泵與泵站課程設(shè)計

1、 課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱： 泵與泵站 題 目： 取水泵房初步設(shè)計 學(xué) 院： 建筑工程 系： 土木工程 專業(yè)班級： 給排水121班 學(xué) 號： 6002212029 學(xué)生姓名： 胡嘉偉 起訖日期： 2015.1.192015.1.25 指導(dǎo)教師： 黃小華 職稱： 講師 學(xué)院審核（簽名）： 審核日期： 取水泵房初步設(shè)計一. 設(shè)計目的通過運(yùn)用課堂所學(xué)知識，完成某水廠一級泵房的擴(kuò)初設(shè)計，以達(dá)到鞏固基本理論，提高設(shè)計與繪圖能力，熟悉查閱和使用技術(shù)資料，了解設(shè)計的方法與步驟，以培養(yǎng)獨立工作能力，有條理，并創(chuàng)造性地處理設(shè)計資料，進(jìn)一步使理論與實踐相結(jié)合。二、設(shè)計說明書設(shè)計任務(wù)及基本設(shè)計資料某市自來水公司為解決

2、供水緊張問題，計劃新建一設(shè)計水量為30000噸天的水廠，（遠(yuǎn)期供水量為60000噸天），水廠以贛江水為原水，采用固定式取水泵房，利用兩根自流管從江中取水，取水點處贛江最高洪水位48.52米（1頻率），最枯水位44.50米（99%保證率），常水位46.40米，水廠地面標(biāo)高53.30米，泵站設(shè)計地面標(biāo)高52.50米，水廠反應(yīng)池水面高出地面4.50米，自流管長25米，泵站到水廠的輸水干管全長400米。試進(jìn)行該一級泵站的工藝設(shè)計。三、 設(shè)計進(jìn)度安排布置設(shè)計任務(wù)及準(zhǔn)備設(shè)計資料（1天）設(shè)計計算（1.5天）繪圖（2天）整理設(shè)計計算及說明書（0.5天）四、課程設(shè)計圖紙內(nèi)容及張數(shù)設(shè)計要求達(dá)到擴(kuò)初設(shè)計程度，設(shè)計成

3、果包括:1. 泵站平面布置圖.（12張）2. 泵站剖面圖. （1張）3. 主要設(shè)備及材料表.4. 設(shè)計計算及說明書.五、設(shè)計概要取水泵站在水廠中也稱一級泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵站由于它靠江臨水的確良特點，所以河道的水文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會影響到取水泵上本身的埋深、結(jié)構(gòu)形式以及工程造價等。其從水源中吸進(jìn)所需處理的水量,經(jīng)泵站輸送到水處理工藝流程進(jìn)行凈化處理。設(shè)計中通過粗估流量以及揚(yáng)程的方法粗略的選取水泵；作水泵并聯(lián)工況點判斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來評估經(jīng)濟(jì)合理性以及各泵的利用情況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以此節(jié)

4、約用地，根據(jù)布置原則確定各尺寸間距及長度，選取吸水管路和壓水管路的管路配件，各輔助設(shè)備之后，繪制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。設(shè)計取水泵房時，在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均應(yīng)有周詳?shù)挠嬎恪Ｔ谑┕み^程中，應(yīng)考慮到爭取在河道枯水位時施工，要搶季節(jié)，要有比較周全的施工組織計劃。在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。六、設(shè)計計算<一> 設(shè)計流量的確定和設(shè)計揚(yáng)程估算：(1) 設(shè)計流量Q為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸，節(jié)約基建投資，在這種情況下，我們要求一級泵站中的泵晝夜

5、均勻工作。因此，泵站的設(shè)計流量應(yīng)為：式中 Q一級泵站中水泵所供給的流量(m3h)；Qd供水對象最高日用水量(m3d)； T為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。所以，近期設(shè)計流量為 Q近=1.05×30000/24=1312.5m/h=0.365m/s遠(yuǎn)期設(shè)計流量為 Q遠(yuǎn)=1.05×60000/24=2625m/h=0.729m/s (2)設(shè)計揚(yáng)程HST靜揚(yáng)程HST的計算 通過取水部分的計算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條自流管道通過75%的設(shè)計流量時）。h=1.1×7.21×250.2m,過柵h=0.1m,h0.3m。則吸水間中最高水面標(biāo)高為4

