自来水厂投药间自动控制系统设计分析论文[大全5篇]

第一篇：自来水厂投药间自动控制系统设计分析论文

摘要：自来水厂投药间控制是自来水质量控制的重要环节，该环节通过对自来水进行化学处理，以此来保证自来水正常使用，文章对其设计研究进行分析。

关键词：自来水；投药；设计控制系统

前言

水是我们生活中不可或缺的必备品，而能够供人类饮用的洁净的自来水更是人类赖以生存的保障。如果想要城市建设正常发展，首先要保证城市供水系统的稳定运行。根据国家的相关规定，不同用途的水在各个方面有不同的标准。随着近几年污染的加剧，国家对饮用水的评价标准也不断变化，所以在对这些新标准的研究中逐步深入，从而带动了饮用水研究的新标准。

1自来水加工工艺阐述

自来水的处理过程大致可以分为以下四个方面：取水泵房、净水车间、送水泵房和脱水泵房。取水泵房的作用是将未经处理的水送进反应池准备开始净化：净水车间包括反应池、沉淀池、滤池、加氯加药间以及排泥系统，这一环节在整个净水处理系统中起着至关重要的作用，负责对水进行净化；送水泵房是将处理过后的达到标准的自来水送出去供用户使用；最后，脱水机房就是对废水的回收处理及再利用。虽然在处理过程中运用了大量的常规处理方法，比如：生物预处理工艺、深度处理工艺、膜处理工艺、富营养化原水的除藻技术等等，虽然初见成效，但远远不能达到标准所需，因此需要进一步更深的技术探索，这是一项任重而道远的任务，所以国内外相关专业人士都投入到进一步的研究中并加以实施。在自来水加工工艺中，投药间是一个化学处理车间，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理。投药控制直接影响到自来水的物理、化学性质。

2投药间投矾系统

2.1沉淀阶段

这一环节的成败对自来水质量的好坏将产生直接影响，首先将药剂加入到原水中进行化学反应，该反应会生成矾水花，这时加入物理作用即剧烈搅拌，会使这些絮状物凝结成块。之后，由于重力作用这些絮状物会在反映池中与水分离开来。

2.2过滤阶段

沉淀阶段在混凝和沉淀的双重作用下会产生大量的颗粒杂质，紧接着进入过滤阶段，通过这一步骤，初步清除了一部分杂质，也处理掉了在沉淀阶段不易清除的更小的悬浮物质，从而使水质更加洁净，此过程在滤池中进行。另外，一些剩余的杂质会排放到排泥池以供脱水机房的回收再处理。最后，为了去除肉眼所看不到的水中的细菌、病毒等不易处理的微生物，需要加氯进行深加工。

2.3电搅拌阶段

首先，将矾剂和清水投入矾池中加以搅拌，由隔膜计量泵根据源水的流量按比例加到源水管道中，在混合槽中充分混合后进入折板反应池中充分反映，最后沉淀池中的排泥池机会除去由水中的杂质凝聚成的较大的颗粒物。投矾泵、伺服控制器等组成整个投矾系统。电搅拌机主要是对溶液进行搅拌并使其充分均匀混合，使加入的药与所需净化的水达到最大的接触面积，能够使药效充分发挥。计量泵可以用来运送药液并且可以计量药液的质量，在运输的过程中还可以根据实际情况的需要改变需要输送的流量，进行调节，此技术在净水领域被经常使用。提升泵可以运送废水、污水，同时又可以提升污水，在使用过程中非常方便。

2.4开度调节

以实际用水量为参考，通过控制器自动调节计量泵机组的开度，当水量增加时，加大开度，增加计量泵的冲程以减少投矾量，相反，如果水量减少，减少开度，减少计量泵的冲程以减少投矾量。在整个系统中，反应池、沉淀池和滤池中都需要加上排泥装置，污泥从这些池子中被排放到调节池，这都要根据不同工厂的具体情况而定排泥时间。排泥后，可以用污泥浓缩机和污泥切割机对污泥进行再处理，其中回收的水资源可以再次参加净化过程，而处理出来的污泥则可以输送出去作为其他用途。

3投矾系统注意事项

（1）想要控制混凝效果，必须要对原水浊度、待滤水浊度、混凝剂的流量等进项检测，可以通过先进的浊度仪和流量计来采集上述数据。

（2）在投矾过程中，系统为混凝和沉淀双闭环系统，内环控制混凝，外环控制浊度。混凝效果可以通过浊度仪来检测，如果浊度仪值越低，表示投矾效果为最佳，相反，同理可得。浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。同时，浊度环在线沉淀池出水浊度，通过串级主控反馈回路，构成闭环反馈系统。通过高精度的双闭环控制，系统能够全自动的控制沉淀池出水浊度。如果是在不好的天气期间，浊度会增加，这时系统就会自动加大投矾量，保持最优的絮凝剂控制效果。隔膜计量泵是投泵系统的执行部件，计量泵由马达驱动，控制器控制开度，通过调节开度达到最佳的混凝和沉淀效果。

（3）手动、PLC远程控制是投矾计量泵开度调节控制实现两种控制方式，手动方式顾名思义即通过人工方式调节来控制计量泵开度，PLC远程控制即在接收到现场的浊度仪信号后，经其处理后输出控制信号实现对计量泵开度的调节，使浊度保持在一定范围内。

（4）现场手动、PLC远程自动或者手动控制、现场自动是投泵系统计量泵速度调节控制实现的三种控制方式。

4投加氯控制系统

源水在经过混凝、沉淀、过滤后，水中大量的颗粒物已经被清理出去，但还是会有一定数量的微生物，包括对人身体有害的细菌、病毒等等，因此必须用比较彻底的消毒方法去除。通常使用的是目前国内普遍使用的加氯消毒法，也就是说把液氯气化成氯气后通过水射器加到水中，从而起到杀菌的目的。

4.1加氯系统作用

加氯系统主要是由氯瓶、自动切换阀、加氯机、水射器等组成。氯气通过管道，经过蒸发器后，再到加氯机里。同时加氯机的控制又是非常自由的，既可以手动调节，也可以自动控制。系统主要分为前加氯和后加氯两个部分，进行前加氯这一步骤的目的是杀死水中的青苔、氧化部分有机物等，同时降低亚硝酸盐的生成；后加氯的目的是杀死细菌等，保证水质的质量，抑制水中残留物的繁殖。

4.2投氯系统运行方式

投氯系统主要有两种方式：PLC远程控制、现场手动。现场手动方式允许操作人员在现场控制柜操作旋钮来控制投加量。氯气瓶自动切换装置可以通过设定的既定程序实现自动控制的功能，同时，系统还设有漏氯自动吸收控制装置和漏氯检测仪，如果氯瓶中的漏氯超过一定数量，装置会自动启动，对氯气进行中和处理。

5结束语

自来水厂投药间控制是自来水质量控制至关重要的环节，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理，实现自来水的原水利用和回收废水的再利用，投药控制也会直接影响到自来水的质量。通过现代先进的设备，可以努力促进以上实验系统的自动控制并使其成为可以为人民造福的重要自来水净化措施。

参考文献:

[1]刘晓梅，王彬.水厂管理自动投药系统的研究[J].现代营销（学苑版），2013，2：124.[2]汪晓.自来水厂投药间自动控制系统设计[J].广东科技，2012，15：113-114.[3]段宗杰，王国安.二氧化氯发生器在自来水厂的自动控制系统设计及应用[J].中国建设信息（水工业市场），2010，8：77+79.

第二篇：车站信号自动控制系统的设计

车站信号自动控制系统的设计

目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的两大主要组成部分——选择组和执行组入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对选择组的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计；对执行组的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路以及进路锁闭电路和表示灯电路等的设计。

第1章 绪 论

随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。

1.1 国内外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。20世纪40年代各国开始使用，50年代日趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。为便于设计和施工，多采用组合式电路。70年代以来，随着控制范围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。1942年，我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年，衡阳站安装了按钮式大站电气集中。经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。目前已有数百个站投入使用。计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。

1.2 本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，然后分别就6502电气集中控制系统中选择组电路当中的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计以及执行组电路当中的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路、进路锁闭电路和表示灯电路等的设计，详细的阐述如何使用6502电气集中控制系统对一个双向四股道的车站信号自动控制系统进行设计。

第2章 车站信号平面布置图和联锁表的编制

因为车站信号平面布置图所包含的内容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。而联锁表是设计电路的依据，如果联锁表本身编制的不合理，将影响电路图的正确性。因此，熟练地掌握绘制车站信号平面布置图和编制联锁表的方法，是整个车站信号自动控制系统设计的一大关键。下面就以一个双向四股道的车站为背景，分别就如何绘制该车站信号平面布置图和编制联锁表作个详细的介绍。一般是先布置列车信号机，后布置调车信号机。而对于一个装有电气集中设备的车站，列车和调车作业都是通过信号机的显示进行的，因而车站线路设备能否被充分利用，很大程度上决定于信号机的布置。所以，合理的布置信号机（特别是调车信号机）是设计中的一项很重要的工作。

(1)列车信号机的布置

①为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。

②为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。

调车信号机的布置调车信号机的布置一般比较灵活，原则上是最大限度的满足调车作业的需要，提高工作效率，尽量缩短机车车辆的走行距离和极大限度的进行平行作业。调车信号机是根据调车作业的具体情况进行布置的。下面结合调车信号机在调车作业中的作用，说明如何布置调车信号机：

1.在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。2.为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。当D5信号机关闭时，就可以保证利用开放的D7信号机进行II、4股道间的转线作业时不影响排列XF或D1至3G或IG的进路。

实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。信号机、道岔和线路的编号、信号机的编号站内各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。

进站信号机按运行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“S”或“X”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。

出站信号机上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明该信号机所属的股道的号码。如S3和X4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机。

调车信号机用“D”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。

(2)道岔的编号按规定上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，自进站口向站中心顺序编号。位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。对于同一端有两个及两个以上方向时，应该先编主要方向的道岔号码。站内的每一道岔均应该进行编号。对于双动道岔应编成连续的单数或双数。

(3)线路的编号车站内每一条线路应该有规定的号码，同一车站内不得有相同的号码。根据规定，将与复线区段相连的正线股道，上行编为双号，下行编为单号，并用罗马字母表示。如IG和IIG。其余站线股道编为3G和4G。进站信号机内方应设置调车信号机而形成的线路区段，根据衔接股道的编号再加A或B表示，下行咽喉加A，上行咽喉加B。如IAG。

联锁表的编制联锁表是反映整个车站内的道岔、进路和信号机之间联锁关系的表格。车站信号平面布置图是编制联锁表的依据。

在编制联锁表时，是以进路为主体，从列车进路（分接车和发车）到调车进路逐条依次顺序编号的。然后将排列进路时需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路应包括的轨道区段以及所排进路相敌对的信号等逐项一一填。

第3章 组合排列图

6502电气集中电路为组合式电路，其电路是由各种不同的组合拼接而成的。6502电气集中共有12种定型组合，除方向组合和电源组合外，其余10种定型组合电路都可被选来用拼接成各种不同的电路，这些用不同组合拼接起来的电路组成了整个站场网路。由于6502电气集中的组合是以其对应的道岔、信号机和轨道电路区段作为基本单元设计的。因此，6502电气集中有三种基本组合。分别为，道岔组合、信号组合和区段组合。道岔组合有以下三种类型：

①DD组合，单动道岔组合，用于单动道岔。

②SDZ组合，双动道岔主组合，用于一组双动道岔。

③SDF组合，双动道岔辅助组合，一组双动道岔占用半个SDF组合。信号组合分列车信号组合和调车信号组合两大类。

列车信号组合有四种类型：

①LXZ组合，列车信号主组合，用于进站、出站信号机和接车近路、发车进路信号机。

②1LXF组合，一方向列车信号辅助组合，用于仅有一个发车方向的出站信号机，以及单线区段的进站信号机。③YX组合，引导信号组合，用于带引导信号的进站信号机及接车进路信号机。

调车信号组合有两种类型：

① DX组合，调车信号组合，用于并置等调车信号机。

② DXF组合，调车信号辅助组合。不论是道岔区段还是无岔区段，区段组合均只有一种组合，即：Q组合，区段组合，用于有道岔的轨道区段以及列车进路内的无岔区段。根据已确定下来的车站信号平面布置图，选用不同的组合，绘制了双向四股道车站的组合排列图。下面就如何选用组合绘制组合排列图作个简单的介绍。

(1)进站信号机选用的组合和接车进路信号机应选用的组合在复线单向运行区段，当进站信号机内方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，选用1LXF、YX、LXZ和零散组合。调车信号机不另设DX组合。接车进路信号机选用组合的情况与进站信号机相同。

(2)出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机选用的组合对于只有一个发车方向时，出站兼调车信号机选用LXZ和1LXF两个组合。如S3出站兼调车信号机。发车进路兼调车信号机和出站兼调车信号机选用组合是一样的。(3)调车信号机选用的组合每架并置的调车信号机选用一个DX组合。如D5、D7、D9和D11。

(4)道岔选用的组合单动道岔选用一个DD组合，对于双动道岔除了选用一个SDZ组合外还应该选用半个SDF组合。

(5)道岔区段选用的组合每一个道岔区段和列车进路上的咽喉无岔区段一般来说都应该选用一个Q组合。Q组合必须放在利用该区段排列任何进路都必须经过的地方。对于交叉渡线，采用的是组合换位的处理方式。理由是，交叉渡线道岔组合换位后，使得交叉渡线范围内的每个道岔区段只需在关键部分设置一个区段组合。需要特别注意的是，在双向四股道的下行咽喉组合排列图中，1/3道岔和5/7道岔选用的组合在连接时，进行了换位处理。就是属于上述情况。

第4章 车站信号自动控制系统电路的设计

4.1 6502电气集中电路的概述前面两章分别介绍了如何绘制车站信号平面布置图、编制联锁表和按照车站信号平面布置图选用的组合排列图。接下来，将从6502电气集中选择组和执行组入手，详细的介绍如何使用6502电气集中对双向四股道车站信号自动控制系统进行的设计。这部分内容是此次设计的主要也是重点部分。

6502电气集中的主要电路由15条网路线构成。其中1-7线为选路网路（选择组部分），8-15线为执行网路（执行组部分）。选择组网路完成选岔任务之后，即开通执行组网路。执行组网路先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路锁闭，最后由信号控制电路使信号开放。在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。下面先就6502电气集中电路中各继电器的关系及动作顺序归纳如下：

4.2 选择组电路选择组电路是由记录电路和选路电路组成的。而记录电路又是由记录按压进路按钮动作的按钮继电器电路和根据所按压按钮顺序来区分进路的性质和运行方向的方向继电器电路组成。选路电路包括选岔电路和开始继电器电路。1-6线为选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置。7线是开始继电器励磁网路，用以检查所选进路和所排进路的一致性。它们的设计分别如下。

4.2.1 按钮继电器电路的设计D5、D7并置调车信号机按钮的继电器电路。并置按钮继电器电路不论D5A是作进路始端按钮还是终端按钮，只要按压D5A，经D5A的第一组接点接通按钮继电器AJ励磁电源，使AJ↑。记录下车站值班员按压D5A的动作。松手后，AJ通过其本身第六组前接点构成自闭电路以保持继续励磁。D5AJ的自闭电路为：KZ—D5AJ3—4 —AJ62—61 —JXJ63—61—FKJ33—31 —QJ73—71 —XJ73—71 —KF之所以如此设计，是由于：(1)为了AJ在进路选出后自动复原（JXJ↑表示进路选出），因此自闭电路中接入JXJ第六组后接点。(2)为了重复开发信号时不使按钮继电器自闭（重复开放信号，FKJ↑），因此自闭电路中接入FKJ第三组后接点。(3)为了取消进路或人工解锁进路不使按钮继电器自闭（取消进路或人工解锁进路，QJ↑），因此自闭电路中接入QJ第七组后接点。(4)为了防止信号开放后，误按始端信号按钮造成按钮继电器错误保留（信号开放，XJ↑），因此自闭电路中接入XJ的第七组后接点。由于AJ↑，使得选岔电路中的进路选择继电器JXJ↑，而JXJ↑又切断AJ的自闭电路。它们之间的逻辑关系是AJ↑→JXJ↑→AJ↓。为了使JXJ能可靠吸起要求AJ采用缓放型继电器（JWXC—H340）。同时由于AJ的缓放还延长了方向继电器的落下时间，从而可以确保辅助开始继电器FKJ和终端继电器ZJ的可靠吸起。其它按钮继电器与并置调车按钮继电器在结构上大体相同，所以，这里不在累述。4.2.2 方向继电器电路的设计 每一个咽喉共用一套方向继电器电路。只需要用四个方向继电器就可以区别出进路的运行方向和区分进路的性质。这四个方向继电器分别为：列车接车方向继电器（LJJ）、列车发车方向继电器（LFJ）、调车接车方向继电器（DJJ）、调车发车方向继电器（DFJ）。

接下来以下行咽喉为例，说明方向继电器的设计。方向继电器电路首先将全咽喉区能做始端用的按钮继电器按进路的性质和运行方向分成如下四组：(1)作列车接车方向始端的列车按钮有XLAJ；(2)作列车发车方向始端的列车按钮有S3LAJ、SI LAJ、S II LAJ、S4LAJ；(3)作调车接车方向始端的调车按钮有D1AJ、D3AJ、D7AJ和D11AJ；(4)作调车发车方向始端的调车按钮有D5AJ、D9AJ、S3DAJ、SI DAJ、S II DAJ 和S4DAJ。

然后将以上每组按钮继电器的前接点并联后接入对应的方向继电器励磁电路中去。用始端按钮继电器的前接点接通方向继电器电路，用终端按钮继电器的前接点接通方向继电器自闭电路。这样就使得方向继电器只有在进路全部选出，始终端按钮都落下时才落下。在每一方向继电器的励磁电路中接入性质相反的两个方向继电器第一组后接点、性质相同的另外那个方向继电器第二组后接点。这样就使得当某一方向继电器吸起时，用其第一组后接点可以断开与其性质相反的其它两个方向继电器，用其第二组后接点可以断开性质相同的另外那个方向继电器。从而保证了同时只准许一个方向继电器吸起和只准选一条进路。

