泵与泵站设计书

河北联合大学水泵与泵站课程设计说明书学院：建筑工程学院专业：给水排水工程班级：11水2姓名：张旭阳学号：201114290224指导教师：王昊2014年6月22日目录2一．水泵与泵站课程设计任务书二．摘要三．设计任务书（一）水泵选择1、选泵基本数据参数2、选泵（二）绘制单泵草图和水泵基础尺寸确定（三）吸、压水管道计算1、管路布置2、管径计算3、吸水管4、压水管5、管路附件选配（四）水泵安装高度的确定1.确定泵轴标高2.泵站内地面标高3．泵房高度的确定4．各个设计标高（五）泵站内部平面布置和精选水泵1.机器间长度2.机器间宽度3.管路敷设4.精选水泵（六）附属设备选择与泵房高度的确定1.起重设备2.真空泵3．通风（七）管材及敷设（八）主要参考文献和设计成果图3华北地区某城镇给水泵站设计任务书一．任务书依据：根据华北某城市建委批准的文件，提出某城镇给水泵站设计任务书。二．设计资料：城镇给水泵站，经管网设计计算得出如下资料：市名项目甲市乙市丙市Qmax（米3/时）125018002400Qmin(米3/时)250360500Z1（米）768.39395.58646.69Z2（米）773.41392.54663.72H自（mH2O）202028Σh压（mH2O）126.89.6Z0,max(米)769.89397.08648.19Z0,min(米)765.61392.78644.19Qmax—最大供水量（米3/时）。Qmin—最小供水量（米3/时）。Z1—泵站外地面标高（米）。Z2—管网计算最不利点标高（米）。H自—最不利点要求的自由水头（mH2O）。Σh压—相应最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失（mH2O）。Z0,max—吸水池最高水位（米）。Z0,min—吸水池最低水位（米）。采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生机率假定是均等的。泵站附近地形平坦。当地冰冻深度0.82米。最高水温24oC。吸水井距泵站外墙中心线3米。经平面布置,泵站出水管须在吸水井对面,输水管采用两条。距泵站最近的排水检查井底标高比泵站外地面低1.40米，排水管径400mm，检查井距泵站5米。水厂地质为亚粘土，地下水位低于地面5米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器布置。一般故障及检修时应保证70%的供水量。三.设计要求：41．选泵根据设计资料要求拟定可能的水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面进行分析比较，最后确定选择的方案。2．确定泵站高程及形式对泵站高程及形式应有必要的说明论证。3．泵房平面布置泵房平面布置包括：泵房外部平面与泵房内部平面布置。外部平面布置包括：泵房与吸水井，两者之间的吸水管，压水管由泵房引出的位置等；内部平面布置包括：机组，吸水管，压水管，闸阀，管沟（需要时），排水设施，附属设备，电气、控制开关柜等位置，值班室。水工艺与工程专业主要完成泵房工艺设计，但工艺图应对各有关专业做必要的考虑。4.附属设备的考虑和选择本设计只要求考虑必须的附属设备，如引水设备，起重设备等。设计应表明这些设备的用途和所选型号。5.说明书说明书内容应表达设计者在设计过程中所考虑的主要问题及确定方案的依据；主要数据来源及计算过程；重要的计算草图（计算用和绘图用）；图纸不宜说明并易引起疑问的问题亦可在说明书中进行必要的解释。说明书前应编排目录。作为工程设计的基本训练，要求撰文简练，论述逻辑性强，文字通顺，书写工整。6.图纸要求完成A1图纸一张，图中包括平面图、立剖面、横剖面各一图，主要设备材料表，施工说明等。对管道系统图（给水系统、排水系统、真空泵管道系统）不做要求。四、评分标准：1、优秀；2、良；3、中；4、通过；5、不通过。5摘要本设计为华北乙城市给水泵站的设计，采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生机率假定是均等的。泵站附近地形平坦，水厂地质为亚粘土，地下水位低于地面5米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器布置。一般故障及检修时应保证70%的供水量。其基本设计思路为根据城市最大最小供水量和供水地形，在满足最不利点供水要求的情况下，分别计算最大、最小流量所对应的扬程，以此扬程范围和流量范围选取可能采用的型号的水泵，在经过方案比较，根据设计资料要求拟定可能的泵的组合形式（互为备用），水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面进行分析比较，最后确定选择的方案。通过水利计算，在不产生气蚀情况下，确定最大安装高度，再根据泵及其基础的尺寸大小在满足设计规范的基础上，确定高程布置和平面布置，选择合适材料、设备。绘制立面图，剖面图及泵房平面图材料列表。校核安装高度，兼顾泵房的排水、通风、运输、安装维修等。6设计说明书(一)、水泵选择1、选泵基本数据参数（1）、设计流量：本设计选择乙市给水泵站，由资料可知设计最大供水流量maxQ=2400hm3=666L/s，设计最小供水流量minQ=500hm3=138L/s（2）、设计扬程：由资料可知：2z=663.72m1z=646.69m压h=9.6m自H=28m相应的最大扬程maxH及最小扬程minH计算式如下：maxH=pH+内H+H；其中pH=压自HH+)(12zz式中：pH——泵站出水压头；内H——泵站内部吸水管、压水管水头损失总和，一般在最大供水量时取2~3米，本设计选用3米；H——吸水池计算水位至泵站外地坪的高差，水位低于地面时为正值，反之为负值。当吸水位有最高水位最低水位时，计算水位可取最低水位值。最小扬程是相应的最小供水量的扬程,比较简单的估算方法是按照最大供水量时的有关数据Qmax，H等推求出HST及管网阻力系数S值之后按下式：H=HST+SQ2计算，式中2SQh压,初步设计泵站内部吸水管、压水管水头损失总和内H=3m,但是，选泵的最大扬程应在以上计算基础上再取安全水头3m。