道方案经济技术比较表。根据比较表内容,从性价比最优原则确定出最优方 案。如果比较表内容中没有出现最优方案,则从性价比向优方向重新选择输入四个管材、管 径方案,直至确定出最优方案。
[0132] 管道方案经济技术比较表(案例)
[0135] 注:表中管道单价为运至工地现场价,年运行费计算按流量0.64m3/s,年运行91 天,电价每度0.7元计算。
[0136] 2、水力计算
[0137] 总水头损失:hz = hy+hj [013引沿程水头损失:hy=iL
[0139] 式中:hz-管道总水头损失(m);
[0140] hy-沿程水头损失(m)
[0141] hj-局部水头损失(m);
[0142] L 一计算管段长度(m);
[0143] i-单位管长水头损失;
[0144] 可研和初步设计阶段局部水头损失按其沿程水头损失的10%计算。
[0145] 不同管材沿程水头损失计算公式如下:
[0146] 1)UPVC、阳等塑料管、玻璃钢管
[0147] v = 4Q/(3id2)
(魏斯己赫-达西公式)
-(勃拉休斯公式),其中Re = dXvXl〇6
[0150] 简化后计算公式:
[0151] i = 〇.〇〇〇915Qi'"Vd4'"4
[0152] 局部水头损失:hj = 2 Cv=V(2g)
[0153] 式中:hy-沿程水头损失(m);
[0154] hj-局部水头损失(m);
[0K5] L-计算管段长度(m);
[0156] i-单位管长水头损失;
[0157] Q-管段流量(m^s);
[015引V-管内流速(m/s);
[0159] d-管道内径(m);
[0160] C-管道局部水头损失系数;
[0161] g-重力加速度(m/s2)。
[0162] 2)钢管、铸铁管
[0163] v = 4Q/(3id2)
[0164] 当 v< 1.2m/s时,i = 0.000912v2( 1+0.867/v)°'^/di'3 [01 化]当 v> 1.2m/s 时,i = 0.00107v^di'3
[0166] 局部水头损失山=2Cvl/(2g)
[0167] 式中:i-单位管长水头损失;
[016引 V-管内流速(m/s);
[0169] d-管道内径(m);
[0170] L-管道长度(m);
[0171] Q-管段流量(V/s);
[0172] C-管道局部水头损失系数;
[0173] g-重力加速度(m/s2)。
[0174] 3)混凝±管、钢筋混凝±管、钢筒混凝±管及采用水泥砂浆内衬的金属管道
[0175] v = 4Q/(3id2)
[017 引或i = 10.294n2Q2/d5'333
[0179] 式中:i-单位管长水头损失;
[0180] V-平均流速(m/s);
[0181] R-水力半径(m);
[0182] d-管道内径(m);
[0183] C-流速系数;
[0184] n-粗糖系数(玻璃钢管0.009,钢管水泥砂浆内衬0.012,钢管涂料内衬0.011,旧 钢管未做内衬0.016,预应力混凝±管0.0125,预应力钢筒混凝±管0.012,矩形混凝±渠道 0.014)。
[01化]3、累站装机容量 [0186]累站装机容量计算公式:
[0187] N=l.lX9.81HQAlbrij [018引式中:N-累站运行功率化W);
[0189] H-累站设计扬程(m)(累站净扬程+管道总水头损失);
[0190] Q-累站设计总流量(m^s);
[0191 ]化一水累效率系数(一般按0.85);
[0192] 屯一电动机效率系数(一般按0.91)。
[0193] 4、累站工程投资
[0194] 累站工程投资=NX (0.8~1)(万元)(简单累站取小值,复杂累站取大值)。
[01巧]5、累站年运行费
[0196] 累站年运行费计算公式:
[0197] E = NXhXeAoooo
[019引式中:E-累站年运行费(万元);
[0199] N-累站运行功率(kW);
[0200] h-累站运行时间(小时)
[0201] e-电价(一般按每度0.7元计算)
[0202] 6、管道工程投资
[0203] 管道工程投资=A+B
[0204] 式中:A-管道购置费
[0205] B-施工费(含管道安装、管沟开挖回填费等)(安装费可按管道购置费的10%估 算)
[0206] 1)管沟开挖方量计算
[0207] 为了确保管身安全和尽量节省工程投资,设计最小管顶覆±深度根据管道直径而 定,对于直径1.OmW下的管道,管顶覆±深度按1.0m,直径1.OmW上的管道,管顶覆±深度 同管道直径。管道过河(沟)倒虹及穿越公路处管顶覆±深度应大于I. 5m。管沟低宽按下表 自动选取。
[0208]管沟横断面设计
[0210]管沟为梯形,开挖边坡暂按1:1.0。
[0別。开挖工程量 W=DoL[2(Do+2bi)+4Do] 脚。开挖费额Ew=
[0213] 式中:W-管沟开挖工程量(m3)
[0214] L-管道长度(m)
[0215] Do-管道外径(m)
[0216] bi-管道一侧的工作面宽度(m)
[0217] 2)管沟回填方量计算
[0218] T=W-L地(//4
[0219] 式中:T 一管沟回填工程量(m3)
[0220] W-管沟开挖工程量(m3)
[0221] L 一管道长度(m)
[0222] Do-管道外径(m)
[0223] =、自流管道方案经济技术比较
[0224] 1、设计指标输入
[0225] 输入管道两端水位差、管道长度
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