4.2.3 选岔电路的设计设计选岔电路时，采用的是分线法。

1、2线网路用于选“八”字第一笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；

3、4线网路用于选“八”字第二笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；

5、6线网路用于选双动道岔的定位*纵继电器DCJ和单动道岔的反位*纵继电器FCJ或定位*作继电器DCJ。设计出来的选岔电路必须的满足以下设计要求(1)选岔电路的送电规律必须是：进路左端经AJ吸起向1、3、5线送KZ电源，从左向右顺序传递直至进路右端；进路右端经AJ吸起向2、4、6线送KF电源，一直送到左端。(2)选岔电路的动作规律必须是：先选1、2线和3、4线（若进路中有双动道岔反位时）网路上的道岔，后选5、6线网路上的道岔，不论进路方向如何，选岔网路上的继电器一律从左向右顺序传递励磁。各继电器励磁后均得自闭。进路上所有JXJ在记录电路复原后一起落下，道岔*纵继电器则继续保持吸起到进路锁闭。为了满足以上两个设计要求，选岔网路分别做如下设计。(1)对于5、6线从左向右，分别为始端进路选择继电器（JXJ）→定位*纵继电器（DCJ）„„→终端进路选择继电器（JXJ）。选定位时：左端AJ↑通过5线向始端进路选择继电器JXJ传递KZ，而右端AJ↑一直把KF电源送至左端，所以，进路选择继电器JXJ首先吸起，JXJ↑用其第二组前接点向前的定位*纵继电器DCJ传递KZ电源，定位*纵继电器DCJ得到正电源吸起，用其第三组后接点切断左端电路，用第一组前接点接通其自闭电路并且用其第二组前接点继续向前传递KZ电源。这样一直把KZ电源传递到终端JXJ，JXJ吸起，则表示进路选出。选岔完成(2)在选岔网路中用其FCJ接通5、6线。这样就使得当进路中出现双动道岔反位时，先选1、2线或者3、4线网路上的道岔，然后才选5、6线上的道岔。选岔电路上除了应该布置进路选择继电器JXJ、反位*纵继电器FCJ和定位*纵继电器DCJ之外，为了使选岔网路有防护功能，防止车站值班员办理储存进路以及道岔区段故障或有车占用时不准进路选出，电路中还布置轨道继电器DGJ、传递继电器CJ、区段检查继电器QJJ和轨道检查继电器GJJ。(1)为了防止所选进路上任一道岔区段有车占用或轨道电路故障时选路，在6线网路对应轨道区段处接有轨道继电器DGJ的前接点，有车占用时，DGJ落下，用其第二组前接点切断6线，保证在这种情况下不选路。(2)为了禁止在已锁闭的进路上办理储存进路，在轨道区段组合6线上还接有区段检查继电器QJJ的第六组后接点和传递继电器CJ的第六组前接点。进路锁闭后，该区段的QJJ吸起和CJ落下切断6线KF电源以防止储存近路。(3)为了在向股道建立了进路时，严禁再向该股道建立进路，在此股道端6线处接有股道检查继电器GJJ第三组后接点。已向股道建立了接车或调车进路后，GJJ吸起，将6线KF电源切断，使后办进路的JXJ不能励磁。(4)当信号已开放后，禁止再利用此信号排重叠的进路。信号开放后，信号检查继电器XJJ在励磁状态，对列车进路，在网路中接入XJJ第一组后接点切断列车进路始端向5线传递的KZ电源。对于调车进路是用XJJ第六组后接点切断调车进路始端向5线接入的KZ电源，从而达到禁止再利用此信号排进路的目的。

4.2.4 辅助开始、开始和终端继电器电路的设计 在进路选出，记录电路复原之前，为了继续始端按钮继电器、方向继电器和终端继电器的工作。通过JXJ和方向继电器供出的条件电源，设计出FKJ和ZJ。使FKJ励磁，从而接替JXJ和方向继电器的工作，启动7线网路。ZJ励磁继续记录进路的终端。辅助开始继电器电路是利用进路始端的JXJ的前接点和与进路性质方向相符合的方向电源来接通KFJ的励磁电路，由其1-2线圈构成自闭电路。当信号机开放（XJ励磁吸起）或取消进路或人工解锁时，辅助开始继电器复原。终端继电器是用进路终端处的JXJ吸起和同方向的调车的方向电源构成其励磁条件。终端继电器被用来确定调车进路的终端，也同时被用来作为执行组网路的区分条件。开始继电器电路的一个重要作用就是检查进路的选排一致行。为此，在设计开始继电器电路的时候，电路中接入了进路上各道岔的DCJ和FCJ的前接点以及DBJ和FBJ的前接点。当DCJ或FCJ吸起，则表示进路选出。对应的DBJ或FBJ吸起，则代表进路排出。这样KJ要通过7线接通励磁，就必须通过进路上每个道岔的DCJ前接点和与之对应的DBJ前接点或FCJ的前接点和与之对应的FBJ前接点检查选排一致后才能吸起。这种设计使得道岔在转换完毕至进路锁闭前，道岔*纵继电器与道岔表示继电器有一段时间同时在吸起状态，因此开始继电器KJ有足够多的时间通过7线接通KZ电源而励磁。在开始继电器的自闭电路中接入进路内方第一个区段的锁闭继电器（或起锁闭继电器作用的QJJ和1LJ与2LJ），这样就使得KJ励磁吸起后，将一直保持到进路解锁后才复原。这样开始继电器的接点就成为了执行组网路的区分条件。

开始继电器电路开始继电器所在的7线同时还串有每组道岔的锁闭继电器SJ的前接点，以此来反映该进路上的道岔在解锁状态。由于要与11线网路共用道岔表示继电器的前接点以及反映道岔区段的锁闭情况，7线网路在每个道岔表示继电器接点的前后各接了一组SJ前接点。排列进路时，7线通过SJ的前接点接通，说明进路处于解锁状态。进路锁闭后，SJ落下将道岔表示继电器接点接入11线信号网路，以证明进路上的道岔已锁在所要求的位置，此后不准7线再接通KJ励磁电路。

第四章 执行组电路

执行组电路是在选择组电路完成选岔任务的基础上开通进路的，使防护该进路的信号开放，进路使用完毕后解锁进路。执行组电路的动作顺序是，先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路解锁，最后由信号控制电路使信号开放。

在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。所以执行组电路设计的正确与否，直接影响行车安全和车站作业效率。下面分别就信号检查继电器电路、区段检查和股道检查继电器电路、信号继电器电路和进路解锁网路的设计作个介绍。

4.3.1 信号检查继电器电路的设计在完成选岔网路之后，要锁闭进路和开放信号，还需检查8线上的联锁条件。若联锁条件符合，则信号检查继电器XJJ励磁。信号检查继电器XJJ的励磁理所当然的成为了锁闭进路和开放信号的先决条件。因此，XJJ电路的设计是执行组电路设计当中的一个重要环节。开放信号的基本条件是进路空闲、道岔位置正确和未建立敌对进路。因此，分别从这三个联锁条件入手对信号检查继电器（即8线）进行设计。

(1)进路空闲。把各个轨道区段的轨道继电器DGJ的第一组前接点接入8线网路中，若某条进路上的所有轨道区段的DGJ的第一组前接点均在接通状态，则可以证明该进路空闲。

(2)进路上的道岔位置正确。在8线上接入KJ的第一组前接点。之所以这样子设计，是因为7线上接有各道岔的DBJ和FBJ的前接点。KJ经7线网路检查选排一致后才励磁，只有进路上道岔位置正确才能使KJ励磁。这样，就可以通过KJ第一组前接点间接的实现对进路上道岔位置的检查。这里也有一个问题，当进路锁闭后，KJ是通过SJ落下自闭吸起的，此时KJ的吸起就不能反映道岔位置是否正确。为此，在开放信号时还需要在信号继电器电路中对道岔位置再次进行检查，这在后面XJ电路的设计中会提到。

(3)未建立敌对进路。XJJ的这个功能可分别通过敌对的开始继电器KJ和终端继电器都落下来实现未建立本咽喉敌对进路，通过本端照查继电器ZCJ接在同股道另一端的网路，当本端照查继电器的落下来实现未建立同股道另一股道的迎面进路。

4.3.2 区段检查和股道检查继电器电路的设计区段检查继电器QJJ是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置的。因此，区段检查继电器在每个道岔区段和咽喉区有列车经过的无岔区段都要设置。而股道检查继电器是为了锁闭另一咽喉的迎面进路而设置的。因此，股道检查继电器只需在能接车的股道的那段设置。当向股道办理接车进路时，GJJ吸起与进路最后一个道岔区段的锁闭继电器SJ相配合，使照查继电器ZCJ落下，将ZCJ前接点接在股道另一端执行组网路中，用以锁闭另一咽喉的敌对进路，使其不能建立。

区段检查继电器虽然是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置，但它的直接作用却是通过本身的励磁吸起使锁闭继电器SJ落下，达到锁闭进路的目的。而锁闭进路前，必需得检查联锁条件是否满足，即前面提到的进路是否空闲、进路道岔位置是否正确和是否建立了敌对进路。因此，在设计区段检查继电器的时候，是通过XJJ第二组前接点来接通QJJ电路的。而为了达到逐段解锁的目的，在QJJ励磁电路中，接入本段GDJ的前接点，自闭电路中接入本段FGDJ的后接点，当列车驶入本段，GDJ落下，FGDJ吸起，前者断开了本段QJJ的KF电源，后者断开了本段QJJ的自闭电路，这样就使QJJ得以落下，为本段解锁做好了准备。设计QJJ电路时，还在它的自闭电路中接入了进路继电器，这样，当QJJ落下时，通过进路继电器继续先前送KF电源，使前面的QJJ继续保持励磁。

股道检查继电器GJJ设置在股道端，由其1-2线圈经终端继电器ZJ的第二组前接点接在9线上，与同股道另一端照查继电器ZCJ的第二组前接点并联后接在9线网路上。而GJJ的3-4线圈接在12线网路上，作取消进路和人工解锁用。4.3.3 信号继电器电路的设计 信号检查继电器检查了开放信号的基本条件符合后，由区段检查继电器对进路上的道岔进行锁闭；敌对进路的开始继电器和终端继电器的落下，排除了本咽喉建立敌对进路的可能；照查继电器的落下，将同一股道另一咽喉的迎面进路锁在了未建立状态。这些都为开放防护该进路的信号做好了准备。在开放信号前必须能完成以下这些联锁条件。即：(1)开放信号时，必须检查进路在空闲状态；(2)开放信号时，必须检查敌对进路在未建立状态，并确定被锁在未建立状态；(3)开放信号时，必须检查进路上道岔位置正确，并确定被锁闭在规定位置上；(4)信号必须在车站值班员的*纵下才能开放，信号关闭后应能防止自动重复开放；(5)车站值班员应能无条件地随时关闭信号，取消或人工解锁进路时信号应随着被关闭；(6)列车信号在列车进入进路后自动关闭，调车信号在调车车列全部进入调车信号后自动关闭，在调车中途返回时退出调车信号机内方时自动关闭；(7)信号允许灯光——黄灯或绿灯熄灭时应能自动改点红灯。

下面以调车信号机为例，分别就这几条联锁条件，对DXJ电路进行设计。(1)在DXJ的励磁电路中增加与8线共用的网路。前面在XJJ电路的设计中提到，由于XJJ有防护自闭电路，不能通过XJJ的吸起来检查进路空闲。增加了与8线共用的网路之后，就可以通过检查进路上DGJ的吸起，来检查进路空闲；（联锁条件1）(2)通过敌对进路的KJ和ZJ处于落下状态来证明未建立敌对进路，而确定被锁在未建立状态，是使得进路一旦建立，敌对进路的KJ和ZJ就不能再励磁。这条联锁条件可以通过与11线共用的8线网路来实现；（联锁条件2）(3)使DXJ电路所在的11线通过SJ接入7线网路。这样11线网路就与7线共用DBJ（DBJF）或FBJ的前接点和锁闭继电器SJ的后接点，如此不仅节省了继电器接点，而且能检查进路上道岔位置正确并把道岔锁在了规定位置；（联锁条件3）(4)在DXJ的励磁电路中接入的XJ励磁，否FKJ第四组前接点。

这样，XJ的励磁必须在FKJ励磁的前提之下才能完成，而XJ励磁吸起，通过第七组前接点断开了FKJ的自闭电路，使FKJ落下，由其自闭电路保持吸起。若一旦信号关闭XJ落下，则须经办理重复开放信号手续，使FKJ再次吸起才能使调车信号的XJ励磁，否则信号不会重复开放；（联锁条件4）(5)在DXJ电路中接入QJ第四组后接点。这样，不论是单独关闭信号，还是取消进路和人工解锁进路关闭信号，QJ都会励磁。这样就断开了XJ电路；（联锁条件5）(6)调车信号设计了白灯保留电路，该白灯一直要等到整个调车车列全部进入信号机内方后才能关闭。这样开放的调车信号就可以在调车车列的占用情况下自动关闭；（联锁条件6）(7)在XJ自闭电路中接入灯丝继电器DJ第一组前接点，这样，当允许信号灭灯时DJ落下，切断了XJ的自闭电路，使其改点禁止灯光；（联锁条件7）LXJ与DXJ在励磁电路和所检查的联锁条件完全一致，所以，这里就不重复。

4.3.4 进路解锁网路的设计进路锁闭后开放信号，列车或调车车列按信号显示驶过进路后，进路就必须正常解锁。在办理进路后因故要取消该进路，分不同情况有取消和人工解锁。此外，在调车作业中还存在调车中途返回解锁。这些都是由进路解锁网路来完成的。进路的解锁，是通过设置在区段组合中的进路继电器1LJ和2LJ、轨道反复示继电器FDGJ、锁闭继电器SJ、传递继电器CJ以及条件电源KZ-GDJ等实现的。

下面就分别从这几个继电器入手对进路解锁网路进行设计。

(1)条件电源KZ-GDJ为了防止轨道电路电源停电故障后又恢复造成进路的错误解锁，专门为解锁网路设计了条件电源KZ-GDJ。用条件电源KZ-GDJ来控制与解锁有关的进路继电器、轨道反复示继电器、股道检查继电器和传递继电器。在发生轨道电路供电停电时，使上述继电器迅速断电落下。而在停电恢复供电后，轨道继电器先吸起后，条件电源KZ-GDJ才向上述继电器供电，从而使得已锁闭的进路不会错误解锁。

(2)道岔反复示继电器FDGJ电路道岔轨道继电器DGJ平时是吸起的，有车占用时，则落下。因此，在道岔反复示继电器FDGJ电路中接入道岔轨道继电器DGJ第四组后接点，当DGJ落下时，FDGJ励磁。车出清区段后DGJ再次吸起，FDGJ励磁电路被切断，为了使电路实现正常解锁、取消进路解锁、人工解锁及调车中途返回解锁，在FDGJ电路中设计了一个电阻和电容。这样就使FDGJ具有3~4秒的缓放时间。同时，在FDGJ的励磁电路中还接入了QJJ第五组前接点，用它来检查10线及FDGJ线圈上所并联的电阻电容的完整性和电容是否被击穿。

(3)传递继电器CJ和进路继电器LJ电路具体执行进路锁闭与解锁的电路实际上是轨道区段组合中的进路继电器1LJ和2LJ电路。由于故障解锁和正常解锁等都于传递继电器CJ有密切的关系，因此将CJ与1LJ、2LJ电路一起进行分析。传递继电器的主要作用是传递12线解锁电源。

另外在特殊情况下不能关闭已开放的信号机时，可用故障解锁的办法使CJ吸起来断开信号继电器电路，达到关闭信号的目的。进路继电器的作用是参与进路的锁闭和解锁，同时用其后接点点亮*纵台上的进路光带表示灯。平时进路继电器1LJ、2LJ由各自的3-4线圈接通自闭电路而保持吸起，由它们的前接点接通锁闭继电器SJ励磁电路，使SJ吸起，使该区段处于解锁状态。此时，CJ的3-4线圈经1LJ和2LJ前接点及轨道反复示继电器FDGJ后接点而励磁，并经其本身第二组前接点保持自闭。各继电器在建立进路时的逻辑关系如下：1LJ↓XJJ↑→QJJ↑→ →SJ↓2LJ↓由以上各继电器的逻辑关系可知：当QJJ吸起时，断开了1LJ和2LJ的自闭电路，使它们落下，并用它们的前接点断开SJ励磁电路，使区段处于锁闭状态。同时，1LJ和2LJ的落下也断开了CJ的3-4线圈的励磁电路，使CJ落下。因此从电路关系上看，CJ的落下也可以表示区段处于锁闭状态，这也就是为什么在选岔网路6线中用CJ的第六组后接点来表示区段处于锁闭状态的原因。所以，当锁闭继电器接点不够用时，表示区段的锁闭和解锁也可用传递继电器CJ的接点来代替。进路继电器电路有传递继电器的电路可知，平时CJ靠其3-4线圈保持在励磁吸起状态，建立进路后，由于1LJ、2LJ的落下，使CJ落下。CJ的3-4线圈励磁电路中接入轨道反复示继电器FDGJ第一组后接点，它控制CJ的励磁时间，使CJ具有滞后励磁特性和及时励磁特性。将进路上的各道岔和敌对进路锁闭好后，开放防护该进路的信号机，允许列车或调车车列驶入此进路。列车或调车车列驶过进路后，则要求进路解锁。进路的解锁必须得到列车或调车车列确实进入该进路使信号关闭，占用和出清了进路上的各个道岔区段的证明之后方可进行。作为车曾占用过和已出清道岔区段的证明，对轨道电路的动作来说，就是该区段的轨道继电器一度落下后又吸起。实践证明，采用三点检查法来解锁道岔区段最为安全。在电路的设计中之所以在每个道岔区段设置1LJ和2LJ两个进路继电器，目的也就是为了实现正常解锁的三点检查(所谓三点检查，就是用三个区段的轨道电路作为解锁的检查条件。一个区段的解锁不仅要检查占用过并已出清本区段，而且还要检查车占用过并已出清前一区段，已进入后一区段)。

例如从左向右解锁进路，当车占用过并已出清前一区段且占用本区段时，进路继电器1LJ吸起作为记录，当车出清本区段并占用下一个区段时，进路继电器2LJ吸起作为记录。1LJ和2LJ都吸起，就完成了该区段的三点检查。反之，从右向左解锁进路，则是占用过并已出清前一区段且占用本区段时2LJ先吸起，出清本区段并占用下一个区段时1LJ后吸起。两个进路继电器的电路设计成相互对称的结构，目的是使得进路的各种解锁方式具有更强的规律性。

4.3.5 道岔控制电路的设计6502电气集中系统对道岔控制电路的设计采用的是四线制，分别由道岔启动电路和道岔表示电路两部分组成。(1)道岔启动电路采用分级控制方式控制道岔转换，为三级动作，由1DQJ检查道岔解锁SJ励磁吸起后，1DQJ才励磁。再向2DQJ转极控制电动转动方向。最后由电机使转辙机将道岔转向定位或反位。(2)道岔表示电路，当道岔转换完后，由1DQJ落下接通道岔表示电路，按道岔开通位置的规定，以自动开闭器的定位接点接通DBJ；以自动开闭器的反位接点接通FBJ，反映道岔开通的位置。

