山丘区长距离输水工程系统及总体优化方法_4

文档序号:9822779阅读:来源:国知局
、管道根数,依次输入方案一、二、立......选择的管 材、管径,据此计算出各方案的管道流量,根据计算出的管道流量输出能力情况,确定管材 和管径方案。
[02%] 2、确定管材和管径
[0227]根据输入的管道长度L(m)、管道两端水位差H(m)、管道粗糖系数n计算出相应的输 出流量Q(HiVs),根据满足流量要求的管材价格确定合理的管材和管径。
[022引计算公式:
[0229] 流量
[0230] 其中:流量系数
[0231] A = 8g/C^

[0233] R〇 = d/4;
[0234] n=(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)。
[0235] C-管道局部水头损失系数;
[0236] g-重力加速度(m/s2)。
[0237] 所述步骤7中输水方式的选择:
[0238] 距离L和流量Q,水源水位Zl和出口水位(末端)水位Z2
[0239] 1、如果21<22,加压输水
[0240] 水累扬程 Hp = Z2-Zl+h (m)
[0241 ] h为输水过程的水头损失m
[0242] 2、如果Z1>Z2,可考虑重力输水,重力输水管水力坡度if和平均地形坡度io有如下 关系:
[0243] if < io,其中i〇=(Z2_Zl)/L
[0244] 如果有:F1>F2+F3+F4,则采用加压输水
[0245] Fl重力输水管的建造费用;F2压力输水管的建造费用;F3累站建造费用;F4管理运 行费用。
[0246] 如果有:Fl <F2+F3+F4,宜采用重力输水,输水管径要满足在最大流量时水力坡度 小于或等于地形坡度。
[0247] 具体地,
[0248] 方案一:线路自第一前池2-1,沿线共布置了 4级累站,2座隧桐,第一压力管道3-1 和第二压力管道3-2均为2根,第=压力管道3-3、第四压力管道3-4、第五压力管道3-5为单 管输水。经过水力计算,输水系统第一累站1-1的扬程控制点为第二前池2-2上游、第二累站 1-2的扬程控制点为第一隧桐4-1进口高程、第S累站1-3的扬程控制点为D1、第四累站1-4 的扬程控制点为第二隧桐4-2进口底高程,4级累站扬程配置基本相同。第一压力管道3-1、 第二压力管道3-2全部为加压输水,第=压力管道3-3在第=累站1-3至控制点Dl之间管道 为压力输水、Dl至第四前池2-4位有压重力输水,第四压力管道3-4为加压输水,第五压力管 道3-5为有压重力流输水。第一隧桐4-1、第二隧桐4-2和暗渠均为无压重力输水。
[0249] 该线路方案通过增大、减小管径,在隧桐桐底坡度一定的情况下降低进口底高程、 相应调整隧桐和暗渠长度、管道长度、水累机组扬程等。即可W形成本线路方案组。
[0250] 方案二:线路自第一前池2-1,沿线共布置了 4级累站,3座隧桐,第一压力管道3-1 和第二压力管道3-2均为2根,第S压力管道至第屯压力管道3-3、3-4、3-5、3-6、3-7均为单 管输水。经过水力计算,输水系统第一累站1-1的扬程控制点为为第一隧桐4-1进口高程、第 二累站1-2的扬程控制点为第二隧桐4-2进口高程、第S累站1-3的扬程控制点第一高位水 池8-1的底高程、第四累站1-4的扬程控制点为第S隧桐4-3进口底高程。第一压力管道3-1、 第二压力管道3-2、第=压力管道3-3、第六压力管道3-6全部为压力输水,第四压力管道3-4、第五压力管道3-5、第屯压力管道3-7为重力流压力输水。第一隧桐4-1、第二隧桐4-2、第 S隧桐4-3和第一暗渠5-1、第二暗渠5-2均为无压重力输水。
[0251] 该线路方案较方案一 :(1)增加了第一隧桐4-1和第一暗渠5-1,输水线路缩短;(2) 第一累站1-1扬程增大、第二累站1-2扬程减小,第一累站1-1、第二累站1-2总扬程减小;(3) 第一累站1-1至第S前池2-3的工程投资和运营费用均减小;(3)增加了第一高位水池8-1和 第二高位水池8-2,第S累站1-3的扬程控制点往上游前移,变为第一高位水池8-1,第S累 站1-3扬程降低;第一高位水池8-1至第二高位水池8-2之间输水方式变为有压重力输水,第 =压力管道3-3直径增大或直径不变改为糖率更低的管材;第=累站1-3至第四前池2-4的 工程投资增加,但运行能源费用降低。
