如何计算玻璃钢一体化预制泵站的流量和扬程

一、流量计算（Q）

1. 生活污水流量计算

• 计算公式：平均单位：³
  转换为常用的 m³/h 时：平均（³）
  • 参数说明：
    • N：服务人口数（如小区居民、办公楼人员）；
    • q：人均日生活用水量标准（L / 人・d），参考《室外给水设计标准》（GB 50013）：
      • 城镇生活用水：110-340 L / 人・d（根据地区经济水平、气候差异调整，如北方偏低，南方偏高）；
      • 农村生活用水：60-160 L / 人・d；
    • Kz​：小时变化系数（反映用水高峰与平均的差异），与服务人口相关：

      服务人口（N）	100 人以下	100-500 人	500-1000 人	1000-5000 人	5000 人以上
      Kz​	2.3-2.8	2.0-2.3	1.8-2.0	1.7-1.8	1.5-1.7

• 峰值流量：生活污水的峰值流量通常取平均流量的 Kz​ 倍（即 Q峰值​=Q平均​×Kz​），泵站水泵需按峰值流量选型，避免高峰时排水不畅。

2. 雨水流量计算

• 计算公式：Q=q×ψ×F(单位：L/s)
  转换为 m³/h 时：³，即 （³）（）。
  • 参数说明：
    • q：设计降雨强度（L/(s・hm²)），需根据当地降雨数据计算，公式为：q=(t+b)n167A1​(1+ClgP)​
      （其中 、、、 为当地降雨参数，可查《中国暴雨参数图集》；P 为设计重现期，即该强度降雨的平均间隔年数，如小区取 1-3 年，主干道取 3-5 年，重要区域取 10 年以上；t 为降雨历时（min），通常取 5-15min）；
    • ψ：径流系数（反映汇水区域产流能力），与地面类型相关：

      地面类型	屋面（混凝土 / 金属）	沥青路面	混凝土路面	草地 / 绿地	农田
      ψ	0.8-0.9	0.7-0.8	0.6-0.7	0.1-0.3	0.2-0.4
      （若汇水区域有多种地面，取加权平均值：ψ平均​=∑Fψ1​F1​+ψ2​F2​+...​）；

    • F：汇水面积（hm²，1 hm²=10000 m²）。

3. 工业废水流量计算

• 计算方法：
  • 直接按生产工艺参数：由工厂提供单位时间废水排放量（如某车间每小时产废水 50 m³）；
  • 按产能估算：如某造纸厂每吨纸产废水 200-300 m³，根据日产能计算小时流量（需考虑生产班次，如三班制则除以 24，单班制除以 8）；
  • 峰值系数：工业废水峰值流量通常为平均流量的 1.2-1.5 倍（视生产波动性而定，如间歇性生产峰值系数更高）。

二、扬程计算（H）

• 参数说明：
  1. H1​：提升高度（m）
     指泵站进水口液面与出水口液面的垂直高差（需注意：若进水为敞开式，取进水渠 / 井的设计水位；若为压力管进水，取管道中心高程）。
     • 例：进水口液面高程为 100.00 m，出水口液面高程为 105.00 m，则 H1​=105.00−100.00=5m。
  2. H2​：管路水头损失（m）
     包括沿程阻力损失（管道摩擦损失）和局部阻力损失（管件、阀门等的阻力损失）。
     • 沿程阻力损失（hf​）：
       计算公式（适用于钢管、塑料管等）：hf​=λ×dL​×2gv2​
       （λ 为沿程阻力系数，钢管取 0.02-0.03，塑料管取 0.015-0.02；L 为管道长度（m）；d 为管道内径（m）；v 为管内流速（m/s，通常取 0.6-2.0 m/s，避免流速过低淤积或过高耗能）；g 为重力加速度（9.81 m/s²））。
       简化计算：可查《给水排水设计手册》中的 “管道水力计算表”，直接根据管径、流量查得单位长度损失（如某 DN200 管道，流量 50 m³/h 时，单位损失为 0.5 m/km，则 100 米管道损失为 0.05 m）。
     • 局部阻力损失（hj​）：
       计算公式：hj​=∑ξ×2gv2​
       （ξ 为局部阻力系数，与管件类型相关：如闸阀全开ξ=0.1，90° 弯头ξ=1.0，止回阀ξ=5.0，可查设计手册；∑ξ 为所有管件的系数之和）。
       简化估算：局部损失通常取沿程损失的 20%-30%（即 hj​=(0.2−0.3)×hf​），或直接按管件数量逐项计算。
     • 总管路损失：H2​=hf​+hj​。
  3. H3​：安全余量（m）
     为避免计算误差或工况变化（如管道淤积导致阻力增加），需预留安全扬程，通常取总扬程的 10%-20%（即 H3​=(0.1−0.2)×(H1​+H2​)）。

三、计算示例

1. 流量计算：
   • 服务人口 N=1000 人，人均日用水量 人，小时变化系数 Kz​=1.8；
   • 平均流量：平均³；
   • 峰值流量：峰值³（水泵按此选型）。
2. 扬程计算：
   • 提升高度 H1​=6m（进水口高程 95.00 m，出水口高程 101.00 m）；
   • 管路：DN150 钢管，长度 50 m，流速 1.2 m/s，沿程损失 hf​=0.02×0.1550​×2×9.811.22​≈0.3m；
   • 局部管件：2 个弯头（ξ=1.0）、1 个止回阀（ξ=5.0），∑ξ=7.0，局部损失 hj​=7.0×2×9.811.22​≈0.5m；
   • 管路总损失 H2​=0.3+0.5=0.8m；
   • 安全余量 H3​=0.15×(6+0.8)≈1.02m；
   • 总扬程 H=6+0.8+1.02≈7.82m（选型时取 8 m）。

四、注意事项

1. 参数准确性：流量计算的人口、汇水面积，扬程计算的管道长度、管件类型需现场核实，避免估算偏差；
2. 工况适配：雨水泵站需按 “峰值流量” 选型，生活污水泵站需兼顾平均与峰值，工业废水需考虑介质黏度对扬程的影响（黏度高时需增加扬程）；
3. 参考规范：优先依据《室外排水设计标准》（GB 50014）、《一体化预制泵站工程技术规程》（CECS 402-2015）中的计算方法，确保合规性。