4.3.6 表示灯电路的设计这里主要说的是轨道光带表示灯电路。控制台上主要的表示灯是与站场线路相似的线路光带，它直观地反映出所排进路上道岔的位置、进路的锁闭、列车或调车车列在进路上的运行情况。因此，轨道光带表电路必须设计成站场网路，它们组成了执行组的14线和15线网路。整条进路的光带，是由进路中各轨道电路区段的光带组成的。在设计时，用道岔表示继电器DBJ和FBJ前接点决定构成光带的形状。在每个道岔的岔前、辙叉后的直股和侧股部分都设置有白灯和红灯表示灯。直股部分的白灯和红灯分别用定位白灯DB和定位红灯DH表示；侧股部分用反位白灯FB和反位红灯FH表示；岔前部分用岔前白灯QB和岔前红灯QH表示。白灯设计成14线控制，红灯由15线控制，其着灯和灭灯情况由该道岔Q组合中1LJ和2LJ及DGJF和FDGJ的接点决定。平时光带不着灯，当该道岔区段被建立于进路中，进路锁闭时，由进路继电器1LJ和2LJ第八组后接点将交流表示电源JZ接入14线，按道岔的位置将光带灯点亮。其它所有道岔区段光带表示灯电路构成情况均与此情况相同。

第5章 总结

5．1 成果此次毕业设计的最终成果也就是设计出双向四股道下行咽喉的网状电路图。双向四股道下行咽喉网状电路图的设计，总结如下。

(1)首先得明白的是，网状电路图是根据组合排列表中各组合的先后顺序依次联接起来的。而每一个组合里面所包含的电路都是确定的。倘若改变其内的电路，不仅不利于工厂的预制，而且也不方便以后的维修。所以，一般情况下是不改变其内电路，使用的都是定型组合内的固定电路。几个主要的定型组合里所包含的电路列举如下：

①1LXF：列车兼调车的LAJ电路、DAJ电路、ZJ电路和ZCJ电路等； ②LXZ：列车和调车共用的FKJ电路、LKJ电路、QJ电路、JYJ电路等； ③Q：本区段的FDGJ电路、DGJ电路等；

④DX：调车的DAJ电路、FKJ电路、KJ电路、QJ电路、JYJ电路等；(2)设计网状电路图时不是根据组合来设计的，而是根据组合里所包含的电路组成的网路线进行设计（即根据1-15线）。其中1-7线为选路电路，8-15线为执行电路。在选路电路的7条网路线中，1-6线为道岔*纵继电器动作网路线，组成六线选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置；第7线为开始继电器电路，用以检查所选进路和所排进路的一致性；在执行电路的8条网路线中，8线为信号检查继电器电路，用来检查开放信号的可能性，即进路空闲、没有建立敌对进路、道岔位置正确；9线为区段检查继电器和股道检查继电器电路，用来检查区段空闲，实现进路锁闭；10线是区段检查自闭电路，用来防止利用区段故障解锁方式使进路迎面错误解锁；11线为信号继电器电路，检查进路上各区段处于锁闭状态、道岔位置正确，以及迎面敌对进路检查，符合条件即可开放信号；12和13线为进路继电器网路，用来实现进路锁闭，完成进路的正常解锁、取消、人工解锁、调车中途返回解锁以及引导锁闭等；14和15线则为控制台表示灯电路。除了这15条网路线之外，双向四股道下行咽喉的网状电路图还包括一些局部电路，如按钮继电器电路、取消继电器电路、接近预告继电器电路、照查继电器电路等。

5．2 结论6502电气集中系统之所以被目前大部分铁路车站采用，是因为它有着其它系统所不具备的诸多优点，如6502电气集中采用的双按钮进路式选路方法，这使得*作起来形象化、简便而且不易出错；几乎全套继电器电路都是使用定型组合拼接而成的，这就使得工程设计简便、施工周期短便于维修，而且当站场改建时，也利于修改。

当然，6502电气集中也还存在着一些有待改进的问题。例如：(1)进站信号机开放后信号灯断丝，在列车接近后要想开放引导信号时必须先办理人工解锁，等3分钟后才能引导接车；(2)在信号开放后，如果进路中某一道岔区段发生了故障，轨道继电器失磁落下，则进路就不能解锁，必须等故障修复后才能解锁；(3)6502电气集中电路中一些防护进路一旦发生断线，在正常运用过程中既发现不了，断线后又不能再起防护作用。前两项影响效率，后一项不利于安全，都有待改进。

第三篇：车站信号自动控制系统的设计

车站信号自动控制系统的设计（论文）

摘要 目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的两大主要组成部分——选择组和执行组入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对选择组的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计；对执行组的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路以及进路锁闭电路和表示灯电路等的设计。系统原理图被设计并附在论文后。关键词：6502电气集中；信号自动控制系统；执行组；选择组 Design of Signal Automatic Control Systemin Railway Station ABSTRACTAt present, signal automatic control system in railway station is adopted and used by 6502 electricity concentration system in our country, which system is of not only efficiently, economy and reliability but also more important accord with the fault-safe principles.This design is started from two different constitutes primarily of 6502 electricity concentration--selection group and execution group, control system of a bi-direction four-route ways of railway station is designed according to requests.And then, the record circuit, the selection of branch circuit, the beginning of relay circuit, the assistant beginning of relay circuit and the terminal of relay circuit are included in selection group, they are designed.And then, the signal inspect of the relay circuit , the section inspect of the relay circuit and the inspect of the relay circuit are included in execution group and then are designed.It is designed and attached in the end of thesis that principle diagram.Keywords: 6502 electricity concentration;Automatic control system of signal;selection group circuit;execution group circuit;--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:53:59--第1章 绪 论 随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。1.1 国内外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。20世纪40年代各国开始使用，50年代*趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。为便于设计和施工，多采用组合式电路。70年代以来，随着控制范围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。1942年，我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年，衡阳站安装了按钮式大站电气集中。经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。目前已有数百个站投入使用。计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。1.2 本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，然后分别就6502电气集中控制系统中选择组电路当中的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计以及执行组电路当中的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路、进路锁闭电路和表示灯电路等的设计，详细的阐述如何使用6502电气集中控制系统对一个双向四股道的车站信号自动控制系统进行设计。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:54:37--第2章 车站信号平面布置图和联锁表的编制 因为车站信号平面布置图所包含的内容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。而联锁表是设计电路的依据，如果联锁表本身编制的不合理，将影响电路图的正确性。因此，熟练地掌握绘制车站信号平面布置图和编制联锁表的方法，是整个车站信号自动控制系统设计的一大关键。下面就以一个双向四股道的车站为背景，分别就如何绘制该车站信号平面布置图和编制联锁表作个详细的介绍。图2-1 车站信号平面布置图2.1 车站信号平面布置图的绘制2.1.1 信号机的布置根据规定，绘制信号平面布置图时应将下行咽喉画在图面的左侧，车站线路应以箭头表示其接车方向。一般是先布置列车信号机，后布置调车信号机。而对于一个装有电气集中设备的车站，列车和调车作业都是通过信号机的显示进行的，因而车站线路设备能否被充分利用，很大程度上决定于信号机的布置。所以，合理的布置信号机（特别是调车信号机）是设计中的一项很重要的工作[1]。(1)列车信号机的布置①为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。例如图2-1中X进站信号机。②为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。例如图2-1中S3、SI等出站信号机。(2)调车信号机的布置调车信号机的布置一般比较灵活，原则上是最大限度的满足调车作业的需要，提高工作效率，尽量缩短机车车辆的走行距离和极大限度的进行平行作业。调车信号机是根据调车作业的具体情况进行布置的。下面结合调车信号机在调车作业中的作用，说明如何布置调车信号机。①在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。例如图2-1中D1、D3、D7和D11等。②为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。例如图2-1中的D5和D9。当D5 信号机关闭时，就可以保证利用开放的D7信号机进行II、4股道间的转线作业时不影响排列XF或D1至3G或IG的进路。实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。[1][2] 2.1.2 信号机、道岔和线路的编号(1)信号机的编号站内各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。结合图2-1说明信号机的编号方法。①进站信号机按运行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“S”或“X”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。②出站信号机上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明该信号机所属的股道的号码。如S3和X4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机③调车信号机用“D”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。(2)道岔的编号按规定上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，自进站口向站中心顺序编号。位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。对于同一端有两个及两个以上方向时，应该先编主要方向的道岔号码。站内的每一道岔均应该进行编号。对于双动道岔应编成连续的单数或双数。如图2-1中1/3和5/7。(3)线路的编号车站内每一条线路应该有规定的号码，同一车站内不得有相同的号码。根据规定，将与复线区段相连的正线股道，上行编为双号，下行编为单号，并用罗马字母表示。如IG和IIG。其余站线股道编为3G和4G。进站信号机内方应设置调车信号机而形成的线路区段，根据衔接股道的编号再加A或B表示，下行咽喉加A，上行咽喉加B。如IAG[1]。2.2 联锁表的编制联锁表是反映整个车站内的道岔、进路和信号机之间联锁关系的表格。车站信号平面布置图是编制联锁表的依据。表2-1就是根据已绘制出来的车站信号平面布置图编制的双向四股道站场的联锁表。在编制联锁表时，是以进路为主体，从列车进路（分接车和发车）到调车进路逐条依次顺序编号的。然后将排列进路时需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路应包括的轨道区段以及所排进路相敌对的信号等逐项一一填写。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:55:01--由于此站场咽喉区道岔较少，在任一始端和终端之间只有一条基本进路，不存在变更进路，故不需要选择基本进路。这样就大大简化了联锁表，编制联锁表时的难度也得到了相应的降低。下面就联锁表中各栏的如何填写介绍如下。(1)联锁表中“方向”栏的填写。“方向”栏分列车进路和调车进路。对列车进路又分列车接车和列车发车而对调车进路只需填相对应的调车进路始端信号机的名称就行。(2)联锁表中“进路”栏的填写。对列车进路此栏只需填写进路终端所属的轨道名称就行，对调车进路，添对应的终端信号机的名称。(3)联锁表中“排列进路按下按钮”栏的填写。这一栏则只需要分别填写排列进路所按下的始终端按钮，如排列X至3股道，只要分别填XLA、S3LA就可。(4)联锁表中信号机的名称以及显示栏。“名称”栏，填写的是进路始端信号机的名称。“显示”栏，分列车接车、列车发车和调车。列车接车填显示黄灯的符号（U、U）、列车发车填显示绿灯的符号（L、L）而调车则统一填显示白灯的符号（B）。(5)联锁表中“道岔”栏的填写。对于进路内的道岔，用道岔号码外加小括号“（）”表示进路要求该道岔处于反位位置。不加括号则表示要求该道岔处于定位位置。当排列进路时，若通过交叉渡线中的一组双动道岔的反位，应将另一渡线上的双动道岔带动至定位并锁闭。例如，由X相4股道接车时，5/7道岔被锁于反位，根据上述原则，1/3道岔应锁于定位。在联锁表中，1/3道岔用防护道岔的形式“［1/3］”表示。由后面设计的电路可知，交叉渡线中的双动道岔在电路中采用了换位的处理方式，只要其中一组双动道岔为反位，另一组道岔则自动转至定位。(6)联锁表中“敌对信号”栏的填写。凡是位于敌对进路的信号，不能同时开放。为此把敌对信号机名称填写在敌对信号栏中。填写的时候还应该注意区分无条件敌对和有条件敌对。只要进路一旦建立，某一信号机就不允许开放，这就是无条件敌对，例如D1至D7信号机的进路一旦建立，SII、S4就不允许开放，这就是所谓的有敌对条件。只要有关道岔处于一定的位置才能构成敌对关系，否则就不构成敌对关系，例如当D7至4股道的调车进路时，是否允许X开放，取决于5/7道岔的位置，当5/7道岔反位时就不能开放，定位时就可以开放，记为“〈（5/7）〉X”，“〈〉”表示的是条件闭锁，“（5/7）”则是条件的具体内容。(7)联锁表中“道岔区段”栏的填写。“道岔区段”栏为列车驶过所排进路时经过的所有道岔区段。依然举排列X至3股道为例，列车将先后经过IAG、3-5DG、11DG和3G道岔区段，依次把这些道岔区段填入此栏就行。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:55:32--第3章 组合排列图 6502电气集中电路为组合式电路，其电路是由各种不同的组合拼接而成的。6502电气集中共有12种定型组合，除方向组合和电源组合外，其余10种定型组合电路都可被选来用拼接成各种不同的电路，这些用不同组合拼接起来的电路组成了整个站场网路。由于6502电气集中的组合是以其对应的道岔、信号机和轨道电路区段作为基本单元设计的。因此，6502电气集中有三种基本组合。分别为，道岔组合、信号组合和区段组合。道岔组合有以下三种类型：①DD组合，单动道岔组合，用于单动道岔。②SDZ组合，双动道岔主组合，用于一组双动道岔。③SDF组合，双动道岔辅助组合，一组双动道岔占用半个SDF组合。信号组合分列车信号组合和调车信号组合两大类。列车信号组合有四种类型：①LXZ组合，列车信号主组合，用于进站、出站信号机和接车近路、发车进路信号机。②1LXF组合，一方向列车信号辅助组合，用于仅有一个发车方向的出站信号机，以及单线区段的进站信号机。③YX组合，引导信号组合，用于带引导信号的进站信号机及接车进路信号机。调车信号组合有两种类型：①DX组合，调车信号组合，用于并置等调车信号机。②DXF组合，调车信号辅助组合。不论是道岔区段还是无岔区段，区段组合均只有一种组合，即：Q组合，区段组合，用于有道岔的轨道区段以及列车进路内的无岔区段。根据已确定下来的车站信号平面布置图，选用不同的组合，绘制了双向四股道车站的组合排列图，如图3-1。下面就如何选用组合绘制组合排列图作个简单的介绍。(1)进站信号机选用的组合和接车进路信号机应选用的组合在复线单向运行区段，当进站信号机内方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，选用1LXF、YX、LXZ和零散组合。调车信号机不另设DX组合。如X-D3。接车进路信号机选用组合的情况与进站信号机相同。(2)出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机选用的组合对于只有一个发车方向时，出站兼调车信号机选用LXZ和1LXF两个组合。如S3出站兼调车信号机。发车进路兼调车信号机和出站兼调车信号机选用组合是一样的。(3)调车信号机选用的组合每架并置的调车信号机选用一个DX组合。如D5、D7、D9和D11。(4)道岔选用的组合单动道岔选用一个DD组合，对于双动道岔除了选用一个SDZ组合外还应该选用半个SDF组合。(5)道岔区段选用的组合每一个道岔区段和列车进路上的咽喉无岔区段一般来说都应该选用一个Q组合。Q组合必须放在利用该区段排列任何进路都必须经过的地方。对于交叉渡线，采用的是组合换位的处理方式。理由是，交叉渡线道岔组合换位后，使得交叉渡线范围内的每个道岔区段只需在关键部分设置一个区段组合[2]。需要特别注意的是，在双向四股道的下行咽喉组合排列图中，1/3道岔和5/7道岔选用的组合在连接时，进行了换位处理。就是属于上述情况。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:59:18--第4章 车站信号自动控制系统电路的设计 4.1 6502电气集中电路的概述前面两章分别介绍了如何绘制车站信号平面布置图、编制联锁表和按照车站信号平面布置图选用的组合排列图。接下来，将从6502电气集中选择组和执行组入手，详细的介绍如何使用6502电气集中对双向四股道车站信号自动控制系统进行的设计。这部分内容是此次设计的主要也是重点部分。6502电气集中的主要电路由15条网路线构成。其中1-7线为选路网路（选择组部分），8-15线为执行网路（执行组部分）。选择组网路完成选岔任务之后，即开通执行组网路。执行组网路先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路锁闭，最后由信号控制电路使信号开放。在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。下面先就6502电气集中电路中各继电器的关系及动作顺序归纳如下：4.2 选择组电路选择组电路是由记录电路和选路电路组成的。而记录电路又是由记录按压进路按钮动作的按钮继电器电路和根据所按压按钮顺序来区分进路的性质和运行方向的方向继电器电路组成。选路电路包括选岔电路和开始继电器电路。1-6线为选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置。7线是开始继电器励磁网路，用以检查所选进路和所排进路的一致性。它们的设计分别如下。4.2.1 按钮继电器电路的设计 图4-1是D5、D7并置调车信号机按钮的继电器电路。图4-1 并置按钮继电器电路不论D5A是作进路始端按钮还是终端按钮，只要按压D5A，经D5A的第一组接点接通按钮继电器AJ励磁电源，使AJ↑。记录下车站值班员按压D5A的动作。松手后，AJ通过其本身第六组前接点构成自闭电路以保持继续励磁。D5AJ的自闭电路为：KZ—D5AJ3—4 —AJ62—61 —JXJ63—61—FKJ33—31 —QJ73—71 —XJ73—71 —KF之所以如此设计，是由于：(1)为了AJ在进路选出后自动复原（JXJ↑表示进路选出），因此自闭电路中接入JXJ第六组后接点。(2)为了重复开发信号时不使按钮继电器自闭（重复开放信号，FKJ↑），因此自闭电路中接入FKJ第三组后接点。(3)为了取消进路或人工解锁进路不使按钮继电器自闭（取消进路或人工解锁进路，QJ↑），因此自闭电路中接入QJ第七组后接点。(4)为了防止信号开放后，误按始端信号按钮造成按钮继电器错误保留（信号开放，XJ↑），因此自闭电路中接入XJ的第七组后接点。由于AJ↑，使得选岔电路中的进路选择继电器JXJ↑，而JXJ↑又切断AJ的自闭电路。它们之间的逻辑关系是AJ↑→JXJ↑→AJ↓。为了使JXJ能可靠吸起要求AJ采用缓放型继电器（JWXC—H340）。同时由于AJ的缓放还延长了方向继电器的落下时间，从而可以确保辅助开始继电器FKJ和终端继电器ZJ的可靠吸起。其它按钮继电器与并置调车按钮继电器在结构上大体相同，所以，这里不在累述。4.2.2 方向继电器电路的设计 每一个咽喉共用一套方向继电器电路。只需要用四个方向继电器就可以区别出进路的运行方向和区分进路的性质。这四个方向继电器分别为：列车接车方向继电器（LJJ）、列车发车方向继电器（LFJ）、调车接车方向继电器（DJJ）、调车发车方向继电器（DFJ）[3]。接下来以下行咽喉为例，如图4-2，说明方向继电器的设计。图4-2 方向继电器电路首先将全咽喉区能做始端用的按钮继电器按进路的性质和运行方向分成如下四组：(1)作列车接车方向始端的列车按钮有XLAJ；(2)作列车发车方向始端的列车按钮有S3LAJ、SI LAJ、S II LAJ、S4LAJ；(3)作调车接车方向始端的调车按钮有D1AJ、D3AJ、D7AJ和D11AJ；(4)作调车发车方向始端的调车按钮有D5AJ、D9AJ、S3DAJ、SI DAJ、S II DAJ 和S4DAJ。然后将以上每组按钮继电器的前接点并联后接入对应的方向继电器励磁电路中去。用始端按钮继电器的前接点接通方向继电器电路，用终端按钮继电器的前接点接通方向继电器自闭电路。这样就使得方向继电器只有在进路全部选出，始终端按钮都落下时才落下。在每一方向继电器的励磁电路中接入性质相反的两个方向继电器第一组后接点、性质相同的另外那个方向继电器第二组后接点。这样就使得当某一方向继电器吸起时，用其第一组后接点可以断开与其性质相反的其它两个方向继电器，用其第二组后接点可以断开性质相同的另外那个方向继电器。从而保证了同时只准许一个方向继电器吸起和只准选一条进路[2]。4.2.3 选岔电路的设计设计选岔电路时，采用的是分线法。

