水泵設(shè)計(jì)騰鳳云

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 專 業(yè)： 環(huán)境工程 設(shè)計(jì)課題： 水泵及水泵站 姓 名： 騰鳳云 班 級(jí)： 環(huán)工1401班 學(xué) 號(hào)： 141703123 指導(dǎo)老師： 鄢碧鵬 完成日期： 2017.01 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù).1二、 計(jì)算說(shuō)明.11. 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算.12. 初選泵和電機(jī).23. 機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定.24. 吸水管路與壓水管路計(jì)算.35. 機(jī)組與管道布置.36. 吸水管路與壓水管路中水頭損失的計(jì)算.37. 泵安裝高度的確定和泵房筒體高度計(jì)算.58. 附屬設(shè)備的選擇.69. 泵房建筑高度的確定.610. 泵房平面尺寸的確定.7附錄1.手繪草圖2.CAD圖一、設(shè)計(jì)任務(wù)

2、某廠新建水源工程近期設(shè)計(jì)水量為20萬(wàn)t/d，要求遠(yuǎn)期發(fā)展到25萬(wàn)t/d，采用固定式取水泵房自流管從江中取水。水源洪水位標(biāo)高為12.5m，枯水位標(biāo)高為1.2m，地面標(biāo)高為8.0m。凈水配水井水面標(biāo)高為25.2m，自流引水管全長(zhǎng)150m，泵到凈化廠的輸水干管全長(zhǎng)3000m。試進(jìn)行泵站工藝設(shè)計(jì)。二、計(jì)算說(shuō)明1.設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算（1）設(shè)計(jì)流量Q 考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取自用水系數(shù)=1.05，則 近期設(shè)計(jì)流量為： Q=1.05200000/24=8750m3/h=2.431m3/s 遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為： Q=1.05250000/24=10937.5m3/h=3.038m3/s(

3、2) 設(shè)計(jì)揚(yáng)程H 自流取水管管徑選擇：按照遠(yuǎn)期事故供水流量=2.279m3/s。選兩條鋼管，管徑DN=1200mm，壁厚10mm。 自流取水管中水頭損h1采用DN120010鋼管,按照遠(yuǎn)期事故供水流供水流量：Q=8203.125m3/h 查水力計(jì)算表得 v=2.02m/s, i=0.0033則自流取水管損失h1=1.1iL1=1.10.0033150=0.54m (L1為自流管長(zhǎng)度)。 通過(guò)取水部分的計(jì)算，可知在最不利情況下（即一條自流管檢修，另一條自流管通過(guò)75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)），自流管的水頭損失為0.54m，此時(shí)吸水間中最高水位標(biāo)高為12.5-0.54=11.96m，最低水位標(biāo)高為1.2-0

4、.54=0.66m。泵所需靜揚(yáng)程HST，洪水位時(shí)：HST=25.2-11.96=13.24m 枯水位時(shí)：HST=25.2-0.66=24.54m 輸水干管中的水頭損失h2設(shè)采用兩條DN140010鋼管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修時(shí)， 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=8203.125m3/h，查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速v=1.48m/s,i=0.0015所以h2=1.10.00153000=4.95m。(5)泵站內(nèi)管路中的水頭損失hp 粗估為2m 則泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為： 枯水位時(shí)，Hmax=24.54+4.95+2+2=33.49m 洪水位時(shí)，Hmin=13.24+4.9

5、5+2+2=22.19m2.初選泵和電機(jī) （1）泵型選擇與臺(tái)數(shù)確定 查手冊(cè)得兩種泵的揚(yáng)程和流量比較適合的方案如下表：方案泵型號(hào)臺(tái)數(shù)揚(yáng)程（m）單機(jī)流量（m3/h）泵站總流量（m3 /h）泵軸功率（KW）效率（%）配套功率(KW)允許吸上真空高度（米）單機(jī)效率綜合效率單機(jī)功率總功率1近期24Sh-283臺(tái)工作1臺(tái)備用23.518.0234034207020102601872078084.573.72206607.5遠(yuǎn)期24Sh-284臺(tái)工作1臺(tái)備用23.518.0234034209360136801872078084.573.722088010.02近期24Sh-193臺(tái)工作1臺(tái)備用3722252

6、03960756011880295279858965.938011407.5遠(yuǎn)期24Sh-1924Sh-282臺(tái)工作1臺(tái)備用2臺(tái)工作372223.518.0252039602340342097201476029527918720785898084.565.973.7220380120010.0 從表可看出，兩方案泵的臺(tái)數(shù)相等，方案一中泵均為同型號(hào)，運(yùn)行管理方便且綜合效率較方案二高一些，故選擇方案一。 根據(jù)24Sh-28型泵的要求選用Y355-4型交流異步電動(dòng)機(jī)（220kW,6kV,防護(hù)等級(jí)IP23，自然通風(fēng)冷卻）。3.機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定 查泵與電機(jī)樣本，可計(jì)算出24Sh-28型泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺

7、寸為2029mm1800mm,機(jī)組總重量 W=Wp+Wm=（2180+2020）x9.81N=41202N。 基礎(chǔ)深度H可按下式計(jì)算： 式中 L基礎(chǔ)長(zhǎng)度，L=2.029m； B基礎(chǔ)寬度，B=1.8m； 基礎(chǔ)所用材料的容量，對(duì)于混凝土基礎(chǔ)，=23520N/m3，故 m 取地板厚度為1.22m，則基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房底板在內(nèi)，應(yīng)為2.66m。4.吸水管路與壓水管路計(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=10937.5/4=2734.4m3/h=0.76m3/s采用DN90010鋼管，則v=1.19m/s，i=1.7610-3 （2）壓水管：采用DN70010鋼管，則v=1.97

8、m/s，i=6.6410-35.機(jī)組與管道布置為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將五臺(tái)同型泵機(jī)組交錯(cuò)并列布置成兩排，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，三臺(tái)為反常轉(zhuǎn)向，在訂貨時(shí)應(yīng)予以說(shuō)明。為了位置結(jié)構(gòu)緊湊美觀，將其中一臺(tái)作為備用泵放在泵房中心線位置，其管道安置在集水間分隔墻下，墻上設(shè)置兩個(gè)閥門，兩個(gè)閥門同時(shí)打開(kāi)時(shí)集水間兩側(cè)水可流通。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)。泵出水管上設(shè)DN700（Z941T-10）電動(dòng)明桿楔式閘閥和手動(dòng)蝶閥（D2241X-10），吸水管上設(shè)手動(dòng)閘板閘閥（Z545T-6）。為了減少泵房建筑面積，閘閥切換井設(shè)在泵房外面，兩條DN 1400的輸水干管用DN1400蝶閥（GD37

9、1Xp-1）連接起來(lái)，每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥（GD371Xp-1）一個(gè)。6.吸水管路與壓水管路中水頭損失的計(jì)算取一條最不利路，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 =+=() D1=700mm,D2=900mm吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，=0.75DN900閘閥局部阻力系數(shù)，=0.15偏心漸縮管DN900700，=0.20V2=1.19m/s；V1=1.97m/s則 故（2） 壓水管路中水頭損失hd =+=（+）+=(8.156+2.1+13.99+2.264+2.1) 0.00664+30.00152=0.19m=+(2+2+)+(+)DN600700漸

10、放管，=0.21；DN700鋼制45彎頭，=0.54；DN700液控蝶閥，=0.15；DN700伸縮接頭，=0.21；DN700手動(dòng)蝶閥，=0.15；DN700鋼制90彎頭，=1.12；DN7001400漸放管，=0.58；DN1400鋼制正四通，=3.0；DN1400鋼制正三通，=1.5；V3=2.68m/s V4=1.97m/s V5=1.48m/s故從吸水口到輸水干管上切換閘閥間的全部水頭損失為 因此，泵的實(shí)際揚(yáng)程為： 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，Hmax=13.24+4.95+1.75+2=21.94m 設(shè)計(jì)枯水位時(shí)，Hmin=24.54+4.95+1.75+2=33.24m 由此可見(jiàn)，初選的泵機(jī)組

11、符合要求。7.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?yàn)楸脼樽怨嗍焦ぷ鳎员玫陌惭b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0.66m，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為0.12m（吸水管上緣的淹沒(méi)深度為0.660.12（0.9/2）=0.09m）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7m，則吸水間底板標(biāo)高為0.66（0.9/20.7）=-0.49m。洪水位標(biāo)高為12.5m考慮1m的浪高，則操作平臺(tái)為13.5m，故泵房筒體高度為：H=13.5-(-0.49)=13.99m 8.附屬設(shè)備的選擇(1)起重設(shè)備 最

12、大起重為YKS630-10型電機(jī)重量Wm=8950kg，最大起吊高度為13.992.0=15.99m（其中2.0是考慮操作平臺(tái)上汽車的高度）。為此，選用環(huán)形吊車（定制，起重10t，雙梁，跨度22.5m，CDi10-18D電動(dòng)葫蘆，起吊高度18m）。(2)引水設(shè)備 泵系自灌式工作，不需引水設(shè)備。(3)排水設(shè)備由于泵房較深，故采用電動(dòng)泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。取水泵房的排水量一般按2040m/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按17.5m計(jì)，水頭損失大約5m , 故總揚(yáng)程在22.5m左右，可選用IS65-50-160A型離心泵（Q=1528m/h , H=2722m ,N=3kW，n=2900r/min）兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配套電機(jī)Y100L-2 。(4)通風(fēng)設(shè)備選用三臺(tái)T35-11型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑700mm ,轉(zhuǎn)速960r/min , 葉片角度15，風(fēng)量10127 m/h ,風(fēng)壓90Pa ，配套電機(jī)YSF-8026 , N=0.37kW）。(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，故本站內(nèi)不再設(shè)計(jì)量設(shè)備。9.泵房建筑高度的