給水泵站設(shè)計(jì)說明書

1、2015-6-8取水泵站設(shè)計(jì)說明書 目錄一、 總論2二、 設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)揚(yáng)程3三、 水泵與電動(dòng)機(jī)選型3四、 基礎(chǔ)機(jī)組與管道布置4五、 吸水室布置61. 喇叭管及喇叭口布置62. 格網(wǎng)設(shè)計(jì)73. 吸水室尺寸7六、 吸水管路與壓水管路計(jì)算81. 吸水管水頭損失82. 壓水管水頭損失83. 泵房?jī)?nèi)部水頭損失9七、 水泵安裝高度計(jì)算91. 水泵吸上高度的確定92. 水泵安裝高度的確定9八、 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)101. 起重設(shè)備102. 排水設(shè)備103. 通風(fēng)設(shè)備10九、 泵房尺寸的確定111. 泵房底部標(biāo)高112. 泵房頂部標(biāo)高113. 泵房尺寸12一、 總論1. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求通過城市取水泵站的課程設(shè)計(jì)，

2、鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對(duì)給排水課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)與理解，掌握取水給水泵站設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)和提高計(jì)算能力、設(shè)計(jì)和繪圖水平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨(dú)立完成一個(gè)新建給水取水泵站設(shè)計(jì)，鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。2. 設(shè)計(jì)原始資料2.1項(xiàng)目概況：南方某地區(qū)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)委員會(huì)計(jì)資字2014第116號(hào)文件：“關(guān)于某城鎮(zhèn)給水取水工程計(jì)劃任務(wù)書的批復(fù)”同意該城鎮(zhèn)建給水取水泵站。2.2基本資料：2.2.1城鎮(zhèn)現(xiàn)狀圖 規(guī)劃總平面圖(略)；2.2.2城鎮(zhèn)地形圖(略)；2.2.3水源地地形圖(略)；2.2.4水源地水文地質(zhì) 工程地質(zhì)資料(略)；2.2.5水源地附近或城鎮(zhèn)的供電 交通等資料(略)；2.2.6當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件：

3、年平均氣溫22 最高氣溫39.1 ，最低氣溫0 ，地面最高水溫30 地下水位：-2，地耐力：1220T/2.3水文資料：最高洪水位（百年一遇）：132.5m 最低水位（保證率97%）：128.68m常水位：130.80m 河床底標(biāo)高：120.50m 河床標(biāo)高：131.00m河水最大流量：360m3/s 河水最小流量：60m3/s；2.4泵站地形及水頭損失：凈水廠混合池水面標(biāo)高為166.50m,泵站到凈水廠的輸水管全長(zhǎng)為3000m，室外管道的全部水頭損失為7.5m,泵站的取水頭部到吸水井內(nèi)管道的總水頭損失為0.5m,進(jìn)行泵站工藝設(shè)計(jì)。二、 設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)揚(yáng)程1. 設(shè)計(jì)流量：考慮到輸水干管漏損和凈

4、水廠本身用水，取自用水系數(shù)=1.05則近期設(shè)計(jì)流量： 遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量： 2設(shè)計(jì)揚(yáng)程： 設(shè)計(jì)揚(yáng)程： 式中靜揚(yáng)程，采用吸水井的最枯水位（或最低動(dòng)水位）與凈水構(gòu)筑物進(jìn)口水面標(biāo)高差，m；輸水管上的總水頭損失，mH2O或kPa；取水泵房?jī)?nèi)的總水頭損失，mH2O或kPa；安全水頭，mH2O或kPa。一般安全水頭取12mH2O。 查設(shè)計(jì)原始資料可得： 其中粗估取水泵房?jī)?nèi)的總水頭損失為: 取安全水頭損失為： 則三、 水泵與電動(dòng)機(jī)選型1. 水泵選型：近期設(shè)計(jì)流量Q1=5687.5m3/h，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量Q2=10937.5m3/h設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=49.82m故選取單級(jí)雙吸離心泵，選型為24SA-14。近期選用三臺(tái)，兩用