1、2线网路用于选“八”字第一笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；

3、4线网路用于选“八”字第二笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；

5、6线网路用于选双动道岔的定位*纵继电器DCJ和单动道岔的反位*纵继电器FCJ或定位*作继电器DCJ。设计出来的选岔电路必须的满足以下设计要求(1)选岔电路的送电规律必须是：进路左端经AJ吸起向1、3、5线送KZ电源，从左向右顺序传递直至进路右端；进路右端经AJ吸起向2、4、6线送KF电源，一直送到左端。(2)选岔电路的动作规律必须是：先选1、2线和3、4线（若进路中有双动道岔反位时）网路上的道岔，后选5、6线网路上的道岔，不论进路方向如何，选岔网路上的继电器一律从左向右顺序传递励磁。各继电器励磁后均得自闭。进路上所有JXJ在记录电路复原后一起落下，道岔*纵继电器则继续保持吸起到进路锁闭。为了满足以上两个设计要求，选岔网路分别做如下设计。(1)对于5、6线从左向右，分别为始端进路选择继电器（JXJ）→定位*纵继电器（DCJ）……→终端进路选择继电器（JXJ）。选定位时：左端AJ↑通过5线向始端进路选择继电器JXJ传递KZ，而右端AJ↑一直把KF电源送至左端，所以，进路选择继电器JXJ首先吸起，JXJ↑用其第二组前接点向前的定位*纵继电器DCJ传递KZ电源，定位*纵继电器DCJ得到正电源吸起，用其第三组后接点切断左端电路，用第一组前接点接通其自闭电路并且用其第二组前接点继续向前传递KZ电源。这样一直把KZ电源传递到终端JXJ，JXJ吸起，则表示进路选出。选岔完成(2)在选岔网路中用其FCJ接通5、6线。这样就使得当进路中出现双动道岔反位时，先选1、2线或者3、4线网路上的道岔，然后才选5、6线上的道岔。选岔电路上除了应该布置进路选择继电器JXJ、反位*纵继电器FCJ和定位*纵继电器DCJ之外，为了使选岔网路有防护功能，防止车站值班员办理储存进路以及道岔区段故障或有车占用时不准进路选出，电路中还布置轨道继电器DGJ、传递继电器CJ、区段检查继电器QJJ和轨道检查继电器GJJ。(1)为了防止所选进路上任一道岔区段有车占用或轨道电路故障时选路，在6线网路对应轨道区段处接有轨道继电器DGJ的前接点，有车占用时，DGJ落下，用其第二组前接点切断6线，保证在这种情况下不选路。(2)为了禁止在已锁闭的进路上办理储存进路，在轨道区段组合6线上还接有区段检查继电器QJJ的第六组后接点和传递继电器CJ的第六组前接点。进路锁闭后，该区段的QJJ吸起和CJ落下切断6线KF电源以防止储存近路。(3)为了在向股道建立了进路时，严禁再向该股道建立进路，在此股道端6线处接有股道检查继电器GJJ第三组后接点。已向股道建立了接车或调车进路后，GJJ吸起，将6线KF电源切断，使后办进路的JXJ不能励磁。(4)当信号已开放后，禁止再利用此信号排重叠的进路。信号开放后，信号检查继电器XJJ在励磁状态，对列车进路，在网路中接入XJJ第一组后接点切断列车进路始端向5线传递的KZ电源。对于调车进路是用XJJ第六组后接点切断调车进路始端向5线接入的KZ电源，从而达到禁止再利用此信号排进路的目的。双向四股道站场的选岔电路为图4-3。4.2.4 辅助开始、开始和终端继电器电路的设计 在进路选出，记录电路复原之前，为了继续始端按钮继电器、方向继电器和终端继电器的工作。通过JXJ和方向继电器供出的条件电源，设计出FKJ和ZJ。使FKJ励磁，从而接替JXJ和方向继电器的工作，启动7线网路。ZJ励磁继续记录进路的终端。辅助开始继电器电路是利用进路始端的JXJ的前接点和与进路性质方向相符合的方向电源来接通KFJ的励磁电路，由其1-2线圈构成自闭电路。当信号机开放（XJ励磁吸起）或取消进路或人工解锁时，辅助开始继电器复原。终端继电器是用进路终端处的JXJ吸起和同方向的调车的方向电源构成其励磁条件。终端继电器被用来确定调车进路的终端，也同时被用来作为执行组网路的区分条件。开始继电器电路的一个重要作用就是检查进路的选排一致行。为此，在设计开始继电器电路的时候，电路中接入了进路上各道岔的DCJ和FCJ的前接点以及DBJ和FBJ的前接点。当DCJ或FCJ吸起，则表示进路选出。对应的DBJ或FBJ吸起，则代表进路排出。这样KJ要通过7线接通励磁，就必须通过进路上每个道岔的DCJ前接点和与之对应的DBJ前接点或FCJ的前接点和与之对应的FBJ前接点检查选排一致后才能吸起。这种设计使得道岔在转换完毕至进路锁闭前，道岔*纵继电器与道岔表示继电器有一段时间同时在吸起状态，因此开始继电器KJ有足够多的时间通过7线接通KZ电源而励磁。在开始继电器的自闭电路中接入进路内方第一个区段的锁闭继电器（或起锁闭继电器作用的QJJ和1LJ与2LJ），这样就使得KJ励磁吸起后，将一直保持到进路解锁后才复原。这样开始继电器的接点就成为了执行组网路的区分条件。图4-4 开始继电器电路开始继电器所在的7线同时还串有每组道岔的锁闭继电器SJ的前接点，以此来反映该进路上的道岔在解锁状态。由于要与11线网路共用道岔表示继电器的前接点以及反映道岔区段的锁闭情况，7线网路在每个道岔表示继电器接点的前后各接了一组SJ前接点。排列进路时，7线通过SJ的前接点接通，说明进路处于解锁状态。进路锁闭后，SJ落下将道岔表示继电器接点接入11线信号网路，以证明进路上的道岔已锁在所要求的位置，此后不准7线再接通KJ励磁电路。开始继电器的电路设计如图4-4。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 13:59:36--4.3 执行组电路 执行组电路是在选择组电路完成选岔任务的基础上开通进路的，使防护该进路的信号开放，进路使用完毕后解锁进路。执行组电路的动作顺序是，先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路解锁，最后由信号控制电路使信号开放。在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。所以执行组电路设计的正确与否，直接影响行车安全和车站作业效率。下面分别就信号检查继电器电路、区段检查和股道检查继电器电路、信号继电器电路和进路解锁网路的设计作个介绍。4.3.1 信号检查继电器电路的设计在完成选岔网路之后，要锁闭进路和开放信号，还需检查8线上的联锁条件。若联锁条件符合，则信号检查继电器XJJ励磁。信号检查继电器XJJ的励磁理所当然的成为了锁闭进路和开放信号的先决条件。因此，XJJ电路的设计是执行组电路设计当中的一个重要环节。开放信号的基本条件是进路空闲、道岔位置正确和未建立敌对进路。因此，分别从这三个联锁条件入手对信号检查继电器（即8线）进行设计。(1)进路空闲。把各个轨道区段的轨道继电器DGJ的第一组前接点接入8线网路中，若某条进路上的所有轨道区段的DGJ的第一组前接点均在接通状态，则可以证明该进路空闲。(2)进路上的道岔位置正确。在8线上接入KJ的第一组前接点。之所以这样子设计，是因为7线上接有各道岔的DBJ和FBJ的前接点。KJ经7线网路检查选排一致后才励磁，只有进路上道岔位置正确才能使KJ励磁。这样，就可以通过KJ第一组前接点间接的实现对进路上道岔位置的检查。这里也有一个问题，当进路锁闭后，KJ是通过SJ落下自闭吸起的，此时KJ的吸起就不能反映道岔位置是否正确。为此，在开放信号时还需要在信号继电器电路中对道岔位置再次进行检查，这在后面XJ电路的设计中会提到。(3)未建立敌对进路。XJJ的这个功能可分别通过敌对的开始继电器KJ和终端继电器都落下来实现未建立本咽喉敌对进路，通过本端照查继电器ZCJ接在同股道另一端的网路，当本端照查继电器的落下来实现未建立同股道另一股道的迎面进路。4.3.2 区段检查和股道检查继电器电路的设计区段检查继电器QJJ是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置的。因此，区段检查继电器在每个道岔区段和咽喉区有列车经过的无岔区段都要设置。而股道检查继电器是为了锁闭另一咽喉的迎面进路而设置的。因此，股道检查继电器只需在能接车的股道的那段设置。当向股道办理接车进路时，GJJ吸起与进路最后一个道岔区段的锁闭继电器SJ相配合，使照查继电器ZCJ落下，将ZCJ前接点接在股道另一端执行组网路中，用以锁闭另一咽喉的敌对进路，使其不能建立。区段检查继电器虽然是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置，但它的直接作用却是通过本身的励磁吸起使锁闭继电器SJ落下，达到锁闭进路的目的。而锁闭进路前，必需得检查联锁条件是否满足，即前面提到的进路是否空闲、进路道岔位置是否正确和是否建立了敌对进路。因此，在设计区段检查继电器的时候，是通过XJJ第二组前接点来接通QJJ电路的。而为了达到逐段解锁的目的，在QJJ励磁电路中，接入本段GDJ的前接点，自闭电路中接入本段FGDJ的后接点，当列车驶入本段，GDJ落下，FGDJ吸起，前者断开了本段QJJ的KF电源，后者断开了本段QJJ的自闭电路，这样就使QJJ得以落下，为本段解锁做好了准备。设计QJJ电路时，还在它的自闭电路中接入了进路继电器，这样，当QJJ落下时，通过进路继电器继续先前送KF电源，使前面的QJJ继续保持励磁。股道检查继电器GJJ设置在股道端，由其1-2线圈经终端继电器ZJ的第二组前接点接在9线上，与同股道另一端照查继电器ZCJ的第二组前接点并联后接在9线网路上。而GJJ的3-4线圈接在12线网路上，作取消进路和人工解锁用。4.3.3 信号继电器电路的设计 信号检查继电器检查了开放信号的基本条件符合后，由区段检查继电器对进路上的道岔进行锁闭；敌对进路的开始继电器和终端继电器的落下，排除了本咽喉建立敌对进路的可能；照查继电器的落下，将同一股道另一咽喉的迎面进路锁在了未建立状态。这些都为开放防护该进路的信号做好了准备。在开放信号前必须能完成以下这些联锁条件。即：(1)开放信号时，必须检查进路在空闲状态；(2)开放信号时，必须检查敌对进路在未建立状态，并确定被锁在未建立状态；(3)开放信号时，必须检查进路上道岔位置正确，并确定被锁闭在规定位置上；(4)信号必须在车站值班员的*纵下才能开放，信号关闭后应能防止自动重复开放；(5)车站值班员应能无条件地随时关闭信号，取消或人工解锁进路时信号应随着被关闭；(6)列车信号在列车进入进路后自动关闭，调车信号在调车车列全部进入调车信号后自动关闭，在调车中途返回时退出调车信号机内方时自动关闭；(7)信号允许灯光——黄灯或绿灯熄灭时应能自动改点红灯。下面以调车信号机为例，分别就这几条联锁条件，对DXJ电路进行设计。(1)在DXJ的励磁电路中增加与8线共用的网路。前面在XJJ电路的设计中提到，由于XJJ有防护自闭电路，不能通过XJJ的吸起来检查进路空闲。增加了与8线共用的网路之后，就可以通过检查进路上DGJ的吸起，来检查进路空闲；（联锁条件1）(2)通过敌对进路的KJ和ZJ处于落下状态来证明未建立敌对进路，而确定被锁在未建立状态，是使得进路一旦建立，敌对进路的KJ和ZJ就不能再励磁。这条联锁条件可以通过与11线共用的8线网路来实现；（联锁条件2）(3)使DXJ电路所在的11线通过SJ接入7线网路。这样11线网路就与7线共用DBJ（DBJF）或FBJ的前接点和锁闭继电器SJ的后接点，如此不仅节省了继电器接点，而且能检查进路上道岔位置正确并把道岔锁在了规定位置；（联锁条件3）(4)在DXJ的励磁电路中接入的XJ励磁，否FKJ第四组前接点。这样，XJ的励磁必须在FKJ励磁的前提之下才能完成，而XJ励磁吸起，通过第七组前接点断开了FKJ的自闭电路，使FKJ落下，由其自闭电路保持吸起。若一旦信号关闭XJ落下，则须经办理重复开放信号手续，使FKJ再次吸起才能使调车信号的XJ励磁，否则信号不会重复开放；（联锁条件4）(5)在DXJ电路中接入QJ第四组后接点。这样，不论是单独关闭信号，还是取消进路和人工解锁进路关闭信号，QJ都会励磁。这样就断开了XJ电路；（联锁条件5）(6)调车信号设计了白灯保留电路，该白灯一直要等到整个调车车列全部进入信号机内方后才能关闭。这样开放的调车信号就可以在调车车列的占用情况下自动关闭；（联锁条件6）(7)在XJ自闭电路中接入灯丝继电器DJ第一组前接点，这样，当允许信号灭灯时DJ落下，切断了XJ的自闭电路，使其改点禁止灯光；（联锁条件7）LXJ与DXJ在励磁电路和所检查的联锁条件完全一致，所以，这里就不重复。4.3.4 进路解锁网路的设计进路锁闭后开放信号，列车或调车车列按信号显示驶过进路后，进路就必须正常解锁。在办理进路后因故要取消该进路，分不同情况有取消和人工解锁。此外，在调车作业中还存在调车中途返回解锁。这些都是由进路解锁网路来完成的。进路的解锁，是通过设置在区段组合中的进路继电器1LJ和2LJ、轨道反复示继电器FDGJ、锁闭继电器SJ、传递继电器CJ以及条件电源KZ-GDJ等实现的。下面就分别从这几个继电器入手对进路解锁网路进行设计。(1)条件电源KZ-GDJ为了防止轨道电路电源停电故障后又恢复造成进路的错误解锁，专门为解锁网路设计了条件电源KZ-GDJ。用条件电源KZ-GDJ来控制与解锁有关的进路继电器、轨道反复示继电器、股道检查继电器和传递继电器。在发生轨道电路供电停电时，使上述继电器迅速断电落下。而在停电恢复供电后，轨道继电器先吸起后，条件电源KZ-GDJ才向上述继电器供电，从而使得已锁闭的进路不会错误解锁。(2)道岔反复示继电器FDGJ电路道岔轨道继电器DGJ平时是吸起的，有车占用时，则落下。因此，在道岔反复示继电器FDGJ电路中接入道岔轨道继电器DGJ第四组后接点，当DGJ落下时，FDGJ励磁。车出清区段后DGJ再次吸起，FDGJ励磁电路被切断，为了使电路实现正常解锁、取消进路解锁、人工解锁及调车中途返回解锁，在FDGJ电路中设计了一个电阻和电容。这样就使FDGJ具有3~4秒的缓放时间。同时，在FDGJ的励磁电路中还接入了QJJ第五组前接点，用它来检查10线及FDGJ线圈上所并联的电阻电容的完整性和电容是否被击穿。(3)传递继电器CJ和进路继电器LJ电路具体执行进路锁闭与解锁的电路实际上是轨道区段组合中的进路继电器1LJ和2LJ电路。由于故障解锁和正常解锁等都于传递继电器CJ有密切的关系，因此将CJ与1LJ、2LJ电路一起进行分析。如图4-5所示为进路继电器和传递继电器电路。传递继电器的主要作用是传递12线解锁电源。另外在特殊情况下不能关闭已开放的信号机时，可用故障解锁的办法使CJ吸起来断开信号继电器电路，达到关闭信号的目的。进路继电器的作用是参与进路的锁闭和解锁，同时用其后接点点亮*纵台上的进路光带表示灯。平时进路继电器1LJ、2LJ由各自的3-4线圈接通自闭电路而保持吸起，由它们的前接点接通锁闭继电器SJ励磁电路，使SJ吸起，使该区段处于解锁状态。此时，CJ的3-4线圈经1LJ和2LJ前接点及轨道反复示继电器FDGJ后接点而励磁，并经其本身第二组前接点保持自闭。各继电器在建立进路时的逻辑关系如下：1LJ↓XJJ↑→QJJ↑→ →SJ↓2LJ↓由以上各继电器的逻辑关系可知：当QJJ吸起时，断开了1LJ和2LJ的自闭电路，使它们落下，并用它们的前接点断开SJ励磁电路，使区段处于锁闭状态。同时，1LJ和2LJ的落下也断开了CJ的3-4线圈的励磁电路，使CJ落下。因此从电路关系上看，CJ的落下也可以表示区段处于锁闭状态，这也就是为什么在选岔网路6线中用CJ的第六组后接点来表示区段处于锁闭状态的原因。所以，当锁闭继电器接点不够用时，表示区段的锁闭和解锁也可用传递继电器CJ的接点来代替。图4-5 进路继电器电路有传递继电器的电路可知，平时CJ靠其3-4线圈保持在励磁吸起状态，建立进路后，由于1LJ、2LJ的落下，使CJ落下。CJ的3-4线圈励磁电路中接入轨道反复示继电器FDGJ第一组后接点，它控制CJ的励磁时间，使CJ具有滞后励磁特性和及时励磁特性。将进路上的各道岔和敌对进路锁闭好后，开放防护该进路的信号机，允许列车或调车车列驶入此进路。列车或调车车列驶过进路后，则要求进路解锁。进路的解锁必须得到列车或调车车列确实进入该进路使信号关闭，占用和出清了进路上的各个道岔区段的证明之后方可进行。作为车曾占用过和已出清道岔区段的证明，对轨道电路的动作来说，就是该区段的轨道继电器一度落下后又吸起。实践证明，采用三点检查法来解锁道岔区段最为安全。在电路的设计中之所以在每个道岔区段设置1LJ和2LJ两个进路继电器，目的也就是为了实现正常解锁的三点检查(所谓三点检查，就是用三个区段的轨道电路作为解锁的检查条件。一个区段的解锁不仅要检查占用过并已出清本区段，而且还要检查车占用过并已出清前一区段，已进入后一区段)。例如从左向右解锁进路，当车占用过并已出清前一区段且占用本区段时，进路继电器1LJ吸起作为记录，当车出清本区段并占用下一个区段时，进路继电器2LJ吸起作为记录。1LJ和2LJ都吸起，就完成了该区段的三点检查。反之，从右向左解锁进路，则是占用过并已出清前一区段且占用本区段时2LJ先吸起，出清本区段并占用下一个区段时1LJ后吸起。两个进路继电器的电路设计成相互对称的结构，目的是使得进路的各种解锁方式具有更强的规律性。4.3.5 道岔控制电路的设计6502电气集中系统对道岔控制电路的设计采用的是四线制，分别由道岔启动电路和道岔表示电路两部分组成。(1)道岔启动电路采用分级控制方式控制道岔转换，为三级动作，由1DQJ检查道岔解锁SJ励磁吸起后，1DQJ才励磁。再向2DQJ转极控制电动转动方向。最后由电机使转辙机将道岔转向定位或反位。(2)道岔表示电路，当道岔转换完后，由1DQJ落下接通道岔表示电路，按道岔开通位置的规定，以自动开闭器的定位接点接通DBJ；以自动开闭器的反位接点接通FBJ，反映道岔开通的位置。道岔表示电路和道岔启动电路分别为图4-6和4-7。图4-6 四线制道岔表示电路图4-7 四线制双动道岔启动电路4.3.6 表示灯电路的设计这里主要说的是轨道光带表示灯电路。控制台上主要的表示灯是与站场线路相似的线路光带，它直观地反映出所排进路上道岔的位置、进路的锁闭、列车或调车车列在进路上的运行情况。因此，轨道光带表电路必须设计成站场网路，它们组成了执行组的14线和15线网路。整条进路的光带，是由进路中各轨道电路区段的光带组成的。在设计时，用道岔表示继电器DBJ和FBJ前接点决定构成光带的形状。在每个道岔的岔前、辙叉后的直股和侧股部分都设置有白灯和红灯表示灯。直股部分的白灯和红灯分别用定位白灯DB和定位红灯DH表示；侧股部分用反位白灯FB和反位红灯FH表示；岔前部分用岔前白灯QB和岔前红灯QH表示。白灯设计成14线控制，红灯由15线控制，其着灯和灭灯情况由该道岔Q组合中1LJ和2LJ及DGJF和FDGJ的接点决定。平时光带不着灯，当该道岔区段被建立于进路中，进路锁闭时，由进路继电器1LJ和2LJ第八组后接点将交流表示电源JZ接入14线，按道岔的位置将光带灯点亮。其它所有道岔区段光带表示灯电路构成情况均与此情况相同。--------------------作者：岩石--发布时间：2005-7-8 14:00:00--第5章 总结 5．1 成果此次毕业设计的最终成果也就是设计出双向四股道下行咽喉的网状电路图。双向四股道下行咽喉网状电路图的设计，总结如下。(1)首先得明白的是，网状电路图是根据组合排列表中各组合的先后顺序依次联接起来的。而每一个组合里面所包含的电路都是确定的。倘若改变其内的电路，不仅不利于工厂的预制，而且也不方便以后的维修。所以，一般情况下是不改变其内电路，使用的都是定型组合内的固定电路。几个主要的定型组合里所包含的电路列举如下。①1LXF：列车兼调车的LAJ电路、DAJ电路、ZJ电路和ZCJ电路等；②LXZ：列车和调车共用的FKJ电路、LKJ电路、QJ电路、JYJ电路等；③Q：本区段的FDGJ电路、DGJ电路等；④DX：调车的DAJ电路、FKJ电路、KJ电路、QJ电路、JYJ电路等；(2)设计网状电路图时不是根据组合来设计的，而是根据组合里所包含的电路组成的网路线进行设计（即根据1-15线）。其中1-7线为选路电路，8-15线为执行电路。在选路电路的7条网路线中，1-6线为道岔*纵继电器动作网路线，组成六线选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置；第7线为开始继电器电路，用以检查所选进路和所排进路的一致性；在执行电路的8条网路线中，8线为信号检查继电器电路，用来检查开放信号的可能性，即进路空闲、没有建立敌对进路、道岔位置正确；9线为区段检查继电器和股道检查继电器电路，用来检查区段空闲，实现进路锁闭；10线是区段检查自闭电路，用来防止利用区段故障解锁方式使进路迎面错误解锁；11线为信号继电器电路，检查进路上各区段处于锁闭状态、道岔位置正确，以及迎面敌对进路检查，符合条件即可开放信号；12和13线为进路继电器网路，用来实现进路锁闭，完成进路的正常解锁、取消、人工解锁、调车中途返回解锁以及引导锁闭等；14和15线则为控制台表示灯电路。除了这15条网路线之外，双向四股道下行咽喉的网状电路图还包括一些局部电路，如按钮继电器电路、取消继电器电路、接近预告继电器电路、照查继电器电路等。双向四股道下行咽喉的网状电路图见附图1-6[4] [5]。5．2 结论6502电气集中系统之所以被目前大部分铁路车站采用，是因为它有着其它系统所不具备的诸多优点，如6502电气集中采用的双按钮进路式选路方法，这使得*作起来形象化、简便而且不易出错；几乎全套继电器电路都是使用定型组合拼接而成的，这就使得工程设计简便、施工周期短便于维修，而且当站场改建时，也利于修改。当然，6502电气集中也还存在着一些有待改进的问题。例如：(1)进站信号机开放后信号灯断丝，在列车接近后要想开放引导信号时必须先办理人工解锁，等3分钟后才能引导接车；(2)在信号开放后，如果进路中某一道岔区段发生了故障，轨道继电器失磁落下，则进路就不能解锁，必须等故障修复后才能解锁；(3)6502电气集中电路中一些防护进路一旦发生断线，在正常运用过程中既发现不了，断线后又不能再起防护作用。前两项影响效率，后一项不利于安全，都有待改进。谢辞在本此毕业设计和论文的撰写过程中，承我的指导导师甘方成老师的悉心指教，且在使用AutoCAD 2004绘制网状电路图的时候得到土建机房吴发明老师的指导和帮助，在此一并谨致谢忱

