水泵與泵站課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)說明計(jì)算書專業(yè)：給排水科學(xué)與工程班級：給排水131姓名：潘弘遠(yuǎn)學(xué)號：28指導(dǎo)老師：李標(biāo)、黃文杰日期:二0一五年十二月水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)說明計(jì)算書目錄TOC\h\z\t"第一層,1,第二層,2,第三層,3"前言 2第一章緒論 31.設(shè)計(jì)任務(wù) 32.基礎(chǔ)資料 3第二章設(shè)計(jì)計(jì)算書 3一、泵站設(shè)計(jì)流量 4二、本站設(shè)計(jì)揚(yáng)程 4三、水泵選型 41.選擇原則 42.初選水泵與電機(jī) 5四、機(jī)組的布置和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和吸壓管路計(jì)算 81.泵站機(jī)組的布置 82.基礎(chǔ)尺寸的計(jì)算 8五、吸水管與壓水管的設(shè)計(jì) 91.管路要求 92.管徑計(jì)算 103.管件及配件規(guī)格決定 104.管道敷設(shè)地點(diǎn) 11六、泵房尺寸計(jì)算機(jī)組和管路布置 11七、精確水泵軸線標(biāo)高 12八、泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇 121.引水設(shè)備 132.計(jì)量設(shè)備 133.起重設(shè)備 13給水泵站課程設(shè)計(jì)說明書前言設(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)主要指的是二級泵站的設(shè)計(jì)，級泵站主要由水泵機(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)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。通過這次設(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，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，加深了我們對城市取水泵房的整體性理解和認(rèn)識。使我在查閱文獻(xiàn)、編寫計(jì)算書和說明書、計(jì)算機(jī)繪圖等各方面的技能也得到了相應(yīng)的提高。第一章緒論1.設(shè)計(jì)任務(wù)按設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的原始資料及所在給水廠其他構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行南方某市給水廠的送水泵站設(shè)計(jì)。2.基礎(chǔ)資料1）地形概況：在建水廠土地地面標(biāo)高為11米，地勢較為平坦；清水池所在地面標(biāo)高為11米；清水地最低水位在地面以下4米；2）水廠最高日供水量80000+28×3000m3/d；時(shí)變化系數(shù)Kh=1.7；日變化系數(shù)Kd=1.4；總變化系數(shù)Kz=2.38；3）水廠出廠水壓，即泵站的出站水壓為45mH2O；4）消防流量為158.4m3/h，消防揚(yáng)程為35米（包括輸水管水頭損失）。第二章設(shè)計(jì)計(jì)算書一、泵站設(shè)計(jì)流量由設(shè)計(jì)資料可知，水廠供水規(guī)模為164000m3/d，泵站采用均勻供水方式向水廠供水，泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日平均時(shí)用水量計(jì)算，泵站設(shè)計(jì)流量

Q=1.7×二、本站設(shè)計(jì)揚(yáng)程泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：H=式中，H——水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程，mHstHc——安全水頭，一般取2~h——水泵總水頭損失，mHsev假設(shè)吸水管沿程與局部水頭損失為2m三、水泵選型1.