5、一備；遠(yuǎn)期再添置兩臺(tái)，四用一備。設(shè)備參數(shù)如下：型號(hào)流量Q（m3/h）揚(yáng)程H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）軸功率（kW）電動(dòng)機(jī)功率（kW）效率（%）汽蝕余量（m）葉輪直徑D2（mm）重量(kg)24SA-14320050960490560898.155045502. 電動(dòng)機(jī)選型：根據(jù)水泵型號(hào)選用配套電機(jī)，選型為Y450-6，近期選用三臺(tái)，兩用一備；遠(yuǎn)期再添置兩臺(tái)，四用一備。設(shè)備參數(shù)如下：型號(hào)額定功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）效率（%）重量（kg）Y450-656098594.63600四、 基礎(chǔ)機(jī)組與管道布置：1. 水泵與電動(dòng)機(jī)布設(shè)：1.1水泵及電動(dòng)機(jī)尺寸：根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第11冊(cè)）常用設(shè)備，

6、24SA-14型清水離心泵的外形參數(shù)為：A0=1700mm B0=1800mm H0=1480mm進(jìn)口法蘭DN=600mm 出口法蘭DN=400mmY450-6型電動(dòng)機(jī)外形參數(shù)為：L=1800mm B=1000mm H=900mm故水泵及電動(dòng)機(jī)總體尺寸為：長(zhǎng)L=A0+L=1700+1800=3500mm 寬B=B0+B=1800+1000=2800mm 高H=H0=1480mm1.2機(jī)組布置與泵房尺寸：機(jī)組布置采用直線單行布置，形式如下：考慮到遠(yuǎn)期預(yù)留用地，布置五臺(tái)水泵與電動(dòng)機(jī)機(jī)組的位置。根據(jù)GB/T 50265-97泵站設(shè)計(jì)規(guī)范，機(jī)組間距不應(yīng)少于1.82.0 m，平臺(tái)通道不宜少于1.2m。1

7、.2.1泵房長(zhǎng)度：機(jī)組間距采用2.0m，機(jī)組離墻預(yù)留2m，故泵房主體長(zhǎng)度：L1=5×L+1.8×4+2×2=5×3.5+2.0×4+2×2=29.5m值班室與配電機(jī)房長(zhǎng)度取：L2=4m則取泵房長(zhǎng)度：L0=L1+L2=29.5+4=33.5m1.2.2泵房寬度：值班室寬度：B1=5m 配電機(jī)房寬度：B2=4m 大門及主通道寬度：B3=3m值班室、配電機(jī)房等寬度之和遠(yuǎn)大于機(jī)組寬度，故不予考慮。則取泵房寬度：B0=B1+B2+B3=5+4+3=12m2. 管道布設(shè)：2.1吸水管與壓水管：2.1.1吸水管：每個(gè)水泵配置一個(gè)吸水管，吸水流量Q=

8、0.79m3/s選用DN800鋼管，則故阻力系數(shù)i=3.537；根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3冊(cè)）城鎮(zhèn)給水，吸水管內(nèi)流速為1.21.6m/s時(shí)，管徑為250d1000mm，故符合。2.1.2吸水管配件：每條吸水管配置DN1000×DN800吸水喇叭口，阻力系數(shù)為0.20（長(zhǎng)550mm）；設(shè)置手動(dòng)蝶閥，選用DX41-16C DN800，阻力系數(shù)為0.15（長(zhǎng)470mm）；設(shè)置DN800伸縮節(jié)，阻力系數(shù)為0.21（長(zhǎng)850mm）；選用DN800×DN600偏心漸縮管，阻力系數(shù)為0.20（長(zhǎng)550mm）。2.1.3壓水管：壓水支管：出水流量Q=0.79m3/s選用DN700鋼管，則故

9、阻力系數(shù)i=9.765；根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3冊(cè)）城鎮(zhèn)給水，壓水管內(nèi)流速為2.02.5m/s時(shí)，管徑為250d1000mm，故符合。壓水干管：每個(gè)泵連接一條壓水支管，支管通過彎頭、丁字管等匯合到壓水干管，出水流量Q =1.58m3/s選用DN900鋼管，則，符合要求。2.1.4壓水支管配件：每條壓水支管設(shè)置DN400×DN700同心漸擴(kuò)管，阻力系數(shù)為0.32（長(zhǎng)750mm）；設(shè)置止回閥，選用DN700止回閥H76W-250R，阻力系數(shù)為0.7（長(zhǎng)305mm）；設(shè)置電動(dòng)閘閥，選用DN700電動(dòng)閘閥Z941H，阻力系數(shù)為0.06（長(zhǎng)900mm）；設(shè)置DN700伸縮節(jié)，阻力系數(shù)為0.2

