泵與泵站課程設(shè)計(jì)

1、泵與泵站課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題 目：衡陽(yáng)市給水廠送水泵站 學(xué) 院：市政與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè)：給排水科學(xué)與工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師：朱偉萍 王增欣 譚水成 肖曉存 完成時(shí)間：2015年01月10日 前言該設(shè)計(jì)為衡陽(yáng)市給水廠送水泵房工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包含了選泵、機(jī)組布置、吸水管和壓水管的布置、水泵流量和揚(yáng)程的校核、輔助設(shè)備的選取、泵房平面尺寸和高程的的確等大部分內(nèi)容。該送水泵房的設(shè)計(jì)主要指的是二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)，二級(jí)泵站主要由水泵機(jī)組,吸壓管路,引水設(shè)備,起重設(shè)備,排水設(shè)備,計(jì)量設(shè)備,采暖及通風(fēng)設(shè)備,電氣設(shè)備,防水錘設(shè)備和其他設(shè)備組成。在泵站中除設(shè)有機(jī)器間(安裝水泵機(jī)組的房間)外，還設(shè)有高低

2、壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我得到了一次綜合訓(xùn)練，我把以前學(xué)到的分散、零亂的知識(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)與鞏固，并使之系統(tǒng)化，理論和實(shí)際相結(jié)合，加深了我們對(duì)城市取水泵房的整體性理解和認(rèn)識(shí)。使我在查閱文獻(xiàn)、編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、計(jì)算機(jī)繪圖等各方面的技能也得到了相應(yīng)的提高。由于自己水平有限，在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)差錯(cuò)，敬請(qǐng)老師加以指正，以促進(jìn)我進(jìn)步。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己的不足，使設(shè)計(jì)更加完善、科學(xué)、合理。Forewordthe design for a water pump station in waterworks engineering in Hengyang

3、city, design contains a selection of pumps, unit placement, suction pipe, pump flow and pressure pipe arrangement and selection of head checking, auxiliary equipment, flat size and the height of the pump house, indeed most of the content. The water pumping station design refers to the design of the

4、second-stage pumping station, pumping mainly by the pump unit, pressure piping, water equipment, lifting equipment, water supply and drainage equipment, measuring equipment, heating and ventilation equipment, electrical equipment, water hammer device and other devices. Apart from a number of machine

5、s in the pumping station (installed pump room), also has a high and low voltage power distribution room, control room, a permanently manned location, repair auxiliary rooms. With this design, I got a comprehensive training, I learned to disperse and confused knowledge, further strengthening and cons

6、olidating and systematizing, combining theory and practice, increased water intake pumping station of our city's overall understanding and awareness. Calculation of my literature review, writing books and manuals, computer graphic skills, among others, has also been a corresponding rise. Because

7、 of their own limited, inevitable errors in the design, be corrected please teacher, to promote progress. Study and work in the future, I will enhance learning, not enough to make up their own, making the design more sound, scientific and reasonable. 目錄第一章 緒論11.1 設(shè)計(jì)要求11.1.1 設(shè)計(jì)題目11.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)11.1.3 圖紙要

8、求11.2設(shè)計(jì)資料21.2.1 任務(wù)書(shū)21.2.2 地區(qū)氣象資料2第二章 計(jì)算說(shuō)明書(shū)32.1 二級(jí)泵站的組成及特點(diǎn)32.1.1二級(jí)泵站的組成32.1.2 二級(jí)泵站的特點(diǎn)32.2 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定32.2.1 設(shè)計(jì)流量的確定32.2.2 設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定42.3水泵和電機(jī)的初步選42.3.1選擇水泵41、水泵選擇的基本原則42.4水泵吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)82.4.1吸水管路82.4.2 壓水管路82.4.3 管路附件選配92.5 吸水井的設(shè)計(jì)92.6 各工藝標(biāo)高的設(shè)計(jì)102.7 復(fù)核水泵和電機(jī)112.8 輔助設(shè)備的選擇112.8.1選擇真空泵112.8.2計(jì)量設(shè)備122.8.3起重設(shè)備122.

