第三章 给水系统的运行工况
任务5-给水系统的工作工况
例：
二级供水 第一级：从20点到5点，供水量2.78%； 第二级：从5点到20点，供水量5.0%； 总供水量：2.78%*9+5%*15=100% 可看出，水泵分级供水时，水塔的流量调节作用，供水量高于用水 量，多余的水进入水塔贮存；反之，水塔补充管网流量不足。 供水线和用水线越接近，则水塔调节流量就越小，但是，泵站工作 分级数或水泵机组数可能增加。
但实际工程中，某一地点只具备其中的一个或两 个条件，这时需选出几个可能的地点通过分析比较才 能确定。 另外，选控制点时应排除个别对水压要求很高的 特殊用户（如高层建筑、工厂等，他们应自行加压解 决 ），对于同一管网系统，各种工况（最高时、消防 时、最不利管段损坏时、最大转输时等）的控制点往 往不是同一地点，需根据具体情况正确选定。
一、给水系统各单元设计流量的确定——流量关系
A.取水构筑物、一级泵站及水处理构筑物 B.二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物 ①二级泵站工作情况 ②二级泵站设计流量 ③输水管和配水管网的设计流量 ④清水池和水塔
二、给水系统能量关系
①基本概念 ②水塔高度确定 ③水泵扬程确定
三、管网计算工况
A.设计工况 B.校核工况（消防工况、事故工况、转输工况）
取与地面高程相同的基准面起算表示液体具有的能量以mh用户需要的从地面高程起算来表示液体所具有的能量以mh管网提供的从地面高程起算来表示液体所具有的能量以mh二级泵站扬程和水塔高度就是以保证控制点所需最小服务水头为条件计算的
《给排水管网工程》
广东环境保护工程职业学院 环境工程与土木工程系
任务五 给水系统的工作工况
水塔和清水池的调节容积计算
通常采用两种方法：
① 根据 24h供水量和用水量变化曲线推算；
给水系统分析
沈阳工程学院课程设计设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13 学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授副教授起止日期：2014年06月23日起——至2014年06月29日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授、副教授课程设计进行地点：教学楼F座619室任务下达时间：2014 年06 月23日起止日期2014年06月23日起——至2014年06月29日止自动化系主任2014年06月20日批准1.设计主要内容及要求；（1）给水控制对象动态特性分析；（2）给水控制系统控制方案设计与原理分析；（3）控制系统组态图分析；（4）CAD制图。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；沈阳工程学院热工过程控制系统课程设计成绩评定表学院（系）：自动化学院班级：自动化B13 学生姓名：摘要火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国的重点能源工业之一。
大型火力发电机组具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展很快。
给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。
第五章 给水系统的工作工况
第五章 给水系统的工作工况本章内容:1、给水系统的流量关系2、给水系统的水压关系本章难点：清水池和水塔容积计算给水系统是由功能互不相同而且又彼此密切联系的各组成部分连接而成，它们必须共同工作满足用户对给水的要求。
因此，需从整体上对给水系统各组成部分的工作特点和它们在流量、压力方面的关系进行分析，以便确定各构筑物、管道和设备的设计或运行参数。
第一节 给水系统的流量关系为了保证供水的可靠性，给水系统中所有构筑物都应以最高日设计用水量d Q 为基础进行设计计算。
但是，给水系统中各组成部分的工作特点不同，其设计流量也不同。
一、取水构筑物、一级泵站和给水处理构筑物取水构筑物、一级泵站和水厂是连续、均匀地运行。
原因是：①从水厂运行角度，流量稳定，有利于水处理构筑物稳定运行和管理；②从工程造价角度，每日均匀工作，平均每小时的流量将会比最高时流量有较大的降低，同时又能满足最高日供水要求，这样，取水和水处理系统的各项构筑物尺寸、设备容量及连接管直径等都可以最大限度地缩小，从而降低工程造价。
