泵與泵站2重點

1、 河北工業(yè)大學 13級給排水專業(yè)泵與泵站課 程 設(shè) 計 任 務 書 設(shè)計題目： 送水泵站設(shè) 班 級： 給排水131班 姓 名： 高興達 學 號： 131518 指導教師： 李 靜 成 績： 目錄1.0水泵站課程設(shè)計任務書- 1 -1.1、設(shè)計目的- 1 -1.2、原始資料- 1 -2.0計算說明書內(nèi)容- 2 -2.1二級泵站的組成- 3 -2.2二級泵站的特點- 3 -2.3泵站設(shè)計參數(shù)的確定- 4 -2.3.1 流量的確定- 4 -2.3.2揚程的確定- 4 -2.4選擇水泵- 5 -2.4.1水泵選擇的基本原則- 5 -3.0考慮因素：- 5 -3.1初選水泵- 6 -3.2確定電機- 1

2、0 -4.0 水泵機組的基礎(chǔ)設(shè)計- 10 -5.0水泵吸水管和壓水管系統(tǒng)的設(shè)計- 11 -5.1吸水管路- 12 -5.1.2吸水管徑- 12 -5.2壓水管路- 12 -5.2.1壓水管路的布置- 12 -5.2.2壓水管管徑- 13 -6.0管路附件選配- 13 -7.0布置機組和管道- 13 -8.0泵房形式的選擇- 14 -8.1泵的布置形式- 14 -8.2吸水井的設(shè)計- 15 -8.3各工藝標高的設(shè)計- 15 -8.4復核水泵和電機- 16 -8.5消防校核- 17 -9.0設(shè)備的選擇- 17 -9.1引水設(shè)備- 17 -9.2計量設(shè)備- 18 -9.3起重設(shè)備- 18 -9.4泵

3、房高度- 19 -9.5排水設(shè)備- 20 -9.6防水錘設(shè)備- 20 -9.7泵房的建筑高度和平面尺寸的確定- 20 -10.0設(shè)計二級泵站平面圖和剖面圖- 20 -1.0水泵站課程設(shè)計任務書1.1、設(shè)計題目：送水泵站（二級泵站）設(shè)計1.2、原始資料： 送水泵站：某地區(qū)近期設(shè)計水量4.35萬米3/日，要求遠期8.2萬米3/日。已知城市的用水量變化為：全天小時（024小時）用水量見表1-1（百分數(shù)表示）。 表1-1最大日用水量變化表時間用水量（%）時間用水量（%）時間用水量（%）0-12.38-95.316-175.61-22.39-105.217-185.52-32.210-114.918-1

4、95.43-42.211-124.819-204.84-52.312-134.720-214.35-63.513-144.621-223.86-74.614-154.822-233.57-85.215-165.223-243.0城市管網(wǎng)中設(shè)置有高位水池（水塔），因此給水泵站采用兩級供水，即22-6點，每小時供水量為2.7%，6-22點，每小時供水量為4.9%。清水池及地面標高見圖1-1。圖1-1 清水池及地面標高示意圖（4）在該城市最高日最高時用水量時： 二泵站供水量為兩級供水中的最高級（即4.9%）； 輸配水管網(wǎng)中水頭損失為25.5米； 管網(wǎng)中的控制點所需的自由水壓為16米； 控制點的標高為

5、77.2m。2.0計算說明書內(nèi)容1. 緒論2初選水泵和電機 根據(jù)水量、水壓變化情況選泵，工作泵和備用泵型號和臺數(shù)。3泵房形式的選擇4.機組基礎(chǔ)設(shè)計、平面尺寸及高度5.計算水泵吸水管和壓力管直徑選用各種配件的型號、規(guī)格種類及安裝尺寸（說明特點）。吸水井設(shè)計（尺寸和水位）6.布置管道和機組7.泵房中個標高的確定 室內(nèi)地面、基礎(chǔ)頂面、水泵安裝高度、泵房建筑高度。8. 復合水泵電機 計算吸水管機泵站內(nèi)壓水管損失、求出總揚程、校核所選水泵。如不合適，則重選水泵和電機。重新確定泵站的各級供水量。9.進行消防和傳輸校核10.計算和選擇附屬設(shè)備設(shè)備的選擇和布置計量設(shè)備起重設(shè)備排水泵及水錘消除器等11.確定泵站

6、平面尺寸、初步規(guī)劃泵房總面積 泵房的長度和寬度，總平面布置包括：配電室、機器間、值班室、修理間等。2.1二級泵站的組成1）水泵機組 包括水泵和電動機，是泵站中最重要的組成部分； 2）吸壓管路 指水泵的吸水（進水）管路和壓水（出水）管路，水泵通過吸水管從水井中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過壓水管路送至用戶； 3）飲水設(shè)備 指真空引水設(shè)備（如真空泵、引水罐等）和灌水設(shè)備。當水泵工作為吸入式啟動時，需引水設(shè)備。 4）起重設(shè)備 指泵站內(nèi)的設(shè)備及管道安裝，檢修用的吊車，電動葫蘆等設(shè)備。 5）排水設(shè)備 指排水泵、排水溝、集水坑、用以排除地面污水； 6）計量設(shè)備 指流量計、壓力計、真空泵、溫度計等； 7）采暖及通風