9、8.4房的高度122.8.5水錘設(shè)備122.8.6 泵房建筑高度和平面尺寸的確定132.9 設(shè)計(jì)二級(jí)泵站平面圖及剖面圖13結(jié)束語(yǔ)14參考文獻(xiàn)13河南城建學(xué)院水泵與水泵站課程設(shè)計(jì) 第一章 緒論第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)要求1.1.1 設(shè)計(jì)題目衡陽(yáng)市給水廠送水泵站（二級(jí)泵站）設(shè)計(jì)1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 城市送水泵站技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝部分。根據(jù)水量、水壓變化情況選泵，工作泵和備用泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)。泵房型式的選擇。機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；平面尺寸及高度。計(jì)算水泵吸水管和壓水管力直徑：選用各種配件和閥件的型號(hào)、規(guī)格種及安裝尺寸（說(shuō)明特點(diǎn)）。吸水井設(shè)計(jì)：尺寸和水位。布置機(jī)組和管道。泵房中各標(biāo)高的確定：室內(nèi)地面、基礎(chǔ)頂面、水泵安

10、裝高度、泵房建筑高度。復(fù)核水泵及電機(jī)：計(jì)算吸水管及泵站內(nèi)壓水管損關(guān)、求出總揚(yáng)程、校核所選水泵，如不合適，則重選水泵及電機(jī)。重新確定泵站的各級(jí)供水量。進(jìn)行消防和轉(zhuǎn)輸校核。計(jì)算和選擇附屬設(shè)備。設(shè)備的選擇和布置計(jì)量設(shè)備起重設(shè)備排水泵及水錘消除器等確定泵站平面尺寸、初步規(guī)劃泵站總平面。泵房的長(zhǎng)度和寬度，總平面布置包括：配電室、機(jī)器間、值班室、修理間等。1.1.3 圖紙要求泵站平面及剖面圖（機(jī)器間），應(yīng)繪出主要設(shè)備、管路、配件及輔助設(shè)備的位置、尺寸、標(biāo)高，列出主要設(shè)備表和村料表（比例尺1501200）。1.2設(shè)計(jì)資料1.2.1 任務(wù)書(shū)衡陽(yáng)市最高日用水量329695 m3/d，最高日最高時(shí)用水量 4579

11、L/S，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高62.25m，服務(wù)水頭28m，泵站處的地面標(biāo)高59.58 m，水池最高水位59.10m，水池最低水位標(biāo)高58.50 m，經(jīng)計(jì)算管網(wǎng)水頭損失11.71 m。1.2.2 地區(qū)氣象資料最低氣溫：-10.85，最高氣溫：36.9，年平均氣溫18.69，最大冰凍線深度0.9m。泵站地址1：100地形圖。站址處要求抗震設(shè)計(jì)烈度為7°。電源資料：采用雙回路供電，電壓等級(jí)為：220V、380V、10KV。13河南城建學(xué)院水泵與水泵站課程設(shè)計(jì) 第二章 計(jì)算說(shuō)明書(shū)第二章 計(jì)算說(shuō)明書(shū)2.1 二級(jí)泵站的組成及特點(diǎn)2.1.1二級(jí)泵站的組成(1)水泵機(jī)組 包括水泵和電動(dòng)機(jī)，是泵站中最

12、重要的組成部分。(2)吸壓管路 指水泵的吸水(進(jìn)水)管路和壓水(出水)管路，水泵通過(guò)吸水管從吸水井(池)中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過(guò)壓水管路送至用戶。(3)引水設(shè)備 指真空引水設(shè)備(如真空泵、引水罐等)和灌水設(shè)備。當(dāng)水泵工作為吸入式啟動(dòng)時(shí)，需引水設(shè)備。(4)起重設(shè)備 指泵站內(nèi)設(shè)備及管道安裝，檢修用的吊車、電動(dòng)葫蘆等設(shè)備。(5)排水設(shè)備 指排水泵、排水溝、集水坑等，用以排除泵站地面污水。(6)計(jì)量設(shè)備 指流量計(jì)、壓力計(jì)、真空泵、溫度計(jì)等。(7)采暖及通風(fēng)設(shè)備 指采暖用的散熱器、電熱器、火爐及通風(fēng)機(jī)等設(shè)備。(8)電氣設(shè)備 指變、配電設(shè)備。(9)防水錘設(shè)備 指水錘消除器等。(10)其他設(shè)備 包括照明、通