取水和水处理工程的各项构筑物、设备及其连接管道，以最高日平均时设计用水量加上水厂的自用水量作为设计流量，即： 1dQ Q Tα=（m 3/d ） （5-1）式中 α－考虑水厂本身用水量系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水。
其值取决于水处理工艺、构筑物类型及原水水质等因素，一般在1.05~1.10之间；T －每日工作小时数。
水处理构筑物不宜间歇工作，一般按24均匀工作考虑，只有夜间用水量很小的县镇、农村等才考虑一班或两班制运转。
取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需其他处理时，一级泵站可直接将井水输入管网，但为提高水泵的效率和延长井的使用年限，一般先将水输送到地面水池，再经二级泵站将水池水输入管网。
因此，取用地下水的一级泵站计算流量为： 1dQ Q T=（m 3/d ） （5-2） 和式（5-1）不同的是，水厂本身用水量系数α为1。
消防给水系统的联动控制与自动化要求
科学论坛幸福生活指南 2019年第28期181幸福生活指南消防给水系统的联动控制与自动化要求陈永强 盖金玉沈阳国电泓大安全技术有限公司 辽宁 沈阳 110000摘 要：消防给水系统的运行工况与其联动控制密切相关，简单回顾了消防给水系统设计的运行工况和消防泵的联动控制要求关系，介绍了消火栓给水系统中消防泵联动控制的逻辑关系，并提出了消防给水系统的自动化需达到的要求。
关键词：消防给水系统自动化；消防给水泵；联动控制引言 作为火灾救援的重要设施，消防给水系统的重要性不言而喻，而超高层建筑(建筑高度＞100m)由于高度高，人员相对密集，一旦发生火灾等事故，安全疏散救援难度倍增。
所以消防联动及灭火系统的动作可靠性应得到有效保证，为灭火救援提供保障。
超高层建筑有多种消防给水系统，应准确把握与之对应的火灾自动报警系统的联动设计，根据系统形式的控制要求、各系统设备特点进行针对性的设计，才能使各系统做到无缝衔接、准确动作、各司其职。
1、消防给水系统的联动控制逻辑关系 1.1稳高压消防给水系统 稳高压消防给水系统是综合性的现代化的消防系统，它能够为消防用水提供稳定持续的稳定压力及供水压力。
该系统通常分为室内和室外两种给水系统。
我国以往主要使用的是临时性的稳高压给水系统。
随着技术的进步和消防标准的提高，目前在一些建筑的设计施工中加入了消防系统的设置要求，在建设消防系统时必须为消防水泵设置稳压泵、稳压罐以及消防泵。
稳压管的容积应根据实际需要确定，如果是室内的消防栓的给水系统或自动的喷水系统，稳压罐的容积不能小于50升；如果是二者结合使用的消防系统，稳压罐的容积还应相应的增加。
稳压泵所使用的供水管道的直径不能小于5厘米。
为了保证稳高压给水设备的压力，应在供水管网的最高点设置自动的排气阀。
1.2自动喷水灭火系统与消火栓系统不同，自动喷水灭火系统由设在报警阀延时器后的压力开关直接联锁自动启动消防泵。
对于自动喷水灭火系统的消防泵联动控制，预作用、雨淋系统和水幕系统应配套设置火灾自动报警系统;雨淋系统和水幕系统可配套设置传动管系统。
给水系统介绍
系统功能及范围1.1 功能说明给水系统是将给水从除氧器水箱送至锅炉省煤器进口联箱。
在这个过程中给水通过三级高压加热器，进行给水加热，以提高机组的循环效率。
给水系统还为锅炉过热器、再热器的喷水减温器和汽轮机高压旁路系统的减温装置提供减温水。
给水系统与锅炉启动系统相连，在机组启动时向锅炉启动系统供水。
给水系统还与凝结水系统的密封水泵出口管道相连，在凝结水压力低时，由密封水泵向给水泵提供密封水，此密封水从给水泵出来汇集密封水回收水箱后排入汽轮机疏水扩容器。
给水系统还与凝结水系统的锅炉上水管道相连。
1.2 系统范围给水系统包括完成上述功能的所有管道及部件。
给水管道自除氧器水箱下水口开始，分三路分别接至两台汽动给水泵的前置泵和启动备用电动给水泵前置泵入口。
两台汽动给水泵前置泵及启动备用电动给水泵前置泵的出口管分别接至两台汽动给水泵及启动备用电动给水泵入口。
三台给水泵出口管合并后经三级高压加热器至锅炉省煤器进口联箱入口。
从1号高压加热器之后电动闸阀前给水管道上引出锅炉过热器减温器（两级）的减温水管。
三台给水泵均有中间抽头，抽头水管合并后至锅炉再热器减温器。
