D型滤池设计计算书

1、首钢180000吨/天D型滤池设计计算一、已知条件设计水量:Q=180000m3/d滤池规格:共有14格，每格28 rf ,分2组，每组7格。反冲洗流程:第一阶段：单独气冲，冲洗历时35 min,气洗强度23L/(m2s);第二阶段：气水同时反冲洗，历时810 min,气洗强度23L/(m2s),水冲洗强度6L/(m2s);第三阶段:清水漂洗，冲洗历时35 min,冲洗强度6(L/m2s);反冲洗全过程中伴有表面扫洗，表面扫洗强度2、8 L/m2s;冲洗时间共计t=1520min,冲洗周期T=24h。(取20min=1/3h)二、设计计算1、池体设计(1)、滤速:v=Q/(F X 24)F滤池

2、总面积,14 X 28=392 rfv=180000/(392 X 24)=19、1m/h(2)、校核强制滤速vvNv/(N1)=7 X 19、1/(71)=22、3m/h23m/h (3)、滤池高度得确定滤板下布水区高度H1=0、9m滤板高度H2=0、03 m滤网板(承托层)高度H3=0、07 m滤网板与注塑盖板之间高度H4=1、9 mV型槽与注塑盖板之间距离为H5=0、1 mV型槽高度为H6=0、635 mV型槽顶至滤池顶高度为H7=0、965 m则滤池总高H= H1+H2+ H3+H4+H5+ H6+ H7=0、9+0、03+0、07+1、9+0、1+0、635+0、965=4、端截面积

3、1、84 rf,末端截面积1、4 rf。两侧沿程各布置28个配气小孔与23个布水方孔,共56个配气小孔与46个布水方孔。B、排水集水槽排水集水槽槽顶端高出滤料层顶面1、35米,则排水集水槽起端槽高H起=H1+H2+ H3+滤料层厚度+1、352、30、1=0、9+0、03+0、07+0、(4)、水封池得设计按照试验数据，DA863彗星式纤维滤料清洁滤层得水头损失取H清=0、4 m正常过滤时，通过长柄滤头得水头损失H0、22 m,取0、2 m。忽略其她水头损失,则每次反冲洗后刚开始过滤得水头损失为H开始=0、4+0、2=0、6m为保证滤池正常时滤池内得液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤料层相

4、同。堰底板与滤池底版标高相同,水封井出水堰总高H水封= H1+H2+ H3=0、9+0、1+0、8=1、8 m。2、反洗水量与气量计算(1)、反洗水量计算按水冲强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为6 L/(m2S)Q反=q水f=6 X 28=168L/s=0、168m3/s=604、8m3/hD型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行Q表水=q表水 f=0、0028 X 28=0、,其流量0784m3/s(2)、反洗气量Q气得计算按单独气冲强度最大时得空气流量计算,这时气冲强度为23L/(m2s)Q反气=q气-f=23 X 28=644L/s=38、64m3/min3、滤池管渠得布置(1)、反冲洗

5、管渠A、气水分配渠气水分配渠起端宽取0、8m,高取2、3m;末端宽取0、8 m,高取1、75 m。则起8+1、352、30、1=0、75米式中,H1H2H3同前,2、3米为气水分配渠起端高度,0、1为排水集水槽板厚。排水集水槽末端高H末= H1+H2+H3+滤料层厚度+1、351、750、1= 1、3米底坡=(1、30、75)/7、04=0、078C、排水集水槽排水能力校核。由矩形端面暗沟(非满流,n=0、013)计算公式校核集水槽能力设集水槽超高0、3米,则槽内水位高h排集=0、45米，槽宽b排集=0、8米,湿周X=b+2h=0、8+2 X 0、45=1、7米水流断面。A排集=bh=0、8

6、X 0、45=0、36米2水力半径:R= A排集/X=0、36/1、7=0、212米水流速度:V=(R2/3i1/2)/n =(0、2122/3X 0、0781/2)/0、013=0、356X0、28/0、013=7、67m/s过水能力Q排集=A排集v=0、36 X7、67= 2、76m3/s ,实际水量：Q反=Q反水+Q表水=0、168+0、0784=0、2464m3/s84 X 5、28）2/3=0、04m。D、每座滤池得配水渠进入每座滤池得水经过宽顶堰溢流于配水渠,由配水渠两侧得进水孔进入滤池内得V型槽。滤池配水渠宽b配渠=0、7m,渠高1、5m,渠总长等于滤池总宽，则渠长L配渠=5、2

