水泵与水泵站课设

1设计说明书目录设计说明书.......................................................................................................................................11、设计任务书.........................................................................................................................21.1设计目的....................................................................................................................21.2设计任务....................................................................................................................21.3、基本资料及设计要求..............................................................................................21.4设计成果具体要求....................................................................................................32、总述.....................................................................................................................................43、泵站管路设计.....................................................................................................................53.1设计流量和设计扬程的计算.....................................................................................53.2机组选型....................................................................................................................93.3水泵工况点校核：...................................................................................................134、泵站建筑物设计...............................................................................................................154.1水泵安装高程..........................................................................................................154.2管件选择：...............................................................................................................164.3泵房设计：...............................................................................................................2021、设计任务书1.1设计目的1、使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以便于巩固和扩大所学的专业知识。2、培养学生独立分析，解决实际问题的能力。3、提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力。4、为适应工作需要打一下的基础。考虑经济、美观以及便于施工等要求，根据可能和合理方案进行技术经济比较，选定泵站工程枢纽的布局、建筑物的结构型式、材料和施工方法，掌握泵站设计的基本步骤和方法，能正确地对泵站进行设计计算，并能通过工程图纸准确地表达设计内容。1.2设计任务对一供水泵站进行设计，包括以下工作：1、泵站设计流量、设计扬程确定2、水泵机组选型，水泵安装高程确定3、泵房设计及辅助设备选型4、前池、进水池、出水池设计5、引水管道和出水管道设计1.3、基本资料及设计要求宁夏固原地区城乡饮水安全水源工程是将宁夏固原地区南部六盘山东麓雨量较多、水量相对较丰沛的泾河流域地表水，经拦截、调蓄，向北输送到固原中北部干旱缺水地区。输水总干线起点是泾河干流龙潭水库，终点固原市南郊。输水线路共设截引点7处，其中，石咀子截引点涉及一级站和二级站两座泵站。一级站通过DN700的玻璃钢管将水输送到二级站的前池，二级站采用离心泵加压后，通过压力管道将水输送到高位水池。已知，石咀子二级站的近期供水量为47500t/d，远期发展到51800t/d；进水池设计水位1802.00m，最低水位1801.00m,最高水位1802.30m；出水池设计水位1933.00m，最低水位与设计水位相同，最3高水位1933.50m。