D型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、首鋼 180000 噸/天 D 型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算一、已知條件設(shè)計(jì)水量：Q=180000m3/d濾池規(guī)格：共有14格，每格28 m2 ,分2組，每組7格。反沖洗流程：第一階段：?jiǎn)为?dú)氣沖，沖洗歷時(shí) 35 min,氣洗強(qiáng)度23L/ (nbs);第二階段：氣水同時(shí)反沖洗，歷時(shí) 810 min,氣洗強(qiáng)度23L/ (nVs),水沖洗 強(qiáng)度 6L/ (n2 - s);第三階段：清水漂洗，沖洗歷時(shí) 35 min,沖洗強(qiáng)度6 ( L/m2 - s);反沖洗全過(guò)程中伴有表面掃洗，表面掃洗強(qiáng)度L/m2 - s；沖洗時(shí)間共計(jì)t=1520min,沖洗周期T=24h。(取20min=1/3h)二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、池體設(shè)計(jì)(1)

2、、濾速：v=Q/ (FX24)F濾池總面積，14X 28=392 m2v=180000/ (392X24) =h( 2) 、校核強(qiáng)制濾速v v' =Nv/(N 1)=7X(7 1)=h<23m/h( 3) 、濾池高度的確定濾板下布水區(qū)高度H1=濾板高度H2= m濾網(wǎng)板(承托層)高度H 3= m濾網(wǎng)板與注塑蓋板之間高度H4= mV 型槽與注塑蓋板之間距離為 H5= mV 型槽高度為H6= mV 型槽頂至濾池頂高度為H7= m則濾池總高H= H1 +H2+ H3+H4 +H5+ H6+ H7=+= m4) 、水封池的設(shè)計(jì)按照試驗(yàn)數(shù)據(jù)，DA863彗星式纖維濾料清潔濾層的水頭損失取AH清

3、=m正常過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失AH< m,取m。忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過(guò)濾的水頭損失為：A H開始=+=為保證濾池正正時(shí)濾池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料層相同。堰底板與濾池底版標(biāo)高相同，水封井出水堰總高A H水封=Hi +H2+ H3=+=2、反洗水量和氣量計(jì)算( 1) 、反洗水量計(jì)算按水沖強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大為6 L/ (nbs)Q反=q 水 f=6 X 28=168L/s=s=hD 型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量Q表水=4表水 f= X 28=s(2)、反洗氣量Q氣的計(jì)算按單獨(dú)氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算，這時(shí)氣沖強(qiáng)

4、度為23L/ (m2 s)Q反=q 氣 f=23 x 28=644L/s=min3、濾池管渠的布置( 2) 、反沖洗管渠A、氣水分配渠氣水分配渠起端寬取，高??；末端寬取 m,高取m。則起端截面積itf,末端截面 積褶。兩側(cè)沿程各布置28個(gè)配氣小孔和23個(gè)布水方孔，共56個(gè)配氣小孔和46個(gè)布 水方孔。B、排水集水槽排水集水槽槽頂端高出濾料層頂面米，則排水集水槽起端槽高H 起 =H1 +H2+ H 3 +濾料層厚度+ =+ =米式中，H1 H2 H3 同前，米為氣水分配渠起端高度，為排水集水槽板厚。排水集水槽末端高H末=H 1+H+H+濾料層厚度+-=米底坡=()/=C、排水集水槽排水能力校核。由

5、矩形端面暗溝(非滿流，n=)計(jì)算公式校核集水槽能力。設(shè)集水槽超高米，則槽內(nèi)水位高 h 排集 =米，槽寬b 排集 = 米，濕周 X=b+2h=+2< =米水流斷面。A排集=bh=x =米2水力半徑：R= A排集儀=米水流速度：v=(R2/3 i 1/2)/n = 3x 1/2)/=x =s過(guò)水能力Q排集=A排集v=x = s ,實(shí)際水量：Q反=Q反水+Q表水=+=s< m3/s( 3) 、進(jìn)水管渠A、進(jìn)水總渠8 座濾池雙側(cè)進(jìn)水， 每 4 座濾池共用一個(gè)進(jìn)水渠， 進(jìn)水渠流量為Q=180000/4m3/d=s,進(jìn)水總渠流速取s,則水流斷面積A 進(jìn)總 =Q/v=水面高，總渠寬，實(shí)際流速 v

