管道设计计算公式(流速规定、泵的选用)
2022-2023年公用设备工程师《专业知识(给排水)》预测试题7(答案解析)
2022-2023年公用设备工程师《专业知识（给排水）》预测试题（答案解析）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第壹卷一.综合考点题库(共50题)1.下列给水处理中用于处理微污染水源的生物氧化技术，哪几项错误？( )A.B.生物接触氧化池设在絮凝沉淀池之前，曝气生物滤池设在沉淀池之后C.也能氧化处理原水中的至嗅物质D.对原水氨氮的去除率低于80%正确答案：A、B、D本题解析：可知A项错误。
生物预处理都在沉淀之前，故B项错误。
生物氧化技术，能够有效去除氨氮90%以上，故D项错误。
2.以下关于气体灭火系统描述，哪些是正确的？（）A.洁净气体灭火介质包括高低压二氧化碳、七氟丙烷、三氟甲烷、氮气、IG541、热气溶胶等灭火系统B.七氟丙烷灭火系统用于固体表面火灾时灭火设计浓度不小于7.54%C.1G541灭火系统用于固体表面火灾时灭火设计浓度不小于28.1%D.有人工作防护区的灭火设计浓度，不应大于有毒性反应浓度正确答案：B、D本题解析：A项，气体灭火系统不包含三氟甲烷和氮气。
B项，根据《气体灭火系统设计规范》第3.3.1条规定，七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍。
第3.3.2条规定，固体表面火灾的灭火浓度为5.8%。
灭火设计浓度为5.8%×1.3＝7.54%。
C项，第3.4.1条规定，IG541混合气体灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍。
第3.4.2条规定，固体表面火灾的灭火浓度为28.1%。
灭火设计浓度为28.1%×1.3＝36.53%。
D项，第6.0.7条规定，有人工作防护区的灭火设计浓度或实际使用浓度，不应大于有毒性反应浓度（LOAEL 浓度），该值应符合本规范附录G的规定。
3.下列关于活性污泥系统设计及运行管理做法，哪些是错误的？（）A.为维持较高的曝气池MLSS，设计采用较低的污泥龄B.为提高活性污泥有机负荷，采用延时曝气活性污泥法C.为节省曝气池供氧能耗，采取减少污泥龄的措施D.为减少剩余污泥量，采取延长污泥龄的措施正确答案：A、B本题解析：A项，污泥龄（生物固体平均停留时间）是活性污泥处理系统重要的设计、运行参数。
室外给排水设计规范
室外排水设计规范时间：2006-03-11 浏览次数：4449中国工程检测网：第一章总则第1．0．1条为使我国的排水工程设计，符合国家的方针，政策、法令，达到防止水污染，改善和保护环境，提高人民健康水平的要求，特制订本规范。
第1．0．2条本规范适用于新建、扩建和改建的城镇、工业企业及居住区的永久性的室外排水工程设计。
第1．0．3条排水工程设计应以批准的当地城镇（地区）总体规划和排水工程总体规划为主要依据，从全局出发，根据规划年限、工程规模、经济效益、环境效益和社会效益，正确处埋城镇、工业与农业之间，集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。
通过全面论证，做到确能保护环境，技术先进，经济合理，安全适用。
第1．0．4条排水制度（分流制或合流制）的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准，原有排水设施，污水处理和利用情况、地形和水体等条件，综合考虑确定。
同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度，新建地区的排水系统宜采用分流制。
第1．0．5条排水系统设计应综合考虑下列因素：一、与邻近区域内的污水与污泥处理和处置协调。
二、综合利用或合理处置污水和污泥。
三、与邻近区域及区域内给水系统、洪水和雨水的排除系统协调。
四、接纳工业废水并进行集中处理和处置的可能性。
五、适当改造原有排水工程设施，充分发挥其工程效能。
第1．0．6条工业废水接入城镇排水系统的水质，不应影响城镇排水管渠和污水厂等的正常运行；不应对养护管理人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且其水质应按有关标准执行。
第1．0．7条工业废水管道接入城镇排水系统时，必须按废水水质接入相应的城镇排水管道，污水管道宜尽量减少出口，在接入城镇排水管道前宜设置检测设施。
第1．0．8条排水工程设计应在不断总结科研和生产实践经验的基础上，积极采用经过鉴定的、行之有效的新技术、新工艺、新材料、新设备。
第1．0．9条排水工程设备的机械化和自动化程度，应根据管理的需要，设备器材的质量和供应情况，结合当地具体条件通过全面的技术经济比较确定，对操作繁重、影响安全、危害健康的主要工艺，应首先采用机械化和自动化设备。
DLT5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定
