泵與泵站課程設(shè)計梁兆鵬

1、煙臺大學(xué)土木工程學(xué)院泵與泵站課程設(shè)計泵與泵站課程設(shè)計計算書已知題目 某污水管網(wǎng)中途泵站設(shè)計資料：（1）某城鎮(zhèn)污水干管由于埋深過大需設(shè)置中途泵站，污水干管平均日污水 量見參數(shù)表；（2）泵站地面標(biāo)高、泵站前污水管道末端檢查井內(nèi)底標(biāo)高、下游出水檢查 井內(nèi)底標(biāo)高均見參數(shù)表：（3）泵站至出水檢查井管長（即壓力管段）見參數(shù)表；表1 污水管網(wǎng)參數(shù)表學(xué)號地面標(biāo) 高（ m）入口標(biāo)高（m）出口標(biāo)高（m）管長（m）平均日 流量 （萬噸）02114.00102.11125.98785.005.20一：計算流量、初算揚程，設(shè)計流量采用最高日最高時污水量已知平均日流量 Q=5.2 萬噸=601.85L/S用內(nèi)插法求污水總

2、量變化系數(shù)Kz :1000 500 601.85 500 得 Kz=1.381. 3 1.4kz1.4得出最高日最高時污水量 Q =Kz Q =1.38 601.85=830.55L/s=2989.99m3 /h 揚程的計算：一般大型泵站 （污水量5000立方米）應(yīng)設(shè) 34套機(jī)組,壓水管的流速一般不小 于 1.5m/s，每臺水泵的壓水管上應(yīng)裝置閥門，不需裝止回閥。 由給排水設(shè)計手冊第一冊第二版鋼管和鑄鐵管水力計算查得 v和1000i 的值， 如圖所示：QDN(mm)600700800840L/Sv 1000iv1000iv1000i2.97 18.42.188.111.674.00所以，根據(jù)經(jīng)

3、濟(jì)效益考慮，選擇 DN800V1.671000i 4.00 鑄鐵管 靜水揚程： h=入口標(biāo)高出口標(biāo)高 =125.98-102.11=23.87m安全水頭： h=2 水頭損失：（局部水頭損失按沿程水頭損失的 30%計算） 所以，水頭損失 hf il ， h 1.3hf 1.3 4.00 10 3 785.00 4.08（m） 所以，設(shè)計揚程 H= HST h h =29.95 （m）、選泵選泵的要求是在滿足最大排水量的條件下， 減少投資， 節(jié)約電耗， 運行安全 可靠，維護(hù)管理方便，最好選同型號的泵，這樣對設(shè)備的購置，設(shè)備與配件的備 用，安裝施工，維護(hù)檢修都有利。一般大型泵站 （污水量5000立方

4、米）設(shè) 34套 機(jī)組 ,壓水管的流速一般不小于 1.5m/s，每臺水泵的壓水管設(shè)閘閥。根據(jù)上一步所得出的設(shè)計揚程（ H=29.95m）和流量 （Qm=2989.99L/s）,可選兩 個方案： 方案一、 3用 1備： q=Q/3=996.66m3 /h H=29.95m方案二、 4用 1備： q=Q/4=747.50m3 /h H=29.95m由上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的 WQ 系列潛水排污泵電子書的 P30 粗 選泵。詳情見附圖 1進(jìn)一步的進(jìn)行篩選，滿足條件的兩個方案可選泵組為：流量方案( m3/h)型號揚程 （m）、3用1備996.66WQ2520-640-300 13229.95、

5、4用1備747.50WQ2520-614A-250 11029.95兩種泵的性能曲線見附圖 2.根據(jù)性能曲線可得在設(shè)計流量下的對應(yīng)軸功率，N1 =110kw, N 2 =90kw方案一：110g0h0QN 73.87%11000N方案二： 2 ghQ =67.72%1000N所以選擇方案一的效率高，選用 3 用 1 備，泵型號為 WQ2520-640-300 132 。 三、泵的初步校核校核泵組是否符合工況需求，需要畫出泵并聯(lián)后的特性曲線和管道特性曲線 來求得并聯(lián)工況點，由工況點看并聯(lián)后的泵組是否符合設(shè)計流量和揚程的要求。 同型號的泵并聯(lián)特性曲線可以根據(jù)橫加法原理畫出， 與管道的特性曲線相交。

6、 具 體做法如下：（1）泵機(jī)組有 4 臺常用泵和 1 臺備用泵組成，單泵出水 Q=996.66m3 /h 由給水排水設(shè)計手冊 ，查得：Q（L/S）DN(mm)400450996.66v1000iv1000i2.2117.21.759.24單泵出水管選擇 DN450-V1.75-1000i9.24 的鑄鐵管， 即作為單泵連接壓力干管的 壓力支管。集水池容積的初步計算： 根據(jù)工作泵組停車時啟動備用泵組所需時間來算， 一般 可 采 用 不 小 于 泵 站中 最 大 一 臺泵 5 分 鐘 出 水 量 體 積 ， 即 -3 3v=276.85 60 5 10-3 =83.01 m3集水池水深取 3m，寬

