給水泵站設(shè)計(jì)

時(shí)間：2023-05-01 09:25:36 資料我要投稿

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給水泵站設(shè)計(jì)

1 設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………………………………2 2 泵站的設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)原則…………………………………………2 3 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算…………………………………………………3

3.1設(shè)計(jì)流量Q………………………………………………………………………3

3.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程H………………………………………………………………………3

3.3初選泵……………………………………………………………………………3

3.4管路與壓水管路計(jì)算……………………………………………………………4

1）吸水管…………………………………………………………………………4

2）壓水管…………………………………………………………………………4 4 吸水管與壓水管路中水頭損失的計(jì)算…………………………………………5

1）吸水管路中水頭損失∑hs……………………………………………………5

2) 壓水管路水頭損失Σhd ………………………………………………………5

3) 計(jì)算草圖………………………………………………………………………7 5 輔助設(shè)備的選擇和布置……………………………………………………………8

1) 起重設(shè)備……………………………………………………………………8

2）引水設(shè)備………………………………………………………………………8

3）排水設(shè)備………………………………………………………………………8

4）通風(fēng)設(shè)備………………………………………………………………………9

5）計(jì)量設(shè)備………………………………………………………………………9 6 泵站各部分標(biāo)高的確定……………………………………………………………9

1）水泵安裝高度的確定和泵房筒體高度計(jì)算…………………………………9

2）泵房建筑高度的確定…………………………………………………………9 7 泵房平面尺寸確定…………………………………………………………………9 附圖一………………………………………………………………………………10 附圖二………………………………………………………………………………11 參考書目……………………………………………………………………………12

1 設(shè)計(jì)任務(wù)書

凈水廠混合池水面標(biāo)高為166.50m,泵站到凈水廠的輸水管全長(zhǎng)為3000m，室外管道的全部水頭損失為7.5m,泵站的取水頭部到吸水井內(nèi)管道的總水頭損失為0.5m,進(jìn)行泵站工藝設(shè)計(jì)

2 泵站的設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)原則

泵站工藝設(shè)計(jì)步驟和揚(yáng)程分述如下

(1) 確定設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程。

(2) 初步選泵和電動(dòng)機(jī)，包括選擇泵的型號(hào)，工作室和備用泵的臺(tái)數(shù)。由于初步

選泵是時(shí)，泵站尚未設(shè)計(jì)好，吸水壓水管路也為進(jìn)行布置，水流通過(guò)管路中的水頭損失是未知數(shù)，所以這時(shí)泵的揚(yáng)程不能確切知道，只能假設(shè)泵站內(nèi)管道中的水頭損失為某一個(gè)數(shù)值。一般在初步選泵時(shí)，可假設(shè)此數(shù)位2m左右。根據(jù)選泵的軸功率及轉(zhuǎn)數(shù)選用電動(dòng)機(jī)。如果機(jī)組有水泵廠配套供應(yīng)，則不必另選。

(3) 設(shè)計(jì)機(jī)組的基礎(chǔ)。在機(jī)組初步選好后，即可查泵及電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的樣本，查到

機(jī)子的安裝尺寸和總重量，據(jù)此可進(jìn)行基礎(chǔ)的平面尺寸和深度設(shè)計(jì)。

(4) 計(jì)算吸水管和壓水管的直徑。

(5) 布置hTtp://www.lotusphilosophies.com機(jī)組和管道。

(6) 精選泵和電動(dòng)機(jī)。根據(jù)地形條件確定泵的安裝高度，計(jì)算出吸水管和泵站范

圍內(nèi)壓水管路中的水頭損失，然后求出泵站的揚(yáng)程。如果發(fā)現(xiàn)初選的泵站不合適，則另行選泵。根據(jù)新選泵的軸功率，在選用電動(dòng)機(jī)。

(7) 選擇泵戰(zhàn)中的附屬設(shè)備。

(8) 確定泵房建筑高度，泵房的建筑高度，取決于泵的安裝高度、泵房?jī)?nèi)有無(wú)起

重設(shè)備以及起重設(shè)備的型號(hào)。

(9) 確定泵房的平面尺寸，初步規(guī)劃泵站的總平面圖。

(10) 想有關(guān)工種提出設(shè)計(jì)任務(wù)。

(11) 審校，會(huì)簽。

(12) 出圖。

(13) 編制預(yù)算。

3 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：

3.1設(shè)計(jì)流量Q

考慮到輸水干管滲漏和凈化廠本身用水，去自用水系數(shù)α=1.05，則

設(shè)計(jì)流量為 Q = 1.05×111000/24 = 1.35 m?/s

3.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程H

1）泵所需要的靜揚(yáng)程HST

從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.5m，則吸水間的最高水位標(biāo)高為132.5-0.5=132m，最低水面標(biāo)高為128.68-0.5=128.18m。所以泵所需靜揚(yáng)程HST為