6、8.52-0.3=48.22m,最低水面標(biāo)高44.50-0.344.2m，反應(yīng)池水面標(biāo)高53.30+4.50=57.80m。所以泵所需靜揚(yáng)程HST 為：洪水位時，HST=57.80-48.22=9.58m枯水位時，HST=57.80-44.2=13.6m常水位時，HST=57.80-46.40=11.4m 輸水干管中的水頭損失h 設(shè)采用兩條DN600的鋼管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修時，另一條輸水管應(yīng)通過75%的設(shè)計流量（按遠(yuǎn)期考慮），即Q=75%×2625m3/h=1968.75m3/h=0.547m3/s查水力計算表得管內(nèi)流速 v=1.88m/s,1000i=7.21所

7、以,輸水管路水頭損失：=1.1×7.21×400=3.17m(式中1.1包括局部損失而加大的系數(shù))泵站內(nèi)管路中的水頭損失h粗估2m，安全水頭取2m，則泵設(shè)計揚(yáng)程為：洪水位時：Hmin=9.58+3.17+2+2=16.75m，取17m.枯水位時：Hmax=13.6+3.17+2+2=20.77m，取21m.<二>、初選泵和電機(jī)(1)水泵選擇選泵的主要依據(jù)：流量、揚(yáng)程以及其變化規(guī)律大小兼顧，調(diào)配靈活 型號整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ) ”大中型泵站需作選泵方案比較。根據(jù)上述選泵要點以及離心泵性能曲線型譜圖和選泵參考書綜合考慮初

8、步擬定以下：近期：Q近/2=1312.5/2m/h=656.25m/h H=20.77m遠(yuǎn)期：（Q遠(yuǎn)-Q近）/2=（2625-1312.5）/2=656.25m/h近期選用三臺14SA-10JB型泵（Q=720m/h,H=21m, N=47.4kW,Hs=4.0m,m=1210kg）,兩臺工作，一臺備用。遠(yuǎn)期增加兩臺同型號泵，四臺工作，一臺備用。 根據(jù)14SA-10JB型泵的要求選用Y355S-6型電動機(jī)（75Kw） (2)機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定查泵與電機(jī)樣本，計算出14SA-10JB型泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺寸為2354mm×1008mm。L=B+L3+A3+500=406+848+600+5

9、00=2354mmB=A+500=508+500=1008mm基礎(chǔ)高度可按下式：H=35mm×25=875mm(取2530倍螺栓直徑)。<三>、吸水管路與壓水管路計算 每臺泵有單獨的吸水管和壓水管（1） 吸水管流量Q ： =2625/4= 656.25m3/h 采用DN400×10的鋼管，則v=1.42m/s,i=6.98 吸水管路的要求 管材及接逢不漏氣 管路安裝不積氣 吸水管進(jìn)口位置不吸氣 設(shè)計流速： 管徑小于250時，V取1.01.2 m/s 管徑等于或大于250時，V取1.21.6 m/s（2） 壓水管 采用DN350×10鋼管，則v=1.84

10、m/s,i=13.8 壓水管路要求 要求堅固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當(dāng)?shù)攸c可為法蘭接口。為了防止不倒流，應(yīng)在泵壓水管路上設(shè)置止回閥。 壓水管的設(shè)計流速：管徑小于250時，為1.52.0 m/s 管徑等于或大于250時，為2.02.5 m/s <四>、機(jī)組與管道布置 <1> 基礎(chǔ)布置 基礎(chǔ)布置情況見取水泵站詳圖。 泵機(jī)組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小，以節(jié)約成本。<2>機(jī)組的排列方式采用機(jī)組橫向排列方式，這種布置的優(yōu)點是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡單，且水力條件好。