给水系统还包括汽动给水泵及启动备用给水泵的最小流量再循环管道、高压旁路减温水管道、锅炉启动循环泵过滤器冲洗水管道以及由凝结水系统接来的锅炉上水管道、向锅炉启动系统供水的管道接口、给水泵密封水管道等。
2 系统设计准则2.1 运行要求给水系统按要求的流量、压力和温度供给锅炉给水以及向有关设备供给各种运行工况所需要的减温水，以保证机组的正常运行。
给水系统有两台50％容量、由变速汽轮机拖动的锅炉给水泵（汽动给水泵），布置在汽机房13.70米层。
每台汽动给水泵配有一台定速电动机拖动的前置泵，布置在除氧间零米层。
给水泵汽轮机的转速接受给水控制系统的信号进行调节，以改变给水流量。
一台30％容量、液力偶合器调速的电动给水泵，作为启动和备用。
前置泵与主泵用同一电动机拖动。
它布置在除氧间零米层。
制冷站运行规程
设备系统运行、保养规程总则为保障暖通空调、给排水系统设备及其他专用设备等的安全运行，必须建立正确的运行、保养规程，并按照规程对系统及设备进行运行和保养工作。
1.暖通空调、给排水系统运行设备包括：制冷站及冷却塔设备、热力站设备、空气处理机组、通风设备、三水处理设备及给排水系统设备、消防水设备及防排烟设备等。
2.设备运行、保养及维修工作必须由专人或专业单位负责。
3.设备运行、维修保养和检查的人员应具备暖通空调、给排水等专业基础知识，相关的岗位证书，并熟知本规程。
制冷系统运行规程一、设备和系统管路配置1.主要设备：2.系统管路配置2.1 冷却水系统2.1.1系统循环：冷却水泵冷水机组冷凝器冷却塔冷却水泵2.1.2系统配置：冷却水泵与冷水机组没有对应关系，采用总干管供回水的组合分配形式。
4组冷却塔与冷却泵没有对应关系，采用总干管供回水的组合分配形式。
2.2 冷冻水系统2.2.1系统循环：4#冷冻水泵（3#为备用泵）常规工况主机蒸发器空调机组（若去风机盘管需开5#、6#冷冻泵） 4#冷冻水泵1#，2#，7#冷冻水泵（3#为备用泵） 1#，2#板换 空调机组（若去风机盘管需开5#、6#冷冻泵） 1#，2#，7#冷冻水泵。
2.2.2 系统配置：1#，2#，7#冷冻水泵（3#为备用泵）与2组板换之间无一一对应的关系。
采用总干管供回水的组合分配形式。
2.2.3 乙二醇系统系统循环：1#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵） 1，2#，3#双工况主机蒸发器 8组蓄冰槽 5#，6#乙二醇泵（次级乙二醇泵） 1#，2#板换 1#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵） 系统配置：○11#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵）与1#，2#，3#双工况主机之间是一一对应关系，即1#乙二醇泵对应1#双工况主机， 2#乙二醇泵对应2#双工况主机，3#乙二醇泵对应3#双工况主机。
乙二醇管路在冷水机组出口合为一母管后通过8组并联的蓄冰槽，最后又回到1，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵）。
给水系统、给水方式
环状管网是一种较为复杂的给水管网布置方式，管道呈环状 布置，供水干管与支管相连，形成闭合环路。这种布置方式 供水可靠，不易发生断水事故，但投资较大，适用于用水量 较大或对供水可靠性要求较高的地区。
给水管网的设计参数
设计流量
设计流量是给水管网设计时所采用的水量，根据用水需求和供水可靠性要求确定。设计流 量是给水管网设计的重要参数，直接影响管网的布局和规模。
给水系统的历史与发展
历史回顾
给水系统的起源可追溯至古代，随着科技的发展和城市化进程的 加速，给水系统不断完善和升级。
技术进步
现代给水系统采用先进的水处理技术和设备，提高了水质和供水效 率，满足日益增长的水需求。
未来趋势
未来给水系统将朝着智能化、节能化、可持续化方向发展，提高水 资源利用效率和应对水资源短缺的能力。
给水管网的优化设计内容包括管道直 径、管道长度、管道埋深、管道材质 、接口形式等参数的优化选择，以及 管网布局、供水方式和控制方式的优 化设计等。通过优化设计，可以提高 给水管网的经济效益和社会效益，促 进城市的可持续发展。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
04
给水处理工艺流程