洪水位時(shí)，HST=166.50-128.18= 38.32m

枯水位時(shí)，HST=166.50-132= 34.5m

輸水干管中的水頭損失∑h

設(shè)采用兩條DN1000的鋼管并聯(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=0.75×1.35=1.01m3/s,查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速 v=1.30 m/s, i=1.805‰,所以輸水管路水頭損失:?h=1.1×0.0018×800=1.6m(式中1.1包括局部損失而加大的系數(shù)，800為輸水管長(zhǎng))

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：

枯水位時(shí)：Hmax=H?HST?h管?h泵?h安全水頭

洪水位時(shí)：Hmin=34.5+1.6+2+2=40.1m

3.3初選泵

水泵選擇

選泵的主要依據(jù)：流量、揚(yáng)程以及其變化規(guī)律

①大小兼顧，調(diào)配靈活

②型號(hào)整齊，互為備用

③合理地用盡各水泵的高效段

④要近遠(yuǎn)期相結(jié)合。“小泵大基礎(chǔ) ”

⑤大中型泵站需作選泵方案比較。

根據(jù)上述選泵要點(diǎn)以及離心泵性能曲線型譜圖(圖2)和選泵參考書綜合考慮初步擬定以下：

= 38.32+2+1.6+2=43.9m

近期：由于規(guī)范與軟件的選泵型號(hào)資料類似，故通過(guò)軟件選擇泵的類型，可以看出，當(dāng)選擇3臺(tái)500S59A基礎(chǔ)的單級(jí)雙吸離心泵時(shí)，1臺(tái)作為備用，由于是葉輪，考慮到葉輪和泵殼均易磨蝕，管道阻力增加，必須保證有足夠的富足水頭。以下是通過(guò)查設(shè)計(jì)手冊(cè)的結(jié)果，可以看出結(jié)果相差不大，選用Y400-54-6的電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)的效率為72%-75%，功率為400kw），電壓選用10kv的三相交流電。

遠(yuǎn)期：選相同型號(hào)的500S59A基礎(chǔ)的單級(jí)雙吸離心泵，總共要增加4臺(tái)，另外2臺(tái)備用。

3.4機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定

查水泵與電機(jī)樣本，可知道此種機(jī)組屬于大中型不帶底閥的泵機(jī)組,則有基礎(chǔ)長(zhǎng)度L＝水泵機(jī)組地腳螺孔長(zhǎng)度方向間距+（400～500）＝1638+600+450＝2688mm

基礎(chǔ)寬度：B＝水泵底角螺孔長(zhǎng)度方向間距+（400～500）

＝800+450=1250mm

計(jì)算出14SA-10型水泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺寸為2688×1250

由于W沒(méi)給出，那么取大概值為30T

基礎(chǔ)深度H可按下式計(jì)算：

H＝3.0?W L?B??

式中 L——基礎(chǔ)長(zhǎng)度，L=2.7m；

B——基礎(chǔ)寬度，B=1.6m；

——基礎(chǔ)所用材料的容重，對(duì)于混凝土基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，

23520N/m3

故 H＝3.0?300003.0?W=＝1.13m L?B??2.7?1.25?23520＝

基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房地板在內(nèi)取為2m 。

3.5管路與壓水管路計(jì)算

每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管與壓水管

1）吸水管

已知Q1=1.35/3=0.45m3/s

吸水管路的要求：

①漏氣管材及接逢

②積氣管路安裝

③吸氣吸水管進(jìn)口位置

④計(jì)流速：管徑小于250㎜時(shí)，V取1.0～1.2 m/s

管徑等于或大于250㎜時(shí)，V取1.2～1.6 m/s

采用DN600鋼管，則v=1.59 m/s,1000i=4.82

2）壓水管

壓水管路要求：

①要求堅(jiān)固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)可高法蘭接口。為了防止不倒流，應(yīng)在泵壓水管路上設(shè)置止回閥。

②壓水管的設(shè)計(jì)流速：管徑小于250㎜時(shí)，為1.5～2.0 m/s管徑等于或大于250㎜時(shí)，為2.0～2.5 m/s采用DN500鋼管，則v= 2.29m/s,1000i=22.031；

3.6 吸水管與壓水管路中水頭損失的計(jì)算

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）吸水管路中水頭損失∑hs:

∑h s=∑h fs+∑h ls

1、吸水管路沿程水頭損失:

∑h fs=l1×is=4.85‰×4=0.02m

2、局部水頭損失:

v12∑h ls=(ζ1+ζ2+ζ3) 2g

式中 ζ1———吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，ζ1=0.75

ζ2———鋼制90°彎頭，r/d=2,ζ2=0.15

ζ3———閘門，ζ3=0.75

1.592

則 ∑h ls=（0.15+0.15+0.75） =0.03m 2?9.8

所以吸水管路總水頭損失為:∑h s=∑h fs+∑h ls=0.02+0.03=0.05m

2) 壓水管路水頭損失Σhd

Σhd=Σhfd+Σhld

Σhfd=(l2+l3)?id1 +(l4+l5) ?id2

=(0.79+1+0.2)×0.022+2×0.00482

=0.04 5m

Σhld= (ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7)?V +(ζ8+ζ9)V 2212

2g2g

式中 ζ3——DN600液動(dòng)蝶閥，全開(kāi)ζ3＝0.15

ζ4——DN600×300漸縮管，ζ4＝0.21

ζ5——DN300×500 漸放管，ζ5＝ 0.34

ζ6——DN500蝶閥，ζ6＝0.15

ζ7——DN500止回閥，ζ7＝0.41

ζ8——DN600×600×500異徑正三通，ζ8＝1.5

ζ9——DN600×600×700異徑正三通，ζ9＝1.5

2.2921.172

則 Σhld＝（0.15+0.34+0.15+0.41+0.21）＝2?9.82?9.8

0.44m

故 Σhd=0.045+0.44=0.485m

從水泵吸水口到輸水干管上切換閘閥間的全部水頭損失為：

Σh＝Σhs+Σhd＝0.485+0.03＝0. 515 m

因此，水泵的實(shí)際揚(yáng)程為：

設(shè)計(jì)枯水位時(shí)，Hmax＝38.32+0.515+1.6+2=42.435m m

設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，Hmin＝34.5+1.6+0.515+2=38.615m

由此可見(jiàn)，初選水泵機(jī)組符合要求。

4.吸水井的設(shè)計(jì)

吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求。

吸水井最低水位：河流的最低枯水位＝34.5m

吸水井最高水位：河流的最高水位＝38.32m

水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑：D≧(1.25～1.5)d＝1.5×600＝900mm

水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長(zhǎng)度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝4.0×（750-600）

＝600mm

喇叭口中心距吸水井側(cè)井壁距離：≥1.5D=1.5×600＝900mm

喇叭口中心距后墻距離：G=（0.8～1.0）D=1×600=600 mm

喇叭口之間的距離：≧(1.5～2.0)D=2.0×600=1200mm

喇叭口距吸水井井底距離:≧（1.0～1.25）D=1.20×600＝720mm

喇叭口淹沒(méi)水深:≧(0.5～1.0)=1.0m

所以，吸水井長(zhǎng)度≧600×4+900×2+1200×3＝7800mm

吸水井寬度>900+600×2＝2100mm,這里取4米寬。

吸水井高度>38320-34500+720+1000+300=5840mm（包括超高300）。

考慮到吸水井的容積按最高日最高時(shí)的流量的5-10分鐘算，因此這里取6

分鐘，因此容積大概為V=60×1.35×6=486

最后參考水泵機(jī)組之間距離取吸水井的長(zhǎng)度為20米，最大寬度為4米，高

度為7米，體積為560m3。

5 輔助設(shè)備的選擇和布置

1) 起重設(shè)備

最大起重為ZDY21-4型電動(dòng)機(jī)重量Wm＝4830kg，起重3000kg，最大起重高度為12 +2＝14 m（其中2.0m是考慮操作平臺(tái)上汽車高度），因此選用LDH型環(huán)形軌道起重機(jī)。

2）引水設(shè)備

水泵是自灌式工作，不需要引水設(shè)備。

3）排水設(shè)備

由于泵房較深，故采用電動(dòng)水泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后抽回到吸水間去。

取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考慮，排水泵的凈揚(yáng)程10m考慮，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在15m左右，可選用IS80-65-125A型離心泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。(380v, 2900 r/min ,32.5kg, 4000W ,η＝73.5％ ) 。

4）通風(fēng)設(shè)備

由于與水泵配套的電機(jī)為水冷式，無(wú)需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空－空冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。按泵房每小時(shí)換8～10次所需要風(fēng)量計(jì)算，排量為8～10V≈9646m/h，選用兩臺(tái)T30－7型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑700mm，轉(zhuǎn)速960r/min，風(fēng)量12000m/h，葉片角25°，配套電機(jī)JO2-21，N＝0.8kw）。 33

5）計(jì)量設(shè)備

在凈化場(chǎng)的送水泵站內(nèi)安裝電磁流量計(jì)統(tǒng)一計(jì)量，故本泵站內(nèi)不再設(shè)計(jì)量設(shè)備。

黃石理工學(xué)院環(huán)境學(xué)院《泵與本站》課程設(shè)計(jì) 6 泵站各部分標(biāo)高的確定

1）水泵安裝高度的確定和泵房筒體高度計(jì)算

為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因

而水泵為自灌式工作，所以水泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度，無(wú)須計(jì)算。已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為0.5m，為保證吸水管吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為-0.05m。

2）泵房平面尺寸確定

根據(jù)水泵機(jī)組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機(jī)組和通風(fēng)機(jī)等附屬

設(shè)備的設(shè)置情況，從給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出有關(guān)設(shè)備和管道配件的尺寸，通過(guò)計(jì)算，求得泵房長(zhǎng)×寬為：32m×12m

7.參考書目

1．姜乃昌.水泵及泵站（第四版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)，1988

2．上海市政工程設(shè)計(jì)院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一，二，三，十一冊(cè)——常用資料2004