選擇原則1）首先要滿足最高供水工況的流量和揚(yáng)程要求，并使所選水泵特性曲線的高效率范圍盡量平緩，對特殊工況，必要時(shí)另設(shè)專用水泵來滿足其要求；2）盡可能選用同型號水泵；或揚(yáng)程相近、流量大小搭配的泵；3）應(yīng)考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合，一般考慮遠(yuǎn)期增加水泵臺數(shù)或換裝大泵；4）一般盡量減少水泵臺數(shù)，選用效率較高的大泵，但亦要考慮運(yùn)行調(diào)度方便，適當(dāng)配置小泵，通常送水泵房至少2—3臺（不包括備用泵）；5）泵應(yīng)在高效率段運(yùn)用（特別對經(jīng)常運(yùn)行工況）；6）盡可能選用允許吸上真空度值大或必需氣蝕余量值小的泵，以提高水泵安裝高度，減少泵房埋深，降低造價(jià)；7）水泵選擇必需考慮節(jié)約能源，除了選用高效率泵外，還可考慮運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)；8）高濁度水源的取水泵房應(yīng)選用低轉(zhuǎn)速，耐磨的水泵，有條件可在水泵內(nèi)殼留道，葉輪表面涂耐磨涂料。2.初選水泵與電機(jī)根據(jù)所給資料以及選泵的原則，擬選用Sh型單級雙吸臥式離心清水泵。據(jù)所給資料，水廠供水量在10~30萬立方每天范圍內(nèi)，以5臺水泵為宜。為了使調(diào)節(jié)方便，可采用大小泵搭配，流量分配可采用5:5:5:2:2。選泵的主要依據(jù)是泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程和泵站設(shè)計(jì)流量。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程54m,

泵站設(shè)計(jì)流量為3.227m3/s。查單級雙吸離心泵的型譜圖，根據(jù)選泵原則和選泵步驟，淘汰明顯不合理的選泵方案，符合選泵原則要求的水泵。已知，代入得到S=1.920×10-7,根據(jù)在Sh型水泵型譜圖上作出管路近似參考特性曲線（ab）。A點(diǎn)為最大用水工況點(diǎn)，其坐標(biāo)為（3227,54），最大工況點(diǎn)由最大時(shí)供水量與揚(yáng)程確定；設(shè)b點(diǎn)流量為52L/s，則可根據(jù)管路特性曲線方程計(jì)算得出b點(diǎn)坐標(biāo)（52,52），在sh型泵型譜圖中描出a,b兩點(diǎn)，作ab連線管道特性曲線關(guān)系表Q(L/S)04006008001000120014001600H(m)52.0052.0452.1052.1752.2652.3852.5252.68Q(L/S)18002000220024002600280030003200H(m)52.8653.0653.2853.5253.7954.0754.3854.70在并聯(lián)供水方式下，與ab線有交點(diǎn)的水泵均可用于該給水泵站；根據(jù)各型號水泵高效段及供水需求，較適合的水泵有：20Sh-9A和24Sh-13。初選水泵性能列表表一型號流量Q（L/s）揚(yáng)程H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）泵軸功率N（kW）效率η允許席上真空高度Hs（m）葉輪直徑D（mm）泵重（kg）20Sh-9A390~63058~42300~36038072~754640274024Sh-13695~97256~38460~45255080~882.56303780根據(jù)上表，列出以下選泵方案：（1）方案一：4×20Sh-9A，1×24Sh-13，備用1×24Sh-13，總計(jì)6臺（2）方案二：3×20Sh-9A，2×24Sh-13，備用1×24Sh-13，總計(jì)6臺（3）方案三：2×20Sh-9A，3×24Sh-13，備用1×24Sh-13，總計(jì)6臺水泵方案比較表二運(yùn)行水泵型號及臺數(shù)水泵揚(yáng)程（m）所需揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率（%）用水量變化范圍（L/s）水泵效率（%）第一方案1臺24Sh-134臺20Sh-9A1×24Sh-134×20Sh-9A58~4252~5485~1002255~349280~8872~75第二方案2臺24Sh-133臺20Sh-9A2×24Sh-133×20Sh-9A56~5052.5~5480~1002560~383480~8872~75第三方案3臺24Sh-132臺20Sh-9A3×24Sh-132×20Sh-9A54~5051~5484~1002865~417680~8872~75M為并聯(lián)水泵特性曲線，從表中可以看出每個(gè)供水方案在分級供水時(shí)用水量變化范圍、運(yùn)行水泵的型號和臺數(shù)、水泵提供揚(yáng)程、給水系統(tǒng)所需揚(yáng)程、揚(yáng)程利用率、水泵效率等，以便進(jìn)行方案比較。從表中可以看出，第三方案比一、二的水泵利用率高，能量耗費(fèi)小且符合經(jīng)濟(jì)要求，從水泵價(jià)格上看，第三方案比較實(shí)惠；因而選擇第三方案，其流量分配采用5:5:5:2:2。再選用一個(gè)備用泵，按最大泵取。