给水泵站设计

水泵与水泵站课程设计说明书学号6012207233姓名杨奇专业班级环境工程1班指导教师郑波设计时间2015.5.8-2015.5.22建筑工程系1水泵与水泵站课程设计任务书一、设计题目河北某城市供水厂二级泵站设计二、设计内容1.泵站设计控制值的出水量及扬程的确定；2.水泵的选择（包括备用泵）；3.动力设备的配置；4.泵站机组的布置；5.吸水管和压水管的设计；6.水泵安装高度的计算；7.泵站平面、高程布置及尺寸的决定；8.泵站内主要附属设备的选择；三、原始资料1、最高日用水量：各自按管网计算结果选用，单位为：m3/d或m3/h；2、最高日用水量变化见各自管网的高日用水量逐时变化曲线；3、高日高时管网总水头损失、管网最不利点标高、发生火灾处标高、消防用水量等，分别采用管网平差计算的结果；4、建筑物层数同管网设计任务书；5、城市供水管网内无调节水池或水塔；6、水厂二级泵站所在地地面标高19m，泵站吸水池最低水位16m，最高水位18m；7、泵站所在地最高水温35℃；8、地下水位距地面约2.5m，最大冻土深度0.8m；9、吸水池与泵站距离8.0m（净距）；10、泵站附近有独立双电源；11、管材及管配件的产品规格表。四、设计成果1、设计说明书一份（≥14页），内容有：（1）有关设计规模、原始资料的叙述；（2）按指示书步骤详述设计的全部内容（包括计算及结论）；（3）按指示书要求画出有关草图及标出主要尺寸。2、图纸2在一张2#或1#图纸上画泵站平、剖面图及泵站内主要设备材料表。（1）泵站平面布置图（包括主要设备机组位置，吸、压水管路位置及其它附属设备机组的位置），比例尺1：100-1：200；（2）泵站立面布置图（包括主要设备机组高度，吸、压水管路高度及其它附属设备机组的高度），比例尺1：100-1：200；（3）泵站剖面图五、设计日期自2015年05月18日至06月01日，计划有效学时数32学时。目录第一章绪论..........................................11.1设计要求..........................................11.2设计资料..........................................11.3设计步骤与方法....................................1第二章计算说明书....................................32.1泵站设计控制值出水量及扬程的确定..................32.2水泵的选择........................................32.3动力设备的配置....................................52.4泵站机组的布置....................................52.5吸水管及压水管的设计..............................92.6水泵安装高度的计算...............................122.7泵站平面、高程及尺寸的设计.......................142.8泵站内主要附属设备的选择.........................17第三章附录.........................................19环境工程2012年级本科生课程设计1第一章绪论1.1设计要求1.1.1设计题目：河北某城市供水厂二级泵站设计1.1.2泵站设计水量：hm332841.1.3设计任务（1）泵站设计控制值的出水量及扬程的确定；（2）水泵的选择（包括备用泵）；（3）动力设备的配置；（4）泵站机组的布置；（5）吸水管和压水管的设计；（6）水泵安装高度的计算；（7）泵站平面、高程布置及尺寸的决定；（8）泵站内主要附属设备的选择；1.1.4图纸要求在一张2#或1#图纸上画泵站平、剖面图及泵站内主要设备材料表。（1）泵站平面布置图（包括主要设备机组位置，吸、压水管路位置及其它附属设备机组的位置），比例尺1：100-1：200；（2）泵站立面布置图（包括主要设备机组高度，吸、压水管路高度及其它附属设备机组的高度），比例尺1：100-1：200；（3）泵站剖面图1.2设计资料1.2.1管网设计的部分成果：（1）最高日用水量：912.12m3/h（2）最高日用水量变化见管网的高日用水量逐时变化曲线；（3）高日高时管网总水头损失9.815m、管网最不利点标高21.04m、发生火灾处标高23.50m、消防用水量sL110等；（4）建筑物层数6层；1.2.2城市供水管网内无调节水池或水塔；1.2.3水厂二级泵站所在地地面标高19m，泵站吸水池最低水位16m，最高水位18m；泵站所在地最高水温35℃；地下水位距地面约2.5m，最大冻土深度0.8m；吸水池与泵站距离8.0m（净距）；1.2.4泵站附近有独立双电源；1.3设计步骤与方法环境工程2012年级本科生课程设计2开始确定设计流量和扬程水泵选择（方案比较）动力设备的配置设计机组的基础吸、压水管设计水泵安装高度确定布置和机组选型选择附属设备厂房布置结构计算、出图预算编制施工图交底结束施工期服务竣工、验收资料归档环境工程2012年级本科生课程设计3第二章计算说明书2.1泵站设计控制值出水量及扬程的确定2.1.1设计工况点的确定Qmax采用城市最高日最高时用水量，同管网平差结果（l/s）Hp=（Z0-ZP+H0+h管网+h输水+h站内）×1.05（m）式中Z0—管网最不利点的标高；21.40mZp—泵站吸水池最低水面标高；16mH0—管网最不利点的自由水头；28mh管网—最高日最高时管网水头损失；9.815mh输水—最高日最高时输水管水头损失；有时输水管很短，这部分常包括在h管网内；0.67mh站内—泵站内吸、压水管管路系统水头损失，估算为2～2.5m；1.05—安全系数；HP—泵站按Qmax供水时的扬程。