7、 3m，長 10m，v=3 3 10=90m383.01m3 ，合格。（2）計算泵的吸水管、壓水管水頭損失。吸水管路水頭損失，由給排水設(shè)計手冊局部水頭損失查表得（詳情見附 圖 3 ），帶喇叭口袋的進(jìn)水口 0.1 ，水在泵中流速 v=3.91m/s，格柵損失水頭為 0.1m，h=0.18 壓水管路水頭損失，壓力支管長度由豎直長度加上水長度取 25m 局部水頭損失： 2 個 90 度彎頭，一個異徑三通，一個閘閥，一個止回閥，一個 異徑管。由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中查得（詳情見附圖 3）： 900鑄鐵彎頭阻力系數(shù)， 90 = 0.67 ；異徑三通阻力系數(shù)， 等徑丁字管 值+突放

8、之 值 =0.1+0.47=0.57 ； 閘閥阻力系數(shù)（按開度為全開） ， 1.2 ；止回閥阻力系數(shù)， 2.0；漸放管： 0.1；由資料得，資料見附圖 3：一個支管上的局部水頭損失系數(shù)之和包括 2個90 彎頭損失， 1個閘閥損失， 1個 異徑三通損失， 1個漸放管損失， 1 個喇叭狀吸水口損失，即j1 =2 0.67+0.25+2.0+1.2=4.792vhj j0.748mj1 j1 2ghl il 25 19.24 10 3 0.231ml1hf hl hj 0.98m111取兩支管的距離為 2m（資料見附圖 4）。A 處的流量為單泵流量 Q=996.66m3 /h，依次類推，列表的3Q(

9、 m3 /h)v1000i1276.850.5530.495553.701.111.80830.551.674.00h1=3.12m h2=0.013A 處 90彎管阻力系數(shù)為 0.67， B、 C、 D 處異徑三通阻力系數(shù)為 0.57 所以 h=0.127綜合上訴步驟分析，設(shè)計揚程應(yīng)為：H=0.18+0.98+0.013+0.127+23.87+3.12=28.29m3）校核泵并聯(lián)后的總工況是否在并聯(lián)曲線高效段內(nèi)：21核后的靜揚程 HST HST S站內(nèi)Q設(shè)計 S站外Q 2設(shè)計 H ST （ 1 S站內(nèi) S站外 ）Q2設(shè)計S站內(nèi)AKL1D2 22g( D )2413.80 mhS站外2 0.

10、21Q設(shè)計所以，得出管道特性曲線方程：2H 24.85 1.07Q設(shè)計2 ；由此，可畫出管道并聯(lián)后的特性曲線 ,詳情見附圖 5四設(shè)計泵機(jī)組的基礎(chǔ)泵的有關(guān)參數(shù)見附圖 6：基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組， 使他運行平穩(wěn)， 不至發(fā)生劇烈震動， 更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷， 基礎(chǔ)一般的要求是： 堅實牢固， 除能承受機(jī)組的靜荷載外，還能承受機(jī)械震動荷載；要澆制 在較堅實的地基上，以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉降。對于不帶底座的大中型水泵可選：基礎(chǔ)長度 L=1.4m基礎(chǔ)寬度 B=1.3m基礎(chǔ)高度 H=0.3m采用混凝土澆筑安裝尺寸見附圖 6。五決定泵站的形式 布置原則：水泵機(jī)組間距一定不妨礙操作和維修的需要，應(yīng)保證運行

11、安全， 裝卸，維修和管理方便，選用縱向平行排列的方式。六水泵機(jī)組和壓水管路的布置機(jī)組之間各部尺寸應(yīng)符合下列要求：（ 1） 泵房大門口要求通暢，既能容納最大的設(shè)備，又有操作余地。 B0.7m,保 證工作人員能夠較為方便的通過。（2） 當(dāng)為低壓配電設(shè)備時 C 值不小于 1.5m,高壓配電設(shè)備 C 值不小于 2m。（3）為了便于就地檢修水泵， D 不宜小于 1m。（4）E 值一般為電機(jī)軸長加 0.5m，但不宜小于 3m。F 應(yīng)不小于 0.7m。如電機(jī)容量大于 55kW 時， F 應(yīng)不小于 0.7m七、格柵除泥機(jī)的選擇本設(shè)計為污水提升泵站， 在進(jìn)水口除需要設(shè)置格柵除污機(jī)來除去污水中的雜 物，以免沉淀或

12、造成堵塞。 由前面計算推得泵站地下部分設(shè)計深度 7 米。由給水 排水設(shè)計手冊 .第 11冊電子書中 P521中查得（ 詳情見附圖 7） ，在滿足各項條件下 選擇 GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)為宜。關(guān)于 GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)的說明如下：（ 2）適用范圍： GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)適用于各種泵站的前處理。給水排 水提升泵站和污水處理廠的進(jìn)水口處，均應(yīng)設(shè)置格柵，用來攔截、清除漂 浮物，如草木、垃圾、橡塑等物，從而保護(hù)水泵送水，亦減少后續(xù)設(shè)備的 處理負(fù)荷。（2）結(jié)構(gòu)與特點：GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)采用懸掛式雙級蝸輪蝸桿減速機(jī)， 使傳動鏈輪與傳動鏈條的嚙合調(diào)整保持良好狀態(tài)。 整機(jī)水上部分采用鋁合