13、信、安全與防水設(shè)施等。在泵站中除設(shè)有機(jī)器間(安裝水泵機(jī)組的房間)外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。2.1.2 二級(jí)泵站的特點(diǎn)二級(jí)泵站通常設(shè)在凈水廠內(nèi)，經(jīng)水廠凈化后的水進(jìn)入清水池儲(chǔ)存，清水池中水經(jīng)管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水，經(jīng)加壓后送入城市輸配水管網(wǎng)。其工藝流程如：清水池吸水井送水泵站輸配水管網(wǎng)用戶?；咎攸c(diǎn)：泵站埋深較淺，通常建成地面式或半地面式，為了適應(yīng)用戶水量、水質(zhì)的變化，需要設(shè)置多臺(tái)水泵機(jī)組，因而，泵房面積較大，泵房一般為矩形形狀，磚混結(jié)構(gòu)。2.2 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定2.2.1 設(shè)計(jì)流量的確定泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按用戶最高日最高時(shí)用水量來(lái)確定。衡陽(yáng)市城市最高日

14、最高時(shí)用水量為：Qh =4579L/S2.2.2 設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定清水池地面標(biāo)高59.58m。從水廠向管網(wǎng)兩條輸水管長(zhǎng)為655m和427m,管徑都選用1600mm，沿程水頭損失為0.5m和0.3m，局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算，故壓水管水頭損失為（0.5+0.3）×1.1= 0.88m。20點(diǎn)為最不利點(diǎn)，其地面標(biāo)高為62.25m ，該點(diǎn)需要的服務(wù)水頭為六層樓為28m。水泵安全揚(yáng)程為2m，吸水管長(zhǎng)度取8m，其水頭損失計(jì)算得：沿程水頭損失為0.05m，局部水頭損失為0.160m,故吸水管水頭損失為0.05+0.160=0.210m。取最不利管20-19-18-17-23-24-2

15、-1管網(wǎng)水頭損失為6.5+0.14+0.07+2.3+1.8+0.6+0.3=11.71。最大時(shí)水泵揚(yáng)程H128+11.71+0.21+2+2.6744.59m。圖2.2.2 最不利管段圖2.3水泵和電機(jī)的初步選2.3.1選擇水泵1、水泵選擇的基本原則（1）所選水泵機(jī)組應(yīng)滿足用戶最高日各個(gè)時(shí)刻（含最大的）流量和揚(yáng)程的要求，保證供水的安全可靠性。（2）依據(jù)所選水泵建造的泵站的造價(jià)低。（3）水泵機(jī)組長(zhǎng)期在高效率下工作，運(yùn)行及管理費(fèi)用低。（4）水泵性能好，使用壽命長(zhǎng)，便于安裝和檢修。（5）在水泵供水能力上應(yīng)考慮近、遠(yuǎn)期結(jié)合，留有發(fā)展余地。 2、初選水泵因?yàn)樵O(shè)計(jì)選用四臺(tái)泵（三用一備）所以一臺(tái)泵的流量為

16、：Qh/3=1526.33L/S=91.8m3/h因?yàn)?50S50型號(hào)的泵流量為160m3/h，揚(yáng)程為50m更接近泵站44.59m，考慮到泵房的以后發(fā)展小泵大基礎(chǔ)，故選擇150S50型號(hào)泵。2.4水泵吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)2.4.1吸水管路 1、管路布置要求吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對(duì)吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會(huì)使水泵的工作產(chǎn)生故障。為此常采取一下措施：(1) 為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴(yán)格。(2) 為使水泵及時(shí)排走吸水管路中的氣體，吸水管應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度。(3) 吸水管的安裝與敷設(shè)應(yīng)避免在管道內(nèi)形成氣囊。(4) 吸水管安裝在吸水井內(nèi)，吸水井

