【正文】 ..............................2第二章 統(tǒng)計用戶量、計算最大用水量 ....................................................................4第三章 確定配水管和主干管的管徑、流速、損失及供水壓力 ..........................14第一節(jié) 確定管徑 ......................................................................................................................14第二節(jié) 確定損失 ......................................................................................................................17第三節(jié) 確定給水管網(wǎng)的供水壓力 ..........................................................................................23第四章 給水管材及管壁的選擇 ..............................................................................35第五章 水泵、電機(jī)的選擇 ....................................................................................37第六章 泵組系統(tǒng)設(shè)計 ..............................................................................................40第七章 無塔恒壓供水變頻調(diào)速 ..............................................................................43第一節(jié) 概述 .............................................................................................................................43第二節(jié) 無塔上水器對拖動系統(tǒng)的要求 ..................................................................................45第三節(jié) 無塔供水變頻調(diào)速系統(tǒng) ..............................................................................................48第四節(jié) 恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng) ..............................................................................................50第八章 無塔恒壓供水的控制系統(tǒng) ..........................................................................59第一節(jié) 主回路控制系統(tǒng)的設(shè)計 ..............................................................................................59第二節(jié) 確定 PLC 輸入、輸出點數(shù)及其型號的選擇 ..............................................................63第三節(jié) PLC 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 ...........................................................................................65第四節(jié) 壓力傳感器的選型 ......................................................................................................82新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系1概 述給水工程的任務(wù)是安全衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)合理地供應(yīng)人們生活與生產(chǎn)活動用水及保安消防用水；消除火災(zāi)危害，提高人們健康水平，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展。因此，給水工程是城市建設(shè)的重要組成部分。二、給水管道工程任務(wù)組成部分管道工程的任務(wù)是將符合水制要求的飲用水安全經(jīng)濟(jì)的輸配到用戶，經(jīng)過使用后，將污水迅速而有組織地排到處理設(shè)備中，進(jìn)行回收利用及排放。三、給水系統(tǒng)的分類及組成（一）建筑給水系統(tǒng)的分類建筑給水系統(tǒng)包括街坊和建筑物內(nèi)的給水管網(wǎng)兩部分，其任務(wù)是供應(yīng)不同類型建筑物的用水，滿足生活、生產(chǎn)和消防上的用水需要。