取水泵站的設(shè)計(jì)s

泵與泵站課程設(shè)計(jì)PAGE PAGE5 一、設(shè)計(jì)概述(一)設(shè)計(jì)題目取水泵站工藝初步設(shè)計(jì)(二)設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)水量為200000m3/d，采用固定取水泵房用自流管從吸水井取水，自流管長(zhǎng)度150m，水源洪水位標(biāo)高為99.05m，枯水位標(biāo)高為87.35m。凈化廠混合水井的水面標(biāo)高為127.95m，自流取水管全長(zhǎng)280m，泵站到凈化場(chǎng)的輸水干管全長(zhǎng)2000m。自用水系數(shù)α=1.05，取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為1kPa（0.1m），泵房底板高度取1~1.5m。二、設(shè)計(jì)概要取水泵站在水廠中也稱一級(jí)泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵站由于它靠江臨水的確良特點(diǎn)，所以河道的水文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會(huì)影響到取水泵上本身的埋深、結(jié)構(gòu)形式以及工程造價(jià)等。其從水源中吸進(jìn)所需處理的水量,經(jīng)泵站輸送到水處理工藝流程進(jìn)行凈化處理。本次課程設(shè)計(jì)僅以取水泵房為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中通過(guò)粗估流量以及揚(yáng)程的方法粗略的選取水泵；作水泵并聯(lián)工況點(diǎn)判斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來(lái)評(píng)估經(jīng)濟(jì)合理性以及各泵的利用情況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以此節(jié)約用地，根據(jù)布置原則確定各尺寸間距及長(zhǎng)度，選取吸水管路和壓水管路的管路配件，各輔助設(shè)備之后，繪制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。設(shè)計(jì)取水泵房時(shí)，在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均應(yīng)有周詳?shù)挠?jì)算。在施工過(guò)程中，應(yīng)考慮到爭(zhēng)取在河道枯水位時(shí)施工，要搶季節(jié)，要有比較周全的施工組織計(jì)劃。在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。三、設(shè)計(jì)計(jì)算<一>設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：(1)設(shè)計(jì)流量Q為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸，節(jié)約基建投資，在這種情況下，我們要求一級(jí)泵站中的泵晝夜不均勻工作。因此，泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為：式中Qr——一級(jí)泵站中水泵所供給的流量(m3／h)；Qd——供水對(duì)象最高日用水量(m3／d)；α——為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取α=1.05T——為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)?？紤]到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取水自用系數(shù)α=1.05,則近期設(shè)計(jì)流量為Q=1.05×=7656.25m3/h=2.13m3/s(2)設(shè)計(jì)揚(yáng)程HST①靜揚(yáng)程HST的計(jì)算通過(guò)取水部分的計(jì)算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條自流管道通過(guò)75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.1m，則吸水間中最高水面標(biāo)高為27.00-0.10=26.90m,最低水面標(biāo)高為21.80-0.10=21.70m,所以泵所需靜揚(yáng)程HST為：洪水位時(shí)，HST=38.00-26.90=11.1m枯水位時(shí)，HST=38.00-21.70=16.3m②輸水干管中的水頭損失∑h設(shè)采用兩條DN1000的鑄鐵管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修，另一條輸水管應(yīng)通過(guò)75%的設(shè)計(jì)流量（按遠(yuǎn)期考慮），即Q=0.75×7656.25=5359.38m3/h=1.49m3/s,查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速v=2.01m/s,i=4.1‰,所以輸水管路水頭損失；=1.1×0.00410×2000=13.53m(式中1.1包括局部損失而加大的系數(shù))③泵站內(nèi)管路中的水頭損失∑h粗估2m，安全水頭2m，則泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：基礎(chǔ)布置情況見取水泵站祥圖。