17、有效容積應(yīng)不小于最大一臺(tái)泵5min的抽水量。(5) 吸入式工作的水泵，每臺(tái)水泵應(yīng)設(shè)單獨(dú)的吸水管。(6) 當(dāng)吸水池水位高于水泵軸線時(shí)，吸水管上應(yīng)設(shè)閘閥，以利于水泵檢修。(7) 當(dāng)水中有大量雜質(zhì)時(shí)，喇叭口下面應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)。(8) 吸水管設(shè)計(jì)流速一般為：DN250mm時(shí)，v=1.01.2m/s；DN2501000mm時(shí)，v=1.21.6m/s；DN1000mm時(shí)，v=1.52.0m/s。當(dāng)Q=91.57m3/h時(shí)，由鋼管水力計(jì)算表查得吸水管管徑DN=175mm，v=1.08 m/s。1000i=12.52.4.2 壓水管路1 、壓水管路布置要求對(duì)壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修

18、方便。(1) 壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設(shè)備連接處或需要經(jīng)常檢修處采用法蘭接口。(2) 為了避免管路上的應(yīng)力傳至水泵，以及安裝和拆卸方便，可在壓水管路適當(dāng)位置上設(shè)補(bǔ)償接頭或可撓性接頭。(3) 離心泵必須要關(guān)閘啟動(dòng)。(4) 當(dāng)不允許水倒流時(shí)，需設(shè)止回閥。(5) 壓水管設(shè)計(jì)流速為：DN250mm時(shí)，v=1.52.0m/s；DN250mm時(shí)，v=2.02.5m/s；當(dāng)Q=91.57m3/h時(shí)，由鋼管水力計(jì)算表查得壓水管管徑DN=150mm，流速V=1.5m/s，1000i=29.22.4.3 管路附件選配每臺(tái)水泵都單獨(dú)設(shè)有吸水管，90度彎頭，DN175mm。偏心漸縮管，DN175*150m

19、m。壓水管設(shè)有止回閥，型號(hào)為HD741T-10，DN150mm。蝶閥，型號(hào)D71H-10，DN150mm。同心漸擴(kuò)管，DN100*150mm。2.5布置機(jī)組和管道水泵機(jī)組布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡(jiǎn)短、安裝與維護(hù)方便、機(jī)組排列整齊、起重設(shè)備簡(jiǎn)單并留有擴(kuò)建余地。常見(jiàn)的布置形式有：1、縱向排列適用于IS型單級(jí)單吸懸臂式離心泵。采用這種排列形式可以使吸水管保持順直，機(jī)組布置較為緊湊整齊，檢修方便，泵房長(zhǎng)度較小但寬度較大(IS型水泵輕，可以用移動(dòng)式吊裝設(shè)備)。2、橫向排列(泵軸線呈一直線布置)橫向排列這種布置形式適用于側(cè)向進(jìn)水、側(cè)向出水的Sh型雙吸式水泵，進(jìn)出水管順直，水力條件好，這種布

20、置形式雖然泵房長(zhǎng)度大些但跨度小，吊裝設(shè)備采用單軌吊車即可。3、橫向雙行排列橫向雙行排列這種排列更為緊湊，節(jié)省建筑面積。泵房跨度大、起重設(shè)備需考慮采用橋式行車。適用于泵房中機(jī)組較多的圓形取水泵站。但這種布置形式兩行泵的轉(zhuǎn)向從電機(jī)方向看去是彼此相反的，因此，在泵訂貨時(shí)應(yīng)向水泵廠特別說(shuō)明，以便水泵廠配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。橫向排列側(cè)向進(jìn)、出水的泵，如單級(jí)雙吸臥式離心泵Sh型、SA型采用橫向排列比較好。根據(jù)以上要點(diǎn)和實(shí)際情況，本泵站采用橫向布置，2.5 吸水井的設(shè)計(jì)1)吸水管吸水喇叭口直徑為： D=(1.31.5)d=1.4d=1.4×175=245mm。取250mm。2)喇叭

21、口邊緣距井壁間凈間距： 吸2=0.8D =200mm。（系數(shù)一般采用0.75到1.0） 3)喇叭口凈間距吸1=1.8D =450mm。（系數(shù)一般采用1.5到2.0） 4)喇叭口的最小懸空高度h1=（0.60.8）D，且h10.5m,取h1=0.8 D =200mm。 取h1=500mm。5)喇叭口的最小淹沒(méi)深度h20.51.0m，取h2=0.8m。 6)單個(gè)吸水間的最小長(zhǎng)度L吸=3×吸1+2×吸2+4D=3×450+2×200+4×250=2750mm .7)單個(gè)吸水間的最小