6、' =x=s0B、每座濾池的進(jìn)水孔每座濾池由進(jìn)水側(cè)開一個(gè)進(jìn)水孔， 進(jìn)水總渠的水通過(guò)這個(gè)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。 進(jìn)水 孔設(shè)電動(dòng)閘門，在反沖洗時(shí)調(diào)節(jié)閥門的開啟度，供給反洗表掃水?？卓诿娣e按孔口淹沒(méi)出流公式Q=(2gh) 1/2 計(jì)算， 其面積按濾池強(qiáng)制過(guò)濾水量計(jì)，孔口兩側(cè)水位差取，則孔口面積：1/2人孔=0雖/ (2gh)Q弓=180000/ (12X86400) =s人孔=(X ( 2X X) 1/2)=孔口寬高=400X 400mm,實(shí)際孔口面積 m2C、濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為保證進(jìn)水穩(wěn)定性， 進(jìn)水總渠引來(lái)的水經(jīng)過(guò)寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠， 再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的 V 型槽。寬頂堰堰

7、寬 b 寬頂 =，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距，堰上水頭由矩形堰的流量公式 Q=得：h寬頂=Q強(qiáng)/ (寬頂)3/2= (X) 2/3=。D每座濾池的配水渠進(jìn)入每座濾池的水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流于配水渠， 由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的 V 型槽。濾池配水渠寬 b 配渠 =，渠高，渠總長(zhǎng)等于濾池總寬，則渠長(zhǎng)L 配渠 =。當(dāng)渠內(nèi)水深h配渠二時(shí)，流速(進(jìn)來(lái)的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去，每側(cè)流量為Q強(qiáng)/2)v 配渠 =Q雖/ (2b配渠 h 配渠 ) = (2X X) =sE、配水渠過(guò)水能力校核配水渠的水力半徑R配渠=b配渠h配渠/ (2h配渠+b配渠)=x (2X+)=,配水渠的水

8、力坡降：I 渠=(nv 渠/R 渠 2/3) 2= (X 3) 2=x 10-5渠內(nèi)水面P1落量A h渠=I渠L渠/2= X10-5X2=X 10-5m配水渠最局水位 h配渠+A h渠渠局。進(jìn) V 型槽配水孔斷面積為 A=進(jìn)V型槽配水孔流速v= Q弓m/2A= (2X ) =So4、 V 型槽的設(shè)計(jì)V 型槽槽底設(shè)表面掃洗水出水孔，直徑取d 孔=, 間隔，每槽共計(jì)70 個(gè)。則單側(cè) V型槽表掃水出水孔總面積A 表孔二(X4) X 70= m2表掃水出水孔中心標(biāo)高與排水集水槽堰頂相平，即V型槽底低于排水集水槽堰頂。據(jù)潛孔出流公式Q= (2gh) 1/2，其中Q應(yīng)為單格濾池的表掃水流量。則表面掃洗時(shí)V

9、型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面hv液=Q 君/ (2X 表孔)2/ (2g) =(2 X X 2/(2 X =反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=2 求得，其中b 為集水槽長(zhǎng)， b=L 排槽 =7m， Q 為單格濾池反沖洗流量表掃水的流量Q反單=(6+) X 28/1000=sh排槽=Q反單/義7) 2/3=。V型槽傾角500,垂直高度，壁厚。反沖洗時(shí)V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為h排槽=反沖洗時(shí)V型槽頂高出槽內(nèi)液面高度為h排槽-hv液=5、反沖洗水的供給(1)、反洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失 hi反沖洗配水管用鋼管，DN350管內(nèi)流速s,1000i=布置鋼總長(zhǎng)計(jì)50m,則

10、反沖洗總 管的沿程水頭損失 hf' =Il= x 50=表41沖洗管配件及阻力系數(shù)配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)900彎頭66X =閥門33X =等徑三通44X =總計(jì) hj' = E v2/(2g尸 X(2X 二則沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失 hi' =hj + hj' =+=(2)、集水池最低取水水位與濾池排水槽堰頂?shù)母卟頗0=(3)、濾池配水系統(tǒng)的水頭損失 h2A、氣水分配干渠的水頭損失按最不利條件，即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)渠 上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管(非滿流n=)近似計(jì)算。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)Q反氣水-s,則氣水分陪渠內(nèi)水面高為：h反