在最大供水量时最大扬程计算如下：maxH=pH+内H+maxH+3pH=压自HH+)(12zz=28+9.6+（663.72-646.69）=54.63mmaxH=pH+内H+maxH+3=54.63+3+（646.69-663.72）+3=43.6m最小扬程设计如下：minH=HST+SminQ2HST=maxH-压h=43.6-9.6=34m72SQh压∴S=2Qh压=29.6666=2.16510minH=HST+SminQ2=34+2.166102500=34.54m综上所述，管道特性曲线为H=HST+SQ2=34+2.16510Q22、选泵(1)选取可能使用的水泵选泵的主要依据：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。在该课程设计中，只考虑sh型泵，所以在sh型水泵性能曲线型谱图上，以maxH及minH做两条水平线，以maxQ及minQ做两条竖直线，形成一个矩形框，在这个范围内进行选择（凡能交此矩形上下边的水泵都是可能用的型号），初选结果如下：10Sh-9A，10Sh-13,12Sh-13,12Sh-13A,14Sh-13A,14Sh-19,20Sh-19。查《给排水设计手册》11册，P64,得Sh型吸离心泵性能表，涉及到的水泵性能如下：泵型流量hm/3流量L/s扬程m转速n轴功率kw电动机效率kw允许吸上真空高度m电压功率kw10Sh-9A324-57690-16035.5-25147042.5-51.03807574.0-80.0610Sh-13360-576100-16027.0-19.0147033.1-36.43805580.0-86.0612Sh-13612-900170-25036.4-29.5147075.8-8838010080.0-83.54.512Sh-13A551-810153-22530-24147056.7-65.83807579.3-82.54.514Sh-13A864-1332240-37041-301470121-136300019080-843.514Sh-19972-1440270-40032-22147099.7-105300012582-883.520Sh-191620-2340450-65027-15970148-137300019070-824（2）组合方案：设计中应考虑所有可能的组合方案，各组合方案既能满足最大供水，又能满足最小供水及中间的各种供水量。组合方案所使用的水泵就是上表查出的“可能使用的型号”中能够合理搭配的2~3种型号。因本设计的泵站属于中等规模，以两种型号为宜。组合原则是全部工作泵开动时总流量符合最大供水量。此外工作泵应能组合出4~5条并联曲线，这样，几条曲线有4~5个交点，凡供水量在两交8点之间时，供水能量均有不同程度的无益消耗，但这是不避免的。现有以下两种方案，即方案一和方案二。方案一：1台10Sh-9A型水泵和2台14Sh-13A型水泵和1台14Sh-13A型备用泵。方案二：1台10Sh-9A型水泵和2台14Sh-19型水泵和1台14Sh-19型备用泵。利用数解法及Sh型离心泵性能表计算得10Sh-9A型水泵特性曲线为H=40.36-0.0006Q214Sh-13A型水泵特性曲线为H=49.01-0.000814Q214Sh-19型水泵特性曲线为H=40.017-0.00011Q2管道特性曲线为H=HST+SQ2=25.76+2.72510Q2这两种方案的组合工作特性曲线，见坐标纸（附后）。（3）、组合方案的比较对方案一和方案二从下列几个方面粗略比较。a.水泵台数——满足最大供水量的水泵台数为总工作泵台数，另外还要考虑备用泵。工作泵总台数与备用泵台数之和为泵站设置的水泵总台数。总台数与泵站总平面面积有关，同时闸阀、管件等相应变化。一般说来，相同的供水量，水泵台数多时，造价提高。b.总电耗——估算每日电耗。计算从最大到最小供水量变化幅度的每日电耗是困难的，这需要相当详细而准确的用水资料，而这类资料一般是不具备的。但是，为了比较各方案对供水变化的适应水平，可以采取粗略估算的方法。日电耗低的方案，其运行费用必然较低。c.维护管理——检修、操作、备件等。型号少、台数少比较有利。d.发展的可能性——进一步增大供水量的措施比较简单。设计中要考虑这种可能性，措施有：增加泵（泵站内适当预留地）；换叶轮（选泵时用较小直径的叶轮，必要时换成大直径的叶轮）；换泵（以小换大）。设计中除考虑水泵外，对管道直径，水泵基础等都应有相应考虑。综合以上条件，方案一、二电耗分别为355kw*h,625kw*h,即方案一省电；此外，方案一型号简单，便于维护管理；其他性能参数参见下表。所选方案涉及的各泵性能参数表方案编号用水量变化范围SL所需流量SL泵扬程（m）所需扬程（m）泵轴功率（kw）配电动机转速n转/分效率%允许吸上真空高度m功率kw电压V方案一500-650100|50041-2526.03|32.5642.5-5175380147074-806121-136190300080-843.5方案100-55035.5-2299.7-105125300082-883.542.5-517538074-8069二另外，本设计不要求做出具体发展措施，但在比较方案时，凡有发展条件的方案，应列为方案有利因素。根据以上各方面的综合分析比较，可选用方案一：1台10Sh-9A型水泵和2台14Sh-13A型水泵和1台14Sh-13A型备用泵。(二)、绘制单泵草图和水泵基础尺寸确定（1）、Sh型单级双吸离心泵（带底座）外形尺寸和安装尺寸见P69《给排水设计手册11》，安装图见《05给水排水标准图集》05S2.（2）、水泵基础尺寸的确定：水泵基础用素混凝土浇筑，考虑浇筑水泵基础时应预留地脚螺栓孔，地脚螺栓长约为螺栓直径的20～30倍,螺栓直径可由水泵样本查得,基础厚度通常取螺栓长再加上150毫米。a取50~100毫米，b取100~150毫米，水泵基础顶面至少高出