給水泵站課程設(shè)計(周宇峰)

1、 取水泵站工藝設(shè)計說明書 設(shè)計期限：自 2015年 7月4日 至 2015年 7月11日 學(xué)生姓名： 周宇峰 班級學(xué)號： 1302204-19 學(xué) 院： 市政與測繪工程學(xué)院 專 業(yè)： 給排水科學(xué)與工程 指導(dǎo)教師： 汪彩文 目錄第一章 緒論11.1設(shè)計題目:11.2課程設(shè)計的技術(shù)參數(shù)（原始數(shù)據(jù)）11.3設(shè)計要求：11.4說明書內(nèi)容：11.5設(shè)計任務(wù)：21.6設(shè)計目的2第二章 計算說明書32.1設(shè)計流量的確定和設(shè)計揚程的估算：32.2初選泵和電機42.3吸水管路與壓水管路計算72.4機組與管道布置82.5 吸水管路與壓水管路水頭損失的計算82.6泵安裝高度的確定和泵房筒體的高度計算102.7附屬設(shè)

2、備的選擇112.8泵房建筑高度的確定112.9泵房平面尺寸的確定12主要參考文獻13第一章 緒論1.1設(shè)計題目:某水廠一級泵站設(shè)計。1.2課程設(shè)計的技術(shù)參數(shù)（原始數(shù)據(jù)）Y縣某新建水廠近期供水為30000,要求遠期發(fā)展到60000，自用水系數(shù)為65%。采用固定是取水泵房（一級泵房），直接從湘江中取水。湘江從Y縣營田入境，北至磊石山西口注入洞庭湖，境長18.87公里，河面寬690925米，可通航千噸船舶。湘江干流流域集雨面積94660平方千米，根據(jù)湘潭水文站系列實測徑流資料統(tǒng)計，多年平均流量為2080m3/s，多年平均徑流量為657億立方米。根據(jù)水文總站資料：100年一遇洪水水位為33.10米，流

3、量為6630m3/s。20年一遇枯水位為25.90米，流量為154.53m3/s。正常水位為28.20米,流量為2820m3/s。取水水源水質(zhì)符合國家飲用水水源衛(wèi)生規(guī)定，河邊無冰凍現(xiàn)象?？h城防洪標(biāo)準按100年一遇設(shè)防，100年一遇洪水水位34.60米。電力負荷可保證二級負荷供電。凈水廠混合井的最高水面標(biāo)高為31.5米。1.3設(shè)計要求：要求每位同學(xué)獨立完成泵站設(shè)計中初步設(shè)計階段的部分內(nèi)容，成果包括設(shè)計圖紙和設(shè)計說明書。要求將設(shè)計成果按目錄順序裝訂成冊。1.4說明書內(nèi)容：（1）原始資料（2）機組的選擇（3）機組的基礎(chǔ)尺寸（4）機組和管路的確定（5）機組的軸線標(biāo)高的確定（6）輔助設(shè)施的選擇及其布置（

4、7）泵房尺寸的確定：長、寬、高尺寸（8）精選水泵、水泵揚程的校核1.5設(shè)計任務(wù)：針對水泵站，要求對主要水泵站的工藝尺寸進行設(shè)計計算，確定水泵站的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計計算書和設(shè)計圖紙。1.6設(shè)計目的：本課程設(shè)計的主要目的是把水泵與泵站中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計工作中，使所學(xué)知識得到鞏固和提高，同時培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計資料的獨立工作能力。第二章 計算說明書2.1設(shè)計流量的確定和設(shè)計揚程的估算： （1）設(shè)計流量 考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身的自用水，取自用系數(shù)=1.06，則 近期設(shè)計流量為 Q=1.06×30000/24=1325m3/h=0.3

5、68m3/s 遠期設(shè)計流量為Q'=1.06×60000/24=2650m3/h=0.736m3/s（2）設(shè)計揚程自流管設(shè)計以遠期每根輸水管流量Q1=Q'/2=0.736/2=0.368m3/s。取經(jīng)濟流速V=1.0m/s。D，解得D=685mm。查設(shè)計手冊，采用兩條DN700鋼管作為自流管，流速V0.96m/s，i=1.61泵所需的靜揚程通過取水部分的計算已知在最不利的情況下，即一條自流管檢修，另一條自流管通過75%的設(shè)計流量時（按遠期考慮)： Q''=Q'×75%=0.736×0.75=0.552m3/s 流速V1.43m

