泵與泵站課程設(shè)計(jì)梁兆鵬

1、煙臺(tái)大學(xué)土木工程學(xué)院 泵與泵站課程設(shè)計(jì)泵與泵站課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 已知題目 某污水管網(wǎng)中途泵站設(shè)計(jì)資料：（1）某城鎮(zhèn)污水干管由于埋深過(guò)大需設(shè)置中途泵站，污水干管平均日污水量見(jiàn)參數(shù)表；（2）泵站地面標(biāo)高、泵站前污水管道末端檢查井內(nèi)底標(biāo)高、下游出水檢查井內(nèi)底標(biāo)高均見(jiàn)參數(shù)表：（3）泵站至出水檢查井管長(zhǎng)（即壓力管段）見(jiàn)參數(shù)表；表1 污水管網(wǎng)參數(shù)表學(xué)號(hào)地面標(biāo)高（m）入口標(biāo)高(m)出口標(biāo)高(m)管長(zhǎng)(m)平均日流量(萬(wàn)噸)02114.00102.11125.98785.005.20一：計(jì)算流量、初算揚(yáng)程，設(shè)計(jì)流量采用最高日最高時(shí)污水量。已知平均日流量=5.2萬(wàn)噸=601.85L/S用內(nèi)插法求污水總量變化系數(shù)K

2、z : 得Kz=1.38得出最高日最高時(shí)污水量=Kz=1.38601.85=830.55L/s=2989.99/h揚(yáng)程的計(jì)算： 一般大型泵站(污水量>5000立方米)應(yīng)設(shè)34套機(jī)組,壓水管的流速一般不小于1.5m/s，每臺(tái)水泵的壓水管上應(yīng)裝置閥門(mén)，不需裝止回閥。由給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)第二版鋼管和鑄鐵管水力計(jì)算查得v和1000i 的值，如圖所示：Q DN(mm) 600 700 800840L/S v 1000i v 1000i v 1000i 2.97 18.4 2.18 8.11 1.67 4.00所以，根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益考慮，選擇DN800V1.671000i 4.00 鑄鐵管。靜水揚(yáng)程：

3、h=入口標(biāo)高出口標(biāo)高=125.98-102.11=23.87m安全水頭：h=2水頭損失：（局部水頭損失按沿程水頭損失的30%計(jì)算）所以，水頭損失，（m）所以，設(shè)計(jì)揚(yáng)程 H=29.95 （m）二、選泵選泵的要求是在滿(mǎn)足最大排水量的條件下，減少投資，節(jié)約電耗，運(yùn)行安全可靠，維護(hù)管理方便，最好選同型號(hào)的泵，這樣對(duì)設(shè)備的購(gòu)置，設(shè)備與配件的備用，安裝施工，維護(hù)檢修都有利。一般大型泵站(污水量>5000立方米)設(shè)34套機(jī)組,壓水管的流速一般不小于1.5m/s，每臺(tái)水泵的壓水管設(shè)閘閥。根據(jù)上一步所得出的設(shè)計(jì)揚(yáng)程（H=29.95m）和流量(Qm=2989.99L/s),可選兩個(gè)方案：方案一、3用1備：q

4、=Q/3=996.66/h H=29.95m方案二、4用1備：q=Q/4=747.50/h H=29.95m由上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書(shū)的P30粗選泵。詳情見(jiàn)附圖1進(jìn)一步的進(jìn)行篩選，滿(mǎn)足條件的兩個(gè)方案可選泵組為：方案流量(/h)型號(hào)揚(yáng)程(m)一、3用1備996.66WQ2520-640-300 132 29.95二、4用1備747.50WQ2520-614A-250 110 29.95兩種泵的性能曲線(xiàn)見(jiàn)附圖2.根據(jù)性能曲線(xiàn)可得在設(shè)計(jì)流量下的對(duì)應(yīng)軸功率，=110kw,=90kw方案一： 73.87%方案二：=67.72%所以選擇方案一的效率高，選用3用1備，泵型號(hào)

5、為WQ2520-640-300 132 。三、泵的初步校核校核泵組是否符合工況需求，需要畫(huà)出泵并聯(lián)后的特性曲線(xiàn)和管道特性曲線(xiàn)來(lái)求得并聯(lián)工況點(diǎn)，由工況點(diǎn)看并聯(lián)后的泵組是否符合設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程的要求。同型號(hào)的泵并聯(lián)特性曲線(xiàn)可以根據(jù)橫加法原理畫(huà)出，與管道的特性曲線(xiàn)相交。具體做法如下：（1）泵機(jī)組有4臺(tái)常用泵和1臺(tái)備用泵組成，單泵出水Q=996.66/h由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得：Q（L/S）DN(mm)400450996.66v1000iv1000i2.2117.21.759.24 單泵出水管選擇DN450-V1.75-1000i9.24 的鑄鐵管，即作為單泵連接壓力干管的壓力支管。集水池容積的初步計(jì)算

