《泵与泵站》课程设计说明书-肖永健

设计者：肖永健2012年元月8日星期日第1页共8页《泵与泵站》课程设计说明书第一部分设计任务书一、设计题目取水泵站工艺扩大初步设计二、目的和要求1、加深理解和巩固《泵与泵站》所讲授的内容；2、掌握给水泵站工艺设计的步骤、方法和内容；3、提高设计计算及绘图能力；4、熟悉并能应用一些常用的设计规范。设计资料及设计手册；5、培养独立的分析和解决问题的能力。三、设计资料1、设计水量：432010/md，水厂自用水系数=0.5。2、原水水质符合国家饮用水水源卫生规定。河边无冰冻现象。根据地质地形条件已决定采用固定式取水泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从江中取水，取水头部到吸水井之间的自流管长度为70m。3、水源洪水位标高为94m（1%频率），枯水位标高为82m（97%频率），常年平均水位标高为86m，净化场混合井水面标高为103m，取水泵站到净化场输水干管全长1700m。4、水厂为双电源进线，电力充分保证。5、其他资料由自己调查、踏勘获取。四、设计内容和成果1、设计内容：自流管；水泵机组的选择、布置；吸水井、泵房平面及高度；吸、压水管道；泵站辅助设施；输水干管。2、设计成果：(1)设计说明书：要求文字通顺，字体工整，简明扼要，内容完整。其内容包括：设计概述；水泵机组的选择和布置；吸压水管道的设计计算与布置；泵站附注设备的选择与布置；泵站平面图及高度的确定。(2)设计图纸：以一张A1号图纸为宜，其内容包括：取水泵站（包括自流管）工艺平、剖面图，主要设备材料表，图纸说明。图面要整洁，必须手工绘制并要求工程字体。五、时间安排本课程设计为期1周，从2011年12月31日至2012年1月6日。设计者：肖永健2012年元月8日星期日第2页共8页第二部分设计计算说明书一、设计流量和设计扬程确定1、设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身自用水量，其自用水系数=1.05，则设计流量为：443331=1.0520102110(/)8750(/)2.43(/)Qmdmhms为保证供水的安全可靠，取水头部到吸水井之间的自流管道采用钢管，并设计2条，由此可知每条自流管的流量为：321=2.43=1.22(/)2Qms根据平均经济流速表，取流速为v=1.4，由4QDv可得经济管径为：表在哪41.221.053()1053()1.4Dmmm考虑标准管径的规格，选取110010DN（单位：mm）的管径。由此查水力计算表得出流速v和水力坡度i分别为：1.28(/)vms，1.558i‰2、设计扬程(1)泵所需的静扬程STH通过取水部分的计算已知在最不利情况下，即一条自流管检修，另一条自流管通过70%的设计流量时，从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失计算如下：由巴甫洛夫斯基公式（25.330.002021qiD）可得水力坡度为：25.33(2.4370%)0.0020210.0035181.1i从而沿程水头损失h为：0.003518700.25()fhilm局部阻力损失按沿程阻力损失的20%计算，得：20%20%0.250.05()mfhhm综合得全部水头损失为：10.250.050.30()fmhhhm设计者：肖永健2012年元月8日星期日第3页共8页则吸水间中最高水位标高为：94.00－0.30=93.70（m）吸水间中最低水位标高为：82.00－0.30=81.70（m）∴泵所需要的扬程为：洪水位时：110393.709.30()STHm枯水位时：210381.7021.30()STHm(2)输水干管中的水头损失2h原水输水干管采用2条110010DN（单位：mm）并联的钢管，当一条输水管检修时，另一条输水管渠应通过70%的设计流量，此时，同上可计算得出：管内流速为1.28/vms，水力坡度为0.003518i。然后取包括局部阻力损失而加大的系数为1.1，从而输水干管的水头损失为：21.10.00351817006.58()hm(3)泵站内管路中的水头损失ph初始估计泵站中的水头损失ph为2m。综上所述，可知泵的设计扬程为：洪水位时：39.306.582.002.0019.88()STHm为什么有两个2安全高度枯水位时：421.306.582.002.0031.88()STHm二、初选泵和电机根据泵的流量312.43(/)2430(/)QmsLs，扬程431.88()STHm，查单级双吸式离心泵手册可选取24SAP—18型号的泵4台，三台工作，一台备用，并选用与之配套的Y400—6电机。24SAP—18单级双吸式离心泵的主要性能如下表1所示：表1水泵的选择型号流量（L/s）扬程（m）转速n（r/min）轴功率（kw）电机型号电机功率（kw）效率（%）泵重（kg）台数（台）备注24SAP-18750—900—100033.5—32—26980292—317.5—298Y400-640084.5—89—85.535004三用一备三、机组基础尺寸确定泵的基础采用混凝土基础，则其容重为：3=23520(/)Nm。设计者：肖永健2012年元月8日星期日第4页共8页查24SAP—18单级双吸式离心泵外形安装尺寸表，可得：\23=+++0.5=0.94+1.00+1.19+0.50=3.63()LABLm泵机组的基础宽度为：30.500.720.501.22()BBm泵机组的总重量为：=()(35002820)9.861936()pmpm所以泵的基础深度为：3.03.0619361.78()3.631.2223520WHmLB从而基础实际深度连同泵房底板在内应为3.00m。泵房底板是什么？