火力发电厂汽水管道设计技术规定Code for design of thermal power plant steam/water pipingDL/T 5054—1996主编部门：电力工业部东北电力设计院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《火力发电厂汽水管道设计技术规定》电力行业标准的通知电技［1996］340号《火力发电厂汽水管道设计技术规定》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。
标准编号为：DL/T5054—1996。
本标准自1996年10月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告电力部电力规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。
本标准由中国电力出版社负责出版发行。
1996年5月30日常用符号的单位和意义σt s(0.2%)λmax1总则1.0.1本规定制定的目的是为了指导火力发电厂汽水管道的设计，以保证火力发电厂安全、满发、经济运行。
1.0.2本规定适用于火力发电厂范围内主蒸汽参数为27MPa、550℃(高温再热蒸汽可达565℃)及以下机组的汽水管道设计。
机、炉本体范围内的汽水管道设计，除应符合本规定外，还应与制造厂共同协商确定。
发电厂内的热网管道和输送油、空气等介质管道的设计，可参照本规定执行。
本规定不适用于燃油管道、燃气管道、氢气管道和地下直埋管道的设计。
1.0.3本规定所引用的相关标准管道元件的公称通径(GB1047)管道元件的公称压力(GB1048)高压锅炉用无缝钢管(GB5310)低中压锅炉用无缝钢管(GB3087)碳素结构钢(GB700)螺旋焊缝钢管(SY5036～5039)低压流体输送用焊接钢管(GB3092)钢制压力容器(GB150)碳钢焊条(GB5117)低合金钢焊条(GB5118)火力发电厂汽水管道应力计算技术规定(SDGJ6)电力建设施工及验收技术规范(管道篇)(DJ56)电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)(DL5007)电力建设施工及验收技术规范(钢制承压管道对接焊缝射线检验篇)(SDJ143)火力发电厂金属技术监督规程(DL438)电力工业锅炉监察规程(SD167)2一般规定2.0.1设计要求管道设计应根据热力系统和布置条件进行，做到选材正确、布置合理、补偿良好、疏水通畅、流阻较小、造价低廉、支吊合理、安装维修方便、扩建灵活、整齐美观，并应避免水击、共振和降低噪声。
四大管道基础设计
四大管道基础设计简单介绍一下电力设计院四大管道的设计工作内容。
一个火力发电站工程的设计阶段一般分为：初步可行性研究设计、可行性研究设计、初步设计、施工图设计（其中包含司令图设计）、竣工图设计这五大主要部分。
目前国内火力发电厂的设计招标工作通常是在可行性设计阶段或初步设计阶段进行，本次的主要介绍内容就是四大管道在可行性设计和初步设计投标阶段所做的一些工作。
四大管道的在可行性研究设计阶段及初步设计阶段的工作都是整个管道设计的一部，工作有相同之处，只是因设计基础条件资料的不同确定了其阶段重点工作的不同。
因初步设计阶段的工作内容覆盖了可研内容，下面就初步设计投标阶段的四大管道设计工作做一个介绍。
设计工作的目标：向业主提供安全、可靠、经济、适用的设计方案。
四大管道设计所遵循的设计规程及规范：下面以某一亚临界机组300MW工程主蒸汽管道的设计为例介绍四管设计过程：首先确定管道设计的基础条件：1）介质蒸汽2）设计温度：取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。
温度偏差值，可取用5℃。
（注：按上述规程4）锅炉厂所给主蒸汽出口参数为540℃，故本主蒸汽管道设计温度为545℃。
3）压力：《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（DL／T5366－2006）中规定：“对于单元机组（即一台锅炉和一台汽轮机或一台其他原动机）上装设能控制集箱蒸汽压力的自动燃烧设备的锅炉，主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105%，或不小于任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力，取上述三者中的最大值。
对于直流锅炉，主蒸汽管道的设计压力也不应小于预期的最大持续压力。
对于与过热器出口集箱相连接的主蒸汽管道，除上述规定外，设计压力不应小于过热器安全阀整定压力的下限值或任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，取两者中的较大值。
”以上标准是2007年5月1日开实施的，本例工程是2003年设计的，当时是按96管规。
热水热力管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是：计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失；计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失；确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