车站信号自动控制系统的设计（铁道信号论文）

第四篇：锅炉给水自动控制系统设计心得

锅炉给水自动控制系统设计心得

这次锅炉给水自动控制系统的设计对我而言与其说是一种挑战，不如说是一次自我瓶颈的跨越，一次巨大的进步。

这次课程设计是从6.27日开始的，截止日期为7.8日，历时十多天。短短的十多天，于我，要设计出有自己见解、认识、创新点的一套锅炉给水控制系统出来，难度确实很大。而我又是这次自动控制系统设计的负责人，虽说不上指导与帮助其他组员完成设计要求，但我知道，我不能偷懒，我要起到带头的积极作用。刚开始，挺有热情的，我查了很多图书馆的资料，借阅了众多图书，并做好标识，供设计所需。我收集了本次所需的大部分资料，并和其中的一个小组成员，积极配合，认真讨论，构建了基本的设计模块和方案。从设计目的、要求、动态特性到控制方案的选择与创新，以及仪器仪表的选择及汽包水位线性化简化之后的主要测量，到最后数据采集和控制页面的设计与布置。如此繁杂而巨大的工作量靠两个人的协作根本就不可能做得很完善，何况是在短短的十天的时间里。在缺乏团队合作与讨论的条件，我想我不管遇到什么重大的困难，只要有一个队友相伴就不能放弃。除开一起讨论的时间里，我也一个人做了很多相关的工作，特别是软件这一块。我天生对电脑不敏感，LABVIEW的独立学习，我感受到了巨大的压力。单单是装软件这一块就弄得我很疲惫了，自己没装好，又到学院楼，请师兄帮忙安装并且聆听了相关的技术指导，再加上自己相当长时间的摸索才勉强绘制出了给水的控制系统流程图以及界面操作图。我想不管自己的成果如何，只要我尽心去做了，努力并为之而奋斗就不会后悔的了。

锅炉给水自动控制系统的设计写到这里也算是告一段落了。此时，在经历了许多困难并努力超越的时刻，我有说不出的轻松与快乐。但与此同时仅仅反思，又会发现问题是严重的，心情莫名的变得特别的沉重与压抑。学了那么多的理论知识，也满意的通过了相关的考核，但此刻，要求我设计一套控制系统，我却什么也不会了：思想是陈旧的，学习也是肤浅的，要达到创新才台阶是遥远的，为之奋斗的道路又是漫长的。本次的课程设计我们这组有两个创新点，一个是控制方案我们采用了DMC 控制算法，另一个是仪器仪表的选择上我们除了从常规的测量方法着手，还通过采用汽包水位线性化的方案，简化了测量的参数。在这一点上，两个想法都存在有一定的技术问题，我们只能从理论原理、推导上进行观点的创新，由于实验及仿真的匮乏，并不是很完善。同样，我想通过自动控制原理以及热工量测所学的对动态环节的人工控制的方法，实现系统的性能的改善。我努力过，但是还是失败了，最重要的原因还是一个理论结合实践的能力。虽有理论上的灵感，但是实践中会产生超越理论的很多困难，而这些困难，我是不可能用如此有限的知识在短暂的时间以及缺乏团队合作的情况下完成的。不过，我不会放弃，因为这次课程设计让我真真切切的感受到了挑战，一种源于渴望自我提升的迫切感。我想，我永远都不会放弃自己的梦想，努力为之奋斗与拼搏才是我最大的目标，最清晰的梦想。

第五篇：自来水厂设计—计算书

目录

第一部分 说明书 3 第一章 净水厂厂址选择 3 第二章 处理流程选择及说明 4 第一节 岸边式取水构筑物 8 第二节 药剂投配设备 10 第三节 机械搅拌澄清池 10 第四节 普通快滤池 11 第五节 消毒间 12 第六节 清水池 14 第七节 送水泵站 14 第三章 水厂的平面布置 16 第一节 水厂的平面布置要求 16 第二节 基本设计标准 16 第三节 水厂管线 16 第四节 水厂的高程布置 17 第四章 排泥水处理 20 第一节 处理对象 20 第二节 处理工序 20 第二部分 计算书 21 第一章 岸边式取水构筑物 21 第一节 设计主要资料 21 第二节 集水间计算 21 第三节 泵站计算 22 第二章 混凝设施 26 第一节 药剂配制投加设备 26 第三章 机械搅拌澄清池计算 35 第一节 第二反应室 35 第二节 导流室 35 第三节 分离室 36 第四节 池深计算 37 第五节 配水三角槽 38 第六节 第一反应室 39 第七节 容积计算 40 第八节 进水系统 40 第九节 集水系统 41 第十节 污泥浓缩斗 42 第十一节 机械搅拌澄清池，搅拌机计算 43 第四章 普通快滤池计算 48 第一节 设计参数 48 第二节 冲洗强度 48 第三节 滤池面积及尺寸 49 第五节 配水系统 49 第六节 洗砂排水槽 50 第七节 滤池各种管渠计算 51 第八节 冲洗水泵 52 第五章

消毒处理 54 第一节 加氯设计 54 第二节 加滤量计算 54 第三节 加氯间和氯库 54 第六章 清水池计算 56 第一节 清水池有效容积 56 第二节 清水池的平面尺寸 56 第三节 管道系统 56 第四节 清水池布置 56 第七章 送水泵站 58 第一节 流量计算 58 第二节 扬程计算 58 第三节 选泵 58 第四节 二级泵房的布置 59 第五节 起重设备选择 59 第六节 泵房高度计算 60 第七节 管道计算 60 第八章 给水处理厂的总体布置 61 第一节平面布置 61 第九章 泥路计算 64 第一节

泥、水平衡计污泥处理系统设计规模 64 第二节

排泥水处理构筑物设计计算 67 结束语 73 致

谢 74 参考文献 75

第一部分 说明书

第一章 净水厂厂址选择

净水厂一般应设在工程地质条件较好、地下水位底、承载力较大、湿陷性等不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。水厂还应考虑防洪措施，同时尽量把水厂设在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。设计中水源选择一般要考虑以下原则： 所选水源水质良好，水量充沛，便于卫生防护； 所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便； 3 所选水源具有施工条件。张家川水源共有三处 北川河水源丰富，常年有水，冬季较清、夏季水呈淡黄色，含沙量较高； 2 南川河水量小，枯水期不能保证； 地下水埋藏较深，并且为苦咸水，不易做给水水源。由于北川河水质较好，水量较充沛，并且水源较易取用，所以选择北川河上游作为取水水源。根据水文资料：北川河水面标高：最高水位1698.0米，最低水位1694.0米，水位变化在4米左右，变化不大；北川河河床、河岸较稳定 河岸较陡，有足够水深。设计选择岸边式取水构筑物，并且集水间和取水泵房合建。

第二章 处理流程选择及说明

设计开始时初步拟定了两个处理流程的方案： 方案Ⅰ：

水源 → 泵站 → 机械搅拌澄清池 → 普通快滤池 → 加滤消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用户

混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；

消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。方案Ⅱ：

水源 → 泵站

→水力循环澄清池→ 虹吸滤池 → 加滤消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用户

混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；

消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。两个方案的区别在于澄清池和滤池的选择有所差异，其它方面基本相同。本人将现在常出现的澄清池和滤池列表进行比较，进行选择。见表2.1澄清池选择和表2.2滤池选择

表2.1

澄清池选择 类型 性能特点 使用条件 机械搅拌澄清池 优点：

1.处理效率高，单位面积产水量大； 2.适应性较强，处理效果稳定；

3.采用机械刮泥设备后，对高浊度水处理也具有一定适应性。缺点：

1.需要一套机械搅拌设备； 2.加工和安装要求精度高；

3.维修较麻烦。1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达5000—10000mg/L；

2.一般为圆形池体； 3.适用大、中型水厂。水力循环澄清池 优点： 1.无机械搅拌设备； 2.构造简单。缺点：

1.投药量较大，需要较大的水头；2.对水质水温变化适应性较差。1.进水悬浮物含量一般小于2000mg/L，短时间内允许达5000mg/L； 2.一般为圆形池体； 3.适用中、小型水厂。脉冲澄清池 优点：

1.虹吸式机械搅拌设备较为简单； 2.混合充分，布水较均匀； 3.池深较浅，便于布置。缺点：

1.需要一套真空设备，较为复杂； 2.虹吸式水头损失较大，周期难控制；

3.操作管理要求较高。1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达5000—10000mg/L；

2.可建成圆形、矩形或方形池体； 3.适用大、中、小型水厂。悬浮澄清池 优点： 1.构造比较简单； 2.能处理高浊度和水；

3形式较多，可间歇运行。缺点：

1.需设气水分离器；

2.队水温、水量等因素较敏感；

3.双层式时池深较大。1.进水悬浮物含量小于3000mg/L时，宜用单层式，在3000—10000mg/L时，宜用双层式； 2.可建成圆形或方形池子；

3.一般流量变化每小时步大于10﹪。

表2.2

滤池选择 名称 性能特点 适用条件

进水浊度（mg/L）规模 普通快滤池 单层滤料 优点： 1.运行管理可靠； 2.池深较浅； 缺点：

1.阀件较多；

2.一般用大阻力冲洗，须设冲洗设备。一般不超过20 1.大、中、小型水厂均适用； 2.单池面积不大于100m2。

双层滤料 优点： 1.滤速较高； 2.含污能力较大，工作周期长；3.无烟煤作滤料易取得； 缺点：

1.滤料粒径选择严格； 2.冲洗时操作要求较高；

3.煤砂之间易积泥。一般不超过20，个别时间不超过50 1.大、中、小型水厂均适用； 2.单池面积不大于100m2。虹吸滤池 优点：

1.不需大型闸阀，可节省阀井；2.不需冲洗水泵； 3.易于实现自动化； 缺点：

1.一般需设真空设备；

2.池深较大。一般不超过20 1.大、中型水厂适用； 2.一般采用小阻力排水，单池面积不大于25m2。无阀滤池 重力式 优点： 1.一般不设闸阀；

2.管理维护简单，能自动冲洗； 缺点：

1.清砂较为不便。一般不超过20 1.适用于中、小型水厂； 2.单池面积不大于25m2。

压力式 优点： 1.可一次净化； 2.可省去二级泵房； 缺点：清砂较为不便。一般不超过150 1.适用于小型水厂； 2.单池面积不大于5m2。压力滤池 优点： 1.滤池多为钢罐；

2.移动方便，可用作临时供水；

3.用作接触过滤时，可一次净化省去二级泵房； 缺点：

1.清砂不便；

2.需耗用钢材。一般不超过 20—150 1.适用于小型水厂； 2.可与除盐、软化床串联使用。

根据表2.1和表2.2对比，本人选用机械搅拌澄清池与普通快滤池作为工艺流程中的构筑物。从技术可靠性而言，由于原水浊度在35——1200NTU，是含沙量比较小的水源，设计采用机械搅拌澄清池或水力循环澄清池进行处理，完全可以达到排放标准，但是设计水量达到27500 m3/d，若采用水力循环澄清池，根据计算就会有4—6座池子，占用大量的空间，还会造成施工时间和费用的提升，是得不偿失的；采用机械搅拌澄清池，经计算，只有2座池子，可以大量的降低成本和土地占用率，也使得施工工期大大缩短，所以设计采用机械搅拌澄清池。

同样设计采用普通快滤池或虹吸滤池都可以达到良好过滤的效果。但是，虹吸滤池的池深较大，会造成取水泵站水泵的扬程提高，使得取水泵站的造价提高；虹吸滤池需要真空设备，易出现设备故障，且造价高于普通快滤池；普通快滤池由于运行可靠，有成熟的运行管理经验，且池深较浅，不会对取水泵站造成压力，其次普通快滤池工程造价较低，工期较短。所以采用普通快滤池。

综上所述，设计采用方案Ⅰ为工艺流程最终选择。张家川回族自治县净水厂工艺流程见图2.1

图2.1 净水厂工艺流程图

第一节 岸边式取水构筑物

一、集水间

集水间采用淹没式，集水间与泵房合建。合建式岸边取水构筑物，北川河河水经过进水孔进入进水间的进水室，再经过格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂的机械搅拌澄清池。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中的细小漂浮物。

格栅采用给排水标准图集S321-1,型号6。格栅尺寸为B×H=1100mm×1100mm,栅条间孔数为15孔，栅条根数为16根，有效面积为0.84m2。

格网采用给排水标准图集S321-5，C10型，格网尺寸为B×H=2130mm×1130mm,有效面积为1.39 m2。

设计采用4个单独的集水间，在分格墙上设置连通管和阀门。

二、取水泵房(一)选泵

根据设计流量和设计扬程选择水泵的型号和数量；

选用4台300s-12型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=14.5m的水泵； 吸水管的流速为1.05m/s，管径为DN400mm，L=2.8m。吸水管选用铸铁管； 出水管流速为3.89m/s，管径DN350mm，L=2.5m。，出水管选用钢管； 四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。