7、8。当渠内水深h配渠=1、00m时,流速（进来得浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去,每侧流量为Q强/2）渠内水面降落量h渠=1渠L渠/2=1、55 X 10-5X 5、28/2=4、09 X 10-5m配水渠最高水位h配渠+h渠e 1、0m V渠高1、6m。进V型槽配水孔断面积为A=0、374m2进V型槽配水孔流速v= Q强/2A=0、174/（2 X 0、374）=0、23m/s。4、V型槽得设计V型槽槽底设表面扫洗水出水孔,直径取d孔=0、03m,间隔0、1m,每槽共计70个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积A表孔=（3、14 X 0、032/4） X 70=0、0495 m表扫水出水孔中心

8、标高与排水集水槽堰顶相平，即V型槽底低于排水集水槽堰顶v配渠=Q强/（2b配渠h配渠）=0、174/（2X0、7X1、00）=0、124m/sE、配水渠过水能力校核配水渠得水力半径R配渠=b配渠h配渠/（2h配渠+b配渠）=0、7X1、00/（2 X 1、00+0、7）=0、7/2、7=0、26m,配水渠得水力坡降:I渠=（nv渠/R渠2/3）2=（0、013 X 0、124/0、262/3）2=1、55X10-5(2)、集水池最低取水水位与滤池排水槽堰顶得高差H0=4、415m据潜孔出流公式Q=0 8A(2gh)1/2,其中Q应为单格滤池得表扫水流量。则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时

9、液面hv=Q表水/（2 X 0、8A表孔）2/（2g）=0、0784/（2 X 0、8 X 0、0495）2/（2 X 9、81）=0、05m反冲洗时排水集水槽得堰上水头由矩形堰得流量公式Q=1、84bh3/2求得，其中b为集水槽长，b=L排槽=7m,Q为单格滤池反冲洗流量表扫水得流量Q反单=（6+2、8） X 28/1000=0、246m3/s h排槽=Q反单心、84 X 7）2/3=0、072m。V型槽倾角500，垂直高度0、9m,壁厚0、1m。反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面得高度为0、90、05h排槽=0、90、050、072=0、778m。反冲洗时V型槽顶高出槽内液面高度为0、9一h排

10、槽一hv液=0、90、0720、05=0、778m5、反冲洗水得供给(1)、反洗水泵到滤池配水系统得管路水头损失hi反冲洗配水管用钢管，DN350,管内流速1、68m/s,1000i=11、5布置钢总长计50m,则反冲洗总管得沿程水头损失hf=lg 0115 X 50=0、575m表41冲洗管配件及阻力系数配件名称数量/个局部阻力系数900弯头66X0、78=4、68阀门33X 0、2=0、6等径三通44X 0、1=0、4总计5、68hj二E v2/（2g）=5、68X1、682/（2 X、81）=0、82m则冲洗水泵到滤池配水系统得管路水头损失h1=hf+hj=0、575+0、82=1、39

11、5m（3）、滤池配水系统得水头损失h2=0、493mA、气水分配干渠得水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部就是空气,下部就是反冲洗水,按矩形暗管（非满流n=0、013）近似计算。气水同时反冲洗时Q反气水=0、168m3/s,则气水分陪渠内水面高为：h反水=Q气水/（v水干b气水）=0、168/（1、68 X0、8） =0、125m水力半径：R反水=b气水h反水/（2h反水+b气水）=0、8X0、125/（2X0、125+0、8） =0、095m水力坡降:i反渠=（nv渠/R渠2/3）2=（0、013 X 1、68/0、0952/3）2=0、011渠内水头损失h反水=1反水I

