泵与泵站课程设计讲解

泵与泵站课程设计学院：土木工程与建筑学院专业：给水排水工程学号：100607134姓名：蔡振刚指导教师：覃晶晶完成日期：2013年1月7日目录1.用水量计算................................32.泵站设计控制值出水量及扬程的确定..........33.动力设备的配置............................84.水泵机组的基础计算........................85.泵站机组的布置............................116.吸水管和压水管的设计......................127.水泵安装高度的计算........................158.泵站平面、高程布置及尺寸的决定............179.泵站内主要附属设备的选择..................1810.泵房建筑高度和平面尺寸....................2011.二级泵站平面图及剖面图....................201《给水泵站课程设计》任务书一、设计题目武汉市某净水厂给水泵站设计。二、原始资料该水泵站为武汉市开发区净水厂的二级泵站，用以满足武汉市开发区的生产、生活、消防用水需求。1.用水量资料用水部门平均日用水量(t/d)用水时间(h)时变化系数(kh)日变化系数(kd)最高日最高时用水量(l/s)工厂甲19002400241.71.3工厂乙44004000241.61.2居住区甲20001500181.51.3居住区乙45005500181.41.22.扬程计算资料供水区域内各处标高（m）为：工厂甲44.2；工厂乙46.0（46.5）；小区甲42；小区乙43.4；水泵房处设计地面标高42。水厂内吸水池最高水位41；吸水池最低水位37（38）；最高日最高时管网水头损失为21（16）米，管网最不利点的自由水头为16米。3.消防用水量消防时，按两处同时着火计，qf=60l/s。城市给水系统采用低压消防，即城市管网最不利点的自由水头为10米。消防时管网水头损失为40米。三、给水泵站设计内容及步骤1．设计流量的确定和设计扬程估算；2．初选水泵和电机；3．机组基础尺寸的确定；4．吸水管路与压水管路计算；5．机组与管道布置；6．吸水管路与压水管路中水头损失的计算；7．水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算；8．附属设备的选择；9．泵房建筑高度的确定；10．泵房平面尺寸的确定。2四、绘图：根据以上设计计算及选出的各种设备进行给水泵房设备布置。应绘制如下图1．给水泵站平面图。（1号图纸一张，比例为1：50）。2．给水泵站剖面图。（1号图纸一张，比例为1：50）3．绘图要求1）平面图和剖面图上应注明水泵机组位置，管路系统，管件尺寸，位置，各设备之间，设备与建筑维护之间相对位置尺寸及标高，并应附有主要设备明细表。2）图纸尺寸、标题栏等均应按国家标准绘制。五、设计说明书设计完成时应进行设计说明书的整理，说明书应包括下列内容：1．计算部分，列出计算次序、项目、计算公式、符号、单位及结果数据，中间的演算过程从略。吸压水管路水头损失计算画出线路图。2．对于选定的水泵型号，泵房土建设计应简要说明确定该方案时的依据及其优点、缺点。3．本水泵房在设计上的特点。4．在必要的计算及说明部分，为表达清楚应附有草图。5．附有主要设备材料表。说明书应使用的符号要通用，计算中必须写清单位，且单位的写法及其文字要前后一致，重要的公式要注明出处，后面应有参考资料目录，写完应连同任务书一起用封面装订成册。3武汉市某净水厂给水泵站设计该水泵站为武汉市开发区净水厂的二级泵站，用以满足武汉市开发区的生产、生活、消防用水需求。1.用水量计算用水部门平均日用水量(t/d)用水时间(h)时变化系数(kh)日变化系数(kd)最高日最高时用水量(l/s)工厂甲2400241.71.361.39工厂乙4400241.61.297.78居住区甲2000181.51.360.18居住区乙5500181.41.2142.59Qh=Q×kh×kd×1000/(h*3600)Q工厂甲=2400×1.7×1.3/(24×3.6)=61.39l/sQ工厂乙=4400×1.6×1.2/(24×3.6)=97.79l/sQ居住区甲=2000×1.5×1.3/(18×3.6)=60.18l/sQ居住区乙=5500×1.4×1.2/(18×3.6)=142.59l/sQmax=Q工厂甲+Q工厂乙+Q居住区甲+Q居住区乙=361.95l/s2.泵站设计控制值出水量及扬程的确定相关资料：供水区域内各处标高（m）为：工厂甲44.2；工厂乙46.0（46.5）；小区甲42；小区乙43.4；水泵房处设计地面标高42。水厂内吸水池最高水位41；吸水池最低水位37（38）；4最高日最高时管网水头损失为21（16）米，管网最不利点的自由水头为16米。消防时，按两处同时着火计，qf=60l/s。城市给水系统采用低压消防，即城市管网最不利点的自由水头为10米。消防时管网水头损失为40米。（1）设计工况点的确定Qmax采用城市最高日最高时用水量，（升/秒）Qmax=361.94l/sHp=(Z0-Zp+H0+h管网+h输水+h站内)×1.05（米）式中Z0——管网最不利点的标高；Zp——泵站吸水池最低水面标高；H0——管网最不利点的自由水头；h管网——最高日最高时管网水头损失；h输水——最高日最高时输水管水头损失；有时输水管很短，这部分常包括h管网在内；h站内——泵站内吸、压水管管路系统水头损失，估算为2～2.5米；1.05——安全系数；Hp——泵站按Qmax供水时的扬程Hp=(46-37+16+21+2.5)×1.05=50.925m（2）校核工况点的确定Q＇=Qmax+Q消（升/秒）=361.95+60×2=481.95L/sHp＇=(Z0-Zp+H0+10+h＇管网+h＇输水+h站内)×1.05（米）式中Q消——城市消防用水量；Q＇——消防时泵站总供水量；h＇管网——消防时管网的水头损失；h＇输水——消防时输水管水头损失；10——低压制消防时应保证的最不利点自由水头；Hp＇——消防时泵站的扬程。Hp＇=(Z0-Zp+H0+10+h＇管网+h＇输水+h站内)×1.05（米）=(46.0-38+10+40+0+2.0)×1.05=63m3.