(二)泵房布置

水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。

因所选的泵的是300s-12型水泵是侧向进水和侧向出水的水泵，所以采用横向排列。要适当增加泵房的长度，但跨度小，进出水管顺直，水利条件好，可减少水头损失，省电。

水泵凸出部分到墙的净距A1=2.0m； 出水侧水泵基础与墙的净距B1=2.04m（包括一个止回阀和一个闸阀的长度）；

进水侧水泵基础与墙的净距D1=3.2m（包括一个闸阀的长度）； 电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并保持一定的距离C1=2.4m； 水泵基础之间的净距E1=2.0m； 水泵房的尺寸为(按长方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=17.5m B= D1+ B1+ B5=6m(三)起重设备的选型与布置

因最大设备的重量为709kg，所以选用起重在0.5-2.0吨之间的电动单轨吊车梁。单轨吊车梁配置电动葫芦；即可垂直起举设备，也能水平运移；其运动轨迹取决于吊车梁的布置；采用U形布置形式。根据起重量、跨度，起升高度选用DX型电动单梁悬挂起重机。

跨度1.25-16m，起升高度12m，大车电机运行速度20m/s，型号2DY12-4配套电动葫芦型号CD1；精确的跨度15.5m，长17.5m，最大轮压0.98吨总重1.69吨，CD1 1-12D电动葫芦。主要尺寸长954-974m，重量1.98吨。(四)泵房高度

水泵采用自灌引水方式，其泵心低于吸水井的最低水位； 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重时，高度。第二节 药剂投配设备

一、药剂选择

根据原水的水质水温和PH值的情况，选用混凝剂为三氯化铁，投加浓度为10％，最大投加量为33（mg/L）。

优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5~9）。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。

二、药剂配制

药剂通过溶解池进行溶解，溶解池采用压缩空气进行药剂溶解搅拌；

溶解池采用矩形建造，有效尺寸B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，超高0.2m； 放水管管径d0=25mm，相应流速v0=3.06m/s； 溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根；

空气压缩机设在加药间内，选用SSR100型罗茨鼓风机两台，1用1备。

三、药剂投加及药剂混合

溶解的药液在溶液池中静置储藏，而后通过计量泵投加到机械搅拌澄清池。混凝剂的投加分干投与湿投法两种。设计采用采用计量泵湿式投加。计量泵采用三台J-ZM250/4.0型隔膜计量泵。

药剂混合采用静态混合器混合，混合器采用JT-500型静态混合器混合。第三节 机械搅拌澄清池

澄清即净化，指靠重力作用的泥水分离过程，亦即沉淀范畴的处理工序。

设计采用机械搅拌澄清池。其池体主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分离室三部分组成。机械搅拌澄清池工艺流程如下：加过混凝剂的原水由进水管，通过环形配水三角槽下面的缝隙流进第一絮凝室，与数倍于原水的回流活性泥渣在叶片的搅动下，进行充分地混合和初步絮凝。然后经叶轮提升至第二絮凝室继续絮凝，结成良好的矾花。再经导流室进入分离室，由于过水断面突然扩大，流速急速扩大，泥渣依靠重力下沉与清水分离。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循环流动形成回流泥渣，另一小部分泥渣进入泥渣浓缩室排出。

一、设计参数 池数设计取两座；

第二絮凝室提升水量为原水进水水量的4倍； 水在池中的总停留时间为1.25h；

第二絮凝室中停留时间为50s，导流室中的停留时间为3min； 第二絮凝室、第一絮凝室、分离室的容积比1：1.99：6.66； 为使进水分配均匀，采用配水三角槽分配进水； 配水三角槽上设排气管，以排出槽中积水；

池下部圆台坡度为45°，池底采用球壳式结构，取球冠高1m； 集水方式采用淹没口环形集水槽，孔径25mm； 池子设泥渣浓缩斗3个，浓缩室总容积约为池子容积的1﹪，设100mm排泥管； 在进水管、第一第二絮凝室、分离室、泥渣浓缩室、出水槽等处设取样管；

设计池子尺寸：采用2个池子，每个池子直径14.8m，面积为171.95m2，澄清池总高度为6.60m；

机械搅拌的叶轮直径，一般按第二絮凝室内径的70%设计，其提升水头约为0.10m； 搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的8%，叶片高度为第一絮凝室高度的1/3，叶片对称装设，安装10片。第四节 普通快滤池

过滤就是悬浮液流经过多孔介质或滤网进行固液分离的过程，大多数过滤工艺采用粒料层过滤。最常用的粒料为石英砂，它的主要目的是去除浊度。设计中采用普通快滤池。

一、设计参数

强制滤速是指一个或两个滤池检修时，其他滤池在超过正常负荷下的滤速，在滤池面积和个数决定后，应以强制滤速进行校核；如果强制滤速过高，设计滤速应适当降低或滤池个数适当增加。滤池个数多，冲洗效果好，运转灵活，强制滤速较低，但单位面积滤池造价增加。(一)滤池尺寸

滤池个数选择见表2.1

表2.1

滤池面积与个数关系 滤池面积 滤池数

当滤池总面积小于30m2 一般采用2个滤池 当滤池总面积为30m2-100m2 一般采用3-4个 当滤池总面积为150m2 一般采用5-6个滤池 当滤池总面积为200m2 一般采用6-8个

当滤池总面积为300m2以上 一般采用10个以上

滤池平面形状可为正方形或矩形。

设计滤池两座，每座设四格，采取双排布置 滤池单格面积24m2，长宽比1.28：1，单池有效尺寸采用B×L=4.3m×5.5m，滤池高度为2.55米，包括超高0.3m 滤池高度包括超高0.3m，滤层上水深1.10m，滤料层厚度0.7m、承托层厚度0.45m等。

(二)大阻力配水系统

干管始端流速1.5m/s，采用管径为400mm 支管始端流速3.38m/s，采用管径50mm 反冲洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264，扬程15.70m(三)管廊设置

管廊设置应力求紧凑，简捷，要留有设备管配件等安装、维修等的必要空间；要有良好的防水、排水、通风、照明设备；由于设计采用双行排列，管廊位于两排滤池中间。管廊中包括 给水管 管径DN400mm, 管中流速为1.26m/s 2 排水管 管径DN500m 3 冲洗水管 管径DN300mm，管中流速为4.07m/s 4 过滤水管 管径DN400mm，管中流速为1.26m/s 滤池底部应设排空管，其入口处设隔栅，池底坡度约为0.005，坡向排空管；每个滤池上宜装设水头损失计或水位尺及取水样设备；各种密封渠道上应设人孔，以便检修；滤池壁与砂层接触处应拉毛成锯状，以免过滤水在该处形成“短路”而影响水质。第五节 消毒间

设计选用液氯消毒。氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为-33.6℃，在0℃压力大于3.66大气压时转化为液体。0℃时每升液氯的重量为1468.4克，同样重量的液氯，其体积仅为气态氯的1/457。在10℃以下时，在氯的饱和溶液中会析出氯的水化结晶物，这种现象会造成加氯设备故障。

氯所以能消毒，主要是它能破坏细菌中的酶系统。主要反应如下：

一、加氯量

根据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求.投加量一般取决于滤化的目的，并随水中的氨氮比、PH值、水温和接触时间等变化。投量取2mg/L，管网末端含量0.05 mg/L，接触时间不少于32min。

二、加氯设备

大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因，国内水厂目前已少采用。

设计采用加氯机投加。ZJ-2型转子加氯机，加氯机是由旋流分离器、弹簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平衡水箱及水射器等组成。加氯量2-10kg/h,加氯机的外型尺寸为：宽×高=3300mm×370mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。

氯瓶：采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为：外径600mm,瓶高1800mm。采用4个氯瓶，使用周期为30天。

三、加氯间的布置 设置加氯间，加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向下游。加氯间尽量靠近投加点。加氯机设置两台，分别有两根加氯管通到加氯点，互作备用。加氯机按最大投氯量来选用，原则上以一台加氯机对接一只氯瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑1台备用。

加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，加氯间平面尺寸为5×5m,氯库平面尺寸为12.5m×10m。第六节 清水池

一、清水池容量

清水池容量由两部分组成，一是调节容量，一是储备容量，前者为调节用水负荷而必须储存的水量，后者为消防或其他特殊需要而储备的水量，这部分水量在一般请情况下是不动用的。清水池的总调节容量按水厂产水量20﹪设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750 m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。

二、清水池尺寸

清水池的总调节容量按水厂产水量20﹪设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750 m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。清水池设2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m。每座清水池设计尺寸为 ：B×L×H=35m×20m×4.0m。有效容积为 ：2750m3。清水池最高水位标高为±0.00米。储备水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，发生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考虑。小城镇用水量不多，消防用水量所占的比例应增大。进水管选用DN450mm，水力计算 ； 出水管选用DN450mm，水力计算。第七节 送水泵站

一、选泵

根据设计流量和设计扬程(出厂水压力≥0.35mpa)选择水泵的型号和数量。

选用4台250s-65型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=56m的水泵。

吸水管：流速为3.89m/s，管径DN350mm，用铸铁管L=4.0m;

出水管：流速为1.05m/s，管径DN400mm，用钢管L=0.9m;

四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。

二、泵房布置

泵房和吸水井合建，吸水井尺寸：B×L×H=5m×32m×5m，其中超高0.5m。水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。

因所选的泵的是300s-12型水泵是侧向进水和侧向出水的水泵，所以采用横向排列。要适当增加泵房的长度，但跨度小，进出水管顺直，水利条件好，可减少水头损失，省电。

水泵凸出部分到墙的净距A1=3.0m； 出水侧水泵基础与墙的净距B1=4.24m（包括一个止回阀和一个闸阀的长度）；

进水侧水泵基础与墙的净距D1=3.0m（包括一个闸阀的长度）； 电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并保持一定的距离C1=3.0m； 水泵基础之间的净距E1=2.0m； 水泵房的尺寸为(按长方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=21.6m，B= D1+ B1+ B5=8.0m。

三、起重设备的选型与布置

因最大设备的重量为709kg，所以选用起重在0.5-2.0吨之间的电动单轨吊车梁。单轨吊车梁配置电动葫芦。即可垂直起举设备，也能水平运移。其运动轨迹取决于吊车梁的布置。采用U形布置形式。

根据起重量，跨度，起升高度选用DX型电动单梁悬挂起重机。跨度1.25-16m，起升高度12m，大车电机运行速度20m/s，型号2DY12-4配套电动葫芦型号CD1。精确的跨度15.5m，长17.5m，最大轮压0.98吨总重1.69吨，CD1 1-12D电动葫芦。D=7.4m主要尺寸长954-974m重量1.98吨。

四、泵房高度

泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重时，高度

第三章 水厂的平面布置 第一节 水厂的平面布置要求 布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位； 2 充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用； 各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施； 建筑物布置应注意朝向和风向； 有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全； 对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。水厂平面布置的内容包括：各构筑物的平面定位，各种管道（处理工艺用的原水管、加药管、加氯管、排泥管；水厂自用水管、产区排水管、雨水管等），阀门及配件布置，厂区道路、围墙、绿化等。

第二节 基本设计标准

主要车行道的宽度，单车道为5m，并应有回车道；人行道的宽度为1.5-2.0m； 车行道转弯半径为5m；

城镇水厂或设在工厂区外的工业企业自备水厂周围，应设置围墙，其高度采用2.0m。第三节 水厂管线 1 给水管线

原水管线，采用钢管，设1根； 生产管线，管线埋地1m以下；

清水管线，两座清水池之间有联络管线，池底相同； 超越管线，超越滤池。2 排水管线

排除厂内地面雨水；排除厂内生产废水；排除办公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。3 电缆沟

集中式电缆沟方式，上做盖板，深度为1.0米，宽度为0.8米，沟底有底坡，以利积水排出。4 加药管线

浅沟敷设，上做盖板，管材为塑料管，以防止腐蚀。5 泥水管线

管线埋地1m以下。

本工程在原有水厂基础上进行扩建，整个厂区在总平面布局上做到功能区分明确，分为生活区、生产区、污泥处理区。厂区交通流线清楚流畅，主干道贯穿东西。新建构筑物包括取水泵房及配电，二级泵房及配电，变电间，清水池，机械搅拌澄清池，清水池，普通快滤池，加氯间，机修车间管配件堆放场，综合楼，化验室，传达室等。各单体构筑物在建筑风格上做到清新明快，既保持原有水厂的园林风味，又体现了现代水厂的流畅简洁的气派。水厂的工艺流程采用直线型布置，管线力求简短，厂区内水配以草地、树木等绿化。

水厂总占地面积48.5公顷，因地制宜并考虑到远期发展。总平面图中，绿化面积约占20％，附属面积约占总面积的25％。第四节 水厂的高程布置

厂的工艺流程布置，使水厂布置的基本内容，由于厂址地形和进出水管方向等的不同，流程布置可以有各种方案，但必须考虑以下布置原则：

1流程力求简短，避免迂回重复，是净水过程中的水头损失最小。构筑物尽量靠近，便于操作管理和联系活动。水流方向要顺，并考虑施工、检修的方便，避免过多的立体交叉。2尽量适应地形，因地制宜地考虑流程，力求减少土方石量。地形自然坡度较大时，应尽量顺等高线布置，在不得已的情况下，才做台阶式布置。充分利用地形，力求实现各处理构筑物间的重力流衔接（尽量避免中途加压）以及各构筑物的重力排泥或放空。

3注意构筑物朝向：经水厂一般无朝向要求，但如滤池的操作廊、二级泵房、加药间、检修间、办公楼则有朝向的要求，尤其是散发大量热量的二级泵房对朝向和通风的要求，更应注意，布置时应符合当地最佳方位。加药间、加氯间、药剂仓库等，尽可能设在水厂主导风向的下风方向，泵房及其他建筑物，尽量布置成南北方向。

设计中采用直线型。直线型最常见的布置方式，从进水到出水整个流程呈直线，这种布置方式，生产联系管线段，管理方便，有利于日后水厂发展 在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过取值估算确定，并留有空地。

生活辅助建筑物面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助建筑物面积根据水厂规模、工艺流程和当地的具体情况而定。各构筑物高程见表3.1

表3.1

构筑物高程

构筑物名称 顶标高(m)水面标高（m）底标高(m)一级泵站 1706.00 1693.80 机械搅拌澄清池 1703.30 1703.00 1696.70 普通快滤池 1702.40 1702.10 1700.00 清水池 1700.50 1700.00 1696.00 吸水井 1700.00 1699.50 1695.00 二级泵站 1703.00 1697.00

净水厂构筑物见表3.2

表3.2

净水厂构筑物

第四章 排泥水处理 第一节 处理对象

净水厂污泥处理对象主要是滤池的冲洗废水和机械搅拌澄清池的排泥水。其成分一般为原水中的悬浮物质和部分溶解物质以及在净水过程中投加的各种药剂。第二节 处理工序

排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、脱水以及泥饼处置等工序。调节：为了使排泥水处理构筑物均衡运行以及水质的相对稳定，一般在浓缩前需设置调节池。净水厂滤池的冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，其量和质都不稳定，设置调节池可使后续设施负荷均匀，有利于浓缩池的正常运行。通常把接纳滤池冲洗废水的调节池称为排水池，接纳沉淀池排泥水的称为排泥池。

浓缩：净水厂排泥的含固率一般很低，仅在0.05%-0.5%左右,因此需进行浓缩处理.浓缩的目的是提高污泥浓度,缩小污泥体积,以减少后续处理设备的能力,如缩小脱水机的处理规模等。当采用泥水自然干化时间，节约用地面积。当采用机械脱水时，供给的污泥浓度有一定要求，也需要对排泥水进行浓缩处理。

含水率高的排泥水浓缩较为困难，为了提高泥水的浓缩性，投加絮凝剂、酸或设置二级浓缩。

平衡：当原水浊度及处理水量变化时，净水厂排泥量和含固率也会作相应调整。为了均衡脱水机的运行要求，宜在浓缩池后设置一定容量的平衡池。设置平衡池还可以满足原水浊度大于设计值时起到缓冲和贮存浓缩污泥的作用。

脱水：浓缩后的浓缩污泥需经脱水处理，以进一步降低含水率，减小体积，便于搬运和最后处理。当采用机械方法进行污泥脱水处理时，还需投加石灰或高分子絮凝剂。泥饼及分离液处置：脱水后的泥饼可以外运作为低洼地的填埋土、垃圾场的覆盖土或作为建筑材料的原料或掺加料等。泥饼的成分应满足相应的环境质量标准。排泥水在浓缩过程中将产生上清液，在脱水过程中将产生分离液。当上清液水质符合排放水域的排放标准时，可直接排放；当水质满足要求时也可考虑回液，本设计将排放水回用。

第二部分 计算书

第一章 岸边式取水构筑物 第一节 设计主要资料

一、取水量

Q=41250m3/d=0.477 m3/s(按远期考虑)

二、河流水位

设计取北川河为取水水源

北川河河流水水位、流速、流量资料见表1.1

表1.1

北川河河流水水位、流速、流量资料

水位

水面标高（m）流

速（m/s）流

量（m3/s）设计频率 保证率

最高水位 1698.0 4.5 350 1%

最低水位 1694.0 0.9 12 97% 常水位 1695.5 2.8 67

河流水经岸边式取水构筑物装有格栅的进水口进水，集水间与泵房合建。第二节 集水间计算

一、格栅进水口

进水口装有粗格栅，进水口流速采用

栅条采用扁钢，厚度10mm，栅条净距采用50mm

粗格栅阻塞系数采用

栅条引起的面积减少系数

进水口面积

设置进水口四个，每个进水口尺寸B×H=1000mm×1000mm 格栅采用给排水标准图集S321-1,型号6。格栅尺寸为B×H=1100mm×1100mm,栅条间孔数为15孔，栅条根数为16根，有效面积为0.84m2。

二、格网进水口

格网设在进水间内，用以拦截水中细小的漂浮物。

用平板格网，过网流速采用v1=0.3m/s;网眼尺寸采用5×5mm;网丝直径d=2mm。格网面积减少系数

格网阻塞系数采用k2=0.5,水流收缩系数采用ε=0.8。进水口面积

设置进水口四个，每个进水口尺寸B×H=2000mm×1000mm 格网采用给排水标准图集S321-5，C10型，格网尺寸为B×H=2130mm×1130mm,有效面积为1.39 m2。