6、：根據(jù)工作泵組停車(chē)時(shí)啟動(dòng)備用泵組所需時(shí)間來(lái)算，一般可采用不小于泵站中最大一臺(tái)泵5分鐘出水量體積，即v=276.8560510-3=83.01集水池水深取3m，寬3m，長(zhǎng)10m，v=3310=90>83.01，合格。（2） 計(jì)算泵的吸水管、壓水管水頭損失。吸水管路水頭損失，由給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)局部水頭損失查表得（詳情見(jiàn)附圖3），帶喇叭口袋的進(jìn)水口0.1，水在泵中流速v=3.91m/s，格柵損失水頭為0.1m，h=0.18壓水管路水頭損失，壓力支管長(zhǎng)度由豎直長(zhǎng)度加上水長(zhǎng)度取25m局部水頭損失：2個(gè)90度彎頭，一個(gè)異徑三通，一個(gè)閘閥，一個(gè)止回閥，一個(gè)異徑管。由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子

7、書(shū)中查得（詳情見(jiàn)附圖3）：900鑄鐵彎頭阻力系數(shù)，= 0.67；異徑三通阻力系數(shù)，等徑丁字管值+突放之值=0.1+0.47=0.57；閘閥阻力系數(shù)（按開(kāi)度為全開(kāi)），；止回閥阻力系數(shù)，2.0；漸放管：0.1；由資料得，資料見(jiàn)附圖3：一個(gè)支管上的局部水頭損失系數(shù)之和包括2個(gè)彎頭損失，1個(gè)閘閥損失，1個(gè)異徑三通損失，1個(gè)漸放管損失，1個(gè)喇叭狀吸水口損失，即=20.67+0.25+2.0+1.2=4.79mmm取兩支管的距離為2m（資料見(jiàn)附圖4）。A處的流量為單泵流量Q=996.66/h，依次類(lèi)推，列表的Q(/h)v1000276.850.5530.495553.701.111.80830.551.6

8、74.00h1=3.12m h2=0.013A處90°彎管阻力系數(shù)為0.67，B、C、D處異徑三通阻力系數(shù)為0.57所以h=0.127綜合上訴步驟分析，設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)為：H=0.18+0.98+0.013+0.127+23.87+3.12=28.29m（3） 校核泵并聯(lián)后的總工況是否在并聯(lián)曲線(xiàn)高效段內(nèi)： 核后的靜揚(yáng)程所以，得出管道特性曲線(xiàn)方程：；由此，可畫(huà)出管道并聯(lián)后的特性曲線(xiàn),詳情見(jiàn)附圖54 設(shè)計(jì)泵機(jī)組的基礎(chǔ)泵的有關(guān)參數(shù)見(jiàn)附圖6：基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組，使他運(yùn)行平穩(wěn)，不至發(fā)生劇烈震動(dòng)，更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷，基礎(chǔ)一般的要求是：堅(jiān)實(shí)牢固，除能承受機(jī)組的靜荷載外，還能承受機(jī)械震動(dòng)荷載；要

9、澆制在較堅(jiān)實(shí)的地基上，以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉降。對(duì)于不帶底座的大中型水泵可選： 基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=1.4m 基礎(chǔ)寬度B=1.3m 基礎(chǔ)高度H=0.3m采用混凝土澆筑安裝尺寸見(jiàn)附圖6。5 決定泵站的形式布置原則：水泵機(jī)組間距一定不妨礙操作和維修的需要，應(yīng)保證運(yùn)行安全，裝卸，維修和管理方便，選用縱向平行排列的方式。6 水泵機(jī)組和壓水管路的布置機(jī)組之間各部尺寸應(yīng)符合下列要求：（1） 泵房大門(mén)口要求通暢，既能容納最大的設(shè)備，又有操作余地。B>0.7m,保證工作人員能夠較為方便的通過(guò)。（2） 當(dāng)為低壓配電設(shè)備時(shí)C值不小于1.5m,高壓配電設(shè)備C值不小于2m。（3） 為了便于就地檢修水泵，D不宜小于1

10、m。（4） E值一般為電機(jī)軸長(zhǎng)加0.5m，但不宜小于3m。F應(yīng)不小于0.7m。如電機(jī)容量大于55kW時(shí)，F(xiàn)應(yīng)不小于0.7m7、 格柵除泥機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)為污水提升泵站，在進(jìn)水口除需要設(shè)置格柵除污機(jī)來(lái)除去污水中的雜物，以免沉淀或造成堵塞。由前面計(jì)算推得泵站地下部分設(shè)計(jì)深度7米。由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第11冊(cè)電子書(shū)中P521中查得(詳情見(jiàn)附圖7)，在滿(mǎn)足各項(xiàng)條件下選擇GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)為宜。關(guān)于GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)的說(shuō)明如下：（2）適用范圍：GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)適用于各種泵站的前處理。給水排水提升泵站和污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水口處，均應(yīng)設(shè)置格柵，用來(lái)攔截、清除漂浮物，如草木、垃圾、橡塑等物