13、金 型材、板材；水下部分為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。清污耙固定在兩根牽引鏈條之間，可 隨鏈條回轉(zhuǎn)。 每個耙齒都插入柵隙內(nèi)一定深度。 當(dāng)耙齒轉(zhuǎn)到柵體頂部牽引鏈 條換向時耙齒也隨之翻轉(zhuǎn)， 污物脫落。 該機(jī)有緊急停車及電動機(jī)過載保護(hù)裝 置，帶有氣動緩沖卸料機(jī)構(gòu)， 有獨到的框架結(jié)構(gòu)和定距結(jié)構(gòu)， 易于安裝和更 新，尤其適用于老泵站的改造。根據(jù)要求設(shè)置該格柵除污機(jī)，詳情見附圖 7。確定泵的電動葫蘆型號為 CD13-18D，N=4.5KW ，用于格柵除污機(jī)的電動葫蘆型 號為 CD15-18D，N=7.5KW具體設(shè)置見圖紙。設(shè)計說明書設(shè)計說明：1、本圖尺寸以毫米計，高程以標(biāo)高計，標(biāo)高采用絕對標(biāo)高，管理層地面 標(biāo)高為 17.

14、2m，進(jìn)水口標(biāo)高 10.20m,采用黃海高程系。2、本污水提升泵房依據(jù)： 設(shè)計污水提升量為 6.4 萬立方米 /日，污水提升 設(shè)備安裝潛水泵型號為 WQ2400-605A-300 90 四用一備。3、潛水泵均配置自耦裝置。4、管件防腐：鑄鐵和鋼管件徹底除銹達(dá) Sa2.5級后，水下立管刷環(huán)氧涂 料底漆兩道，面漆兩道；其余管件外壁刷氯化橡膠底漆兩道，氯化橡 膠面漆兩道；內(nèi)壁以 1：1 水泥砂漿襯里，襯里厚 102mm。5、水泵的開啟： 水泵的開停根據(jù)污水泵房的水位高低來考慮， 水位下降 至最低開泵水位時停泵， 當(dāng)水池水位上升至最高水位時開泵， 具體停 泵水位可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。6、泵房通風(fēng)采

15、用自然通風(fēng)。注：（1） 圖紙上的材料表中出水管材料算至 13 鋼制法蘭盤為止，法蘭盤后接玻璃 鋼管不包括在本泵站設(shè)計范圍內(nèi)。（ 2） 水平安裝閥門，止回閥，三通及彎頭下面均應(yīng)設(shè)磚支墩。（ 3） 短管及長管長度，若與實際情況有出入之處可酌情調(diào)整。（ 4） 管道配件防腐處理，詳見施工圖設(shè)計說明書。附圖 1：該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的 WQ 系列潛水排污泵電子書 的 P29 粗選泵。附圖 2：WQ2520-640-300 132 （1 號線） ：該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的 WQ 系列潛水排污泵電子書 的 P70 性能曲線圖。WQ2520-614A-250 110（

16、4 號線）：的 P66 性能曲線圖附圖 3：各水頭損失阻力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 900 鑄鐵彎頭阻力系數(shù)： 由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中 P673中查得鑄鐵管彎頭標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵90 度彎頭d(mm)751001251502002503003500.340.420.430.480.480.580.520.59d(mm)4004505006007008009000.600.670.640.670.680.700.71旋啟式止回閥阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中 P669中查得d（mm）1502002503003504005006006.55.54.53.532.51.8

17、1.7閘閥阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中 P669中查得閘閥) m d（1550-028001501200-250300-450500-800-00000911.50.50.40.20.10.080.070.060.05d a81828384858687啟總 w開 /w5106208106225507.897異徑三通阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中 P672中查得名稱圖示異徑 丁字 管=等徑丁字管之 值 +突放（或突縮）之 值異徑管阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊 .第一冊 .常用資料電子書中 P668中查得名稱圖示規(guī)格偏心漸縮 管漸放管漸縮管異徑管Dd4503000.190.250.20水泵入口阻力系數(shù)：名稱圖示水泵入口1.0附圖 4：附圖 6：該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司出版的 WQ 系列潛水排污泵電子書 的 P70 主要參數(shù)和安裝尺寸圖。附圖 7:GH 連型回轉(zhuǎn)格柵除污泥機(jī)性能規(guī)格及外形尺寸公稱柵寬（m）槽深 H（mm）安裝角度（。）安裝間隙 （mm）電動機(jī)功 率（ Kw ）柵條截面 積（ mm）整機(jī)重量（kg）生產(chǎn)廠1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.42.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0自選6