三、集水间平面尺寸

集水间分为四个独立分格，在分格墙上设置连通管和阀门，根据进水间内阀门和平板格网的尺寸，水泵吸水管的直径和布置，检修清洗和使水流均匀平稳等要求，决定进水室和吸水室的宽度各为1.5m，集水间长宽的净尺寸为14.9×33m。(其中隔墙0.3m)

第三节 泵站计算

一、取水水泵选配及一级泵站工艺布置

（一）扬程计算

式中

——最低水面到净水厂处理构筑物的高度；

——富余水头损失；

——吸水管水头损失；

——输水管水头损失。

（二）选泵

根据扬程和设计水量确定水泵，选用300s12型水泵4台。（三用一备，其中一台为 期增加）

水泵详细见表1.2和表1.3

表1.2

水泵性能 型号 流量(m3/h)扬程(m)转速

(r/min)轴功率

(kw/h)电动机 效率 汽蚀余量

型号 功率(kw/h)

300s12 612 14.5 1450 30.2 Y225S-4 37 80 5.5

表1.3

水泵安装尺寸(带底座)型号 电动机尺寸（mm）底座尺寸（mm）

L4 h H L1 L2 L3 b b1 300s12 820 530 225 1520 280 990 730 730 E(mm)H2(mm)L(mm)出口锥管法兰尺寸(mm)

DN3 D03 D3 n3-d3 300 635 1789 300 395 435 12--22

配套：底阀1个，止回阀1个，吐出锥管1个，钩扳手1个；

水泵经校核符合流量和扬程的要求；

其他各尺寸都和前面所选泵相同给泵留相应的空间。

（三）水泵机组的布置

水泵机组的布置是泵房布置的重要内容,他决定泵房建筑面积的大小.机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。

一级泵房有3台水泵及1台远期预留泵的空间,4台泵的尺寸为L=1789mm,B =730mm 因300s—12型泵是侧向进水和侧向出水的水泵,所以采用横向排列.横向排列可能要增加加泵房的长度,但跨度小,进出水管顺直,水力条件好,可减少水头损失,省电费。水泵凸出部分到墙壁的净距：

实际需大于2m，实际取2.0m 出水侧水泵基础与墙壁的净距 选用一个止回阀

选用一个闸阀

但 是水泵出水侧管理操作的要道，实际 =2.04m 进水侧水泵基础与墙壁的净距

此处安装一个闸阀,同出水管L=0.51m,但 不得小于1m，实际 =3.2m

电动机凸出部分与配电设备的净距,应保证电动机转子检修时能拆卸,并保持一定的距离

实际水泵基础之间的净距

（五）水泵房的尺寸

选用长方形的泵房

起重设备的选型和布置：

因泵房重最重物体的重量为800kg，且在0.5t—2.0t之间。所以采用电动单轨吊车梁，采用u形布置方式。

选用DX型电动单梁悬挂起重机：

（六）泵房高度计算

采用自灌式引水方式，所以其泵轴心低于吸水井的最低水位。

泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重设备时，其高度

（七）管道计算

吸水管:流速为1.05m/s,管径DN400mm,用铸铁管,L=2.8m;出水管:流速为3.89m/s,管径DN350mm,用钢管,L=2.5m;四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。

第二章 混凝设施

第一节 药剂配制投加设备

一、溶液池和溶解池计算

（一）设计参数

水厂日产水量Q=25000m3/d，水厂自用水系数10%；

设计水量Q=27500m3/d=0.318m3/s；

混凝剂采用三氯化铁

净水处理混凝剂投加量参考资料见表2.1

表2.1

净水处理混凝剂投加量参考资料

250 500 1000 硫酸铝 20 26 33 41 三氯化铁 12 16 20 27 碱式氯化铁 5 9 13 19

根据表3-1中三氯化铁的投加量参考数据，绘制三氯化铁的投加量和所处理水的浑浊度关系曲线。

图2.1

三氯化铁的投加量和浑浊度关系曲线

根据图2.1可知，最大投加量u=33mg/L； 药溶液的浓度b=10%； 混凝剂每日投配次数n=3。

（二）设计计算

溶液池 溶液池容积 W1=

=

设计取溶液池容积为3.0 溶液池设置两个，交替使用。形状采用矩形，其有效尺寸为B×L×H=2.5m×2.0m×0.8m，其中包括超高0.2m。

解池

溶解池容积占溶液池的30﹪ 溶解池容积

W2=0.3 W1=0.3×3.0= 0.93 设计取溶解池容积为0.9 溶解池设置两个，交替使用。

形状采用矩形，其有效尺寸为B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，其中包括超高0.2m。溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量 q0

查水力计算表

放水管管径d0=25mm，相应流速v0=3.06m/s； 溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。3 投药管

投药管流量：

q=

= 溶

查水力计算表

设计取管径d0=20mm，相应流速v0=0.23m/s。

（三）压缩空气搅拌 1 设计参数

空气供给强度：溶解池9L/s•㎡，溶液池4 L/s•㎡ 空气管流速：12 m/s 孔眼流速：25 m/s 孔眼直径：4mm 支管间距：450mm 药池平面尺寸：溶解池3.15㎡，溶液池7.2㎡ 空气管长度为20m，其上共有90°弯头7个 2 设计计算 ①需用空气量

式中

n——药池个数，溶解池设置两个；

F——池面积，㎡；

q——空气供给强度，L/s•㎡。溶解池

药池平面面积

需用空气

其中

溶液池

药池平面面积

需用空气量

其中

总需用空气量

②选配机组

选用SSR100型罗茨鼓风机两台，一用一备，风量5.44 m3/min，风压为19.6kpa，所需轴功率3.10kw，所配电动机功率4.0kw。③空气管流速

式中

Q——供给空气量，m3/min； P——鼓风机压力，Mpa；

d——空气管管径，m,此处选用d=100mm；

④空气管的压力损失h 沿程压力损失

局部压力损失

式中

L——空气管长度，m；

G——管内空气质量流量，；

——空气密度，kg/m3；

——供给空气量，m3/min；

——阻力系数；

d——空气管直径，mm； ζ——局部损失阻力系数； v——空气流速，m/s；

当温度为0℃，压力为9.8×104+1.96×104=1.176×105时，查表2.3知空气密度ρ=1.51，则

据此查表2.3得β=1.16

5个90°弯头的局部阻力系数。

故得空气管中总的压力损失为

⑤空气分配管的孔眼数 孔眼直径采用d0=4mm;单孔面积;

孔眼流速采用v0=20m/s;所需孔眼总数

用压缩空气调制药液的溶解池见图2.2

图2.2

压缩空气调制药液的溶解池（单位mm）

表2.2

空气密度（干空气密度以kg/m3计）

压力

（kpa）

温度

-30-20-10 0 +10 +20 +30 +40 9.8065×104 1.406 1.350 1.299 1.251 1.207 1.166 1.128 1.058 1.9613×105 2.812 2.701 2.589 2.583 2.414 2.332 2.555 2.115 3.9226×105 5.624 5.402 5.196 5.006 4.829 4.604 4.510 4.232 5.8839×105 8.436 8.102 7.794 7.509 7.244 6.996 6.765 6.346 7.8452×105 11.25 10.80 10.39 10.01 9.658 9.328 9.020 8.464 9.8065×105 14.06 13.50 12.99 12.51 12.07 11.66 11.28 10.58

表2.3

根据G值确定的阻力系数

G（kg/h）Β G（kg/h）β 10 2.03 400 1.18 15 1.92 650 1.10 25 1.78 1000 1.03 40 1.68 1500 0.97 65 1.54 2000 0.90 100 1.45 4000 0.84 150 1.36 6500 0.78 250 1.26

（四）投药泵

设计采用计量泵投加

根据投药管流量 进行选泵。

选用三台J-ZM250/4.0型隔膜计量泵，一台备用。性能见表2.4

表2.4

隔膜计量泵性能 型号 流量 L/h 排出压力 Mpa 泵速

次/min 电动机功率 kw 净出口直径 mm 重量 kg J-ZM250/4.0 250 2.0-4.0 126 1.5 20 240

加药间布置见图2.3和图2.4

图2.3

加药间布置图（单位m）

图2.4

加药间流程图

（五）混合设施 1 混合方式

设计采用静态混合器混合。

静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式

式中

H——水头损失（m）

Q——处理水量（）

D——管道直径（m）

N——混合单元（个）

设计中取d=0.5m,处理水量Q=318m3/s，经计算，当h=0.5时，n=2个单元。选DN500内装2个混合单元的静态混合器，加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。选择管式静态混合器规格JT-500型。

管式静态混合器尺寸见表2.5 表2.5

混合器尺寸 公称直径 mm 管外径 mm 法兰盘外径 mm 长度 mm 重量 kg 500 518 670 1950 103

图2.5 管式静态混合器

第三章 机械搅拌澄清池计算

其特点是利用机械搅拌澄清池的提升作用来完成泥渣回流核接触反应，加药混合后进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应。然后经叶轮提升到第二反应室继续反应以结成大的颗粒，再经导流室进入分离室沉淀分离。第一节 第二反应室 净产水能力为

采用2个池来计算则每池的流量 ,二反应室计算流量一般为出水流量的4倍..设第二反应室内导流板截面积,u =0.06 则第二反应区截面积为：

第二反应区内径：

取第二反应室直径 =4.10m,反应室壁厚

式中

H ——第二反应区高度，m

——第二絮凝室内水的停留时间，考虑构造布置选用

第二节 导流室

导流室中导流板截面积: 导流室面积: 导流室直径:

取导流室 导流室壁厚.导流室出口流速: ,出口面积: 则出口截面宽: 出口垂直高度: 第三节 分离室

分离区上升流速取 ,分离室面积：。池总面积：

池的直径：

图3.1

澄清池各部分直径

第四节 池深计算

池中停留时间T设为1.2h。有效容积：

考虑增加3%的结构容积：，取池超高。设池直壁高：。池直壁部分的容积：。

池斜壁高度

由于

澄清池半径

澄清池底部半径

由于

可得三元一次方程

代入数据

求解。

池圆台斜边倾角45，则池底部直径。

本池池底采用球壳式结构，取球冠高。球的半径：。球冠体积：

池实际容积：。实际总停留时间：

池总高：

图3.2

澄清池池高

第五节 配水三角槽

三角槽内流速

三角槽断面面积

考虑今后水量的增加，三角槽断面选用：高0.75m，底0.75m

三角槽的缝隙流速

缝宽

取2cm

图3.3

配水三角槽计算图（单位m）第六节 第一反应室

第一反应室上端直径为：

第一反应室高：

伞形板下端圆柱直径为：

式中

H8——伞形板下檐圆柱体高度

H10——伞形板离池底高度

H9——伞形板锥部高度

图3.4

澄清池池体计算图（单位m）

第七节 容积计算

式中

V1——第一反应区容积

V2——第二反应区加导流区容积

V3——分离区容积

则实际容积比：

二反应室：一反应室：分离室=71.26：141.91：474.83=1：1.99：6.66

比例满足设计规范。第八节 进水系统

进水管选用

出水管选用，第九节 集水系统

本池因池径较小部水均匀性本身能达到要求。采用沿外圆周外侧作环行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水质，小型的采用钢丝网水泥，结构较多，也有采用塑料制作的，但后者变形大，老化快，造价高，故采用不多。国外刚制的较多，由于防锈工作量大，故每年要维修孔。

一、穿孔环形集水槽

（一）环形集水槽中心线位置

根据经验取中心线直径 所包面积等于出水部分面积的45%

经计算

集水槽断面取水量超载系数1.5 集水槽流量

槽宽

取0.4m 槽内起点水深：0.75×0.4=0.3m 槽内终点水深：1.25×0.4=0.5m

（二）孔眼

设计采用集水槽孔自由出流，孔前水位0.05m 孔眼总面积

孔眼直径采用25mm, 单孔面积4.91 孔眼总数

槽两侧各设一排孔眼，位于槽下200mm处 孔距

工程上采取0.15m

图3.5

环形集水槽计算图（单位 mm）

二、总出水槽 设计流量，槽宽

总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速，槽坡降0.02m。槽内流速：0.9

槽内起点水深：0.41m 槽内终点水深：0.43m 设计取用槽内起点水深为0.4m终点为0.45m，超高0.3m，h=0.45+0.3=0.75m 第十节 污泥浓缩斗

泥斗总容积根据经验按池总容积的1%考虑

分设3斗，每斗

根据构造选定浓缩斗体积 上底：

下底：

高：1.6m 则泥斗实际容积 三个污泥斗实际容积

设100mm排泥管

第十一节

搅拌设备计算

一、提升叶轮

（一）叶轮外径

取叶轮外径为第二絮凝室内径的70%，d1=0.7D =0.7×4.1=2.87m 取3m

（二）叶轮转速

叶轮外缘的线速度采用，则

（三）叶轮的比转速

叶轮的提升水量取Q’=5Q=5×0.159=0.795 叶轮的提升水头取 H=0.1m

（四）叶轮内径 当 =175 时，/ =2 = /2=3/2=1.5 m

（五）叶轮出口宽度

（m）

式中

Q’——叶轮提升水量，即0.61

K——系数，为 3.0

n——叶轮最大转速，10r/min。

二、搅拌叶片

（一）搅拌叶片组外缘直径

其外缘线速度采用

v =1.0 m/s，则

（二）叶片高度和宽度

叶片高度h取第一絮凝室高度 的1/3，即h= H /3 =2.3/3 0.8m 叶片宽度，取0.3m

（三）搅拌叶片数

取叶片总面积为第一絮凝室平均纵剖面积的8%，则（片）

第一絮凝室平均纵剖面积

片

取Z=10片

搅拌叶片总面积= =

占第一絮凝室平均纵剖面面积的百分数=，计算结果符合要求。搅拌叶片和叶轮的提升叶片均装10片，按径向布置

图3.6

搅拌设备（单位mm）

三、电动机效率

电动机功率应按叶轮提升功率和叶片搅拌功率确定。

（一）提升叶轮所消耗功率

（KW）式中

——水的容重，因含泥较多，故采用1100kg/m3；

η——叶轮效率，取0.5；

H ——提升水头，m，取0.11m。

KW

（二）搅拌叶片所需功率

（KW）式中

C——系数，一般采用0.5；

——水的容重，采用1100kg/m3;

h——搅拌叶片长度，m；

Z——搅拌叶片数；

g——重力加速度，9.8m/s2；

r1——搅拌叶片组的内缘半径，为0.8m； r2——搅拌叶片组的外缘半径，为0.8m；

ω——叶轮角速度，rad/s，ω=(rad/s)。

KW

（三）搅拌器轴功率

N = N +N = 1.89+0.33 =2.22KW

（四）电动机功率

电动机功率：采用自锁蜗杆

电磁调速电动机效率为0.8，三角皮带传动效率为0.96，蜗轮减速器效率为0.7，轴承效率为0.9，则总效率为前面所有效率相乘既0.48

KW

表3.1

搅拌机性能比较 标准代号 参数 S77

4（一）S774

（二）S774

（三）S774

（四）S774

（五）S774

（六）S774

（七）叶

轮 直径（m）2 2 2.5 2.2 3.5 3.5 4.5 转

速（r/min）4.8-14.5 48-14.5 3.8-11.4 3.8-17.4 2.86-8.57 2.86-8.57 2.07-6.22 外缘线速（㎜）0.5-1.5 0.5-1.5 0-5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 开度（㎜）0-110 0-170 0-175 0-240 0-230 0.-290 0-300 搅拌桨外缘线速（m/s）0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 电动机 型号 JZT32-4 JZT32-4 JZT41-4 JZT41-4 JZT42-4 JZT42-4 JZT51-4 功率（KW）3 3 4 4 5.5 5.5 7.5 转速（r/min）120-1200 120-1200 120-1200 120-1200 1.2-1200 1.2-1200 120-1200 速

比 皮带减速器 1.2 1.2 1.57 1.57 2 2 2.68 蜗轮减速器 69 69 67 67 70 70 72 总速比 82.8 82.8 105.2 105.2 140 140 192.96 重

量（kg）1900 1900 2255 2260 3828 3828 6750

本机械搅拌澄清池的搅拌机同S774

（三）型。

第四章 普通快滤池计算 第一节 设计参数 设计水量：

设计数据：滤速，冲洗时间30min，有效历时6min。第二节 冲洗强度

设计冲洗强度按经验公式计算

式中

——滤料平均粒径

e ——滤料层最大膨胀率，取 ﹪

v ——水的运动粘滞系数，设计所在地平均水温约15℃，取

设计使用的石英砂滤料有效直径为，与之对应的滤料不均匀系数

表4.1 石英砂筛分结果资料 筛号 筛孔（mm）筛的校准孔径(mm)剩在筛上的砂量(g)经过该号筛的砂重

重量（g）百分数% 12 1.68 1.51 0.4 1.41 1.23 9.3 1.19 1.01 13.8 18 1.00 0.32 15.2 25 0.71 0.64 21.1 35 0.50 0.49 30.5 60 0.25 0.24 8.6

0.117 0.17 2.1

经计算冲洗强度

第三节 滤池面积及尺寸

工作时间24小时，冲洗周期：24小时 滤池面积：

采用滤池两座，每座设四格，采取双排布置，每个滤池的单格面积为23.88 采用滤池尺寸为：

滤池长宽比为：

单格冲洗流量

第四节 滤池高度

支承高度：

滤料层高：

砂面上水深：

超高：

滤池总高：

第五节 配水系统一、干管

干管始端流速为：1.5m/s 干管流量。采用管径为400mm 干管埋入池底，顶部设滤头或开孔。

二、支管

支管中心间距：采用

每池支管数：

每根入口流量：

采用管径：50mm 支管始端流速为：3.38m/s

三、孔眼布置

支管孔眼总面积与滤池面积之比k采用0.25% 孔眼总面积：

采用孔眼直径：12mm 每个孔眼面积：113 孔眼数： 个

每根支管孔眼数： 12个 支管孔眼布置设二排与垂线45 夹角向下交错排列。每根支管长度：

孔眼中心距

孔眼的平均流速

D．复算配水系统

支管长度与直径之比不大于60：

第六节 洗砂排水槽

洗砂排水槽中心距采用2.2m。排水槽根数为2根。排水槽长度为5.5m。每槽排水量

采用半圆形标准断面： 槽中流速采用0.6 槽断面尺寸：

图4.1 排水槽布置图（单位mm）

排水槽底厚采用0.05m。砂层最大膨胀率e=50%。砂层厚度：H2=0.7m。洗砂排水槽顶距砂面高度

洗砂排水槽总平面积：

复算排水槽总面积与滤池面积之比为0.214小于0.25，符合要求。第七节 滤池各种管渠计算

一、进水

总水量为0.318，由DN500mm管分两条总进水管,每条进水管流量为0.159，管径为DN400mm, 管中流速为1.26m/s。

二、冲洗水

每座滤池冲洗水总流量为0.288，采用管径DN300mm，管中流速为4.07m/s

三、清水

清水总流量为进水总流量既0.318，采用管径DN400mm，管中流速为1.26m/s。

四、排水

排水流量同冲洗水流量，排水渠断面采用宽0.75m，渠中水深1.35 m； 采用排水管的管径为DN500m，总排水管的管径为650mm。第八节 冲洗水泵

一、水泵到滤池间冲洗管道水头损失 管道流量

管径

管长取40m 进行水力计算

1000i=15.5

二、配水系统水头损失 根据经验公式

三、承托层水头损失 支承高度：

四、滤料层水头损失

式中

滤料密度，取2.65

水密度，1

滤料层膨胀前孔隙率，取0.41

五、提升水头 取

水泵扬程

采用S型双吸离心泵，型号为350S-26A，流量1264，扬程15.70m。

第五章

消毒处理

氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用，加氯消毒操作简单 价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。第一节 加氯设计