泵機(jī)組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小，以節(jié)約成本。1>機(jī)組的排列方式采用機(jī)組橫向排列方式，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡(jiǎn)單，且水力條件好。同時(shí)因各機(jī)組軸線在同一直線上，便于選擇起重設(shè)備。<2>機(jī)組與管道布置本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，此類泵房平面面積相對(duì)較小，可以減少工程造價(jià)。為了盡可能地充分利用泵房?jī)?nèi)的面積將四臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列成兩排，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反向轉(zhuǎn)向，在訂貨時(shí)應(yīng)予以說(shuō)明。每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來(lái)。對(duì)于房?jī)?nèi)機(jī)組的配置，我們可以采用近期購(gòu)買安裝三臺(tái)800S48型水泵，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期需擴(kuò)建時(shí)，再添加一臺(tái)800S48型水泵，三臺(tái)工作，一臺(tái)備用。<3>水泵間平面尺寸的確定水泵機(jī)組采用四臺(tái)交錯(cuò)并列布置成兩排,泵房采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橫向排列各個(gè)部分尺寸應(yīng)滿足下列要求：①D1:進(jìn)水側(cè)泵與墻壁的凈距D1≥1000，取D1=1200㎜②B1:出水側(cè)泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B1≥3000,取B1=3000㎜③A1:泵凸出部分到墻壁的凈距A1=最大設(shè)備寬度+0.5m=2285+1000=3285㎜取3500㎜④C1:電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距C1=電機(jī)軸長(zhǎng)+0.5m。所以C1=2000+500=2500㎜但是,低壓配電設(shè)備應(yīng)C1≥1.5m;高壓配電設(shè)備應(yīng)C1≥2m,C1取2500㎜應(yīng)該是滿足的。⑤E1:泵基礎(chǔ)之間的凈E1值與C1要求相同,即E1=C1=2500㎜⑥B:管與管之間的凈距B≥0.7m⑦F:管外壁與機(jī)組突出部分的距離對(duì)于功率大于50KW的電機(jī)，F(xiàn)要求大于1000㎜，取F=1500㎜⑧A2:泵及電機(jī)突出部分長(zhǎng)度A2=200～250㎜⑨D1:壓水管路管徑D1=800㎜⑩L:機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=3500㎜所以，可得R=B1+F+D1+L+E1=3000+1500+1225+3200+1350=13250㎜<六>水泵房安裝高度(1)水泵安裝高度Hss=－Hsv－∑hs－h(huán)va式中Hss——安裝高度,泵軸至最低水位的幾何高度；Pa——水面上的絕對(duì)大氣壓；Hsv——水泵的氣蝕余量；∑hs——吸水管路總水頭損失；hva——實(shí)際水溫下的飽和蒸汽壓力。800S48:Hss=－5.8－0.51－1.00=2.7m吸水間最低水位=21.80-150×4.1‰=21.90m泵軸標(biāo)高=吸水間最低水位+Hss=21.90-2.7=19.20m（2）泵房中各標(biāo)高確定①泵房?jī)?nèi)底地面標(biāo)高=泵軸標(biāo)高－0.4—突出地面高度=19.20－0.4—0.4=18.40m（0.4為泵軸到基礎(chǔ)頂高度）②水泵基礎(chǔ)頂標(biāo)高=泵軸標(biāo)高-0.4=19.2-0.4=18.8m③水泵基礎(chǔ)底標(biāo)高=18.80－2.3=16.5m④電機(jī)基礎(chǔ)頂標(biāo)高=18.80+1.2=20m⑤水泵進(jìn)水口中心標(biāo)高=泵軸標(biāo)高－H2=19.2－0.4=18.80m⑥水泵出水口中心標(biāo)高=泵軸標(biāo)高-H4=19.20－0.5=18.70m⑦地下部分筒體高度=室外地面高度－泵房?jī)?nèi)底標(biāo)高=30-18.40=11.60m泵房筒體高度=操作平臺(tái)標(biāo)高－泵房?jī)?nèi)底標(biāo)高=（泵房地面標(biāo)高）－泵房?jī)?nèi)底標(biāo)高=（30）-18.40=11.60m⑧泵房上層建筑高度根據(jù)起吊高度和采光，通風(fēng)要求，從操作平臺(tái)到房頂樓板間距離設(shè)計(jì)為操作平臺(tái)標(biāo)高為泵站的地面標(biāo)高是30m。