泵站设计计算书

泵站设计计算书一、流量确定考虑到输水管漏渗和净化站本身用水，取自用水系数α=1.5，则近期设计流量：Q=1.05×100000÷3600÷24=1.215m³/s远期设计流量：Q=1.05×1.5×100000÷3600÷24=1.823m³/s二、设计扬程（1）水泵扬程：H=HST+Σh式中HST为水泵静扬程.Σh包括压水管水头损失、吸水管路水头损失和泵站内部水头损失采用灵菱型式取水头部。在最不利情况下的水头损失，即一条虹吸自流管检修时要求另一条自流管通过75%最大设计流量，取水头部到吸水间的全部水头损失为1米，则吸水间最高水面标高为4.36-1=39.36米，最低水位标高为32.26-1=31.26米。正常情况时，Q=1.215/2=0.608m³/s,一般不会淤泥，所以设计最小静扬程：HST=42.50-39.36=3.14m设计最大静扬程：HST=42.50-31.26=11.24m（2）输水管中的水头损失Σh设采用两条φ900铸铁管，由徽城给水工程总平面图可知，泵站到净水输水管干线全长1000m，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%设计流量，即：Q=0.75×1.823=1.367m³/s，查水力计算表得管内流速v=2.16m/s,1000i=5.7m,所以Σh=1.1×5.7×1000/1000=6.27m（式中1.1系包括局部水头损失而加大的系数）。（3）泵站内管路中的水头损失hp其值粗估为2m（4）安全工作水头hp其值粗估为2m综上可知，则水泵的扬程为:设计高水位时：Hmax=11.24+1+6.27+2+2=21.51m设计低水位时：Hmin=3.14+1+6.27+2+2=13.41m三、机组选型及方案比较：水泵选型有以下二种方案:方案一方案二水泵型号20sh-1920sh-19A流量范围450─650L/s36─560L/s扬程范围15─27m14─23m轴功率148─137KW108KW允许吸上真空高度4m4m泵重量1950Kg2000Kg电动机重量1530Kg1380Kg功率190KW135KW配带电动机型号JR-126─6JS-126─6方案一:一台20sh-19型水泵(Q=450~650l/s,H=15~27m,N=148~137KW),近期4台，3台工作，一台备用，远期增加一台，4台工作，一台备用。方案二:先用二台20sh-19Α型水泵(Q=360~560l/s,H=14~23m,N=108Kw),近期5台，4台工作，一台备用，远期增加一台，5台工作，一台备用。根据选泵原则，比较结果，采用第一种方案.其优点是：(a)占地少，更经济合理。第一种方案用了二台水泵，而第二种方案采用五台泵,增大了建筑面积。第二种方案较第一种方案,节省占地60%。(b)效率高，能在高效区工作，电动机效率高。(c)根据水泵并联的特点,并联的台数越多效果越差。(d)型号整齐，互为备用。从泵站运行与维修的角度上看，水型号越少越便于管理.综合上述因素，本设计采用第一方案。即近期两台20sh-19型水泵,三台工作，一台备用。远期增加一台20sh-19型水泵参加工作。根据20sh-28型水泵的要求选用武汉水泵厂生产的JR—126—6型电机。四、机组基础尺寸的确定（1）查《给水排水设计手册》的水泵与电机样本，计算出20sh-19型水泵的机组基础平面尺寸为3100×1400mm，从而机组的总重量为：W=Wp+Wm=(1950+1350)×9.8=34104N，基础深度H可按下式进行计算：H=××γ×BL3.0W式中L=基础长度，L=3.10mB=基础宽度，B=1.40mγ=基础所用材料的容重，对于混凝土基础，γ=23520N/m³所以H=（3.0×34104）÷（3.1×1.4×23520）=1.00m基础实际深度连同泵房的地板在内，应为2.10m。（2）确定泵房的结构形式及内部布置由地质柱状图看出，0~2m深为沙粘土，以下为页岩，地质状况良好。而地下水位正常状态与河面水位标高相差不大，采用半地下式泵房。从长远的角度考虑，兼顾便于管理和维修，预设三台机组基础，呈横向排列。每台水泵有单独的吸水管和压水管，引出泵房后两两连起来。水泵出水管上设有液控蝶阀。闸阀切换井设在泵房外面，两条DN800×8的输水干管用闸阀连接起来，每条输水管上各设切换用的闸阀一个。泵房土建要求、内部布置、有关配件详见泵房设计图。（3）进出口构筑物的设计与布置包括吸水井、进水喇叭口和阀门井的设计等等。详见《枢纽平面布置图》及《吸水井及取水头部设计图》。五、吸水管路和压水管路的确定每台水泵的吸水管和压水管，其通过的流量按近期供水时段任一台水泵在高效工作段所通过的流量计算（单泵工作的流量大于双泵并联工作中任意一台水泵的流量）。（１）吸水管采用铸铁管，则v=1.18m/s，1000i=2.39，DN=700mm.（２）压水管采用铸铁管，则v=1.61m/s，1000i=5.39,DN=600mm.六、吸水管路和压水管路中水头损失的计算取一条最不利的线路，从吸水口到切换管井中闸阀门止为计算线路图。（１）吸水管路中水头损失Σhs=Σhfs+ΣhlsΣhfs=Li×is=1.45×2.39/1000=0.00347mΣhls=(ζ1+ζ2+ζ3)×(V2²/2g)+ζ4×(V1²/2g)式中ζ1————吸水管进口阻力系数，ζ1=0.1ζ2————Φ600钢制45°弯头，ζ2=0.51筑龙网————Φ600铸铁闸阀吸水管进口局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，ζ3=0.15。