水泵扬程与配管参数设计

2024-11-29 11:46   宁夏  

在新的水处理项目设计、已建水处理项目改造、水处理项目运营期间接临用水泵时,都会面临水泵扬程与配管参数选择的问题,对于新项目,由于计人员具有专业素养和设计经验,因此问题难度不大,但对于项目运营人员,该问题可能具有较大难度。如果随意选取,可能发生以下四项问题:

(1)水泵扬程选取过高或管道压力等级选取过低,造成爆管、管道出水端水流湍急而不易控制,同时水泵扬程选取过高会增加投资。

(2)水泵扬程选取过低,造成输水量不足。

(3)管径选取过细,造成管道振动大、腐蚀速度快。

(4)管径选取过粗,增加投资,造成浪费。

(5)管道材质选择不合理,材质过高增加投资,材质过低导致腐蚀。

因此,合理确定水泵扬程和配管参数是一项不可忽视的问题,本文总结了水泵扬程和配管参数简易的设计计算方法,供大家参考。

一、管径设计

在初选管径时,应该采用经济管径的计算方法。提出这方面的计算公式是可能的,但实际运用时有困难。因为还不具备从现有管材规格的价格求得适用的经济参数和有关附加参数。然而,建立经济管径的概念却是十分重要的。目前普遍采用的方法是按设计规范及手册推荐的常用流速的范围表每百米管长压力降控制值来初步选择管径,这样计算得到的管径比较接近经济管径。对于水处理,各种水源或各工艺环节推荐流速、每百米管长压力降控制值如下两表所示。

根据在推荐流速范围内选择的管道流速,按下式计算管径。

式中,d为计算管径,mm;v为管道的体积流量,m3/h;u为选择的管道流速,m/s。

根据选择的每100m管长压力降控制值,按下式计算管径。

式中,v为管道的体积流量,m3/h;p为选择的每100m管长压力降控制值,kPa,上式按照水温25℃推导。

两种方法计算出来的管径相当,例如,以流量为100m3/h的泵排出管道为例,采用推荐流速计算出d=118.96~153.58mm之间,采用推荐压力降计算出d=127.89mm,此时可按标准管道尺寸选择管道公称直径为DN125(注意查阅管道计算内径,DN125管道计算内径为126mm)。

二、水泵扬程设计

对于输配水水泵,其扬程主要为了满足管道沿程水头损失和管道局部水头损失,同时还要考虑水泵的吸入高度等因素,即可以认为“水泵扬程>管道沿程水头损失+管道局部水头损失”。

1.管道沿程水头损失

管道沿程水头损失可按下式计算。

式中,h1是管道沿程水头损失,m;l是计算管段长度,m;i是单位管道长度(每1m)的水头损失。i可根据选择的每100m管长压力降控制值进行换算(1kPa=0.102m),也可按下式计算。

例如,流量100m3/h、DN125的泵排出管道,压力降推荐值是每100m管道45kPa,则每1m管道水头损失为i=0.45kPa=0.0459m;如采用公式计算,i=0.0356~0.0988m,两者结果相当。

2.管道局部水头损失

管道局部水头损失可按下式计算。

式中,h2为管道局部水头损失,m;ε为局部阻力系数,可按查阅设计手册选取。


水处理科技学报
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