污水泵站设计

1污水泵站课程设计说明书专业：环境工程技术班级：2班姓名：曾经文学号：1135238236指导老师：王昱2目录一.水泵的选择...............................................二.工艺设计.......................................................三.泵站内部平面布置及泵房平面尺寸...................................................四.扬程校核...................................................五.污水泵站的其它辅助设备...................................................六.总结的结束语...................................................3水泵与风机专题设计任务书1.污水泵站设计资料污水泵站纳污区服务人口（10、12、15）万人，生活污水量定额为150L/(人·d)，总变化系数K=1.5。进水管管底高程为393.00米，管径（800、1000、1200）毫米。泵站设格栅、集水池、吸水管、泵机组、出水管。出水管提升后的水面高程为（404.00、406.00、408.00）米，经（380、400、450）米管长至处理构筑物。泵站选定位置不受附近河道洪水的淹没和冲刷，泵站地坪高程为400.00米。地质条件为粘砂土，地下水位最高高程为397.50米，最低为396.20米，地下水无侵蚀性，土壤冰冻深度为0.7米。2.设计内容估算扬程、选择水泵、设计格栅间、设计集水池、设计吸水管和压水管、扬程校核；泵站平面布置和剖面布置（包括机组布置及辅助设施布置）。3.成果要求成果包括：设计说明书、计算书一份；泵站平面草图（含构筑物尺寸）一张，泵站剖面草图（含构筑物高程）一张。成果要求手写、手绘，装订整齐、成一册。说明书（A4）要求内容完整，文理通顺，简明扼要，计算公式表达清楚、参数选用正确、计算准确。作业为方案性设计，图纸应较好地表达设计方案意图，布局合理、正确清晰，符合有关规范规定。4、时间安排查阅资料、工艺设计及平剖面图绘制共计时间1.5周。5、参考资料（1）.手册给水排水设计手册第1册常用资料.中国建筑工业出版社，2000给水排水设计手册第5册城镇排水.中国建筑工业出版社，20004给水排水设计手册第11册常用设备.中国建筑工业出版社，2000给水排水设计手册第12册器材与装备.中国建筑工业出版社，2000（2）.规范《室外排水设计规范》GB50014—2006（3）.其他自选材料编写教师：王昱2012.12．05一.水泵的选择1-1、污水流量设计污水泵站纳污区服务人口15万人，生活污水量定额为150L/(人·d)。计算居民生活污水设计流量为：)/(625.390))360024(150000150(5.1)360024(maxsLNqKQ式中：去——居住区的生活污水设计流量；q——居住区的生活污水量标准；N——使用沟道的设计人数；K——总变化系数。选择四台水泵（三用一备）,Q单=3maxQ=3625.390=130.21(L/s)=468.756m³／h1-2、扬程设计设安全水头为2m。则可初步确定水泵的扬程:水头损失估算假定泵站内吸水管水头损失为1.5m,压水管水头损失为2.0m,自由水头1.0m。泵站外水头损失为沿程损失∑hf与局部损失∑hl两部分，局部损失按∑hl=0.3∑hf进行估算，则泵站外压水管水头损失为1.3∑hf=1.3×i±l总出水管流量为Qmax=390.625L/s，选用管径为450mm的铸铁管，查表得：v=2.46m/s,1000i=18.35m设总出水管中心深埋为0.9m，泵站外管线总长度为：408—400+0.9+450=458.9m泵站外压水管水头损失为：1.3×18.35÷1000×458.9=10.95m5总水头损失为：∑h=1.5+2.0+1.0+10.95=15.45m泵站扬程可按下式计算H=Hss+Hsd+∑h+Hc(m)=408-393+15.45+2=32.45m式中Hss——吸水管地形高度(m),为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；Hsd——压水地形高度（m），为泵轴线与输水最高点（即压水管出口处）之高差；∑h——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失（包括沿程损失和局部损失）。应该指出，由于污水泵站一般扬程较低，局部损失占总损失比重较大，所以不可忽略不计。1-2、泵站机组的选择城市的用水量是不均匀的，因而排入管道的污水流量也是不均匀的。要正确的确定泵的出水量及其台数以及决定集水池的容积，必须知道排水量为最高日中每小时污水流量的变化情况。而在设计排水泵站时，这中资料往往是不能得到的。因此，排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定。一般小型排水泵站（最高日污水量在5000m3以下），设1～2套机组；大型排水泵站（最高日污水量超过15000m3）设3～4套机组。;而我们这次设计的最高污水量达到15×150000×1.5÷1000=33750m³,所以我们是设计的是大型排水泵站,单泵要求流量468.756m³/h扬程22m以上序号水泵号排出口径(mm)流量(m³/h)扬程(m)转数(r/min)电机功率(Kw)效率(％)重量(他)22300QGW800-36-11030080036980110802.3二.工艺设计2-1.工艺流程如下图6图1-1污水泵站工艺流程图2-2.泵站构筑物设计1)格栅格栅是污水泵站中最主要的辅助设备。格栅一般由一组平行的栅条组成，斜置于泵站集水池的进口处。其倾斜度60°～80°。