第一循环管网的水力计算：1.热媒为热水：以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。
热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算出管路的总水头损失Hh。
热水管道的流速，宜按表8-45选用。
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示：热媒管网的热水自然循环压力值Hzr按式（8-35）计算：式中：Hzr—热水自然循环压力，Pa；Δh—锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m；ｐ1—锅炉出水的密度，kg/m3；ｐ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3。
当Hzr＞Hh时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：当Hzr不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。
2.热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
第二循环管网的水力计算：1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。
（1）热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算。
（2）卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。
（3）热水管道的流速，宜按表8-12选用。
管道内的流速
管道内的流速1. 生活给水管道流速摘自《建筑给排水设计规范》GB 50015-2003生活给水管道的水流速度，宜按表1采用。
热水管道的流速，宜按表2选用。
（饮用水流速也是参考表2规定。
）以下摘自教科书《建筑给水排水工程》，考虑到经济流速因素，设计时给水管道流速应控制在正常范围内：生活或生产给水管道，不宜大于2.0m/s，当防噪声要求，且管径不大于25mm 时，流速可采用0.8~1.0m/s；消火栓系统，消防给水管道，不宜大于2.5m/s；自动喷水灭火系统给水管道，不宜大于5.0m/s，但其配水只管在个别情况下，可控制在10 m/s以内。
2. 室外消防给水管流速摘自《石油化工企业设计防火规范》GB 50160—92工艺装置区或罐区的消防给水干管的管径，应经计算确定，但不宜小于200mm。
独立的消防给水管道的流速，不宜大于5m/s。
3. 自动喷水灭火系统给水管流速摘自《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2001管道水力计算管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m/s，但不应大于10m/s。
条文说明：采用经济流速是给水系统设计的基础要素，本条在原规范第7．1．3条基础上调整为宜采用经济流速，必要时可采用较高流速的规定。
采用较高的管道流速，不利于均衡系统管道的水力特性并加大能耗；为降低管道摩阻而放大管径、采用低流速的后果，将导致管道重量的增加，使设计的经济性能降低。
原规范中关于“管道内水流速度可以超过5m/s，但不应大于10m/s”的规定．是参考下述资料提出的：我国《给排水设计手册》(第三册)建议，管内水的平均流速，钢管允许不大于5m/s；铸铁管为3m/s。
4. 给水水泵房1. 消防水池补给水管流速：摘自《建筑设计防火规范》GB 50016-2006第8.6.2条第2点：补水量应经计算确定，且补水管的设计流速不宜大于2.5m/s；2. 给水泵进出水管流速：摘自《室外给水规范GB50013-2006》：水泵吸管及出水管的流速，宜采用下列数值；吸水管：直径小于250mm时，为1.0～1.2m/s；直径在250～1000mm时，为1.2～1.6m/s；直径大于1000mm时，为1.5～2.0m/s。
给水处理厂净水构筑物设计计算示例
给水处理厂净水构筑物的设计计算1 设计规模给水处理厂的设计水量以最高日平均时流量计。
设计处理水量175000m 3/d ，水厂自用水量占5％，故设计总进水量为Q =175000×1.05=183750m 3/d=7656.26 m 3/h=2.12 m 3/s 。
根据处理水量，水厂拟分为2个系列，平行布置。
2 配水井设计2.1 配水井设置一般按照设计规模一次建成，停留时间取30s 。
2.2配水井有效体积V =Q ⨯t =2.12×30=63.6m 3=64m 32.3 配水井尺寸确定设进厂原水管道经济流速为2.0m/s ，则水厂进水管管径D 进水=1161mm ，实际取D 进水=1100mm ，对应流速为2.23 m/s 。
设计其高为H =2m ，其中包括0.5m 超高。
则配水井底面积为；2435.1m VS ==m S D 4.714.327414.34=⨯==，取D=7.5m 。
池子的有效容积为332064665.1214.3m m D V >=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=，满足要求。