⑨泵房頂標(biāo)高=操作平臺(tái)標(biāo)高+泵房地上部分高度=30.00+5.8=35.8m⑩總的筒體高度=泵房頂標(biāo)高－泵房?jī)?nèi)底標(biāo)高=35.80－18.40=17.40m<七>吸水管與壓水管的水損計(jì)算中心取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖=1\*GB3①吸水管路中水頭損失∑hs:∑hs=∑hfs+∑hls1、吸水管路沿程水頭損失:∑hfs=l1×is=1.60‰×3.870=0.006m2、局部水頭損失:∑hls=(ζ1+ζ2)+ζ3式中ζ1———吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，ζ1=0.75ζ2———局部阻力系數(shù)，；1.905ζ3———偏心漸縮管則∑hls=（0.75+0.05）×+0.2×=0.630m所以吸水管路總水頭損失為:∑hs=∑hfs+∑hls=0.639+0.006=0.745m=2\*GB3②壓水管路水頭損失∑hd:∑hd=∑hfd+∑hld1、壓水管路沿程水頭損失:∑hfd=il=0.0049×14+0.00323×5=0.085m2、局部水頭損失:∑hld=（ζ1+ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7）·式中ζ1———止回閥局部阻力系數(shù)ζ2———手動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù)ζ3———壓水管上的電動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù)ζ4———同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù):ζ5———連接三通的同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù)ζ6———出水管上的電動(dòng)機(jī)閘閥局部阻力系數(shù)ζ7———三通局部阻力系數(shù)；v2———壓水管的流速:1.81m/s?！苃ld=（0.39+0.06+0.34+0.72+1.2+0.15）×=0.79m所以壓水管路總水頭損失為∑hd=∑hfd+∑hld=0.085+0.79=0.875m則泵站內(nèi)水頭損失:∑h=∑s+∑d=0.745+0.875=1.62m，符合假設(shè)的實(shí)際水頭損失。<七>輔助設(shè)備設(shè)計(jì)(1)引水設(shè)備選用真空泵作為引水設(shè)備，其特點(diǎn)是水泵引水快，運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，真空泵的排氣量計(jì)算：Qv=式中Qv———真空泵排氣量，單位為m3/min;Wp———泵站內(nèi)最大一臺(tái)水泵泵殼內(nèi)的空氣容積，相當(dāng)于泵吸入口到出水閘閥的距離乘以吸入口面積，單位為m3;k———漏氣系數(shù)，取k=1.05;Ws———吸水井最低水位算起到吸水管中空氣容積，單位為m3;Ha———大氣壓的水柱高度，取10.33m;Hss———離心泵安裝高度，單位為m;T———水泵充水時(shí)間，取5min。800S48型水泵的各部分參數(shù)：Wp=×0.52×10=1.96㎡Ws=×0.52×(0.6+1.18+0.267)=0.40㎡則Qv==0.7m3/min最大真空值：Hsmax=Hss×73.6=3.206×73.6=235.96㎜Hg因此選擇2臺(tái)SZ—1型水環(huán)真空泵（一臺(tái)備用），其性能如下：抽氣量0.9m3/min,極限真空度-88.5Kpa,耗水量10L/min，重量W=140kg,配套電機(jī):Y112M-4，功率4Kw，轉(zhuǎn)速n=1450r/min.6—9SZ-2型真空泵外形尺寸（帶底座）：（單位：mm）LL1L2L3L4B11001809590527190495B2B3B4H1H2H344539334347228282基礎(chǔ)尺寸：基礎(chǔ)長(zhǎng)度=809+（150～200）=809+200=1009，取1000㎜基礎(chǔ)寬度=445+155=600㎜基礎(chǔ)高=82+（150～200）=82+200=282㎜，取300㎜(2)起重設(shè)備的選擇①選型由前面設(shè)計(jì)可知，最大設(shè)備的重量為Y400–54–6型電動(dòng)機(jī)，其重量為3000㎏，泵房寬18000㎜,據(jù)此選用LDT3.2S–型電動(dòng)雙梁式起重機(jī)，最大起重量為5200㎏，配電葫蘆型號(hào)為AS416–162/1，配UE小車，起升速度8m/min工字鋼630㎜。其安裝尺寸:W=2500㎜,E=476㎜,H=687㎜,L1=1131㎜,L2=1790㎜,b1=1125㎜泵房高度確定泵房高度:H1=a+c+d+e+h式中a———雙軌吊車高度，0.687m；c———行車軌道底至起重機(jī)鉤中心的距離，1.125m；d———起重繩的垂直長(zhǎng)度（電動(dòng)機(jī)1.2x，x為起重機(jī)部件長(zhǎng)度，1.86m）；e———電機(jī)高度，1.2m；h———起吊物與平臺(tái)距離，取0.5m。則泵房地上