泵后输水管线纵断面图如图所示（横坐标是从一级站进水池起算的距离），输水管线起点和终点坐标为4779m和7775m，总长2996m。45005000550060006500700075008000178018001820184018601880190019201940高程(m)距离(m)地形（山地）表面高程图1石咀子二级站输水管线示意图要求针对石咀子二级站，选择水泵机组型式和数量，确定泵房及进出水建筑物型式，对泵站的工艺尺寸进行设计计算，确定泵站平面布置和高程布置。最后完成设计说明书和设计图纸。1.4设计成果具体要求设计成果包括设计说明书和设计图纸两部分。1.4.1设计说明书（1）设计任务书（2）总述（3）泵站设计流量及设计扬程计算（4）水泵机组选择（5）机组及管路布置（6）管路水力计算（7）水泵工况点校核及安装高程计算（8）动力机及基础尺寸确定4（9）泵房平面尺寸及各部分标高的确定（10）进出水建筑物的确定（11）设计总结（12）参考文献要求：书面整洁、文理通顺、论证合理、层次分明、计算无误。重要公式及提法应该标明出处。1.4.2设计图纸（1）泵站平面布置图（2）泵站（泵房）剖面图要求：应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高，列出主要设备表和材料表（建议比例尺：1:100）。要求布置合理、图面整洁、按标准与规范制图。2、总述本工程拦蓄六盘山东麓的泾河流域，向北输送至固原中北部地区，输水起点是泾河干流上的龙潭水库，终点是固原市南郊。输水线路在石嘴子截引点设两级泵站，二级站近期供水量为47500t/d，远期发展到51800t/d（0.6m³/s），水质清澈，无需多考虑泥沙问题。二级站管道长度为3004m，设计提水高度146.71m，最高提水高度148.21m，泵房中共设4台KQSN300-M4/690机组，其中3台工作机组，1台备用机组。为保证流态稳定，进水池前设40°扩散角前池，前池设置垂直翼墙。53、泵站管路设计3.1设计流量和设计扬程的计算3.1.1设计流量的计算二级站流量：51800243600=0.5995m3/s0.6m3/s输水管道长度由输水管线示意图求得。输水管线示意图见图1.图1石咀子二级站输水管线示意图将输水管线分为三段，并将各段节点标注字母。根据图表，A点坐标（4779,1794），B点坐标（6060,1904），C点坐标（6950,1868），D点坐标（7775,1927）。三段长度分别为：AB==1285.7mBC==910.7mCD==807.2m6由图可知，管道线是折线，实际长度长于三段AB、BC、CD之和，，因此管线长度为：L=(AB+BC+CD)=3004m根据泵站设计规范，出水管道流速为2.0~3.0m/s1。则最大出水管径：最小出水管径：当管径大时，水力损失小，但造价高；当管径小时，水力损失大，但造价低。本工程为供水工程，工作时间长，因此水力损失对运行成本的影响很大，故设计时应重点考虑水力损失的问题。综合考虑，选择内径600mm的管道。当流量为0.6m/s时，600mm管道内水流速度为：3.1.2管道材料选择管道可选材料有：普通钢管、环氧粉末涂层钢管、给水衬塑钢管、PE管、PVC管该工程为供水工程。各管材性能对比如表1.表1管材性能对比表钢管塑料管普通钢管环氧粉末涂层钢管给水衬塑钢管PE管PVC抗腐蚀√√√√光滑√√√√水质√√√√耐高压√√√管材性能7造价中等中等高低低普通钢管的承压性能好，但易受到腐蚀，管道腐蚀后粗糙度增大，使水力损失也增大，且对水质产生影响；环氧粉末涂层钢管承压性好，水力损失不大，价格合适，但对水质有影响，不适合用于供水工程；给水衬塑钢管抗压性和抗腐蚀性均优良，管壁光滑，水力损失小，但造价较高；塑料管的抗腐蚀性能好，管壁光滑，水力损失小，但承压性差，易出现爆裂，影响居民用水。综合以上性能分析，给水衬塑钢管最为合适。3.1.3设计扬程的计算认为给水衬塑钢管内壁绝对粗糙度与丙烯酸树脂内涂层钢管接近，即：Δ=0.01mm2,相对粗糙度为Δ/d=10-2/600=1.67-5雷诺数Re===9.727105其中：——水的密度，1.0kg/m3——管道中水流流速，2.12m/s——管道内径，0.600m——水的粘滞系数，这里用运动粘度代替动力粘度。甘肃省年均气温为10左右，此时粘度为1.307710-3v·m-2·s-1对照莫狄摩擦系数图（图2），当相对粗糙度为1.67-5，雷诺数为9.727105时，相应的流体摩擦系数λ=0.0119。根据达西公式，沿程水力损失：==0.0119=13.66m其中：λ——沿程摩阻系数L——输水管道长，由于输水管道长度远远大于进水管道长度，因此用认为进8水池到出水池的管道L即为输水管道长，单位：md——输水管道内径，单位：mv——管道内水流速度，单位：m³/sg——重力加速度，9.8m/s2局部水力损失按沿程损失的15%计，则总水力损失为：=+=115%=1.1512.16=15.71m水泵设计扬程：=-+=1933.00-1802.00+15.71=146.71m其中：Z2——出水池设计水位，单位：mZ1——进水池设计水位，单位：m——管路总水力损失，单位：m水泵最大扬程：=-+=1933.50-1801.00+15.71=148.21m其中：——出水池最高水位，单位：m——进水池最低水位，单位：m——管路总水力损失，单位：m9图2莫狄摩擦系数图3.2机组选型3.2.1水泵选型从上海凯泉公司的双吸中开式离心泵中进行选择，认为KQSN300-N4/690、KQSN300-N3/685、KQSN200-N5/352三种水泵基本符合要求。从上海连成公司的双吸中开式离心泵中选择，SLOW350-800B、SLOW250-820B比较适合。三种水泵的性能参数见表2.表2三种水泵的性能参数比较泵型叶片规格（mm）流量(m³/h)扬程（m）速度（r/min）功率(kW)效率（%）NPSHr（m）轴功率电动机功率KQSN300-M4/690690489153148028