除水量、水壓應(yīng)滿足需要外，水質(zhì)也必須符合國家頒布的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于工業(yè)種類、生產(chǎn)工藝各異，因而對水量、水壓及水質(zhì)的要求也不盡相同。消防給水系統(tǒng)，是供保安滅火的貢稅系統(tǒng)，對水量、水壓的要求必須給予保證，國家制訂了高層建筑及低層建筑設(shè)計防火規(guī)范，可供設(shè)計是參考使用，但消防用水對水質(zhì)無特殊要求。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進(jìn)行比較，其差值輸入 CPU 運算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機(jī)的投運臺數(shù)和運行變量泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。進(jìn)入 90 年代電力電子器件向著大容量、高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向發(fā)展。目前自動恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用 PLC 控制器，因 PLC 不僅可實現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)功能，可對系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)、控制點的實時監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運行工況的 CRT 畫面顯示、故障報警及打印報表等功能。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)，是在對一個典型的水塔供水系統(tǒng)的技術(shù)改造實踐中，根據(jù)盡量保留原有設(shè)備的原則設(shè)計的，該系統(tǒng)很好的解決了舊設(shè)備需要頻繁檢修的問題，既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢，同時有效的節(jié)省了資金。供水管網(wǎng)的形式基本上可分為兩種：樹枝式及環(huán)式管網(wǎng)。但當(dāng)某處管線發(fā)生故障時，其下游管線將會斷水，供水可靠性較差。一般在小城市中供水要求又不太嚴(yán)格時，可以采用樹枝式管網(wǎng)。 1圖 21 樹枝式管網(wǎng) 圖 21 環(huán)式管網(wǎng)2. 環(huán)式管網(wǎng)如圖 22 中管線間連接成環(huán)網(wǎng)，每條管均可由兩個方向來水，如果一個方向發(fā)生故障，還可由另一方向供水，因此供水較為安全可靠。環(huán)式管網(wǎng)還有降低水頭損失，節(jié)約能量、縮小管徑以及減少水錘威脅等優(yōu)點，有利供水安全。給水管網(wǎng)必須有充足的輸配水能力，工作安全可靠，經(jīng)濟(jì)使用?？傊芫W(wǎng)的布線，即要保證供水安全又要盡量簡短管線。分期建設(shè)可減輕市政府一次投資過大的負(fù)擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)42. 管網(wǎng)應(yīng)供水安全可靠，當(dāng)去部管線發(fā)生故障時，仍能保證不間斷供水。這樣既可提高供水可靠性，加快建設(shè)速度，又可降低造價和運行管理費用。為了作好規(guī)劃布置工作，要根據(jù)地區(qū)規(guī)劃，地形地質(zhì)和自然情況，人口的增長，并考慮將來發(fā)展與運行管理上簡便，我們通過調(diào)查研究，進(jìn)行詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選取適宜的方案，合理布置管線。針對我們學(xué)校的實際情況，我們制定了兩套設(shè)計方案。 具體設(shè)計方案如下：方案一：根據(jù)當(dāng)前用水要求計算管徑流量、選擇合理管徑，計算出供水壓力選擇合適的泵，根據(jù)要求設(shè)計恒壓無塔供水變頻調(diào)速系統(tǒng)。第二章 統(tǒng)計用戶量、計算最大用水量計算給水工程時，首先確定所需要供應(yīng)的總水量，以便決定各種給水構(gòu)筑物的規(guī)模和尺寸，其中包括：用水區(qū)配水管網(wǎng)、泵房等等。一、用水量標(biāo)準(zhǔn)用水量標(biāo)準(zhǔn)是給水工程設(shè)計的主要依據(jù)，其大小涉及的面很多，直接影響工程的投資，供水安全、可靠和運行管理等方面。生活用水量標(biāo)準(zhǔn)：城鎮(zhèn)居民、工業(yè)企業(yè)職工和公共建筑的工作人員每日都需要一定量的生活Comment [.1]: 公式見參考書目 2第16頁公式（31）公式（32）新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系5用水。生活水平高、水質(zhì)好、水壓高用水量就較大，南方氣候炎熱處比北方用水量也多，因此用水量各地不同。我過幅員遼闊，南北氣候及生活習(xí)慣不同，用水量相差很大，為了便于給水工程建設(shè)，國家建委制定了全國各地區(qū)的用水量標(biāo)準(zhǔn)。用水量標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計的基本依據(jù)，必須慎重研究，要根據(jù)具體情況，參考附近地方標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)近期結(jié)合確定適宜的用水量標(biāo)準(zhǔn)。