泵站課程設計

word文檔可自由復制編輯送水泵站設計說明書一、泵站設計控制值出水量及揚程的確定1、設計工況點的確定 Qmax采用城市高日高時用水量加水廠自用水量?！芫W(wǎng)最不利點的標高（m），為25m；—泵站吸水池最低水面標高（m），吸水井最低水位17.5m；—管網(wǎng)最不利點的自由水頭24（m）；—最高日最高時管網(wǎng)水頭損失（m），根據(jù)管網(wǎng)平差結果為2.678m；—最高日最高時輸水管水頭損失（m），有時輸水管很短，這部分常包括在內(nèi)；—泵站內(nèi)吸、壓水管管路系統(tǒng)水頭損失（m），估算為2～2.5m；1.05—安全系數(shù)；—泵站按Qmax供水時的揚程（m）。2、校核工況點的確定1）高日高時加消防時校核（L/s）（2）（m）（3）式中—城市消防用水量（L/s）；—消防時泵站總供水量（L/s）；—消防時管網(wǎng)的水頭損失（m），根據(jù)消防校核平差結果為3.105m；—消防時輸水管水頭損失（m）；10—低壓制消防時應保證的最不利點自由水頭（m）；—消防時泵站的揚程（m）。（L/s）HP>滿足要求。二、水泵的選擇水泵的選擇包括確定水泵的型號和臺數(shù)。所選定的泵站中工作泵（并聯(lián)）的最大供水量和揚程應滿足Qmax和HP，同時要使水泵的效率較高。選擇單級雙吸泵，若現(xiàn)有水泵不合適時，可以采用調節(jié)水泵性能的方法，如切削葉輪等。1、畫設計參考線:在水泵綜合性能圖上通過以下兩點連直線，得選泵時可參考的管路特性曲線——設計參考線。b點：Q=30（L/s），H=Z0-ZP+H0+5=36.5ma點：Q=1070（L/s），H=38.51m式中5m是管網(wǎng)流量為最低時的總水頭損失。在水泵綜合性能圖上與設計參考線相交的且并聯(lián)后能滿足設計工況點的泵型，都可作為擬選泵，在組成方案時加以考慮2、選泵方案結果比較:表1.1選泵方案1方案編號用水量變化范圍（L/s）運行泵型號及臺數(shù)水泵揚程(m)所需揚程(m)揚程利用率%水泵效率%運行效率%方案一：兩臺350S44兩臺300S58A670~800兩臺350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一臺350S44兩臺300S58A47~4237.8~3880~9080~8882~8676~85900~1060一臺300S58A兩臺350S4449~4138~38.577~9480~8878~8567~84注：300S58A的葉輪半徑為420mm表1.2選泵方案2方案編號用水量變化范圍（L/s）運行泵型號及臺數(shù)水泵揚程(m)所需揚程(m)揚程利用率%水泵效率%運行效率%方案二：一臺500S35兩臺350S44670~800兩臺350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一臺350S44一臺500S3543~4037.8~3889~9776~8476~8071~80900~1060一臺500S35兩臺350S4448~4538~38.579~8582~8452~6850~74對以上兩個方案進行比較，有管網(wǎng)需求曲線可知，每日平均15個小時用水量集中在800~1070L/s，早晚剩余時間用水量在670~810L/s范圍中，可以看出第一套方案的運行效率高。故選用三臺350S44兩臺300S58A其中一臺350S44作為備用泵。3、選泵后的校核選泵后，按照發(fā)生火災的供水情況，校核泵站是否能滿足消防要求。把泵站中備用泵與最大供水時所用的工作泵并聯(lián)起來，畫出并聯(lián)曲線，可以看出消防時所需工況點（Q'，HP'）位于并聯(lián)曲線之下,校核合格。350S44水泵的外形尺寸如下表：表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號LL1L2L3BB1B2350S441232.56756005001080510690續(xù)表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號B3HH1H2H3n-Фd350S445009806203003004-34300S58A水泵的外形尺寸如下表：表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號LL1L2L3BB1B2300S58A10735885104501070530620續(xù)表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號B3HH1H2H3n-Фd300S58A5508555102503104-27三、動力設備的配置動力設備采用電動機，水泵選定后，根據(jù)水泵樣本載明的電動機來選擇。