48.442（m）2.1.2校核工况点的确定Q'=Qmax+Q消（l/s）Hp'=（Z0-ZP+10+h'管网+h'输水+h站内）×1.05（m）式中Q消——城市消防用水量；110（L/s）Q'——消防时泵站总供水量；1002.12（L/s）h'管网——消防时管网的水头损失；5.645（L/s）h'输水——消防时输水管水头损失；0.4（L/s）10——低压制消防时应保证的最不利点自由水头（m）；Hp'——消防时泵站的扬程。27.085（m）HPHp'满足要求2.2水泵的选择水泵的选择包括确定水泵的型号和台数。必须注意所选定的泵站中工作泵（并联）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。建议工作泵的台数采用3～6台，备用泵一般采用1～2台（本次设计可采用1台），其型号与泵站内最大的工作泵相同。若现有水泵不合适时，可以采用调节水泵性能的方法，如切削叶轮等。2.2.1画设计参考线在水泵综合性能图上（见附图）通过以下两点连直线，得选泵时参考的管路特性曲线——设计参考线。Q=0，H=Z0-ZP+H0=Z0-ZP+H0=33.4mQ=Qmax=912.12（L/s），H=（Z0-ZP+H+h管网+h输水+h站内）×1.05=48.4m环境工程2012年级本科生课程设计4在水泵综合性能图上与设计参考线相交的且并联后能满足设计工况点的泵型，都可作为拟选泵，在组成方案时加以考虑。2.2.2选泵方案结果比较（详见表2-1）:表2-1选泵方案表方案编号用水变化范围/(L/s)运行及台数水泵扬程/m所需扬程/m扬程利用率/%水泵效率/%方案1选用一台20sh-9A两台12sh-9775～913一台20sh-9A55～4947～48.585～9980.5～81.1两台12sh-9A74.6～74.8620～775一台12sh-9A55～4746～4784～10080.3～80.5一台20sh-9A74.3～74.6400～420一台20sh-9A57～4644～4677～10073.7～74.3250～400两台12sh-9A56～4543～4578～10078.7～79.2＜250一台12sh-9A＞42＜42＜84方案2选用一台20sh-9A两台12sh-9B750～913一台20sh-9A52～48.547～48.590～10074.6～74.8两台12sh-9B72～74570～750一台20sh-9A51～4746～4790～10074.2～74.6一台12sh-9B74～76.6380～550一台20sh-9A60～4644～4673～10073.7～74.3220～380两台12sh-9B48～4443～4489.6～10073.7～80对以上两个方案进行比较，有管网需求曲线可知，每日平均15个小时用水量集中在760~913L/s，早晚剩余时间用水量在571~760L/s范围中，可以看出第一套方案的运行效率高，且只选用了两种型号的水泵方便维修，互为备用。故选用两台12sh-9A和两台20sh-9A并联，其中一台20sh-9A作为备用泵（泵的性能参数详见表2-2）。表2-2sh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)轴功率N(kW)效率(％)允许吸上真空高度Hs(m)电动机泵重(kg)型号功率（KW）12Sh-9A52955145099.2804.5Y315M2-48097204918.681893421317820Sh-9A150057970315743.5Y400-56-4257018724933375环境工程2012年级本科生课程设计5217039320722.2.3选泵后的校核选泵后，按照发生火灾的供水情况，校核泵站是否能满足消防要求。把泵站中备用泵与最大供水时所用的工作泵并联起来，画出并联曲线，可以看出消防时所需工况点（Q'，HP'）位于并联曲线之下,校核合格。管网事故时泵站供水能力也按上述原则进行校核。2.3动力设备的配置动力设备采用电动机，水泵选定后，根据水泵样本载明的电动机来选择（电机的性能参数详见表2-3）。表2-3电机配置水泵型号轴功率（kw）转数(r/min)电动机型号功率(kw)转数(r/min)电压(伏)重量（kg）12sh-9A99.2-1311450Y315M2-41601450380102420sh-9A315-333970Y400-56-4400970600029602.4泵站机组的布置确定水泵及电动机之后，机组（水泵与电动机）尺寸大小，从手册第11册水泵样本上查到。基础的平面尺寸和深度依据机组底盘尺寸或水泵、电机的底脚螺栓的位置。2.4.1基础的尺寸计算12SH-9A、20SH-9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础（水泵外形尺寸见表2-4，尺寸图见图2-1，电动机尺寸见表2-5，安装尺寸图见图2-2），则12SH-9A型水泵：基础长度L＝水泵和电机最外端螺孔间距+(400～500)＝mmLLB216050045075345732基础宽度B＝水泵和电机最外端螺孔间距(宽度方向，取大者)+（400～500）＝mmAB1050500550)500~400(},max{3基础高度0.81m250016.205.110248095.2)4~5.2(）（）（电机水泵BLWWH20SH-9A型水泵:基础长度L＝水泵和电机最外端螺孔间距+(400～500)环境工程2012年级本科生课程设计6＝mmLLB3237500580118797032基础宽度B＝水泵和电机最外端螺孔间距(宽度方向，取大者)+（400～500）＝mmAB1440500940)500~400(},max{3基础高度m18.1250044.1237.3296025705.2)4~5.2(）（）（电机水泵BLWWH其中：水泵W—