22、寬度L吸=吸2+D=200×2+250=650mm?？紤]到吸水管應(yīng)該減小阻力損失，不易設(shè)太多的彎管，故集水井的長(zhǎng)度L=（L1+E1）×3+2×吸2=（1182+2500）×3+2×0.2=11046.4mm>2750mmL1泵基礎(chǔ)長(zhǎng)度；E1泵基礎(chǔ)之間的凈間距。設(shè)集水井的寬度L為4.800m2.6 各工藝標(biāo)高的設(shè)計(jì)150S50型水泵允許吸上真空高度為6.0m。水泵允許安裝高度：Hss=Hs-V2/2g-hs吸水管長(zhǎng)度暫按8m估算，吸水管管徑DN1=175mm,1000i=12.5m其沿程水頭損失：iL=0.1m局部水頭損失：式中：吸水管進(jìn)口

23、喇叭口局部阻力系數(shù)，取0.3；90°彎頭局部阻力系數(shù)，取0.668；偏心漸縮管局部阻力系數(shù)，取0.20；吸水管中流速，1.38m/s 水泵進(jìn)口處流速，2.69 m/s吸水管總水頭損失為hs=iL+V2 /2g=0.10+0.20=0.30m 則水泵安裝高度為：Zs<Hss=5.60,考慮到安全取5m水泵軸心標(biāo)高為：Z=Z1+Zs=58.5+5=63.5 m 其中Z1為吸水井最低水位標(biāo)高 二泵房室內(nèi)地坪標(biāo)高為63.5-0.185-0.2=63.115m，其中0.185為水泵基礎(chǔ)高出室內(nèi)地平高度；0.2為水泵底座至軸心高度。泵房所在的室外地坪標(biāo)高為59.58m，二泵房室內(nèi)地面高于室

24、外3.54m。泵房為地面式泵房。2.7 復(fù)核水泵和電機(jī)根據(jù)已經(jīng)確定的機(jī)組布置和管路情況重新計(jì)算泵房?jī)?nèi)的管路水頭損失，復(fù)核所需揚(yáng)程，然后校核水泵機(jī)組。壓水管管徑DN=150mm。局部水頭損失：式中：DN150×600漸放管，取0.20；DN600×1000漸放管，取0.33；DN1000×1600漸放管，取0.52；DN150蝶閥，取0.15；DN1600蝶閥，取0.15；DN1600鋼制正三通，取1.5；DN150止回閥，取1.7；壓水管總水頭損失為hs=iL+V2 /2g=11.71+0.1=11.81m 。從泵吸水口到最不利點(diǎn)的管道總水頭損失為：所以，水泵泵揚(yáng)

25、程為<50m選定的水泵機(jī)組合適。2.8 輔助設(shè)備的選擇2.8.1選擇真空泵水泵需要采用真空泵引水真空泵的抽氣量W：其中：W真空泵的抽氣量 （m3/s）；漏氣系數(shù)（1.051.10）取1.05；W1吸水管中空氣體積，取0.385 m3/m；W2泵殼內(nèi)空氣體積，0.39 m3；水泵引水時(shí)間，一般應(yīng)小于5min，取4min，Hg6.0 m；Zs5.0m；選取SZ-2型真空泵2臺(tái)，一備一用，布置在泵房靠墻邊處,配帶動(dòng)力10Kw，水消耗量30L/min,一字布置，L=4100mm,l=1500mm,B=700mm2.8.2計(jì)量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計(jì)，選取SP-1型超聲波流量計(jì)2臺(tái)，安裝在泵房外輸水干管上，距離泵房7m。在壓水管上設(shè)壓力表，型號(hào)為Y60Z，測(cè)量范圍為0.01.0MPa。在吸水管上設(shè)真空表，型號(hào)為Z60Z，測(cè)量范圍為0760mmHg。2.8.3起重設(shè)備150S50型水泵的重量147Kg，Y200L2-2型電機(jī)的重量是250 Kg根據(jù)電機(jī)和水泵的重量結(jié)合水泵房的高度選擇起重機(jī)的重量的型號(hào)為CD1-0.5-9D型電動(dòng)葫蘆雙梁式，重機(jī)起重量0.5t,起升高