6 系统计算与设备选择

 

 

 

6.0.2～6.0.4 这三条是用概率法计算管网瞬时高峰流量的一套公式。概率法公式的关键参数是水嘴的用水概率(一般用频率替代)，它是水嘴用水最繁忙的时段，连续两次放水的时间间隔内放水时间所占的比例，这个数据需要实地观测得到。本规程编制组委托北京建筑大学进行了实地观测。观测结果如下：
    某住宅小区集中直饮水系统开通用户541户，561个水嘴，用超声波流量计连续测量并自动记录系统瞬时总流量21d(2004年8月3日～24日)，测量期间循环回路关闭。数据整理时以30s为最小时间单位，以30s平均流量代替瞬时流量。在21d中的最高用水日中，日用水量1047.97L、最大时用水量133.78L、瞬时高峰流量为0.455L/s。在另外一天还出现了一个更高的瞬时流量0.836L/s，此值出现的概率太小，不予采用。水嘴额定流量为0.0589L/s。根据公式(6.0.2)，求得瞬时高峰用水时水嘴开启数量m：     系统的测试组建议该系统按每户3人、每人每日1L用水定额计。
    公式(6.0.4)的依据如下：
    第一，公式中的参数关系符合用水规律。当水嘴数量n和额定流量q₀即定，服务的人数越多，或用水定额越大，则Q_d越大，从而水嘴使用概率p越大；当人数和用水定额即定，水嘴的数量越多，额定流量越大，则水嘴使用概率p越小。
    第二，当公式中的参数取值接近测试小区的条件时，计算的水嘴概率与测试值0.00601接近。即
    p＝0.22×1L/人×3人/户×541户/(1800×561×0.0589)＝0.0060
    水嘴使用概率公式(6.0.4)中各种类型建筑的经验系数主要根据工程经验。其意义是，日用水量的22％、27％、45％和15％将在最高峰用水的半小时内耗用。
    公式(6.0.3-1)表述的含义是：对于有n个水嘴(用水概率为p)的管段或管网，不超过m个水嘴同时用水这一事件发生的概率P大于等于99％。通过该式，可计算出管段或系统的同时用水水嘴数量m。该式计算较麻烦，可按表6.0.3-2直接查得m。
    水嘴数量较少时，概率法计算不准确，应按表6.0.3-1中的经验值确定m。
    管段负荷的水嘴数量很多时，概率二项式分布趋近于正态分布，可用公式(6.0.3-2)简化计算m，计算出的小数保留，不取整。
6.0.5 根据工程经验、节能要求和管网内水质的保质能力可采用定时循环，以保持水的新鲜，也可满足管网系统的停留时间不超过本条所规定的时间，同时要求循环流量在管网中均匀流动，不形成短路和滞水。
6.0.6 管道流速受技术和经济两个条件的约束。在技术上，为减少管网的水锤现象，需有最高流速限制，为避免管壁上有杂质积累聚集，需有最低流速限制。技术上的最低流速和最高流速区间范围很大，因此应从经济角度考虑以进一步限定流速。直饮水管道内壁光滑，其技术流速低限应可降低。另外，直饮水管道管径普遍较小，经济流速也应渐小。但是另一方面，直饮水管道内壁光滑，压能损失小，另外优质管材较贵，故流速可大些，因此在本条中推荐了流速常规值。
6.0.7 小区直饮水系统的输水管，当取瞬时高峰流量计算，往往会出现相汇合管段所负担的水嘴使用概率P不相等，使上游管段水嘴使用数量m的计算出现困难。使用概率不相同可由下列因素引起：住宅每户设计人数不同或者住宅档次有高有低、要求用水量标准不同或不同性质建筑物的组合。这些因素的变化会使单位水嘴负担的用水量出现差异，为解决此困难，本条提出在相汇管道的各P值中取主管路的值作为上游管段的计算值。根据此值，用公式(6.0.7)折算出支管的相当水嘴总数量n_e，参与到上游管段的计算中。水嘴数量与概率的乘积较大者为主管路。
    如图12所示，节点e有2路支管汇合，一路支管负担n个水嘴，概率为p；一路支管负担n₀个水嘴，概率为p_e。在计算e点上游的管段时，只能取两路支管的其中一路概率为计算值，设定取p_e。这样把e点下游的所有水嘴包括n个水嘴的概率都用p_e替代。但其中n个水嘴的概率实际上是p，这就出现了偏差。为了纠正此偏差，对水嘴个数n进行调整，即把n调整为ne，n_e＝n_p/p_e。这样，e点(上游管段)负担的水嘴个数就变成了n₀＋n_e个，而不是n₀＋n个。相应地，水嘴概率都统一成了p_e。如此，便可以对e点上游管段进行流量计算了。

图12 管段流量计算示意

6.0.8 根据目前净水设备供应商的经验，设备容量按日用水量Q_d的1/10～1/16选取，即每日运行10h～16h。此设备不按最大时间用水量选取，主要是考虑净水设备昂贵，所以要尽量缩小其规模。
    按本条计算方法确定净水设备规模，与国外的差别极大。比如美国某公司的直饮水系统设备，设备容量按系统中全部饮水水嘴总流量的60％计算，几乎是最高峰用水量。
6.0.9 根据变频调速供水系统中选泵的要求而规定了水泵的流量。
6.0.10、6.0.11 在满足工程的储存和调节时，应尽量减少容积。防止二次污染。