消防校驗(yàn)：Zc——管網(wǎng)控制點(diǎn)C的地面標(biāo)高和清水池最低水位的高程差，m；Hf——消防時(shí)管網(wǎng)允許的水壓（不低于10m），m；——通過消防水量時(shí)吸水管中的水頭損失，m；——通過消防水量時(shí)輸水管和管網(wǎng)的水頭損失之和，m；已知35m消防水頭包含了輸送管道的水頭損失，則：H火Q電機(jī)性能參數(shù)表表三型號額定功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）重量（kg）價(jià)格（￥）JSQ1410-6330985355017470JSQ158-6550985450020820四、機(jī)組的布置和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和吸壓管路計(jì)算1.泵站機(jī)組的布置六臺水泵（含一臺備用泵）采用軸線成一列布置，并保證泵軸和電動機(jī)在檢修時(shí)能拆卸。2.基礎(chǔ)尺寸的計(jì)算水泵機(jī)組采用混凝土塊狀基礎(chǔ)。20Sh-9A、24Sh-13型水泵不帶底座，查《水泵與水泵站》谷峽主編上附錄二有關(guān)尺寸資料，進(jìn)行計(jì)算；以下是20Sh-9A型水泵尺寸的計(jì)算與校核：基礎(chǔ)長度L=地腳螺栓間距+（400~500）=L4+L6+L8+(400~500)=780+1132+970+447=3329mm 基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓間距（寬度方向）+（400~500）=b+（400~500）=940+410=1350mm基礎(chǔ)高度H=地腳螺栓長度+（1.5~0.2）m=24（4-d）+200=24×42=1.008m按機(jī)組重量校核基礎(chǔ)高度：==1.78m，經(jīng)比較取1.65m同樣的方法可求出24Sh-13型水泵的基礎(chǔ)尺寸：基礎(chǔ)長度L=地腳螺栓間距+（400~500）=L4+L6+L8+(400~500)=900+1118+1020+447=3485mm基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓間距（寬度方向）+（400~500）=b+(400~500)=1100+410=1510mm基礎(chǔ)高度H=地腳螺栓長度+（1.5~0.2）m=24（4-d）+200=24×42+200=1.208m按機(jī)組重量校核基礎(chǔ)高度：==2.12m，經(jīng)比較取1.7m五、吸水管與壓水管的設(shè)計(jì)1.管路要求從分隔開的清水池中吸水，加上備用泵一共六臺，設(shè)6根吸水管，吸水管上設(shè)閘閥；壓水管彼此連通，設(shè)3根總壓水管，壓水管上有逆止閥和閘閥；連通管設(shè)在泵站外。吸水管的要求是不漏氣/不積氣/不吸氣，管材采用鋼管，接口采用焊接或法蘭連接，吸水管水平段有至少不小于0.005的坡度，吸水管進(jìn)口設(shè)置喇叭口，吸水管淹沒深度h≥0.5~1.0m，則應(yīng)設(shè)水平隔板，其隔板邊長為2D，（D為喇叭口直徑）；喇叭口大頭直徑D=（1.3~1.5）d，（d為吸水管直徑），喇叭口高度為（3.5~7.0）×（D-d），吸水管設(shè)置一個(gè)水上式底閥；壓水管的要求是耐高壓/不漏水/供水安全/安裝及檢修方便，管材采用鋼管，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，并在壓水管路適當(dāng)位置設(shè)補(bǔ)償接頭或可撓性接頭；水泵壓水管與總壓水管上要設(shè)一個(gè)閥門，且不允許倒流，在水泵壓水管處設(shè)置一個(gè)止回閥；每根總壓水管上設(shè)一個(gè)水表。連通管上任選兩相鄰壓水管之間設(shè)雙重閥門，其他連通管上可僅設(shè)一個(gè)閥門；離心泵為閉閥啟動；2.管徑計(jì)算吸水管取單獨(dú)工作時(shí)泵的最大出水量，Q=880L/s,D＜250毫米,V采用1.0～1.2米/秒D≥250毫米,V采用1.2～1.6米/秒,取V為1.4m/s；,則，取吸水管管徑為DN900壓水管取單獨(dú)工作時(shí)泵的最大出水量，Q=880L/s，D為[250，100)mm時(shí)，V為（2.0,~2.5）m/s,V取2.3m/s；，則，取壓水管管徑為DN700，站外連通管管徑與站內(nèi)壓水管管徑相同為DN700；總壓水管管徑由壓水管并聯(lián)后各管產(chǎn)生的最大出流量確定，管速不變，V取2.3m/s，并聯(lián)后Q=3600L/s，選用3根總壓水管，則；，則,取總壓水管管徑為DN800；3.