11、水=Q氣水/ (v水干b氣水)=(X)水力半徑： R反水=b氣7h h反水/ (2h反水+b氣水)=X (2X+)水力坡降：i反渠=(nv渠/R渠2/3) 2= (X3) 2=渠內(nèi)水頭損失 h反水=1反水l反水=乂 7=oB、氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失 h方孔Q=(2gh) 1/2計(jì)算。其中Q為Q反氣水，A為配水方孔總面積，A方孔= nf,則， h方孔 =Q 反氣水/ (方孔)2/2g= (x) 2/ (2x)C、查手冊(cè)，反沖洗水經(jīng)過(guò)濾頭的水頭損失h濾WD氣水同時(shí)通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失 h增氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水比n=23/6=,長(zhǎng)柄濾頭配水布?xì)庀到y(tǒng)的濾柄孔口總面積 與濾池過(guò)濾總面積之比

12、約為1%則長(zhǎng)柄濾頭中的水流速度v 柄=Q反氣水/ (1%< f) =(1 %x 28)=s通過(guò)濾頭增加的水頭損失h增=9810n則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失 h2為： h2=Ah反水+/ h方孔+/h濾+Ah增 =+(4)、濾料層水頭損失4 h3濾料為DA863彗星式濾料。容重丫 1比水略重，水的容重丫 =1000 kg/m3,纖維濾 料膨脹前的空隙率m0=,濾料層膨脹前的厚度H3=,則濾料層水頭損失 h3= ( y 1/ y -1 ) (1-m) H3取(5)、富裕水頭 h4取則反沖洗水泵的最小揚(yáng)程為：H 水泵=0+4卜1' +zh2' +zh3' + h4=+選3

13、臺(tái)SB250-250A型的單級(jí)單吸離心泵，2用1備，Q=600r3/h , H=10m P=37KW 5、反洗空氣的供給(1)、長(zhǎng)柄濾頭的氣壓損失A P濾頭根據(jù)資料，在該氣體流量下的壓力損失最大為：AP 濾頭=3Kpa。(2)、氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失A P氣孔反沖洗時(shí)氣體通過(guò)配氣小孔的流速v氣孔=Q氣孔/A氣孔=(2 X 28 XX) =s壓力損失按孔口出流公式 Q=360(MA (2gAp/ T) 1/2計(jì)算式中：ii孔口流量系數(shù)，=A孔口面積，m2A P壓力損失mm水柱g重力加速度，g=m2/sQ氣體流量，m3/h式一一水的相對(duì)密度，T =1A P氣孔=(Q氣孔y )/ (2X 36

14、002 JA2氣孔g)2 =(2 X 3600 XXX=mm H28 Kpa(3)、配氣管道的總壓力損失A P管A、配氣管道的沿程壓力損失A P1反沖洗空氣流量s,配氣干管用DN250®管，流速s,反沖洗空氣管總長(zhǎng)約50m,氣 水分配渠內(nèi)的壓力忽略不計(jì)。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計(jì)算公式P氣壓=(+H氣壓)XP 氣壓 式式空氣壓力， KpaH 氣壓 式式長(zhǎng)柄濾頭距反沖洗水面高度，m， H 氣壓 =則反沖洗時(shí)空氣管內(nèi)氣體壓力P空氣=(+H氣壓)X = (+) X = Kpa空氣溫度按30oC考慮，查表，空氣管道的摩阻為 Kpa/1000 m則配氣管道沿程壓力損失A P產(chǎn)X 50/1000= KpaB、配氣管道的局部壓力損失A P2主要配件及去度換算系數(shù)K見表表5-1反沖洗空氣管配件及長(zhǎng)度換算系數(shù)配件名稱數(shù)量/個(gè)長(zhǎng)度換算系數(shù)K90彎頭8x 8=閥門3x 3=等徑三通3x 3=,K當(dāng)量長(zhǎng)度的換算公式：L0二式中L。一管道當(dāng)量長(zhǎng)度，mD1管徑，mK一長(zhǎng)度換算系數(shù)空氣配管換算長(zhǎng)度L°=。則局部壓力損失為A P2=X 1000= Kpa配氣管道的總壓力損失：A P 管=A P1+ A P2=+= Kpa(4)、取富余壓力Pw=本系統(tǒng)采用氣水同時(shí)反沖洗，對(duì)氣壓要求最不利情況發(fā)生在氣水同時(shí)反洗時(shí)，此 時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)或貯氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓力為：P出