格栅栅条最大空隙宽度水泵型号2.5PW,4PW,4MF以下6MF,6PWL,8MF,8PWL10MN,10PWL,12MN14MN以上，12PWL螺旋泵，污水潜水泵栅条空隙宽度≤20cm≤30cm≤40cm≤50cm≤100cm注：当栅格尚需考虑污水处理时，表列空隙宽度应适应结合污水处理的要求确定，一般小于20mm进水交汇井来水进水闸门格栅集水池水泵出水池受纳水体溢流管7格栅后应设置工作台，工作台一般因高出格栅上游最高水位0.5m。对于人工清除的格栅，其工作平台沿水流方向的长度不小于1.2m，机械清除的格栅，其长度不小于1.5m，两侧过道宽度不小于0.7m。工作平台上应有栏杆和冲洗设施的位置。并留有宽度为1.0m的维修通道，电动机及其它部件的防雨和防护设施。2)泵房设计A.设计流量泵的设计流量按最高日最高时流量390.625(L/s)。采用集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑4台水泵（一台备用），每台泵的容积约是131（L/s）。B.设计集水池集水池容积，采用相当于一台泵6min的容量W=131×60×6÷1000=47.16≈47m3有效水深采用H=2m,则集水池面积为F=W／H＝47÷2＝23.5m2。D.泵工作方式泵站集水池内设超声波液位仪表，PLC系统根据水位测量仪测得的水位值自动控制潜污泵的启停运行。同时系统累计各个泵的运行时间，自动轮换泵，保证各泵累计运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。泵型及运行方式泵的工作方式平均时流量最大时流量泵型300QGW800-36-110泵功率80kW运行方式工频运转工作台数3备用台数12-3．水泵基础设计要求绘制机组基础的尺寸草图查出水泵的外形尺寸及安装尺寸、进出口法兰及吐出锥管尺寸及其安装高度(画出示意图并列表)，见表1，图18表1水泵机组尺寸表型号电机功率kwФAФBФCn1-Фfδefg250QGW550-25-7511030039544512-2230770870780hH1h1n2-ΦkLMmnp880765454-408888001509027续表KHIT1T27772314383250640H3minH2JE×FK1K2G1005556331600×130095010009402-3-1.基础尺寸(带底座，立式泵）基础长度L=h+200=1080mm基础宽度Ｂ＝f+200=750+200=1070mm基础高度H=2W/LBr,W=2.3tH=2×2.3/(1.08×1.07×2.4)≈1.659m=1.659mmW－为机组总重量r－混泥土容重2400kg/m32-3-2.基础校核:Ｍ基础＝ρ×L×B×H=2.4×1.08×1.07×1.659=4.6tＭ基础=4.6tM泵=2.3t所以符合要求。三.泵站内部平面布置及泵房平面尺寸3-1.机组平面布置及间距（考虑基础间距及突出物间距）本次设计采用横向排列，如图其适用于侧向进、出水的水泵，横向排列虽然稍增长泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水力条件好，节省电耗。9其中A1=L+1=2.063+1=3070mmB1=3000mmD1=1500mmC1=1.340+0.5=1840mmE1=C1=1840mm(1)由于所选水泵为立式泵，故采用横向排列布置，基础间距应不小于1.５ｍ。集水闸阀下设置集水沟。（2）进水管管径DN1200mm,充满度为0.70，坡度i=0.0015，流速v=0.98m/s,设计300L/s,进水管管底高程为393.00m。（3）出水管提升后排入处理构筑物，处理构筑物水面高程为408m，处理构筑物距泵房450m。（4）泵房位置不受洪水淹没和冲刷，泵站地坪高程为400.00m。（5）地质情况为黏沙土，地下水位为396.2m～397.5m，地下水无侵蚀性，土壤冰冻深度为0.7m（6）供电为单电源。设有溢流口，在停电或发生故障时可溢流至附近排洪沟，沟底高程为394.00m。（参见图见水泵平面图和剖面图）３-2.吸水管及压水管设计对吸压水管直径的确定用试算法，循环渐近，使其符合设计要求（1）吸水管DN250mmV=1．0—1．2m／s；DN≥250mmV=1．2—1．6m／s在吸水管路不长且地形高度不很大的情况下，可采用比上述数值大些的流速，如1.6—2．0m／s。例如水泵为自灌式工作时，则吸水管的流速可适当放大。（2）压水管DN250mmV=1．5—2．0m／sDN≥250mmV=2．0—2．5m／s4.7.2计算方法10Q=44422DQVVQDVD吸水管:Q=130.625L/sDN≥250mm设V＝1.6m/s计得D=322.4mm取D=350mm核算V=4×0.130635÷（0.35²×3.14）≈1.36m/s压水管：Q=130.625L/sDN≥250mm设V＝2.0m/s计得D=282.8mm取D=300mm核算V=4×0.130625÷（0.3²×3.14）≈1.85m/s2.7.3计算列表表7吸、压水管计算表吸水管径d=350mm,则吸水管段如图4所示。图4吸水管路示意图泵型管道最大流量Q(l／s)）估计流速V（m／s）计算管径D’（mm）选用管径D（mm）实际流速V（m／s）A泵吸水管130.6251.6322.43501.36压水管130.6252.0282.83001.8511四．扬程校核（包括管配件及闸阀选择）扬程核算（1）吸水管路水头损失计算每根吸水管流量为130.2L/s，选用350mm的管径，则管内的流速为1.36m/s，查表得1000i=7.88m，直管部分长1m，喇叭口（ξ=0.1），DN350mm的90º弯头一个（ξ=0.07），DN=350mm的闸门一个（ξ=0.1），DN350mm×DN300mm的渐缩管一个（ξ=0.19），300mm管径的流速为1.87m/s,根据以上资料，计算得：沿程水头损失为：1.0×100088.7=0.0078m局部水头损失为：（0.1+0.07+0.1）×2g36.12+0.19×g287.12=0.0594m吸水管路的总水头损失为：0.0078+0.0594=0.0672m（2）泵站内压水管路水头损失计算选择一条阻力损失最大的管路作