管件及配件規(guī)格決定站內(nèi)管道可用焊接鋼管，管道上的配件如彎頭、三通、四通、大小頭、吸水喇叭口等均采用鋼板焊制；管道上閘閥及逆止閥可用法蘭式接頭的鑄鐵制品，其規(guī)格可按手冊第10冊查得，口徑應(yīng)和管徑一致，吸水管和連通管上不常開的閘閥采用手動，直徑大于400毫米以上的閘閥采用電動，每臺泵出水管上的閘閥因開關(guān)頻繁采用電動；彎頭口徑和管道相同，大小頭按前后管徑?jīng)Q定，三通四通亦可根據(jù)前后連接管道口徑?jīng)Q定其規(guī)格；閥門的選擇管徑小于等于50mm時(shí)，宜采用閘閥或球閥；管徑大于50mm時(shí)，宜采用閘閥或蝶閥；在雙向流動和經(jīng)常啟閉管段上，宜采用閘閥或蝶閥，不經(jīng)常啟閉而又需快速啟閉的閥門，應(yīng)采用快開閥。止回閥設(shè)置：止回閥應(yīng)裝設(shè)在：相互連通的兩條或兩條以上的和室內(nèi)連通的每條引入管上；利用室外管網(wǎng)壓力進(jìn)水的水箱，其進(jìn)水管和出水管合并為一條的出水管道上；消防水泵接合器的引入管和水箱消防出水管上；生產(chǎn)設(shè)備可能產(chǎn)生的水壓高于室內(nèi)給水管網(wǎng)水壓的配水支管上；水泵出水管和升壓給水方式的水泵旁通管上。4.管道敷設(shè)地點(diǎn)泵房為地面式，泵站內(nèi)的吸水管敷設(shè)在地面上，壓水管敷設(shè)在管溝中；根據(jù)清水池最低水位和水泵的吸水性能，確定泵房為矩形平面布置，地面式；四臺水泵機(jī)組采用橫向排列布置。相鄰機(jī)組基礎(chǔ)之間的距離為2500mm。六、泵房尺寸計(jì)算機(jī)組和管路布置1）電動機(jī)容量小于或等于20kw，或水泵吸水口直徑小于或等于100mm，其機(jī)組一側(cè)與墻面之間可不留通道；兩臺相同機(jī)組可設(shè)在同一基礎(chǔ)上彼此不留通道，基礎(chǔ)周圍應(yīng)有寬度不小于0.7m的通道。不留通道的機(jī)組突出部分與墻壁間的凈距，或相鄰兩個(gè)機(jī)組的突出部分之間的凈距，不得小于0.2m。2）電動機(jī)容量大于20kw或水泵吸水口直徑大于100mm，水泵布置見表表四序號布置情況最小間距1兩水泵機(jī)組基礎(chǔ)通道的凈距電動機(jī)容量為20~55kw不小于0.8m（電動機(jī)容量小于20kw時(shí)，距離可適當(dāng)減?。╇妱訖C(jī)容量大于55kw不小于1.2m2相鄰兩水泵機(jī)組突出基礎(chǔ)部分的凈距及機(jī)組突出部分與墻壁的凈距電動機(jī)容量小于55kw應(yīng)保證水泵軸或電動機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時(shí)能夠拆卸，并不小于0.8m電動機(jī)容量大于55kw同上要求，并不小于1.2m3設(shè)專用檢修場地時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)組外形尺寸決定，并應(yīng)在周圍設(shè)有不小于0.7m的通道4當(dāng)考慮就地檢修時(shí)每個(gè)機(jī)組的一側(cè)應(yīng)有一條大于水泵機(jī)組寬度0.5m的通道，并應(yīng)保證泵軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時(shí)的拆卸5泵房主要人行通道寬度大于等于1.2m6配電盤前面通道寬度1、低壓2、高壓大于1.5m大于2.0m7輔助泵（真空泵、排水泵等）一般利用泵房內(nèi)的空地，不增加泵房尺寸，這種機(jī)組可靠墻設(shè)置，只要一邊留出通道五臺水泵機(jī)組采用橫向排列布置。相鄰機(jī)組基礎(chǔ)之間的距離為2500mm。依據(jù)工藝要求，泵房總長度為40000mm，寬度為13000mm。泵房左端設(shè)一進(jìn)出設(shè)備的大門，配電室、控制室、值班室設(shè)置在泵房右側(cè)，吸水管路和壓水管路采取直進(jìn)直出的方式敷設(shè)；每臺水泵設(shè)單獨(dú)吸水管。七、精確水泵軸線標(biāo)高20Sh-9A,24Sh-13型水泵的性能曲線上查得，Q=680L/s時(shí)，Hs=4m.水泵允許安裝高度為：，設(shè)吸水管管路的沿程與局部損失為2m，水泵進(jìn)水口處流速為1.4m/s，因此：Hss=4-1.42其他各主要標(biāo)高：基礎(chǔ)頂面標(biāo)高=泵軸標(biāo)高-泵軸距基礎(chǔ)頂面高度=8.9-0.56=8.34m泵房地面標(biāo)高=基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-0.20=7.64m，由此可知泵房形式應(yīng)采用半地下式泵房。八、泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇1）一般泵房包括水泵間、配電間和輔助用房。對小型泵房的配電、控制和值班室可以合并。2）泵房平面布置應(yīng)考慮：滿足水泵機(jī)組、管路和附件、其他輔助設(shè)備（如消毒設(shè)備、就地檢修控制盤、以表，各類壓力罐等）、排水設(shè)施、通風(fēng)采暖設(shè)施、供電和起吊設(shè)施等布置和安裝的要求，并留有足夠檢修場地。6）泵房高度的確