生活用水量是隨著人的生活活動和季節(jié)的不同而變化，比如，節(jié)假日與平日，炎熱干旱季節(jié)與寒冷季節(jié)等均不相同，在一日之內(nèi)早晚用水量最多。在最高日內(nèi)其中用水量最大的一小時用水量稱為最高時用水量。在最高日一天之內(nèi)最高時用水量與其平均時用水量的比值，稱為時變化系數(shù)，其值在 ～ 之間。計算可按以下公式： adQK?dhh24?hah?dzK式中 =平均日用水量（升/人日） ；aQComment [.2]: 公式見參考書目 2第19頁公式（33）畢業(yè)設(shè)計：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)6＝最高日用水量（升/人日） ；dQ=最高時用水量（升/人日） ；h， 及 ＝分別為日、時、及總變化系數(shù)。設(shè)計用水量的確定，除參照國家規(guī)定的用水量標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)根據(jù)實際調(diào)查資料，結(jié)合具體情況以及工程設(shè)計期限并留有適當(dāng)?shù)挠嗟?。用水量的計算包括生活、生產(chǎn)及消防用水量三部分。生活用水量的計算應(yīng)參照有關(guān)規(guī)范并結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r確定用水量標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)計劃人口來計算生活用水量。經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查統(tǒng)計，得出校園用水情況。選用時應(yīng)注意以下幾點：Ⅰ、住宅生活用水定額只是住宅自身用水量，不包括其它建筑。Ⅱ、住宅生活用水定額為最高日生活用水定額。Ⅳ、無分戶水表、或不按分戶水表計量收費時可參考選用表 括號內(nèi)數(shù)值。（2）集體宿舍、旅館和公共建筑生活用水定額集體宿舍、旅館和公共建筑生活用水定額應(yīng)根據(jù)衛(wèi)生器具完善程度和地區(qū)條件由參考書目 1 第 6 頁表 規(guī)定。Ⅱ、表 所規(guī)定的用水定額為生活用水，包括生活用水量和飲水量，也包括正常漏水量和間接用水，如清潔用水在內(nèi)。Ⅲ、生活用水定額包括主要用水對象（旅館旅客、醫(yī)院病人、學(xué)小學(xué)生、劇 院觀眾、食堂顧客）用水外，還包括工作人員（旅館服務(wù)人員、理發(fā)室理發(fā)畢業(yè)設(shè)計：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)10師、食堂炊事人員、要兒園保育員、學(xué)校教職員）用水。Ⅳ、表 中末列入的建筑物的用水定額可參照類似建筑物采用，如銀行、郵電局、設(shè)計樓、計算機(jī)樓可參照辦公樓、展覽樓、俱樂部、音樂廳、雜技場可參照電影院和劇院，洗染店可參照洗衣房，飲食店、酒吧、咖啡廳可參照營業(yè)食堂等。日kⅥ、影響公用和公共建筑生活用水定額的主要因素有：衛(wèi)生器具的完善程度、地區(qū)、使用要求對象等。根據(jù)以上用水定額標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我們學(xué)校實際情況，計算用水量如下表：表 22 最高日用水量統(tǒng)計用水定額衛(wèi)生間（L/時）建筑名稱生活用水L/人高水箱 小便槽綠化（2L/m 2次）總?cè)藬?shù)（人）總用水量（L）備注5 250 442 m2 144 368846 250 180 m2 162 408607 250 162 405008 250 90 22500家屬樓9 250 963 m2 135 35926 含金工車間行政樓 50 168 180 293 m2 316 115838實驗樓 150L/h 168 180 690 m2 141324圖書館150 L/h168 180 172920幼兒園 50L/天 168 180 300 m2 130 92060 包括后勤公司教學(xué)樓 150 168 180 623 m2 418054洗浴中心 150 455 m2 26782按 100 人/天計算，含開水房、洗衣房普通 100 24 床位招待所標(biāo)準(zhǔn) 300 14 床位6600按床位（2） 一幢建筑有多種衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時，如住宅部分有熱水供應(yīng)；集體宿舍、旅館部分設(shè)公共廁所，分別按不同標(biāo)準(zhǔn)的用水定額和服務(wù)人數(shù)，計算個部分的最高日生活用水量，然后將同時用水項目疊加求得整個建筑的最高日生活用水量。（4） 建筑物實際用水項目超過或少于原定范圍時，其用水量應(yīng)作相應(yīng)增減，如旅館、醫(yī)院設(shè)有洗衣房時，增加洗衣房用水量；辦公樓、中學(xué)校設(shè)有食堂時應(yīng)增加食堂用水量。（6） 設(shè)計單位數(shù)由建筑單位或建筑專業(yè)提供，當(dāng)無法統(tǒng)計服務(wù)人數(shù)時，如教學(xué)樓等，按衛(wèi)生器具一小時用水量和每日工作時數(shù)確定最高日用水量。（7） 綠地面積劃入到附近的建筑物的用水中，按建筑物內(nèi)部供水處理。民漢餐廳與學(xué)子餐廳人員的分配及飯店就餐人數(shù)是調(diào)查新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系13的結(jié)果。第三章 確定配水管和主干管的管徑、流速、損失及供水壓力給水廠的凈化在第二泵站加壓后，由管網(wǎng)輸配到各用水戶。第一節(jié) 確定管徑確定管網(wǎng)中管段的直徑是設(shè)計管網(wǎng)的主要任務(wù)之一，管段的直徑應(yīng)根據(jù)通過此管段的流量來計算，由水