11、同時因各機(jī)組軸線在同一直線上，便于選擇起重設(shè)備。 本取水泵房采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，此類泵房平面面積相對較小，可以減少工程造價。每臺泵有單獨的吸水管、壓水管引在泵房內(nèi)連接起來。泵出水管上設(shè)有D971X(H、F)型對夾式蝶閥，吸水管上設(shè)Z41T-10型明桿閘閥。兩條DN700的輸水干管用D941型電動法蘭式蝶閥。每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥一個。<五>、吸水管路與壓水管路的水頭損失的計算 取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖（1）吸水管路中水頭損失h s: = +1、吸水管路沿程水頭損失: hfs=l1·is=6.98×3.38=0.023

12、6m2、局部水頭損失:h1s=(1+2+3)v²/2g=(0.75+0.17+0.15) ×1.42²2g=0.1079m式中 : 1-吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，1=0.75；2 -DN400鋼管閘閥局部阻力系數(shù)，按開啟度=考慮，2=0.15；3-漸縮管DN400×350，3=0.17 所以吸水管路總水頭損失為: = + =0.0236+0.1079=0.1315m（2）壓水管路水頭損失h d: = +1、壓水管路沿程水頭損失: 則： hfd=l1·i1+l2·i2 =3.512×13.82.3×3.48 =0.05

13、65m 2、局部水頭損失:hld=(4+25+6+7+28+9)v²/2g+(10+11)v ²/2g=(0.05+2×0.45+0.15+0.21+2×0.89+0.3) ×1.84 ²/2g+(1.5+0.15) ×1.88 ²/2g=0.8654m 式中： 4-DN300×350漸放管，4=0.05； 5-DN350鋼制45º彎頭，5=0.45；6-DN350 蝶閥, 4=0.15；7-DN350伸縮接頭，7=0.21；8-DN350鋼制900彎頭, 6=0.89；9-DN350×

14、;600漸放管，9=0.3；10-DN600鋼制三通管, 7=1.5； 11-DN600蝶閥，11=0.15. 所以壓水管路總水頭損失為： h d=h fd+h ld=0.0565+0.8654=0.9219m；則泵站內(nèi)水頭損失: h=s+d=0.1315+0.9219=1.0534m；符合假設(shè)的實際水頭損失。因此，泵的實際揚(yáng)程為：洪水位時：Hmin=9.58+3.17+1.0534+2=15.8034m枯水位時：Hmax=13.6+3.17+1.0534+2=19.8234m<六>泵安裝高度和泵房筒體高度確定為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而泵為

15、自灌式工作，所以泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度，無需計算。已知吸水間最低動水位標(biāo)高為44.2m，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為42.6m（吸水管上緣淹沒深度為44.2-42.6-（D/2）=1.4m）。取吸水管下緣距吸水間底板1.0m，則吸水間底板標(biāo)高為42.6-（D/2+1.0）=41.4m。泵站設(shè)計地面標(biāo)高52.50m,則操作平臺標(biāo)高為52.50+0.2=52.70m。故泵房筒體高度為： H=52.70-41.4=11.3m<七>輔助設(shè)備設(shè)計 (1)引水設(shè)備 泵系自灌式工作，不需要引水設(shè)備。(2)起重設(shè)備的選擇 選型 由前面設(shè)計可知，最大起重設(shè)備為ZDY12-

16、4型電動機(jī)，其重量為2.00t，最大起吊高度為11.3+2=13.3m（其中2.0m是考慮操作平臺上汽車的高度）。為此，選用LX型電動單梁懸掛橋式車（定制，起重量3t，跨度11.5m，CD13-18D電動葫蘆，起吊高度18m） (3)排水設(shè)備 由于泵房較深，故采用電動泵排水。沿泵房內(nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。 取水泵房的排水量一般按2040 m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按8m計，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在8+5=13m左右，可選用IS8050200型離心泵（Q=25m3/h, H=12.5m）兩臺，一臺工作一臺備用，配套電機(jī)為Y100L-2。 (4)通風(fēng)設(shè)備 由于與泵配套的電機(jī)為水冷式，無需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空氣冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。選用兩臺T3511型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑355，轉(zhuǎn)速2900 r/min，葉片角度25°，風(fēng)量5484m3/h，全壓278Pa，配套電機(jī)YSF7122, N=0.55kW）