原水取水
取水方式
原水取水方式包括集中式和分散式两种。集中式取水指从某一特定水源集中取 水，适用于水量充沛、水质较好的大江大河等；分散式取水是从多个小水源分 别取水，适用于水源分散、水质一般的地区。
分区给水方式
定义
分区给水方式是将建筑分成不同的供 水区域，每个区域独立设置给水系统， 以实现分区分质供水。
适用情况
适用于大型建筑或高层建筑。
优点
可以满足不同区域对水量和水质的不 同需求。
缺点
需要分别设置给水管网和供水设备， 投资和维护成本较高。
油库消防给水系统消防工况的计算与分析
１ 回 路 法 的基 本 方 程 及 求 解
ｈ， Ａ ） ｃ ＋（；
（） ５
式 中，。 ｈ 为参考节 点的节点 水头 ， 为 ｎ阶单 位列 向量 ， ， Ａ 为 ｎ×ｎ阶树支关联矩 阵 ， 为 ｎ阶管段树支管段压 降列
在 图论 理论 中 ， 管线 中所 有管段 可分 为树 支管 段 和链
环状 管网其干 线彼 此 相通 ， 源 四通八 达 ， 水 畅通无 阻 ，
可 以 保 证 消 防 供 水 安 全 。故 油 库 消 防 给 水 系 统 通 常 布 置 成
支管段 ， 相关矩阵分块 表示后 ， 可用链支 流量 Ｇ 作 为求解向
值为 ：
△ ” ＝ Ｇ “ 一 Ｇ ＝ Ｂ ｔ ／Ｇ （ ６）
式 （ ）根 据 节点 连续 性 方 程 得 到 ， 中 管 段 流 量 Ｇ为 ｂ １ 式 阶列 向 量 ， 点 流 量 Ｑ 为 ， 阶 列 向 量 。 本 关 联 矩 阵 Ａ ＝ 节 ｔ 基 （ ， ａ ） 当支 路 与 节点 不 关 联 时 ａ ＝ ０ 关 联 时 根 据 流 向 离 、
吴凤 山等： 油库消 防给水 系统 消防工况的汁算与分 析
１５ Ｏ
油 库 消 防 给 水 系 统 消 防 工 况 的计 算 与 分 析
吴凤 山 ， 曹 慧哲
（ ．辽 河 石 油 勘 探 局 油 田建 设 工 程 一公 司 。 宁 盘 锦 １４ ２ １ 辽 ２ １ ０； ２ ．哈 尔 滨 Ｔ ． 大 学 市 政 环 境 工 程 学 院 。哈 尔 滨 １ ０ ９ ＇ ｌ ｋ ５ ０ ０）
向量。
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给水系统是由功能互不相同但彼此密切联系的各组成 部分连接而成，它们必须共同工作才能满足用户对给水的 要求（水质、水量、水压）。因此，需要从整体上对给水 系统各组成部分的工作特点和他们在流量、压力方面的关 系进行分析，以便确定各构筑物、管道和设备的设计和运 行参数。
3.1 给水系统的流量关系
即；2.78%×9+5.0%×15=100%
供水量低于用水量， 水塔流出以补水泵供 水量不足。反之存水。
供水线和用水线越 接近，为适应流量变 化，泵站工作分级数
占 最
6
高5
日 用
4
城市用水量变化曲线
5% 4.17%
水 3 2.78%
量 的
2
百1
分
比 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时 间
特点：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压 在一天内各个时段中是不断变化的。
1.二级泵站工作情况：
二级泵站的工作情况与管网中是否设置流量调节构筑物（水 塔或高地水池等）有关。
当无调节构筑物时：
任一小时的二级泵站供水量等于用水量，设计二级泵站时， 应根据用水量变化曲线选用多台大小搭配的水泵（或采用改变水 泵转速的方式）来适应用水变化。
Q1
Qd T
α—— 考虑水厂本身用水量的系数，地表水源时，供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水 一般采用1.05～1.10；地下水源采用 1 。T—— 一级泵站每天工作时间。
供水曲线：4.17%
பைடு நூலகம்
3.1.2 二级泵站、输水管和配水管网设计流量关系
河 流
净化构筑物处理后的水，由清水池流入吸水井，二级泵站从吸水 井吸水，通过输水干管将水输往管网。
3.1.1取水构筑物和给水处理系统各组成部分的设计流量 ：
取水构筑物和水厂的设计流量随一级泵站的工作情况而定，取水和 水处理工程的各项构筑物、设备及其连接管道都由一级泵站的设计流量 而定。
通常要求一级泵站中的水泵昼夜均匀工作（三班制）。因此，以最 高日平均时设计用水量加上水厂的自用水量作为设计流量：