列表說明所選水泵配備之電動機的功率、轉數(shù)、電壓及型號。表3.1電機配置水泵型號軸功率轉數(shù)電動機型號功率轉數(shù)電壓重量(kg)350S441891450Y355M-422015006002020表3.2電機配置水泵型號軸功率轉數(shù)電動機型號功率轉數(shù)電壓重量(kg)300S58A1311450Y315M2-416014805442000四、泵站機組的布置水泵及電機性能如下表5：表4.1水泵及電動機性能水泵型號流量（m3/h）揚程（m）軸功率（kW）轉數(shù)（r/min）效率汽蝕余量（m）泵重（kg）電動機型號電動機功率（kW）350S44972501641450816.31120Y355M-4220126044177.68714763718979表4.2水泵及電動機性能水泵型號流量（m3/h）揚程（m）軸功率（kW）轉數(shù)（r/min）效率汽蝕余量（m）泵重（kg）電動機型號電動機功率（kW）300S58A5295599.21450814.4599Y355M-416072049118.6878933213179確定水泵及電動機之后，機組（水泵與電動機）尺寸大小，從手冊第11冊水泵樣本上查到?；A的平面尺寸和深度依據(jù)機組底盤尺寸或水泵、電機的底腳螺栓的位置。機組布置分為兩種：縱向布置及橫向布置。由于本設計中選用水泵為雙吸式水泵，為保證進出口處的水力條件，節(jié)省電耗，故機組布置采用橫向排列，軸線成一列布置。本次設計采用橫線排列（直線單行），其主要優(yōu)點是跨度小，管配件簡單，水力條件好，檢修場地較寬暢；缺點是泵房長度較大，操作管理路線較長，管配件拆裝較麻煩，但適用于S、Sh、SA等雙吸離心泵。機組布置應使泵站工作可靠、管理方便、管道布置簡單，泵站建筑面積及跨度最小，并考慮有發(fā)展的可能。五、基礎的尺寸計算1、尺寸的計算350S44泵機組安裝尺寸如下表：表5.1水泵機組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號電機尺寸外形尺寸350S44L1HhBAn-ФdEn1-Фd115703559056306104-283004-34續(xù)表5.1水泵機組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號外形尺寸出口法蘭尺寸350S44LL2L3DN3D03D3n3-Фd32807.585450035046050016-23300S58A泵機組安裝尺寸如下表：表5.2水泵機組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號電機尺寸外形尺寸300S58AL1HhBAn-ФdEn1-Фd112703158654575084-283004-27續(xù)表5.2水泵機組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號外形尺寸出口法蘭尺寸300S58ALL2L3DN3D03D3n3-Фd3234775345030040044012-23計算基礎的尺寸：對于不帶底座的大中型水泵：基礎長度L=水泵機組底腳螺孔長向間距+(0.4~0.5)m基礎寬度B=水泵或電機底腳螺栓寬度寬向間距較大者+(0.4~0.5)m基礎高度=水泵底腳螺孔的長度+(0.15~0.20)m其中：水泵機組底腳螺孔長向間距水泵或電機底腳螺栓寬度寬向間距較大者水泵底腳螺孔的長度因此：對于350S44型水泵：基礎長度基礎寬度基礎深度對于300S58A型水泵：基礎長度基礎寬度基礎深度2、尺寸高度的校核為保證機組穩(wěn)定工作，應校核基礎的總質量，一般基礎質量應為機組總質量的2.5~4.0倍。取基礎質量為機組總質量的2.5倍，則:基礎以鋼筋混凝土澆筑，密度取2.4g/cm3有平面尺寸算出其高度和基礎深度相比，取較大者1.27m，取1.3m。3、機組布置應滿足的要求：1）相鄰兩個機組基礎間凈距：電機容量<55千瓦時，過道寬度>0.8m；電機容量>55千瓦時，過道寬度>1.2m。2）相鄰兩個機組的突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間的凈距：電機容量<55千瓦時，凈距>0.7m；電機容量>55千瓦時，凈距>1.0m；還應保證泵軸和電機轉子在檢修時能拆卸。3）泵房主要通道寬度不小于1.2m。4）當考慮就地檢修時，至少在每個機組一側設置大于水泵機組寬度0.5m的通道。六、吸水管及壓水管的設計1、吸水管的設計應滿足以下要求1）不漏氣吸水管管壁或接頭容易漏氣，當吸水管中壓力小于大氣壓時會漏入空氣。因此吸水管應采用不透氣材料（鋼管），接頭采用法蘭接頭。2）不積氣為防止形成空氣氣囊，影響水泵的工作。在敷設吸水管時，應向水泵方向連續(xù)上升，具有不小于0.005的坡度，消除形成空氣囊的條件。