10、1（長(zhǎng)850mm）。五、 吸水室布置：1喇叭管及喇叭口布置： 1.1吸水喇叭口：吸水喇叭口直徑采用：D（1.251.5）d，取D=1.0m (式中吸水管直徑d為0.8m)則喇叭口流速：，符合要求。1.2喇叭管間距：喇叭管中心線間距與泵機(jī)組相同：d=3.5+2=5.5m（1.52.0）D；喇叭管中心線與后墻距離取：c=1.0×D=1m；喇叭管中心線與側(cè)墻距離?。篵=1.5D=1.5m；喇叭管中心線至進(jìn)水室進(jìn)口距離大于4D，?。篸=4.95m4D；喇叭口至池底高度：h1=0.6D=0.6m；喇叭口最小淹沒水深：h2=1.0D=1.0m；2格網(wǎng)設(shè)計(jì)：格網(wǎng)面積：式中設(shè)計(jì)流量Q=1.58 m3

11、/s;v1過網(wǎng)流速（m/s），不應(yīng)大于0.5m/s，取v1=0.4m/s;K1網(wǎng)絲引起的面積減小系數(shù)：b網(wǎng)眼尺寸，取10mm；d網(wǎng)絲直徑，取2mm；K2格網(wǎng)堵塞面積減小系數(shù)，取0.5；收縮系數(shù)，取0.7；故格網(wǎng)面積：取每個(gè)格網(wǎng)長(zhǎng)度：L=2.72m；格網(wǎng)高度：；過網(wǎng)水頭損失約為0.1m。3吸水室尺寸：3.1吸水室有效容積：容積不應(yīng)小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量，最大一臺(tái)水泵出水量為：吸水室最小有效容積：3.2吸水室尺寸確定：根據(jù)1.2中喇叭管間距設(shè)計(jì)計(jì)算，可以得到：吸水室長(zhǎng)度：L=2b+4d =1.5×2+4×5.5=25m吸水室寬度：B=c+d=1+4.95 =5.95m

12、吸水室高度：吸水室標(biāo)高超最高洪水位0.5m，故H=6m；吸水室水位高度：H=h1+h2=0.6+1.0=1.6m；尺寸復(fù)算：吸水室有效體積V=L×B×H=25×5.95×1.6=238m3V，故滿足； 格網(wǎng)高度h=1.2m，水位高度H=1.6m，水位超高0.4m，符合要求。六、 吸水管路與壓水管路計(jì)算：取一條最不利的線路，從吸水口到壓水干管出水為止進(jìn)行水力計(jì)算：1. 吸水管水頭損失：1.1吸水管沿程水頭損失：h fs=l1×is=4.85×3.537=0.017m1.2吸水管局部水頭損失：h ls=1+（2+3+4） +5式中 1吸水

13、喇叭口局部阻力系數(shù)，1=0.10；2 90°鑄鐵彎頭局部阻力系數(shù)，2=0.8；3手動(dòng)蝶閥局部阻力系數(shù)，3=0.15；4DN800伸縮節(jié)局部阻力系數(shù)，4=0.21；5偏心漸縮管DN800×600局部阻力系數(shù) ,5=0.20；則局部水頭損失：hls=0.1×+（0.8+0.15+0.21）×+0.2×1.3吸水管總水頭損失：h s=h fs+h ls=0.017+0.231=0.248m2. 壓水管水頭損失：2.1壓水管沿程水頭損失：h fs=（l1×i1）=2.55×7.188=0.018m2.2吸水管局部水頭損失：h ls=