12、反水=0、011 X 7=0、077m。B、气水分配干渠底部配水方孔水头损失h方孔Q=0、8A（2gh）1/2计算。其中Q为Q反气水,A为配水方孔总面积,A方孔=0、552nf，则,h方孔=Q反气水/（0、8A方孔）2/2g=0、168/（0、8 X 0、552）2/（2 X、81）=0、019mC、查手册，反冲洗水经过滤头得水头损失h滤W 0、22mD、气水同时通过滤头时增加得水头损失h增气水同时反冲洗时气水比n=23/6=3、83,长柄滤头配水布气系统得滤柄孔口总面积与滤池过滤总面积之比约为1%,则长柄滤头中得水流速度v柄=Q反气水/（1% X）=0、168/（1 % 8）=0、6m/s通

13、过滤头增加得水头损失 h增=9810n（0、01-0、01v+0、12v2）=9810X3、83X（0、01-0、01X0、6+0、12X0、62） =1773、4pa=0、177mH2O则滤池配水系统得水头损失h2为:h2=h反水+h方孔+h滤+h增=0、077+0、019+0、22+0、177=4、9 mm H2OO、O478 Kpa(4)、滤料层水头损失h3滤料为DA863彗星式滤料。容重丫1比水略重，水得容重丫=1OOO kg/m3,纤维滤料膨胀前得空隙率mo=O、9,滤料层膨胀前得厚度H3=O、3m,则滤料层水头损失 h3=（丫1/丫-1）（1-mO）H3取O、5m (5)、富裕水头

14、h4取1、5m则反冲洗水泵得最小扬程为:H水泵=Ho+Ahi+ h2+ h3+ h4=4、415+1、395+O、493+O、5+1、5 =8、3o3m选3台SB25O-25OA型 得 单 级 单 吸 离 心 泵,2用1备,Q=6OOm3/h,H=1Om,P=37KW。5、反洗空气得供给(1)、长柄滤头得气压损失厶P滤头根据资料,在该气体流量下得压力损失最大为:P滤头=3Kpa。(2)、气水分配渠配气小孔得气压损失P气孔反冲洗时气体通过配气小孔得流速v气孔=Q气孔/A气孔=0、644/(2 X 28 X 0、785 X 0、052)=5、86m/s压力损失按孔口出流公式Q=36OO MA(2g

15、A p/y )1/2计算式中：卩一一孔口流量系数，卩=0、6A孔口面积,0、OO196 rfP压力损失伽水柱g-重力加速度,g=9、81 rf /sQ气体流量,m3/h丫 一一水得相对密度，丫=1P气孔=（Q2气孔丫）/（2 X 36002卩2A2气孔g）=41、42/（2 X36OO2XO、62XO、OO1962X9、81）(3)、配气管道得总压力损失P管、取富余压力P富=4、9KpaA、配气管道得沿程压力损失Pi反冲洗空气流量0、644m3/s,配气干管用DN250钢管，流速13、1m/s,反冲洗空气管总长约50m,气水分配渠内得压力忽略不计。反冲洗管道内得空气气压计算公式P气压=(1、5

16、+H气压)X 9、81P气压-空气压力，KpaH气压-长柄滤头距反冲洗水面咼度，m,H气压=2、25m则反冲洗时空气管内气体压力P空气=（1、5+H气压）X 9、81=（1、5+2、25） X9、81=36、79 Kpa空气温度按30oC考虑，查表，空气管道得摩阻为9、8 Kpa/1000 m则配气管道沿程压力损失P1=9、8 X 50/1000=0、49 KpaB、配气管道得局部压力损失P2主要配件及去度换算系数K见表配件名称数量/个长度换算系数K90弯头80、7X8=5、6阀门30、25X3=0、75等径三通31、33X3=3、992 K10、34表51反冲洗空气管配件及长度换算系数当量长度得换算公式：L0=55、5KD1、2式中L0管道当量长度,mD管径,mK长度换算系数空气配管换算长度L0=55、5KD1、2=55、5X 10、34 X 0、251、2=108、73m。则局部压力损失为P2=108、73 X9、8/1000=1、07 Kpa配气管道得总压力损失：P管=卩卩1+ A P2=0、49+1、07=1、56 Kpa(3)、配气管道得总压力损失P管、取富余压力P富=4、9Kpa本系统采用气水同时反冲洗,对气压要求最不利情况发生在气水同时反洗时,此时要求鼓风机或贮气罐调压阀出口得静压力为P出口=P滤头+P气孔+P管+P富+9、81Kh配气系统出口至空气溢