ζ4————偏心渐缩管Φ600×400，ζ4=0.20则Σhls=(0.1+0.51+0.15)×1.18²/2g+0.2×2.66²/2g=0126m故Σhs=Σhfs+Σhls=0.00347+0.126=0.129m（１）管路水头损失ΣhdΣhd=Σhfd+ΣhldΣhfd=（ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6）i1+ζ6i2Σhfd=[(12.0+5.0+1.60+0.66)×5.39+5.0×5.39]/1000=0.131mΣhld=ξ5V*V/2g+(ξ3+2ξ6+ξ7)V*V/2g+(3ξ8+ξ9)V*V/2g其中：ξ5———ф400×600渐被关管，ξ5=0.26；ξ3———ф600铸铁闸阀，ξ3=0.15；ξ7———ф700铸铁90°弯头，ξ7=0.68；ξ6———ф700钢制90°弯头，ξ6=1.02；ξ8———ф500×600三立角，ξ8=3.0；ξ9———ф600铸铁闸阀，ξ9=0.15；则Σhld=[0.26×4.93×4.93+（0.15+2×1.02+0.68）×1.61×1.61+（3×3.0+0.15）×1.61×1.61]/2×9.8=1.912mΣhd=0.131+1.912=2.043m从水泵吸水口到切换井间的全部水头损失为：Σh=Σhd+Σhs=2.043+0.129=2.172m因此水泵的实际扬程为；枯水位时：H=11.24+6.27+2.170+2.0=21.68m洪水位时：H=3.14+6.27+2.172+2.0=13.58m可见：初选的水泵机组符合要求。七、水泵安装高度的确定和泵房高度的计算该泵房为半地下式，水泵的安装使得泵轴低于吸水井的最低液面，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为31.26m，为了保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为28.00m。吸水管上缘的淹没深度为21.6，取吸水管下缘距吸水间底版0.70m，5则吸水间地板标高为28.80-D/2-0.70=27.70，洪水位标高为40.36m.取操作平台标高为40.36+1.00=41.36m（其中1.5m应考虑风的影响增加的安全值）故泵房的高度为H=41.36-27.70=13.66m八、附属设备的选择1起重设备最大起重量为20-sh-19型水泵的重量Wm=1950Kg，最大起吊高度为13.66m。选用电动单梁悬挂起重机（定制，其重量3T，单梁跨度7.5m，CD1-20电动葫芦，起吊高度24m）。2引水设备水泵系自灌式工作，不需引水设备。3排水设备因泵房略深，设计采用电动水泵排水，并配置水位感应启动装置。沿泵房内壁设排水沟将水汇集到集水坑内，然后用泵抽出去。取水泵房的排水量一般按20～40m³/h考虑，排水泵的总扬程在30m以内，可选用2BA-6A型离心泵（Q=10～30m³/h,H=28.5～20m,N=25.5kw,n=2900r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为J02-32-2。4通风设备根据主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。泵房属于半地下式，通风情况良好，设计上尽可能地采用自然通风。考虑到夏季温度较高（39°C），兼顾风机进行换气通风。选用4台T30-5型轴流风机（叶轮半径500mm,转速1410r/min,叶片角度35°，风量8550m³/h，风压136.4pa，配套电机JQ2-12，N=0.8kw）。5计量设备在清水池与吸水井之间的管路上安装电磁流量计统一计量，型号为LD-600B。九、泵房建筑高度的确定泵房的高度为14.785m，根据起重设备及起吊高度、通风的要求，地面以上高度为6m，吊车梁的底板到楼板的距离为3.9m。十、泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水与压水管路的布置条件以及排水泵机组等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，得出相关的数据，详见《泵房水泵基础布置图》。6十一、水泵工况特征曲线的绘制（只考虑清水池低水位的情况）静扬程按30.1m计。a)吸水管路和压水管路阻耗系数S1的确定以在单泵供水时的流量，即（22～6时）供水时段考虑。该时段对于单条吸水管路和压水管路来说，其能量损失最大。十二、附属设备的选择（1）起重设备最大起重量为JS-117-6型电机的重量Wm=1887Kg，最大起吊高度为12.14+2=14.14m。选用单梁悬挂起重机（定制，其重量3T，单梁跨度7.5m，CD1-20电动葫芦，起吊高度24m）。（2）引水设备水泵系自灌式工作，不需引水设备。（3）排水设备因泵房略深，设计采用电动水泵排水,并配置水位感应启动装置。沿泵房内壁设排水沟将水汇集到集水坑内，然后用泵抽出去。取水泵房的排水量一般按20～40m³/h考虑，排水泵的静扬程按6.0m计，水头损失大约5.0m，故总扬程在6.0+5.0=11.0m左右，可选用IS80-50-200型离心泵（Q=17～32m³/h,H=14～11m,N=1.5kw,n=1460r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y90L。(4)通风设备根据主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。泵房室内标高离地面相差4.8m左右，泵房属于半地下式，通风情况良好，设计上尽可能地采用自然通风。考虑到夏季温度较高（39°C），兼顾风机进行换气通风。选用4台T30-5型轴流风机（叶轮半径500mm,转速1410r/min,叶片角度35°，风量8550m³/h，风压136.4pa，配套电机JQ2-12，N=0.8kw）。