真空排污管网水力计算方法及设计程序

真空排污管网水力计算方法及设计程序段金明,周敬宣,林洪(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074)摘要:真空式排污管网的设计较复杂,各条管线的压力损失、设计流量及真空度等设计参数是不同的,基于其特点提出了真空排污管网水力计算方法,并通过计算程序设计了某真空排污管网工程。关键词:真空排污管网;压力损失;节点真空度;设计流量中图分类号:TU992.22文献标识码:C文章编号:1000-4602(2006)06-0046-04HydraulicCalculationMethodandDesignProcedureforVacuumSewerageNetworkDUANJin2ming,ZHOUJing2xuan,LINHong(SchoolofEnvironmentalScience&Engineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Thedesignforvacuumseweragenetworkisrelativecomplicated,therearedifferentde2signparametersinallpipeline,suchaspressureloss,designflowrate,andvacuum,etc.Basedonthesefeatures,thehydrauliccalculationmethodforvacuumseweragenetworkwaspresented,andavacuumseweragenetworkprojectwasdesignedbymeansofthecalculationprogram.Keywords:vacuumseweragenetwork;pressureloss;nodevacuum;designflowrate与现行的重力排污系统相比,真空排污系统不但能节约用水、保护环境,而且具有管径相对较小、土方开挖量少、污水易提升、管网安装方便、经济性能好等优点,此系统可用于城镇居民、生态旅游区以及缺水和修建重力排污系统困难的地区[1～3]。1真空排污系统组成及真空管道设计①系统组成真空排污系统以真空吸力同时输送污物和空气,由服务终端、真空阀井、真空管道、中央收集站组成(见图1)。真空压力来自中央收集站,并由收集管网传输到各个服务终端。终端污水经重力式排污管道流入真空阀井,当阀井内收集的污水达到预定体积(约40L)时,真空界面阀开启4～6s后自动关闭,将污水及一定体积空气吸入管网,输送到中央收集站。②管道设计排水干管是由许多向下倾斜管段(坡度≥0.2%)和很短的上升管段所构成的齿状纵断面结构,常用材质为PVC管材。一个中央收集站可与几条真空排水主干管相连(污水干管可分为主干管和干管)。排水干管以树状形式铺开,并依次由管径为100、160、200、250mm等管道组成,其最大允许污水流量分别为140、400、800、1400L/min。管网的具体铺设方法如下:当污水沿坡度≥0.2%的管路向下输送时,污水本身重力足以克服沿程摩擦阻力,这时管道与地面平行方向铺设;当污水沿水平段(向下坡度<0.2%)或向上坡输送时,管网则铺设成向下坡度≥0.2%的状态,若管道埋设太深则通过两个45°弯头和一根直短管的提升段来提升高度。通常100mm干管的提升高度为0.31m,管径>100mm的干管提升高度≤0.46m。若采用多级提升,则干管必须在以大于0.2%坡度铺设至·64·第22卷第6期2006年3月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVol.22No.6Mar.2006©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net少15m长之后,才开始出现第一级提升段,随后的每一级提升段之间距离至少为6.1m,而且以此距离连续提级不能超过5级。干管间隔500m应安装一个截止阀以便于检修。图1真空排污系统示意图Fig.1Schematicdiagramofvacuumseweragesystem2水力计算方法及程序对于复杂的真空管网,若用手工方式计算每根设计管段的水头损失及其他参数则相当繁琐。为方便计算,基于设计过程编制管网自动计算程序,其流程见图2。图2设计计算流程Fig.2Flowchartofdesigncalculation211计算管线确定准备真空排污管网的平面图。一个收集管网常包括几根主干管线,且每一主干管线以树状拓扑结构布局,每一根管都有一个上流节点和下流节点。为了将干管布置图信息传输到程序中,可采用编号规则:①将没有其