11、，從而保護(hù)水泵送水，亦減少后續(xù)設(shè)備的處理負(fù)荷。（2）結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)采用懸掛式雙級(jí)蝸輪蝸桿減速機(jī)，使傳動(dòng)鏈輪與傳動(dòng)鏈條的嚙合調(diào)整保持良好狀態(tài)。整機(jī)水上部分采用鋁合金型材、板材；水下部分為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。清污耙固定在兩根牽引鏈條之間，可隨鏈條回轉(zhuǎn)。每個(gè)耙齒都插入柵隙內(nèi)一定深度。當(dāng)耙齒轉(zhuǎn)到柵體頂部牽引鏈條換向時(shí)耙齒也隨之翻轉(zhuǎn)，污物脫落。該機(jī)有緊急停車(chē)及電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置，帶有氣動(dòng)緩沖卸料機(jī)構(gòu)，有獨(dú)到的框架結(jié)構(gòu)和定距結(jié)構(gòu)，易于安裝和更新，尤其適用于老泵站的改造。根據(jù)要求設(shè)置該格柵除污機(jī)，詳情見(jiàn)附圖7。確定泵的電動(dòng)葫蘆型號(hào)為CD13-18D，N=4.5KW，用于格柵除污機(jī)的電動(dòng)葫蘆型

12、號(hào)為CD15-18D，N=7.5KW具體設(shè)置見(jiàn)圖紙。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明：1、 本圖尺寸以毫米計(jì)，高程以標(biāo)高計(jì)，標(biāo)高采用絕對(duì)標(biāo)高，管理層地面標(biāo)高為17.2m，進(jìn)水口標(biāo)高10.20m,采用黃海高程系。2、 本污水提升泵房依據(jù)：設(shè)計(jì)污水提升量為6.4萬(wàn)立方米/日，污水提升設(shè)備安裝潛水泵型號(hào)為WQ2400-605A-300 90 四用一備。3、 潛水泵均配置自耦裝置。4、 管件防腐：鑄鐵和鋼管件徹底除銹達(dá)Sa2.5級(jí)后，水下立管刷環(huán)氧涂料底漆兩道，面漆兩道；其余管件外壁刷氯化橡膠底漆兩道，氯化橡膠面漆兩道；內(nèi)壁以1：1水泥砂漿襯里，襯里厚10±2mm。5、 水泵的開(kāi)啟：水泵的開(kāi)停根據(jù)污水泵

13、房的水位高低來(lái)考慮，水位下降至最低開(kāi)泵水位時(shí)停泵，當(dāng)水池水位上升至最高水位時(shí)開(kāi)泵，具體停泵水位可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。6、 泵房通風(fēng)采用自然通風(fēng)。注：（1） 圖紙上的材料表中出水管材料算至13鋼制法蘭盤(pán)為止，法蘭盤(pán)后接玻璃鋼管不包括在本泵站設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。（2） 水平安裝閥門(mén)，止回閥，三通及彎頭下面均應(yīng)設(shè)磚支墩。（3） 短管及長(zhǎng)管長(zhǎng)度，若與實(shí)際情況有出入之處可酌情調(diào)整。（4） 管道配件防腐處理，詳見(jiàn)施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 附圖1： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書(shū)的P29粗選泵。附圖2：WQ2520-640-300 132 (1號(hào)線(xiàn))： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集

14、團(tuán)）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書(shū)的P70性能曲線(xiàn)圖。WQ2520-614A-250 110（4號(hào)線(xiàn)）： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書(shū)的P66性能曲線(xiàn)圖。附圖3：各水頭損失阻力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)900鑄鐵彎頭阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子書(shū)中P673中查得鑄鐵管彎頭標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵90度彎頭d(mm)751001251502002503003500.340.420.430.480.480.580.520.59d(mm)4004505006007008009000.600.670.640.670.680.700.71旋啟式止回閥阻力系數(shù)：由給水排

15、水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子書(shū)中P669中查得旋啟式止回閥d（mm）1502002503003504005006006.55.54.53.532.51.81.7閘閥阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子書(shū)中P669中查得閘閥當(dāng)全開(kāi)時(shí)（即a/d=D）d（mm)1520-5080100150200-250300-450500-800900-10001.50.50.40.20.10.080.070.060.05當(dāng)各種開(kāi)啟度時(shí)：a /d 1/82/83/84/85/86/87/8w開(kāi)啟/w總 0.9480.8560.7400.6090.4660.3150.1590.150.260.81

16、2.065.5217.097.8異徑三通阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子書(shū)中P672中查得名稱(chēng)圖示異徑丁字管=等徑丁字管之值+突放（或突縮）之值異徑管阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè).常用資料電子書(shū)中P668中查得名稱(chēng)圖示規(guī)格偏心漸縮管漸放管漸縮管異徑管Dd4503000.190.250.20水泵入口阻力系數(shù)：名稱(chēng)圖示水泵入口1.0附圖4：附圖6：該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書(shū)的P70主要參數(shù)和安裝尺寸圖。附圖7:GH連型回轉(zhuǎn)格柵除污泥機(jī)性能規(guī)格及外形尺寸公稱(chēng)柵寬（m）槽深H(mm）安裝角度安裝間隙（mm）電動(dòng)機(jī)功率（Kw）柵條截面積（mm）整機(jī)重量（kg）生產(chǎn)廠(chǎng)1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.42.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.