网后水塔时（或称对置水塔） ，泵站到管网的输水管以泵站 最大一级供水流量作为设计流量；水塔到管网的输水管按最高时 水塔流入管网的流量进行计算。
供水分界线：水塔和水泵同时供水的点连接起来的线。 1.不固定 2.通过节点（节点上同时由泵站和水塔同时供水
）
配水管网始终按最高日最高时流量进行设计。
设有网中水塔时，有两种情况：
这种供水方式，完全通过二级泵站的工况调节来适应用水的 变化，使二级泵站供水曲线符合用户用水曲线。
有调节构筑物时：
供水曲线应尽量接近用水曲线，使调节构筑物调节容积尽可能小， 设计时候采用分级供水（不多于三级），水泵应合理选择和搭配。
占 最
6
高5
日 用
4
5% 4.17%
水 3 2.78%
量 的
2
百1
分
网
1. 水塔的流量调节
二级泵站供水线和用户用水量不相等时，其差额可由 水塔调解。
供水线和用水线越接近，泵站工作的分级数或水泵机 组数可能增加，这时水塔的调节容积可以减小。
二泵站供水曲线
用水曲线
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
城市用水量变化曲线示意图
2. 清水池的流量调节
池进行用水量调节，设计时直接使各水源供水泵站的设计流量之和
等于最高时用水量，但各水源供水量的比列应通过水源能力、制水
成本、输水费用、水质情况等技术经济比较确定。
（3）对于单水源给水系统，可以考虑管网中不设置水塔（或高 水位水池）或者设置水塔（或高水位水池）两种方案。不设置
时，供水泵站设计供水流量为最高时用水流量；设置时，应先
合理搭配，并百保证1 在设计年限
分
占 最
6
内用水需要。比 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 高 5
日 用
4
20
22
24
时
4）必须使24h供水量之和与最高日
水 3 2.78%
量 的
2
百1
5%
间 4.17%
用水量相等。
分 比 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时 间
如某二级泵站：5时~20时（15小时），一组水泵运行，流量为最高日 用水量的5.0%；其余时间水泵流量为最高日用水量的2.78%。虽然每小 时泵站供水量不等于用水量，但泵站一天总供水量等于最高日用水量，
设计泵站供水曲线，具体要求是：
1分 2应））级时供泵太段水站多用一各不水级般便 量供分占最高日用水于 平水二水 均4356线级泵 值应；2机 。.7尽最8组%量多的城接可市运近以用转用分水管水三量理曲级变。化线，曲，即线一在般高5%各峰4.1级和7%供低水峰量之可间以加取一相级，
3）分级供水时量的，2应注意每级能否选到合适的水泵，以及水泵机组的
当一级泵站和二级泵站供水线不相等时，其差额可由清 水池调解。
二泵站供水曲线 二泵站供水曲线 一泵站供水曲线
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
2. 清水池的流量调节
当一级泵站和二级泵站供水线不相等时，其差额可由清
水池调解。
7 6 5
二级泵站 供水线
2
A
一级泵站供水 线
或水泵机组数可能增加，但水塔或高地水池的调节容积可以减小。
3.1.3 输水管和配水管网
从取水构筑物到水厂的原水输水管：设计流量与一级泵站相 同。
从水厂到配水管网的清水输水管： 管网无水塔，以最高日最高时用水量作为设计流量。 网前水塔时，泵站到水塔的输水管直径按泵站最大一级供 水流量计算；水塔到管网的输水管按最高时用水量计算。
一种是水塔靠近二级泵站，并且泵站的供水流量大于泵站与 水塔之间用户的用水流量，此种情况类似于网前水塔。
一种是水塔离泵站较远，泵站的供水流量小于泵站与水塔之间 用户的用水流量，此种情况类似于对置水塔。
设计流量参照网前水塔和对置水塔进行设计。
3.1.4 水塔与清水池的调节作用
吸
清水池
水 井
二级
管
水塔
泵站
比 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时 间
2.二级泵站设计流量
设计的原则：
（1）设计供水总流量必须等于设计用水量，即：
QS
Qh
Kh
Qd (L / s) 86.4
Qs——设计供水总流量。
（2）对于多水源供水系统，由于多个泵站，水泵工作组合方案多，
供水调节能力比较强，所以一般不需要在管网中设置水塔或高地水