四、吸水管路和压水管路计算水泵采用三用一备的运行方式（即三台工作，一台备用），共选择4台，每台都有单独的吸水管和压水管，共输送31=2.43(/)Qms的总流量，因而每台水泵的流量为：313==0.81(/)3QQms所以，查水力计算表知：吸水管采用90010DN的钢管，此时流速1.27/vms，水力坡度1.989i‰。压水管采用70010DN的钢管，此时流速2.10/vms，水力坡度7.536i‰。五、泵机组与管道布置(阀门型号自查手册解决)为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将4台泵机组交错并列布置成两排，其中2台为正常转向，2台为反常转向，在订货时向厂商予以说明。每台泵都有单独的吸水管、压水管，压水管引出泵房后在切换井处两两连接起来。其中，为便于泵机组的操作和检修以及保证供水的安全可靠性，在吸水管上设手动闸板闸阀（D371x-6），在泵出水管上设有液控蝶阀（D971x-16）和手动蝶阀（D371x-6）。为减少泵房建筑面积，闸阀切换井设置在泵房外面。两条1100DN的输水干管用1100DN蝶阀（D371x-6）连接起来，每条输水管上各设一个切换用的蝶阀（D371x-6）。六、吸水管路和压水管路中水头损失的计算取一条最不利管线，从吸水口到输水干管上的切换井闸阀止为计算管线图。(此处图暂略)1、吸水管路中的水头损失sh设计者：肖永健2012年元月8日星期日第5页共8页sfslshhh由巴甫洛夫斯基公式(25.330.002021qiD，一下均以此公式计算i值)得：225.335.330.810.0020210.0020210.0023250.9sqiD因此，122.0220.0023250.0047()lsshlim2222311231.272.77=+(0.750.15)0.210.07410.08220.1563()2222fsvvhmgggg（）2.77怎么得的式中：1为吸水管进口局部阻力系数，10.75；2为90010DN处蝶阀局部阻力系数，按开启度考虑，20.15；3为偏心渐缩管900600DN处的局部阻力系数，30.21。则=0.15630.0047=0.1610)sfslshhhm（2、压水管70010DN中的水头损失1dh111dfdldhhh225414567891022()223.982.100.24(0.150.210.151.021.020.36)220.19400.65480.8488()fdvvhggggm3.98怎么得的式中：4为500700DN渐扩管，40.24；5为70010DN液动蝶阀，5=0.15；6为700DN伸缩接头，60.21；7为70010DN手动蝶阀，70.15；89、为钢制90°弯管，891.02=；设计者：肖永健2012年元月8日星期日第6页共8页10为7001100DN渐扩管，100.36。1677889910()(1.5002.00010.0004.000)0.0088750.1553()ldhllllimL这些数值是什么∴1110.88480.15531.0401()dfdldhhhm3、压水管110010DN中的水头损失2dh222dfdldhhh222131511211131415222()2220.851.702.561.090.15(6.00.15)2220.04020.02212.05642.1187()fdvvvhggggggm式中：11为110010DN钢制90°弯头，11=1.09；13为110010DN手动蝶阀，13=0.15；14为110010DN钢制等径四通管，14=6.0；15为110010DN手动蝶阀，15=0.15。210111112121313141415=()()(1.0003.870)0.0007983.2700.00322.0000.00720.00390.01050.00140.0288()ldhllillilim∴2222.11870.02882.1475()dfdldhhhm综上可知，从泵吸水口到输水干管上切换井阀门处的全部水头损失为：120.16101.04012.14753.35sddhhhh因此，泵的实际扬程为：设计洪水位时：min9.306.583.352.0021.23()Hm设计枯水位时：max21.306.583.352.0033.23()Hm而初选的24SAP—18单级双吸式离心泵的扬程为33.5—32—26m之间，流量为750—900—1000之间，符合要求。设计者：肖永健2012年元月8日星期日第7页共8页七、泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算为便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。已知吸水间最低动水位标高为81.70m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为79.00m，此时，吸水管上缘的淹没深度为0.981.7079.00=2.25()2m取吸水管下缘距离吸水间底板0.70m，则吸水间底板标高为：0.9079.00(0.70)77.85()2m洪水位标高为94.00m，考虑1.0m的浪高，则操作平台的标高为：94.001.00=95.00()m故泵房筒体高度为：95.0077.85=17.15()Hm八、附属设备][1、起重设备比较离心泵及其相配套的电机可知，最大起重量为3500kg的离心泵。考虑2.00m操作平台上汽车的高度，则最大起吊高度为17.15+2.00=19.15m（)查设计手册知，可选用型号为1524CDD的双梁起重机，其起重量为5t，跨度为16.82m，1414ZD电动葫芦，起吊高度24m。2、