水泵的选取51，水泵选择的基本原则：（1）所选水泵机组应满足用户最高日各个时刻（含最大的）流量和扬程的要求，保证供水的安全可靠性。（2）依据所选水泵建造的泵站的造价低。（3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。（4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。（5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地2.初选水泵：泵站中工作泵的最大供水量和扬程应满足Qmax和Hp，同时要使水泵的效率较高。Q=0，H=Z0-Zp+H0=46-37+16=24mQ=Qmax=361.95l/s，H=(Z0-Zp+H+h管网+h输水+h站内)×1.05=49.35mQ=30l/s时，H=Z0-Zp+H0+2+2=28m以选泵参考曲线（ab线）求算两端点分别为：a点（30，28）b点（361.95,49.35）进行方案比较（列表比较）选定方案6两点连接成参考管道特性曲线，选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联,其泵型分别为12sh-9A型、12sh-9B型、14sh-9B型、10sh-9型、10sh-9A型、8sh-13A型方案编号用水变化范围（L/s）运行泵及其台数泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（%）第一方案选用两台12sh-9一台10sh-9300-500两台12sh-955-5049-5086-100260-300一台12sh-9和一台10sh-949-4748-4792-100150-260一台12sh-9A55-4546-4581-100150一台10sh-933337第二方案选用一台14sh-9B一台12sh-9A一台10sh-9240-360一台14sh-9B60-5049-5079-100150-240一台12sh-9B46-4343-4288-95150一台10sh-93333由上表跟图通过以下几个方面进行比较:(1)从运行费用方面：1方案的水泵效率较高，且扬程利用率相差不大。2方案水泵的效率不太高，且扬程利用率相差较大。(2)从基建造价方面：两个方案均为三用一备，对泵房的面积要求相同。(3)从管理维护方面：1方案中只用到两种型号的水泵，管道附件变化少，便于施工维护。(4)从发展方面看：2方案富余水头比较大，但在大多数情况下扬程利用率不大。1方案在流量最大时满足要求，在后期发展中可以进行换轮，有很大的发展空间。(5)消防时，流量为481.95L/s,扬程为63m,两台12sh-9A一台12sh-9并联，画出并联曲线，（Q′,H′）位于并联曲线之下，符合消防校核。(6)综合方面考虑，最后选用第一套方案。sh型单级双吸离心泵的性能表型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)泵轴功率N(kW)效率(％)允许吸上真空高度Hs(m)泵重(kg)3/mh/Ls12sh-9A529-893147-24855-42147099.2-13178-834.577310sh-9360-612100-17012.5-32.5147055.5-6875-81642812sh-9576-972160-27065-501470127.5-167.579-834.577383.动力设备的配置水泵型号轴功率N(千瓦)转数n(转/分)电动机型号功率(千瓦)转数n(转/分)电压(v)是否带底座12sh-9A99.2-1311470JS-116-41551475380不带底座10sh-955.5-681470JO2-92-4751470380带底座12sh-9127.5-167.51470JS-117-41801480380不带底座4．水泵机组的基础计算12sh-9A型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)1L2L4LB1B3B12sh-9AJS-116-411446393201020500520H1H3H4H4d89052026530425安装尺寸(mm)L6L7L8L9LB28849447555905006205H8HC14d87537552612sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)1L2L4LB1B3B12sh-9JS-117-411446393201020500520H1H3H4H4d89052026530425安装尺寸(mm)9L6L7L8L9LB29349447806405006205H8HC14d87537552610sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)1L2L4LB1B3B10sh-9JO2-92-4971540360890440480H1H3H4H4d75044020026027安装尺寸(mm)L7L9LL10L12L132015539.516652591060300B5B6H5H7C14d750750630290425以12sh-9型为例单级双吸离心泵(不带底座)安装尺寸图1012sh-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则：基础长度:L=地脚螺栓间距+（400-500）=L4+L6+L8+（400-500）=320+944+640+450=2354mm基础宽度：B=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400-500）=b+(400-500)=620+400=1020mm基础高度：H=地脚螺栓长度+（0.15~0.2）=24×(4-d)+（0.15~0.2）mm=24×25+200=800mm12sh-9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则基础长度：L=地脚螺栓间距+（400-500）=L4+L6+L8+（400-50