3）不吸氣吸水管入口進入深度不夠時入水口處水流形成漩渦而吸入空氣。并且，每臺水泵應有單獨的吸水管，這樣便于水泵迅速啟動，安全運行。為避免吸水管入口吸入空氣，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹沒深度h應避免產(chǎn)生有害的渦旋，一般最小淹沒深度不應小于0.5~1.0m．本次設計選定h=1.0m，采用鋼制管材。壓水管路經(jīng)常承受較高壓力，要求堅固耐壓，采用鋼管，與閘閥和逆止閥連接處采用法蘭接頭。2、管徑計算:吸水管管徑按最大抽水量Qmax及設計流速決定。(Qmax指該泵在單獨或并聯(lián)工作中可能出現(xiàn)的最大出水量)設計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：DN<250mm，v采用1.0～1.2m/sDN>250mm，v采用1.2～1.6m/s當為自灌式時，設計流速可增至1.6～2.0m/s。壓水管管徑按通過的最大流量及設計流速決定，設計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：DN<250mm，v采用1.5~2.0m/sDN>250mm，v采用2.0~2.5m/s總壓水管管徑在泵站內(nèi)按上述原則決定，在站外按輸水管管徑?jīng)Q定。各臺水泵的吸壓水管徑見表7：表6吸壓水管管徑計算表水泵型號最大抽水量（m3/h）吸水管設計流速（m/s）吸水管管徑計算(mm)吸水管管徑(mm)壓水管設計流速（m/s）壓水管管徑計算值Q/v(mm)壓水管管徑（mm）350S4414401.55836002.3471500300S58A9601.54765002.3384400因壓水管管徑DN>300mm，一般采用電動閘閥。吸水管入口做成喇叭口，直徑D是吸水管管徑1.3~1.5倍，即300S58A:;350S44:喇叭口距吸水井底的高度h1應按進口阻力最小確定，根據(jù)實驗資料。3、管道敷設地點當泵站內(nèi)管道直徑大于500mm時，管道設在管溝中不經(jīng)濟，可直接敷設在地板上。本次設計為半地下式泵站，將管道直接設在地板上。管道伸出泵房之后應埋在冰凍線之下。七、水泵安裝高度的計算1、計算HS：由選定的水泵在水泵性能曲線上找出允許吸上真空高度HS，必須注意每臺泵的HS在抽水量不同時也不同，因而應根據(jù)該泵在可能的工作范圍內(nèi)的最大抽水量來查出對應的HS，如果水泵的安裝地點的氣壓不是10.33m水柱或水溫不是20℃時，應對HS作出修正，變?yōu)?，按最大抽水量時的HS計算：查泵的性能曲線可知，350S44在最大抽水量1440m3/h時對應的允許吸上真空高度為3.5m。300S58A在最大抽水量960m3/h時對應的允許吸上真空高度為5.2m。此時大氣壓為10.33水柱，溫度35℃，查表知=0.59對于350S44水泵：對于300S58A水泵：2、計算HSS由下式計算該泵的安裝高度HSS：（5）式中—吸水管中水頭損失；—安裝真空表處的水頭損失。應從吸水池最低水位算至泵軸（對大泵則算至吸水口上端）。包括從吸水喇叭口至真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部）?？梢愿鶕?jù)最大抽水量和真空表處的過水斷面積來計算。其中吸水管中局部水頭損失局部應按水力公式計算，其中局部阻力系數(shù)由設計手冊查得。這時由于立管長度未定(見下圖1)，沿程水頭損失未知，但水平的長度L已知，可近似地令：L=6.0m（認為HSS=X）。LL真空表HssX圖1吸水管示意圖計算結果如下：350S44型泵：表7.1局部水頭損失計算表管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口9000.4014400.630.0200.008鋼制焊接90o彎管6001.0114401.410.100.101伸縮接頭6000.2114401.410.100.021異徑管(L=0.65m)600-3500.2014404.160.8830.177水泵入口3501.014404.160.8830.883∑h局1.190300S58A型泵：表7.2局部水頭損失計算表管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口7500.409600.600.0180.007鋼制焊接90o彎管5000.979601.360.0940.091伸縮接頭5000.209601.360.0940.019異徑管(L=0.65m)500-3000.189603.770.7250.131水泵入口3001.09603.770.7250.725∑h局0.973表8最大安裝高度計算表型號1000iL(m)(m)(m)(m)1+i(m)350S4466.000.0361.1900.8833.151.0061.071300S58A66.000.0360.9730.7254.851.0062.690由上式計算的為最大抽水量所對應的允許安裝高度，在選定水泵的安裝高度時可以比小，而不能大。