设计水量Q=27500m3/d=0.318m3/s 采用滤后加氯消毒 最大投加量a=2mg/L 仓库储量按一个月(30天)计算 第二节 加滤量计算 加滤量

q=0.001aQ=0.001×2×1146=2.30kg/h 仓库储氯量 G=30×24×2.3=1656k 加氯设备应包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等 自动加氯机选择：采用IJ-Ⅱ型转子加氯机2台，1用1备，每台加氯机的加氯量为：2-10kg/h,加氯机的外型尺寸为：宽×高=3300mm×370mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。

氯瓶：采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为：外径600mm,瓶高1800mm。采用4个氯瓶，使用周期为30天。

加氯控制：根据余氯值，采用计算机进行自动投氯量。第三节 加氯间和氯库

加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为5×5m,氯库平面尺寸为12.5m×10m。

加氯间在设计时应注意：

氯瓶中氯气气化时，会吸收氧量，一般采用自来水喷淋在氯瓶上，以供给热量，设计中，在氯库内设置DN25mm的自来水管，位于氯瓶上方，帮助液氯气化。在氯库和加氯间内，安装排风扇，设在墙的下方，同时安装测定氯气浓度的仪表和报警装置。

氯库间应设漏氯吸收装置。该装置与报警装置和排风扇互成体系，以防止氯气泄漏时，造成严重的事故。

为搬运氯瓶方便，氯库内设CD1—6D单轨电葫芦一个，轨道在氯瓶的正上方，轨道通往氯库大门外。

图5.1 加氯间平面布置图（单位m）

第六章 清水池计算

经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变化并储存消防用水。此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。第一节 清水池有效容积

设计水量Q=27500m3/d=0.318m3/s

清水池有效容积，包括调节容积、消防容积和水厂自用水量的调节量，水池的总有效溶剂 V=KQ K—经验系数 一般10—20%，取K=20%.V=0.2 2.75 104=5500m3，清水池共设2座，则每座清水池有效容积V1=V/2=2750m3 第二节 清水池的平面尺寸

每座清水池的面积A=V1/h 设计取有效水深h=4.0m

A=2750/4=687.5m2

取清水池宽度B=20m 则长度L=A/B=678.5/20=34.37m

取清水池长度L=35m 清水池超高

h1=0.5m

则清水池总高度 H=h1+h=4.0+0.5=4.5m 第三节 管道系统一、进水管 选用DN450mm 根据水力计算

二、出水管 选用DN450mm 根据水力计算

第四节 清水池布置

一、导流墙

在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不少于30min，每座清水池内的导流墙设置4条，间距4.0m，将清水池分隔成五格。

二、检修孔

在清水池顶部设圆形检修孔3个，直径为1200mm。

三、通气管

为了使清水池空气流通，保证水质新鲜，通气孔共设20个，每格4个，通气管径为200mm，通气管伸出地面高度高低落错，便于空气流通。

第七章 送水泵站 第一节 流量计算

二级泵房的设计流量应等于最高日最高时的水量。Q=41250m3/d=0.477 m3/s 第二节 扬程计算

水厂出厂水压为≥0.35mpa：

第三节 选泵

根据扬程和设计水量确定水泵，选用250s65离心泵4台（三用一备，其中一台为远期增加）。

表7.1 水泵性能 型号 流量(m3/h)扬程(m)转速

(r/min)轴功率

(kw/h)电动机 效率 汽蚀余量

型号 功率(kw/h)

250s65 612 56 1450 129.6 Y315MI-4 132 72 3

表7.2 水泵安装尺寸(带底座)型号 电动机尺寸（mm）底座尺寸（mm）

L4 h H L1 L2 L3 b b1 b3 250s65 1340 865 315 1844 250 1200 600 610 760 E(mm)H2(mm)L(mm)出口锥管法兰尺寸(mm)

DN3 D03 D3 n3-d3 500 600 2400 150 240 285 8--23

成套供应范围: 电动机1台,底阀1台,闸阀1台,止回阀1台,吐出锥管1台,钩扳手1个 水泵经校核符合流量和扬程的要求 第四节 二级泵房的布置

水泵机组的排列是泵房布置的重要内容,机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则.因二级泵房的泵选用的是s型双吸卧式离心泵,所以用横向排列.横向排列可能要适当曾加泵房的长度但是,跨度较小,特别是进出水管顺直,水力条件好,可减少水力损失.故广泛采用,因水泵较多采用横向双行布置.横向排列的各部分尺寸应符合下列要求: 泵凸出部分到墙壁的净距

实际需大于2m，实际取3.0m 出水侧水泵基础与墙壁的净距 选用

但 是水泵出水侧管理操作的要道实际 =4.24m 进水侧水泵基础与墙壁的净距

此处安装一个闸阀,同出水管L=0.42m,但 不得小于1m所以 =3.0m 电动机凸出部分与配电设备的净距,应保证电动机转子检修时能拆卸,并保持一定的距离

实际水泵基础之间的净距

水泵房的尺寸：

第五节 起重设备选择

因泵房采用的是双排横向布置，所以要用桥式行车，泵房中最重物体为900kg，在加上电动葫芦的重量要超出1t。所以选用DL型电动单梁桥式起重机，起重量为2t。操纵形式为操纵室控制。

第六节 泵房高度计算

泵房采用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重设备时，其高度

第七节 管道计算

吸水管：流速为3.89m/s，管径DN350mm，用铸铁管L=4.0m;出水管：流速为1.05m/s，管径DN400mm，用钢管L=0.9m;四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。

第八章 给水处理厂的总体布置 第一节平面布置

一、地表水厂的组成

1生产构筑物：直接与生产有关的构筑物，如静态混合器，机械搅拌澄清池，普通快滤池，清水池，加药间，加氯间，二级泵房，药库等。

2辅助及附属建筑物：为生产服务所需要的建筑物，分为生产和生活辅助设施，生产辅助设施包括化验室，变配电间，机修车间，管配件堆放场，综合楼，生活辅助设施包括传达室。3各类管道：厂区管道包括生产管道，厂区排水管道及排雨水管，加药管等。4其他设施：道路，绿化照明，围墙及大门等。

二、平面布置

（一）平面布置要求

1布置紧凑，以减少水厂占地和连接管长度；但各构筑物间应留出必要的施工检修的窨和管道位置；

2充分利用地形，力求挖填方平衡减少土石方量。

3各构筑物间的连接管简单、短捷，尽量减少交叉，并考虑施工检离心方便。此外应设置必要的超越管。

4沉淀池排泥及滤池冲洗废水排除方便，重力排泥，污泥调节池和污泥平衡池加入潜伏泵帮助排泥。

5建筑物布置应注意朝向和风向，加氯间和污泥处理部分应设在远风点，生活区应设在近风点。

6将生产区和生活区分开。

（二）平面布置

按功能，将水厂分为以下三区

1生产区：除系统流程布置要求外，还对辅助性生产构筑物进行合理安排。加药间应尽量靠近投加点，以般可设在附澄清池附近，形成相对完整的加药区。

2生活区：将配电间，机修车间，管配件堆放场，综合楼组合在一个区内，布置水厂进门附近。

3污泥处理区：将污泥处理构筑物组合在一个区内，靠近生产区，两区用道路隔开。

（三）厂区道路布置

1车行道布置: 一般为单车道，宽度为5米，布置成环状，以便车辆回程。

2步行道布置： 加药间、加氯间、药库与絮凝池之间设步行道联系，综合楼等无物品器材运输的建筑物之间，设步行道与车行道联系，宽度一般为1.5-2.0米。

3车行道采用沥青路面，步行道采用铺砌预制混凝土板砖或地砖。

（四）绿化布置

1绿地：在空地以及道路的交叉附近预留扩建场地，修建草坪。

2花坛：在办公楼前布置花坛。

3绿带：利用道路与构筑物间的带状空的进行绿化，沿道路一侧进行绿化，绿带以草皮为主，靠路一侧植绿篱，邻靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花卉。

4围墙采用1米的高绿篱。

三、高程布置

在处理工艺流程中，各处理构筑物之间水流为重力流，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。

各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程与水厂地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关，而水厂应避免澄清池在地面上架空太高，考虑到土方得填、挖平衡，本设计采用清水池水面标高与清水池所在的地面标高相同。

（一）管渠水力计算

表8.1 净水构筑物及管道的水力计算 名称 管径

（mm）1000i 实际流速（m/s）L（m）水头损失（m）取水泵房到

澄清池 500 4.10 2.43 80 0.328 澄清池

0.84 澄清池至 滤池 500 4.10 1.62 15 0.06 滤池

2.04 滤池至

清水池 500 4.10 1.62 15 0.06

（二）给水处理构筑物高程计算

1清水池最高水位=清水池所在地面标高=1700.00m 2滤池水面标高=清水池最高水位+清水池到滤池出水连接管取得水头损失+滤池的最大作用水头=1700.00+0.06+2.04=1702.10m 3澄清池水面标高=滤池水面标高+滤池进水管到澄清池出水管之间的水头损失+澄清池出水渠的水头损失=1702.10+0.06+0.84=1703.00m

第九章 泥路计算

1水厂设计能力近期2.75万 /d（包括10%水厂自用水量）。

2设计原水浊度600NTU，出水浊度1NTU，NTU/SS=1：1.2。三氯化铁投加量为33mg/L，加注率（按三氯化铁计）为15%，即4.95mg/L。

3澄清池2座，排泥周期1h，排泥历时4min，排泥含固率0.88%。4滤池近期8格，冲洗周期24h，单格冲洗水量为。冲洗废水含水率99.97%(含固率0.03%)，冲洗废水全部回流至回用水调节池。5排泥水调节池按24h连续运行。6浓缩池24h连续运行，上清液回流。

7离心脱水机按每日16h工作，脱水机进泥含固率为3%，脱水后泥饼含固率25%，脱水机分离效率98.8%。

第一节

泥、水平衡计污泥处理系统设计规模 本设计以除浊为主要任务，故根据日本水道协会《水道设施设计指针》提出干泥量公式计算，采用铁盐为混凝剂。

式中 TDS—总干泥量t/d Q—水厂设计水量m3/d，按近期设计为27500 m3/d

T—设计采用原水浊度NT）

E1—浊度与SS的换算系数，一般在0.7～2.2之间变化，设计取1.2

C—设计采用原水色度

F—铁盐混凝剂加注率mg/L

B—其他添加剂，为0

本设计原水为北川河河流水，浊度一般为600NTU，即T=100NTU，原水色度达标，即C=0，F=0.27 mg/L。

从而得总干泥量，亦即每日需处理的干固体总量DS1为20.06t

一、污泥量平衡计算

（一）滤池冲洗废水量

=1250m3/d

（二）滤池冲洗废水干固体量

冲洗废水含固率SS3=0.03%，则滤池冲洗废水干固体量DS3为

（三）调节池回流水量Q10及干固体量

冲洗废水全部回流至配水井，故回用水调节池的回流水量Q10等于滤池冲洗废水量Q3，即。

排水池n=2座，工作时间t排=24h，则回用水调节池小时流量为

（四）澄清池排泥干固体量及排泥水量

排泥含固率0.88% 实际取

（五）脱水机进泥干固体量

采用离心脱水机的分离效率为η=98.2%，脱水后泥饼中的干固总量DS7与澄清池排泥干固体量DS2相等，即。则脱水机进泥干固体量DS6，亦即浓缩池浓缩污泥干固体量DS5为

泥饼含固率SS7=25%，泥饼体积Q7

脱水机每日工作时间t脱=16h，脱水机进泥量Q6 脱水机进泥含固率SS6=3%，则

脱水机进泥小时流量

脱水机分离液干固体量DS8

脱水机分离液水量Q8

分离液小时流量：

分离液含固率：

（六）浓缩池浓缩污泥量

浓缩池浓缩污泥量Q5与脱水机进泥量Q6相等，即。浓缩池n=4座，连续运行，t浓=24h，则浓缩池排泥小时流量

浓缩池进水流量

浓缩池进水流量等于沉淀池排泥水量和脱水机分离液水量之和，为

浓缩池进水小时流量

浓缩池进水干固体量

浓缩池进水干固体量 为沉淀池排泥干固体量和脱水机分离干固体量之和，即

浓缩池上清液流量Q9

上清液悬浮固体量较小，忽略不计SS9=0。上清液小时流量

第二节

排泥水处理构筑物设计计算

一、回用水调节池设计计算

反冲洗废水，及浓缩上清液为全天24小时均匀回用。全厂反冲洗排水量（近期）为Q3=1250m3/d，据此设计回水调节池容积为1250m3，设计为可独立运行的两格。池长25m，宽12.5m，有效水深4.0m，超高0.3m，总深4.3m。

每格设一台100QW70-7-3型潜水泵,流量70，扬程7m，转速1430r/min，电动机功率3kw。

二、排泥水调节池设计计算

排泥水流量为Q4=2785.54m3/d，排泥调节池容积为2790m3，为敞口式钢混结构。池长30m，宽15m，有效池深15m，超高0.3m。

每格设一台150QW140-7-5.5型潜水泵,流量140，扬程7m，转速1440r/min，电动机功率5.5kw。

三、污泥浓缩池设计计算

污泥浓缩的对象是颗粒的间隙水，浓缩的目的是在于缩小排泥水的体积，便于后续污泥处理。常用排泥水浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。本设计采用辐流式中心进水周边出水浓缩池4座。浓缩池进水含水率99.3%的排泥废水，处理目标为浓缩至97%以下。采用4座浓缩池，则单池流量 Q=0.016m3/s≈28.9m3/h 沉淀部分有效面积

式中 F—沉淀部分有效面积（m2）

C—流入浓缩池排泥水浓度（㎏/ m3)，一般采用10㎏/ m3

G—固体通量〔㎏/（m2/h）〕，一般采用0.8～1.2㎏/（m2/h）

Q—入流排泥水量（m3 /h）设计中取G=1.0㎏/（m2/h）

沉淀池直径

式中 D—沉淀池直径（m）,设计中取11m 浓缩池的容积

式中 V—浓缩池的容积（m3)

T—浓缩池浓缩时间（h），一般采用10～16h 设计中取T=16h，则

浓缩池有效水深

式中

—沉淀池有效水深（m）

池底高度

辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥槽。池底高度

式中

—池底高度（m）

i—池底坡度，一般采用0.01，设计中取0.1m 污泥槽容积

式中 —污泥槽高度（m）

—污泥槽倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥槽倾角一般采用55o

—污泥槽上口半径（m）

—污泥槽底部半径（m）设计中取 =1m，b=0.2m

污泥槽的容积：

式中

—污泥槽容积(m3)

—污泥槽高度（m）

污泥槽中污泥停留时间：

式中 V1—污泥槽容积（m3）

T—污泥在污泥槽中的停留时间（h）

浓缩池总高度

式中

—浓缩池总高（m）

—超高（m），采用0.3m

—缓冲层高度（m），一般采用0.3～0.5m

—上清液出水区高度（m），一般采用0.8m 设计中 =0.4m，则

溢流堰

浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量为q=0.008m3/s，设出水槽宽1.0m，水深0.25m，则水流速为0.032m/s 溢流堰周长：

式中 c—溢流堰周长（m）

D—浓缩池直径（m）

b—出水槽宽（m）

溢流堰采用单侧90三角形出水堰，三角堰顶宽0.15m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰28.57/0.15=190个。每个三角堰流量q0

式中

—每个三角堰流量（m3 /s）

—三角堰水深（m），设计中取0.02m 溢流管

溢流水量0.016m3 /s，设溢流管管径DN250mm，管内流速v=0.25m /s 刮泥装置

浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥槽。为提高进泥效果，在刮泥机上设有木栅，使进泥浓缩。排泥管

单座浓缩池污泥量163m3 /d，采用污泥管道最小管径DN100mm。间歇将污泥重力排入污泥平衡池。

辐流式浓缩池计算示意图如图8.1所示。

图8.1辐流式浓缩池计算示意图（单位mm）

四、污泥平衡池设计计算 污泥平衡池设计进泥量

沉淀池平流段采用的排泥周期为一天2次，出于安全考虑采用最大进泥量进行设计。近期一座，分两格，设计进泥量为

污泥平衡池的容积

（7-15）式中

—污泥平衡池计算容积（m3）

—每日产生最大污泥量（m3 /s）

t—污泥平衡时间（h），一般采用8～12h

n—污泥平衡池个数 设计中取t=10h，n=1，则

污泥平衡池设计容积

每格设一台100QW70-7-3型潜水泵,流量70，扬程7m，转速1430r/min，电动机功率3kw。

五、脱水机房设计计算

水厂排泥水经浓缩后排出污泥的含水率约97%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至75%以下，从而达到减小污泥体积的目的。

脱水机的选择

本设计采用卧螺离心机，型号为DSNX-4550，处理能力Q=20 m3/h，2台（1用1备），泥饼含水率75%。工作周期为每天16小时；

设LD−A−12电动单梁悬挂起重机1台，起重量2t。

参考文献

[1] 本社.城镇污水处理厂污染物排放标准[M].北京：中国环境科学出版社，2003年1月 [2] 韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 2005年3月 [3] 张自杰.排水工程下册[M].北京：中国建筑工业出版社 2006年6月

[5] 谢水波，余健.现代给水排水工程设计[M].长沙：湖南大学出版社 2000年9月

[6] 高俊发，王社平编.污水处理厂工艺设计手册[M].北京：化工工业出版社 2003年10月 [7] 张中和.给水排水设计手册第5册城镇排水[M].北京：中国建筑工业出版社 2004年4月 [8] 马庆骥.给水排水设计手册第6册工业排水[M].北京：中国建筑工业出版社 2004年4月 [9] 李亚蜂，严士君主编.给水排水专业毕业设计指南[M].北京 : 化学工业出版社.2003 [10] 张智，张勤，郭士权，扬文玲.给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京: 中国水力水电出版社.2000 [11] 崔玉川，刘振江，张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京: 化学工业出版社.2000