6、/s，i=3.48取自流管管長為150m,則從取水頭部到泵房吸水間全長的全部水頭損失： h'=i×L=1.61%×150=0.0161×150=2.415m則吸水井的最高水面標(biāo)高為： 33.102.415=30.685m則吸水井的最低水面標(biāo)高為： 25.902.415=23.485m則吸水井的常水位水面標(biāo)高為： 28.202.415=25.785m所以泵所需的凈揚程為：在洪水位時：31.530.685=0.815m在枯水位時：31.523.485=8.015m在常水位時：31.525.785=5.715m輸水干管中的水頭損失設(shè)采用兩條DN700鋼管并聯(lián)作為

7、輸水干管，當(dāng)一條輸水干管檢修時，另一條輸水管應(yīng)通過75%的設(shè)計流量（按遠期考慮），即： Q''=Q'×75%=0.736×0.75=0.552m3/s，查水力計算表得管內(nèi)中的流速V=1.43，i=3.48%，取輸水管的管長為2千米，所以輸水管的沿程水頭損失=L×i=2000×0.0348=69.6m假定泵房中管路的水頭損失為2米，安全水頭為2米，然后加上靜揚程，可得到初選水泵的揚程。在洪水位時：H1=0.815+2+2+69.6=74.415m在枯水位時：H2=8.015+2+2+69.6=81.615m在常水位時：H3=5.71

8、5+2+2+69.6=79.315m則泵設(shè)計揚程為：枯水位時，=81.615m洪水位時，=74.415m2.2初選泵和電機因為要考慮遠期水量的要求，近期的水泵型號基本一致，遠期則可采用更換大泵等滿足遠期水量，故要預(yù)留泵位或采用近期的小泵大基礎(chǔ)方式.水泵及電動機初選近期設(shè)計流量為 Q=1325m3/h，=81.615m，查設(shè)計手冊知選用300S90A單級雙吸式離心泵，近期采用兩臺300S90A型離心泵（流量Q=576m3/s756m3/s，揚程H=86m78m，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，軸功率N=190217kw)，兩臺并聯(lián)工作，1臺備用。根據(jù)300S90A單級雙吸式離心泵的要求，采用Y335

9、L1-4電動機（功率為280kw，效率=71%74%）。300S90型泵特性曲線如下圖：機組基礎(chǔ)尺寸的確定如下圖：型號 外 形 尺 寸 LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n-d2300S901168.564452045012464706004508985102683254-27 型號 進口法蘭尺寸 出口法蘭尺寸DN1D01D1n1-d1DN2D02D2n2-d2300S9030040044012-23200295335 8-23根據(jù)泵的尺寸和泵基礎(chǔ)的設(shè)計要求，本次選用混凝土式基座，其寬度和長度分別是機組相應(yīng)尺寸加上0.150.20米。（取0.18米）因此尺寸的確定如下：基礎(chǔ)長：L=水泵

10、地腳螺釘間距（長度方向）+180基礎(chǔ)寬：B=水泵地腳螺釘間距（寬度方向）+180代入表格中數(shù)據(jù)有： L=1168.5+180=1348.2mm B=1246+180=1426mm由于設(shè)計手冊上無泵及電機重量的資料，水泵基礎(chǔ)深度H可選取底座地腳螺釘?shù)拈L度L2+(0.150.20)(m)，取0.18m。 有H=0.52+0.18=0.70m2.3吸水管路與壓水管路計算每臺泵有單獨的吸水管與壓水管（1） 吸水管已知機組運行時有兩臺泵工作，每臺泵吸水管流量有：Q=0.368/2=0.184m3/s=662.4m3/h根據(jù)吸水管的設(shè)計要求：管徑小于250mm時，V取1.01.2m/s，管徑大于或等于25

11、0mm時，V取1.21.6m/s。根據(jù)設(shè)計手冊，采用DN400鋼管，則流速V1.42m/s，i=6.98（2） 壓水管根據(jù)壓水管的設(shè)計要求：管徑小于250mm時，V取1.52.0m/s，管徑大于或等于250mm時，V取2.02.5m/s。根據(jù)設(shè)計手冊，采用DN325鋼管，則流速V2.14m/s，i=20.62.4機組與管道布置為了遠期發(fā)展供水目標(biāo)，將來更換大泵滿足遠期水量，故要預(yù)留泵位。且盡可能地充分利用泵房內(nèi)的面積。故將三臺機組（一臺備用）縱向排列布置。每臺水泵有單獨得吸水管，吸水管與壓水管采用直進直出方式布置，壓水管引出泵房后兩兩連接起來。并預(yù)留一個泵位縱向排列布置。水泵出水管上設(shè)有DN7

12、00電動對夾式蝶閥（D971X/H、F型）和DN700傳動法蘭式蝶閥（D341X型），吸水管上設(shè)DN400手動閘閥（D341X型）.泵房面積由于考慮了吸水井喇叭口與吸水井各個方向上的最小的距離，泵機室有足夠的長度布置吸壓水管上的管道附件。兩條DN325輸水管用2個DN350傳動法蘭式蝶閥（D341X型）連接起來，每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥（D341X型）一個。2.5 吸水管路與壓水管路水頭損失的計算取一條最不利的線路，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 =1.5×9.98%=1.5×0.0698=0.1047m hls=(1+2)v22/