因而按最小的HSS為最不利情況，以此為標準（該臺泵泵軸標高起控制作用）來確定其余各泵和管道的安裝高度，所以HSS=1.071m，為保證安全取1.000m。八、泵站平面及尺寸的設計泵房設置要求：矩形泵房寬度，根據(jù)水泵尺寸，進出水管道上的閥門，配件等尺寸確定，若采取標準預制構件屋面梁，泵房跨度為6、9、12、15、18、21m等。本次設計選泵房跨度為9m、半地下式泵房。泵房主要通道寬度不小于1.2m，取1.5m?？捎孟聢D2的方法初步確定泵站（機器間）的平面尺寸B和L。圖中a—機組基礎長度：2.48m和2.16mb—機組基礎間距，電機軸長+0.5m=2.07m；c—機組基礎與墻距離，2m。，B取14m考慮到檢修面積、配電設備、值班室、變壓器及主通道等面積，泵站平面尺寸：

ccababacLB泵機器間圖2機器間平面布置示意圖九、二泵站吸水井1、吸水井的高度計算吸水井最低水位為1.75m，最高水位為20m保護高度0.5m。最小掩埋深度取2.0m，則吸水井總高度5m。2、吸水井的平面尺寸計算采用最小尺寸法計算吸水井容積，最小容量法校核吸水井容積。1）最小尺寸法：吸水管在吸水井中的位置應滿足：相鄰吸水管中心線間距(1.5~2.0)，取1.5；喇叭口中心線至側墻的距離取1.5，喇叭口中心線至后墻的距離取(0.8~1.0)，取，喇叭口中心線至吸水井進口距離同喇叭口距后墻距離取。(注：取較大的即900mm)則吸水井長度應大于：考慮到泵站吸水管直線連接，減少吸水阻力，吸水井實際長度寬度大于實際長度取2m。平面尺寸：吸水井的尺寸：2）采用最小容量法校核吸水井容積：（6）式中—最小容量(m3)；—水泵最大流量(m3/s)；t—給定時間(s)，中小型水泵，t=30~140s；大型水泵，。上式為計算單泵吸水井的公式，對于聯(lián)合吸水井，最小容量為所有水泵計算容量之和。由吸水井尺寸可知，吸水井容積，滿足校核要求。十、起重機設計根據(jù)手冊，起重量大于2.0t，起重設備形式應選擇電動起重設備，由泵及電機的重量可知，起重機可以選擇額定起重量為3.0t的LX型電動單梁起重機。相關技術數(shù)據(jù)及外形尺寸如下：表9LX型電動單梁起重機外形尺寸額定起重量(t)跨度(m)起重機運行機構電動葫蘆電動機運行速度(m/min)型號運行速度(m/min)起升高度(m)起升速度(m/min)功率(kW)型號36.52×0.4ZDY12-420、30CD1或MD120、306、9、12、18、24、308、8/0.8續(xù)表9LX型電動單梁起重機外形尺寸外形尺寸LAB8000750278.51519309043954201500起重機的車輪工作直徑（一組車輪）130mm，軌道工字鋼130a~145c，起重機總重量（包括電動葫蘆）1.32t。十一、泵房高度計算單梁懸掛式吊車泵房高度計算如下：對于地下式泵房：式中H1——泵房地上部分高度(m)；H2—泵房地下部分高度(m)。（7）式中H—泵房高度（m）；a1—行車軌道的高度（m）；h—吊起物底部與泵房進口處室內(nèi)地坪的距離，不小于0.3~0.5m，取0.5m；c1—行車軌道底至起重鉤中心的距離（m）；d—起重繩垂直高度（m），（對于水泵為0.85xm，對于電動機為1.2xm，x為起重部件寬度）；e—最大一臺水泵或電動機的高度（m）；根據(jù)起重機的外形尺寸可知泵房地坪標高為21m，同時吸水井的最低水位為17.5m，Hss為1.0m，故軸線的標高為17.5+1.0=18.5m，則H2=21-18.5+1.3=3.8m則泵房高度，取8m十二、泵站內(nèi)主要附屬設備的選擇管道上的附件如閘閥、逆止閥及喇叭口均在管道設計時選定，這部分附件已列入材料設備表。1、真空泵的選擇一般為了降低泵站造價，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起動，真空泵應按起動最大的一臺水泵計算，真空泵的抽氣量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽氣時，實際所抽取空氣的壓力是變化的，為了簡化起見可以取水泵安裝高度作為計算真空度：抽氣量(m3/h)（8）真空度式中—為泵殼體積（m3）；—吸水管體積（m3）；K—漏氣系數(shù)，一般取1.05～1.10；T—起動時間（min），對生活用水泵取5分鐘，消防泵3分鐘；Ha—大氣壓的水柱高度（m）；—真空度（m），可用水銀柱或百分數(shù)表示。表10殼和吸水管體積計算表泵型號泵殼DP（m）泵殼LP（m）泵殼體積(m3)吸水管管徑DS（m）吸水管管長LS（m）吸水管體積(m3