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量水槽是指在明槽内设置一缩窄段(喉道),使之发生临界流,并于上游或上下游特定位置测水深,据以求得流量的量水设施,又称驻波槽或临界流槽。量水槽测流的特点是:淤积较小,杂物不易堵塞,水头损失较小,量精度较高,适用范围较大。量水槽主要分为长喉道槽及短喉道槽。
不锈钢集水槽具有表面光洁、不锈蚀、强度高、堰齿(水孔)均匀、槽体平整、可任意调节、安装简便等优点;不仅能安装时的水平,即使在池体因自然沉降影响平衡时,通过简便的调整仍能保持水平,有利于出水的水质水量,解决了传统集水槽存在的弊病,免除了除锈防腐的成本和定期清洗的繁杂劳动,简化了管理,美化了厂容厂貌。
平流式沉淀池出水端采用条形孔式或齿形式集水槽、圆形澄清池采用环绕槽或配置辐射槽、污水厂终沉池采用圆形集水槽。
随着我国的经济建设持续发展,对电力的需求不断加大。国内火力发电厂百万机组新建工程陆续增多,超大型自然通风冷却塔逐渐受到火力发电相关人士的重视。根据国家节能减排、低碳经济的要求,具有明显节能、降噪优势的高位水收水冷却塔具有广阔的应用前景,尤其是随着高位收水冷却塔逐步国产化后,其优势更加明显。高位收水冷却塔不同于常规湿冷塔之处主要在于取消了常规湿冷却塔底部的集水池和雨区,而在填料层底部直接采用高位收水装置。
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,百万机组集水槽的高度在14 ~23 m,根据高位收水冷却塔淋水构架的柱网间距,沿集水槽纵向布置暗框架,暗框架顶梁上搁置单层配水槽,暗框架沿高度方向从上至下一定间距设置拉梁。暗框架与集水槽形成一个整体,共同受力。
集水槽主要承受集水槽内的内水压力作用,其次是单层配水槽传来的集中荷载及风荷载。内水压力随水深增加,压力越大,在内水压力作用下,集水槽壁板同时承受弯矩与拉力作用。采用传统平面假定方法不易准确计算出集水槽壁板承受的拉力,且不能根据水压力的特点进行变截面设计,同时忽略了暗框架与集水槽壁板作为一个整体,共同承受内水压力。
对于集水槽的桩基布置,传统的竖向荷载平均法计算出的桩数偏多,不易准确计算出桩承受的水平力。由集水槽结构形式及受力特点分析可以看出,集水槽各部分构件之间是相互协同作用,共同承受集水槽内水压力及其他荷载。平面假定简化计算只能顾此失彼,不能进行整体计算。因此,为准确真实地模拟集水槽结构整体受力的特性,满足结构优化设计的目的,集水槽的结构设计有必要采用三维有限元整体分析计算。
集水槽壁板竖向、水平向均同时承受拉力和弯矩。水平向所受拉力大于竖向,越靠近集水槽底部,水压力越大,水平向所受约束也约大,所受的拉力越大,大拉了为657 kN/m,弯矩大约-267 kN · m/m。沿集水槽长度方向( 水 力及弯矩,为拉弯构件,承台梁的大弯矩为平向),暗框架柱类似于集水槽壁板的支座,集3077 kN · m,大轴向拉力为1258 kN。水槽壁板的水平与竖向弯矩图类似于连续梁,但与连续梁弯矩不同之处在于,集水槽壁板同时受拉力,且集水槽水平向的拉力远大于竖向所受拉力。水平向大弯矩为-258 kN · m/m,大拉力为687 kN/m ;竖向大弯矩为465 kN · m/m,大拉力为113 kN/m。因此,集水槽壁板应按拉弯构件进行配筋计算。
出水堰槽的设置方式及位置在现行设计水力负荷和停留时间下是影响出水水质的一个主要因素 , 上述试验数据虽然进一步验证了由污水处理厂运行维护与管理等相关文章提出的圆形中心进水二沉池出水水质位置不在靠近池壁处这一现象 ,但理论上还没有较全面的解释和分析 ,仍然有深入研究的必要。 在工程应用中 ,为确保沉淀效果和出水水质 ,设计除依照规范尽可能减少堰上负荷外 ,还避免堰的设置位置不当对出水带来的影响 ,应避免采用外置单侧堰方式出水; 二沉池出水设计为内置双侧堰出水时 ,也宜设计离池壁 2~ 3 m处。 另外二沉池出水堰槽设计平衡孔时 ,也应在设计中选择适当的计算方法确定 ,使二沉池出水槽和溢流堰处在合理的运行状态。