给水泵站设计

黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计1目录1设计任务书…………………………………………………………………………22泵站的设计步骤，设计要求，设计原则…………………………………………23设计流量的确定和设计扬程估算…………………………………………………33.1设计流量Q………………………………………………………………………33.2设计扬程H………………………………………………………………………33.3初选泵……………………………………………………………………………33.4管路与压水管路计算……………………………………………………………41）吸水管…………………………………………………………………………42）压水管…………………………………………………………………………44吸水管与压水管路中水头损失的计算…………………………………………51）吸水管路中水头损失∑hs……………………………………………………52)压水管路水头损失Σhd………………………………………………………53)计算草图………………………………………………………………………75辅助设备的选择和布置……………………………………………………………81)起重设备……………………………………………………………………82）引水设备………………………………………………………………………83）排水设备………………………………………………………………………84）通风设备………………………………………………………………………95）计量设备………………………………………………………………………96泵站各部分标高的确定……………………………………………………………91）水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算…………………………………92）泵房建筑高度的确定…………………………………………………………97泵房平面尺寸确定…………………………………………………………………9附图一………………………………………………………………………………10附图二………………………………………………………………………………11参考书目……………………………………………………………………………12黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计21设计任务书净水厂混合池水面标高为166.50m,泵站到净水厂的输水管全长为3000m，室外管道的全部水头损失为7.5m,泵站的取水头部到吸水井内管道的总水头损失为0.5m,进行泵站工艺设计2泵站的设计步骤，设计要求，设计原则泵站工艺设计步骤和扬程分述如下(1)确定设计流量和扬程。(2)初步选泵和电动机，包括选择泵的型号，工作室和备用泵的台数。由于初步选泵是时，泵站尚未设计好，吸水压水管路也为进行布置，水流通过管路中的水头损失是未知数，所以这时泵的扬程不能确切知道，只能假设泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般在初步选泵时，可假设此数位2m左右。根据选泵的轴功率及转数选用电动机。如果机组有水泵厂配套供应，则不必另选。(3)设计机组的基础。在机组初步选好后，即可查泵及电动机产品的样本，查到机子的安装尺寸和总重量，据此可进行基础的平面尺寸和深度设计。(4)计算吸水管和压水管的直径。(5)布置机组和管道。(6)精选泵和电动机。根据地形条件确定泵的安装高度，计算出吸水管和泵站范围内压水管路中的水头损失，然后求出泵站的扬程。如果发现初选的泵站不合适，则另行选泵。根据新选泵的轴功率，在选用电动机。(7)选择泵战中的附属设备。(8)确定泵房建筑高度，泵房的建筑高度，取决于泵的安装高度、泵房内有无起重设备以及起重设备的型号。(9)确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站的总平面图。(10)想有关工种提出设计任务。(11)审校，会签。(12)出图。(13)编制预算。3设计流量的确定和设计扬程估算：3.1设计流量Q考虑到输水干管渗漏和净化厂本身用水，去自用水系数α=1.05，则黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计3设计流量为Q=1.05×111000/24=1.35m³/s3.2设计扬程H1）泵所需要的静扬程HST从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.5m，则吸水间的最高水位标高为132.5-0.5=132m，最低水面标高为128.68-0.5=128.18m。所以泵所需静扬程HST为洪水位时，HST=166.50-128.18=38.32m枯水位时，HST=166.50-132=34.5m输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN1000的钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×1.35=1.01m3/s,查水力计算表得管内流速v=1.30m/s,i=1.805‰,所以输水管路水头损失:h=1.1×0.0018×800=1.6m(式中1.1包括局部损失而加大的系数，800为输水管长)3）泵站内管路中的水头损失∑h粗估2m，安全水头2m，则泵设计扬程为：枯水位时：Hmax=安全水头泵管hhhHHST=38.32+2+1.6+2=43.9m洪水位时：Hmin=34.5+1.6+2+2=40.1m3.3初选泵水泵选择选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律①大小兼顾，调配灵活②型号整齐，互为备用③合理地用尽各水泵的高效段④要近远期相结合。“小泵大基础”⑤大中型泵站需作选泵方案比较。根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图(图2)和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计4近期：由于规范与软件的选泵型号资料类似，故通过软件选择泵的类型，可以看出，当选择3台500S59A基础的单级双吸离心泵时，1台作为备用，由于是叶轮，考虑到叶轮和泵壳均易磨蚀，管道阻力增加，必须保证有足够的富足水头。以下是通过查设计手册的结果，可以看出结果相差不大，选用Y400-54-6的电动机（电动机的效率为72%-75%，功率为400kw），电压选用10kv的三相交流电。远期：选相同型号的500S59A基础的单级双吸离心泵，总共要增加4台，另外2台备用。黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计5黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计63.4机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,则有基础长度L＝水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（400～500）＝1638+600+450＝2688mm基础宽度：B＝水泵底角螺孔长度方向间距+（400～500）＝800+450=1250mm计算出14SA-10型水泵机组基础平面尺寸为2688×1250由于W没给出，那么取大概值为30T基础深度H可按下式计算：H＝BLW0.3式中L——基础长度，L=2.7m；B——基础宽度，B=1.6m；——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，＝23520N/m3故H＝BLW0.3=3.0300002.71.2523520＝1.13m黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计7基础实际深度连同泵房地板在内取为2m。3.5管路与压水管路计算每台泵有单独的吸水管与压水管1）吸水管已知Q1=1.35/3=0.45m3/s吸水管路的要求：①漏气管材及接逢②积气管路安装③吸气吸水管进口位置④计流速：管径小于250㎜时，V取1.0～1.2m/s管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6m/s采用DN600钢管，则v=1.59m/s,1000i=4.822）压水管压水管路要求：①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。②压水管的设计流速：管径小于250㎜时，为1.5～2.0m/s管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5m/s采用DN500钢管，则v=2.29m/s,1000i=22.031；3.6吸水管与压水管路中水头损失的计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图1）吸水管路中水头损失∑hs:∑hs=∑hfs+∑hls1、吸水管路沿程水头损失:∑hfs=l1×is=4.85‰×4=0.02m2、局部水头损失:∑hls=(ζ1+ζ2+ζ3)212vg式中ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75ζ2———钢制90°弯头，r/d=2,ζ2=0.15ζ3———闸门，ζ3=0.75则∑hls=（0.15+0.15+0.75）×21.5929.8=0.03m黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计8所以吸水管路总水头损失为:∑hs=∑hfs+∑hls=0.02+0.03=0.05m2)压水管路水头损失ΣhdΣhd=Σhfd+ΣhldΣhfd=(l2+l3)•id1+(l4+l5)•id2=(0.79+1+0.2)×0.022+2×0.00482=0.045mΣhld=(ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7)•212Vg+(ζ8+ζ9)222Vg式中ζ3——DN600液动蝶阀，全开ζ3＝0.15ζ4——DN600×300渐缩管，ζ4＝0.21ζ5——DN300×500渐放管，ζ5＝0.34ζ6——DN500蝶阀，ζ6＝0.15ζ7——DN500止回阀，ζ7＝0.41ζ8——DN600×600×500异径正三通，ζ8＝1.5ζ9——DN600×600×700异径正三通，ζ9＝1.5则Σhld＝（0.15+0.34+0.15+0.41+0.21）×22.2929.8+1.5×21.1729.8＝0.44m故Σhd=0.045+0.44=0.485m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：Σh＝Σhs+Σhd＝0.485+0.03＝0.515m因此，水泵的实际扬程为：设计枯水位时，Hmax＝38.32+0.515+1.6+2=42.435mm设计洪水位时，Hmin＝34.5+1.6+0.515+2=38.615m由此可见，初选水泵机组符合要求。黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计94.吸水井的设计吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位：河流的最低枯水位＝34.5m吸水井最高水位：河流的最高水位＝38.32m水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D≧(1.25～1.5)d＝1.5×600＝900mm水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝4.0×（750-600）＝600mm喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：≥1.5D=1.5×600＝900mm喇叭口中心距后墙距离：G=（0.8～1.0）D=1×600=600mm喇叭口之间的距离：≧(1.5～2.0)D=2.0×600=1200mm喇叭口距吸水井井底距离:≧（1.0～1.25）D=1.20×600＝720mm喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m所以，吸水井长度≧600×4+900×2+1200×3＝7800mm吸水井宽度900+600×2＝2100mm,这里取4米宽。吸水井高度38320-34500+720+1000+300=5840mm（包括超高300）。考虑到吸水井的容积按最高日最高时的流量的5-10分钟算，因此这里取6分钟，因此容积大概为V=60×1.35×6=486最后参考水泵机组之间距离取吸水井的长度为20米，最大宽度为4米，高度为7米，体积为560m3。5辅助设备的选择和布置1)起重设备最大起重为ZDY21-4型电动机重量Wm＝4830kg，起重3000kg，最大起重高度为12+2＝14m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度），因此选用LDH型环形轨道起重机。2）引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。黄石理工学院环境学院《泵与本站》课程设计103）排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程10m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在15m左右，可选用IS80-65-125A型离心泵两台，一台工作，一台备用。(380v,2900r/min,32.5