14、1+（2+3+4+5） +6式中 1同心漸擴(kuò)管DN400×DN700局部阻力系數(shù)，1=0.32；2 止回閥局部阻力系數(shù)，2=0.7；3電動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù)，3=0.06；4DN700伸縮節(jié)局部阻力系數(shù)，4=0.21；5異徑丁字管DN700×DN900 局部阻力系數(shù),5=1.66；6等徑丁字管DN900 局部阻力系數(shù),6=3.0則局部水頭損失：hls=0.32×+（0.7+0.06+0.21+1.66）×+3.0×2.3吸水管總水頭損失：h s=h fs+h ls=0.018+2.153=2.171m3. 泵房?jī)?nèi)部水頭損失：過泵的局部阻力系數(shù)為1

15、.0，水頭損失為：h=1.0×泵房?jī)?nèi)總水頭損失h=0.248+2.171+0.398=2.817m，小于泵房初估值3m，故合理。七、 水泵安裝高度計(jì)算：1. 水泵吸上高度的確定：汽蝕余量與最大允許吸上真空高度關(guān)系：NPSHR=Hg-HZ+-HS式中 NPSHR汽蝕余量為8.1m； Hg水泵安裝地點(diǎn)大氣壓（mH2O），當(dāng)?shù)睾０?30m，取10.17m；HZ液體相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓水頭（m），最高氣溫30，取0.43m；v1水泵吸入口流速為2.794（m/s）； HS最大允許吸上真空高度（m）。故Hs= Hg-HZ+- NPSHR=10.17-0.43+-8.1=2.038m實(shí)際應(yīng)用中

16、應(yīng)預(yù)留0.1Hs作為富裕水頭，故實(shí)際吸上高度為Hs=0.9HS=1.83m2. 水泵安裝高度的確定：水泵實(shí)際吸上高度為1.83m，吸水管總水頭損失約為0.3m，故水泵離最低水位的距離為1.53m。故水泵安裝高度標(biāo)高為128.68+1.53-0.5=129.71m（其中0.5m為取水水頭損失）八、 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)：1. 起重設(shè)備：離心泵重量為4550kg，電動(dòng)機(jī)重量為3600kg選用LDT型電動(dòng)單梁起重機(jī)，型號(hào)為L(zhǎng)DT5-S，起重重量為5000kg。參數(shù)如下：型號(hào)起重量（kg）跨度（m）H（mm）最小輪壓（kN）最大輪壓（kN）電動(dòng)葫蘆型號(hào)LDT5-S500010.56876.5534.55AS3

17、412-20 4/1電葫蘆參數(shù)如下：型號(hào)起重量（kg）起升高度（m/min）功率（kW）B（mm）AS3412-20 4/150007.50.839202. 排水設(shè)備：由于泵房采用半地下式，需要水泵排水，沿泵房主體內(nèi)壁設(shè)排水溝，匯入到集水坑中，經(jīng)水泵抽回吸水室中。取水泵房的排水量一般按2040m3/h考慮，集水坑尺寸取：L=1m，B=1m，H=1m；考慮到最高水位時(shí)的排水（超高0.5m），排水泵的靜揚(yáng)程為：h0=132.5+0.5-（128.91-1）=5.1m水頭損失預(yù)估為：h1=2m 安全水頭：h3=1m總揚(yáng)程h=h0+h1+h3=5.1+2+1=8.1m選用XA65/16清水離心泵，兩用

18、一備。水泵參數(shù)：流量：8.3316.66L/S 揚(yáng)程：7.99.8m 電動(dòng)機(jī)功率：2.2kW 轉(zhuǎn)速：1450r/min 汽蝕余量：2m3. 通風(fēng)設(shè)備：由于泵房選用半地下式，需要風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。九、 泵房尺寸的確定：1. 泵房底部標(biāo)高：1.1水泵機(jī)組基礎(chǔ)計(jì)算：機(jī)組基礎(chǔ)選用混凝土塊式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸：基礎(chǔ)長(zhǎng)度：L=3.5+0.5=4m 基礎(chǔ)寬度：B=2.8+0.5=3.3m基礎(chǔ)深度：H=3.0×W/（L×B×y）式中W機(jī)組重力（N）； L基礎(chǔ)長(zhǎng)度（m）； B基礎(chǔ)寬度（m）； y混凝土基礎(chǔ)容重為23520N/m3故H=3×8150×9.81/（4×3.3×23520）=0.77m 基礎(chǔ)