13、2g+3v12/2g式中 1吸水管進口局部阻力系數(shù)，1=0.75 2DN400手動閘閥（D341X型）局部阻力系數(shù)，2=0.15 3DN400鋼管的沿程阻力系數(shù)，3=0.15hls=（0.75+0.15）×1.422/2g+0.15×1.432/2g=1.015mhs=hfs +hls=0.1047+1.015=1.1197m（2）壓水管路水頭損失hd=hfd+hldhfd=(l-l7）×id1 +l7×id2hfd=30×20.6%+2×3.48%=6.2496mhld =4×v32/2g+(5+6+7+8+9+10）v4

14、2/2g+(+12+)×v52/2ghld=0.04×1.422/2g+(0.15+0.21+0.15+1.01）×2.142/2g+（0.5+1.5+0.15）×0.962/2g=0.0041m+0.3528m+0.1011m=0.4580m式中 DN325×400漸放管，=0.04DN325鋼制45°彎頭，=0.51DN325液控蝶閥， =0.15DN325伸縮接頭，=0.21DN325手控蝶閥， =0.15DN325鋼制90°彎頭，=1.01DN325×700漸放管，=0.29DN700鋼制斜三通，=0.5D

15、N700鋼制正三通，=1.5DN700蝶閥， =0.15。故： hd=hld+hfd=0.4580m+6.2496m=6.7076m從泵吸水口到輸水干管上切換閘閥閥間的全部水頭損失為： h=hs+hd=6.7076+0.4580m=7.1656m因此,泵的實際揚程為，設(shè)計枯水位時，Hmax =81.615+7.1656+8.015+2=98.79m設(shè)計洪水位時，Hmin =74.415+7.1656+8.015+2=91.60m 由此可見，初選的泵機組符合要求。2.6泵安裝高度的確定和泵房筒體的高度計算為了便于用沉井法施工，將泵房機器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而泵為自灌式工作，所以泵的

16、安裝高度小于其允許席上高度，無需計算。已知吸水間最低動水位標(biāo)高為23.485m。為保證吸水管的正常吸水，需要求取吸水管的中心標(biāo)高。根據(jù)設(shè)計手冊，吸水喇叭口直徑D一般采用： D=（1.31.5）d（mm）式中d吸水管直徑，mm 又吸水管采用的是DN400鋼管，d=400mm吸水管喇叭口的最小淹沒水深h2: h2=0.5m1.0m 取1.0m吸水管的中心標(biāo)高=23.485-(1.0+d/2)=22.285m取吸水管下緣距吸水間底板為0.75m，則吸水間的底板標(biāo)高為22.285-（D/2+0.75）=19.535m。洪水位標(biāo)高為33.10m，考慮1.0m的浪高，則操作臺的標(biāo)高為33.10+1.0=3

17、4.10m。故泵房筒體高度為：34.10-19.535=14.565m2.7附屬設(shè)備的選擇（1）起重設(shè)備最大起重量為型Y335L1-4電動機重量1945KG=19061N，最大起吊高度為14.565+2.0=16.565m(其中2.0是考慮操作臺上汽車的高度)。為此，選用環(huán)形吊車（起重量10t，雙梁，跨度22.5m，電動葫蘆，起吊高度24m）。（2）引水設(shè)備泵為自灌式工作，不需飲水設(shè)備。（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，水溝寬設(shè)為55mm將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間。取水泵房的排水量一般按考慮，排水泵的凈揚程按23.485m計，水頭損失大約5m，故總

18、揚程在23.485+5=28.485m，可選用型離心泵兩臺，一臺工作，一臺備用，配套電機為。（4）通風(fēng)設(shè)備一般是以每小時將筒體體積810倍進行選擇。選用兩臺型軸流風(fēng)機（葉輪直徑700mm，轉(zhuǎn)速960r/min，葉片角度，風(fēng)量10127，風(fēng)壓90，配套電機）。（5） 計量設(shè)備一般在泵房不采用。2.8泵房建筑高度的確定泵房通體高度已知為14.565m，操作平臺以上的建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備及起吊高度、電梯井機房的高度、采光及通風(fēng)的要求，吊車梁底板到操作平臺樓板的距離為8.80m，從平臺樓板到房頂?shù)装宓膬舾叨葹?1.30m。2.9泵房平面尺寸的確定根據(jù)泵機組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機組和通風(fēng)機等附屬設(shè)備的設(shè)置情況，從