[0252] 本线路方案通过增大、减小管径,使用糖率更低的管材,在隧桐桐底坡度一定的情 况下降低进口底高程、相应调整隧桐和暗渠长度、管道长度、水累机组扬程等。即可W形成 本线路方案组。
[0253] 方案线路自第一前池2-1,沿线共布置了 4级累站,5座隧桐,第一压力管道3-1 和第二压力管道3-2均为2根,第二压力管道-至第八压力管道3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8均 为单管输水。经过水力计算,输水系统第一累站1-1的扬程控制点为为第一隧桐4-1进口高 程、第二累站1-2的扬程控制点为第二隧桐4-2进口高程、第S累站1-3的扬程控制点高位水 池的底高程、第四累站1-4的扬程控制点为第S隧桐4-3进口底高程。第一压力管道3-1、第 二压力管道3-2、第=压力管道3-3、管道7全部为压力输水,第四压力管道3-4、第五压力管 道3-5、第六压力管道3-6、第八压力管道3-8为有压重力输水。第一隧桐4-1、第二隧桐4-2、 第四隧桐4-4、第五隧桐4-5和第一暗渠5-1、第二暗渠5-2均为无压重力输水,第S隧桐4-3 为有压重力输水。
[0254] 该线路方案较方案一 :(1)增加了第一隧桐4-1、第S隧桐4-3、第四隧桐4-4和第一 暗渠5-1,输水线路缩短;(2)第一累站1-1扬程增大、第二累站1-2扬程减小,第一累站1-1、 第二累站1-2总扬程减小;(3)第一累站1-1至第=前池2-3的工程投资和运营费用均减小; (3)增加了高位水池,第S累站1-3的扬程控制点往上游前移,变为第一高位水池8-1,第S 累站1-3扬程降低;高位水池至第四前池2-4之间输水方式变为有压重力输水,第四压力管 道3-4直径增大和采用了糖率更低的管材;第=累站1-3至第四前池2-4的工程投资增加,但 运行能源费用降低;(4)第=累站1-3至第二水库7-2的输水线路缩短。
[0255] 本线路方案通过增大、减小管径,使用糖率更低的管材,降低进出口底高程、相应 调整隧桐和暗渠长度、管道长度、水累机组扬程等。即可W形成本线路方案组。
[0巧6]实施例2
[0257] 本实施例针对具体输水管道工程全部或其中一段线路初步确定的一根或多根管 道或其中管道的多种管材的经济和技术性能综合的比较方法和选择方法。
[0258] 所采用的技术方案是:其包括如下步骤:
[0259] (1)分别计算各种管材管道工程的年运营费
[0260]为保证各种管材经济比选的合理性,对应的管道工程的年运营费的计算是W相同 输水规模、相同长度和单位长度的水力损失相等或相近为前提的。
[0%1]年运营费主要为投资成本提成、生产费和能源费S项。
[0%2] Aj = Acj+Avj+Asj (1)
[0%3] (j = l,2,3,........m)
[0264] 式中Aj为年运营费;Au为管材相对应的管道工程的年成本,与管道工程总投资、使 用年限和年利率有关;Aw为年平均生产费,主要是系统折旧及维修、养护、管理等费用;Asj 为年耗电费;m为参与比选的管材数量。
[0265] 各种管材管道工程的年运营费的可W依整条管道为计算单元,也可W单位长度 (每Ikm)管段为计算单元。
[0266] (2)管材技术特性量化计算
[0267] ①制定管材一影响因素项目量化评分表,见下附表1。
[0268] 本发明附表1列出了各种管材分别对应性能影响因素的评分,共15个影响因素、43 个分项。其中Ka为主要影响因素项目,包括管道直径、工作压力、地质条件、外部荷载、周围 环境、防腐措施、产品质量、安装质量保证程度和维护检修,i = l,2,3…9;Kb为一般影响因 素项目,包括供水方式、管道根数、管线设计、阀口设备、二次污染和工程管理,i = l,2,3--- 6。附表1中Ka、Kb与管材及其对应的各影响因素分项有关,管材数量不限于表中所列内容;该 表为通用表格,评价值给出了取值范围。
[0270]
[0271] ②分别计算各管材技术特性评价值
[0272] 对于某一项输水管道工程或某项工程中的一个管段,如果参与经济技术比选的管 材数量为m,根据附表1和工程具体条件,即可确定各管材对应各影
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