4.3药剂投配设备设计 4.3.1 溶液池容积W 1n c Q a W ⨯⨯⨯=4171=31041726.765650⨯⨯⨯ =30.60m 3≈32m 3式中：a——混凝剂的最大投加量，本设计取50mg/L（查设计手册得）；Q——设计处理的水量，7656.26m3/h；c——溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取10%；n——每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。
设计容积取32m3，溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，以便交替使用，保证连续投药。
单池尺寸为L×B×H=4.0×4.0×2.5，高度中包括超高0.5m，有效高度2.0m，置于室内地面上。
溶液池实际有效容积：L×B×H=4.0×4.0×2.0=32m3，满足要求。
给排水管道常用流速控制数值
给排水管道常用流速控制数值刘可郑州市建筑设计院1. 生活给水管道流速：选自《建筑给排水设计规范》GB 50015-2003（2019年版）3.6.9 生活给水管道的水流速度，宜按表3.6.9采用。
表3.6.9 生活给水管道的水流速度工程设计中可采用数值：DN15~DN20,,V=0.6~1.0m/s ;DN25~ND40,0.8~1.2m/s.《建筑给水排水》第六版王增长主编表2-12。
2.热水管道流速：5.5.8 热水管道的流速，宜按表5.5.8选用。
表5.5.8 热水管道的流速3.饮用水管道流速：也宜按表5.5.8选用。
《建筑给水排水》第六版表9-6。
4.消火栓管道系统流速：不宜大于2.5m／s；任何消防给水管道的流速不应7m/S.(GB50974-2014第8.1.8条)。
5.自动喷水灭火系统给水管道：管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m/s，但不应大于10m/s。
（GB50084-2017第9.2.1条）。
我国《给排水设计手册》（第三册）建议，钢管内水的平均流速允许不大于5m/s，铸铁管的允许值为3m/s；德国规范规定，必须保证在报警阀与喷头之间的管道内，水流速度不超过10m/s，在组件配件内不超过5m/s。
6. 室外给水及消防管道流速：居住小区给水管网流速：一般可为1.0~1.5m/s, 消防时可为1.5~2.5m/s. 管道环网时要进行平差计算，大环闭合差应小于等于0.015MPa,小区闭合差应小于等于0.005MPa.室外给水管网为了防止水锤事故，最大设计流速不应大于 2.5-3m/S,在输送原水时，为防止水中悬浮物质在水中沉淀，最小设计流速不得小于0.6m/S.在设计中可根据平均经济流速来确定管径.《给水工程》第四版表5-1：平均经济流速注：一般大管径可取较大的平均经济流速，小管径可取较小的平均经济流速。
8.5.4 工艺装置区或罐区的消防给水干管的管径应经计算确定。
独立的消防给水管道的流速不宜大于3.5m/s。
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1 流速与管径计算公式
水流速度取0.7 m/s，则管径计算值如下：
D=√4×Q
3600×π×V =√
4×6000
3600×3.14×0.7
=174 mm
空气管道的流速，一般规定为：干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为4~5m/s。
2 泵的选型
水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失
沿途水头损失=(λL/d)*V^2/(2g)------------P150（层流、紊流均适用）
局部水头损失=ζ*V^2/(2g)
水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失=(λL/d+ζ)*V^2/(2g)
式中：λ—管道沿途阻力系数；L—管道长度；ζ——局部阻力系数，有多个局部阻力系数，则要相加；d—管道内径, g—重力加速度，V—管内断面平均流速。
沿途阻力系数λ和局部阻力系数ζ都可查水力学手册。
λ=64/Re 仅适用于圆管层流。
对于紊流，由于运动的复杂性，其规律主要由试验确定，但可在理论上给以某些阐述。
P171
沿程水头损失
（1）层流区Re＜2320（即lgRe＜3.36）λ=64/Re
（2）层流转变为紊流过渡区2320＜Re＜4000（即3.36＜lgRe＜3.6），试验点散乱，流动情况比较复杂且范围不大，一般不作详细分析。
（3）紊流区Re＞4000（即lgRe＞3.6）分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区。
①紊流光滑区：不同相对粗糙度△/d试验点均落在直线cd上，说明λ与△/d无关。
和层流情况相类似，λ值也仅仅与Re有关。
可表示为λ=（Re），但与层流区所遵循的函数
关系不同。
②紊流粗糙区：分界线ef右方，λ与Re无关，仅与△/d有关，可表示为λ=（△/d）
③紊流过度粗糙区λ=（△/d，Re）
流态的判别——雷诺数
v——运动粘度
局部水头损失。