7、設(shè)備 指采暖用的散熱器、電熱器、火爐及通風設(shè)備； 8）電氣設(shè)備 指變電設(shè)備、配電設(shè)備； 9）防水錘設(shè)備 指水錘消除器； 10）其他設(shè)備 包括照明、通信、安全與防水設(shè)施等。 在泵站中除設(shè)有機器間（安裝水泵機組的房間）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。2.2二級泵站的特點 二級泵站通常設(shè)在凈水廠內(nèi)，經(jīng)水廠凈化后的水進入清水池貯存，清水池中的水經(jīng)管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水，經(jīng)加壓后送入城市輸配水管網(wǎng)。其工藝流程如：清水池吸水井送水泵站輸配水管網(wǎng)用戶。 基本特點：泵站埋深較淺，通常建成地面式或半地面式，為了適應用戶水量、水質(zhì)的變化，需要設(shè)置多臺水泵機組，因而，泵房面積較

8、大，泵房一般為矩形形狀，磚混結(jié)構(gòu)。2.3泵站設(shè)計參數(shù)的確定2.3.1 流量的確定近期：泵站一級工作時的設(shè)計工作流量 泵站二級工作時的設(shè)計工作流量遠期：泵站一級工作時的設(shè)計工作流量 泵站二級工作時的設(shè)計工作流量2.3.2揚程的確定其中 最不利點的地面標高和清水池最低水位的高程差（m）；自由水壓(m)；總水頭損失(m)；泵站內(nèi)損失（初步估計為2.0m）。安全水頭2m2.4選擇水泵2.4.1水泵選擇的基本原則選泵要點 （1）大小兼顧，調(diào)配靈活 再用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的泵的臺數(shù)越多，越能適應用水量變化的要求，浪費的能量越少。（2）型號齊全，互為備用 希望能選擇同型號的泵并聯(lián)

9、工作，這樣無論是電機、電氣設(shè)備的配套與設(shè)備管道配件的安裝與制作均會帶來很大的方便。（3）合理的用盡各泵的高效段 單級雙吸是離心泵是給水工程中常見的一種離心泵（如SH型、SA型）。他們的經(jīng)濟工作范圍（即高效段），一般在之間（為泵銘牌上的額流量值）。（4）近遠相結(jié)合的觀點在選泵的過程中應給予相當?shù)闹匾?，特別是在經(jīng)濟發(fā)展活躍的地區(qū)和年代，以及擴建比較困難的取水泵站中，可考慮近期用小泵大基礎(chǔ)的辦法，近 期發(fā)展采用還大泵輪以增大水量，遠期采用換大泵得辦法。（5）大中型泵站需要選泵方案比較。3.0考慮因素：（1）泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置等有影響，因而對泵站的造價很有關(guān)系。（2）應保

10、證泵的正常吸水條件，在保證不發(fā)生汽蝕的前提是下，應充分利用泵的允許席上真空高度，以減少泵的埋深，降低工程造價。（3）應選擇效率較高的泵，勁量選用大泵，因為一般而言大泵比小泵要要效率高，（4）根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵，以滿足在事故情況下的用水要求： 再不允許減少供水量的情況下，應有兩套備用機組。 允許短時間內(nèi)減少供水量的情況下，備用泵只保證事故用水量。 允許短時間內(nèi)中斷供水時，可只設(shè)一臺備用泵，城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺備用泵，通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。 當管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機組較多時，也可考慮增設(shè)一臺備用泵，它的型號和最長運行的工

11、作泵相同。 （5）如果給水系統(tǒng)中就有足夠大容積的高的水池或水塔時，可以部分或全部代替泵站進行短時間供水，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。3.1初選水泵 選泵方案比較表2-2方案編號用水流量/(L/s)運行及臺數(shù)水泵揚程/m所需揚程/m揚程利用率/%水泵效率/%方案一兩臺350s44泵（一用一備）三臺350s75B泵（兩用一備）近期一級342.5350s44一用一備50-374998-100近期二級621.7500s59一用一備68-476088-100遠期一級645.8500s59一用一備68-476291-100遠期二級1172.1500s59二用一備68-475885

12、-100方案二兩臺350s75B泵（一用一備）三臺350s75B泵（三用一備）近期一級342.5350s75B一用一備50-374998-100近期二級621.7350s75B二用一備59-47.55593-100遠期一級645.8350s75B二用一備59-47.55695-100遠期二級1172.1350s75B三用一備59-47.55898-100 還有許多的組合方案，但均不如上述兩個方案，就不再列出。方案1和方案2列表進行詳細比較，主要比較養(yǎng)成利用率 ，重點比較平均日平均時附近的揚程利用率，因出現(xiàn)的幾率很低，一年中絕大部分時間在平均日平均是附近流量運行。從表2-2可以看出，方案2能量略

13、好于方案1，特別是在出現(xiàn)幾率較大時，如在621.7-1172.1 L/s的范圍內(nèi)（這一范圍內(nèi)用水量接近平時用水量），能量浪費較少?？捎霉苈诽匦郧€進行選泵。先求出管路特性曲線方程中的參數(shù)，因為： 所以： 表2 管路特性曲線關(guān)系表0.10.20.30.40.50.60.70.80.931.2933.6637.6043.1350.2358.9169.1781.0094.4230.7231.3932.5034.0536.0538.4941.3844.7148.48表3 離心泵的性能表泵型號流量Q揚程 H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）軸功率 KW電動機效率 （%）最大允許席上真空高度（m）L/s型號功率3

14、50s75B 828230591450177Y355M1-4220753.510803005519782122434047.520677 由上表數(shù)據(jù)及繪出管路特性曲線與近期，遠期泵的特性曲線，從圖中可得出各級工作的工況點和近期，遠期泵運行流量和揚程。最大時工作其工況點（即三泵并聯(lián)時，由以上數(shù)據(jù)可知初選水泵時可以滿足流量和揚程要求的。綜上所述，總共選泵4臺即可滿足需求，為保證最大供水量時水泵供水正常運行再加一臺同型號泵作為備用泵，所有泵和電機均采用自動控制。3.2確定電機根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，350s75B泵與Y355M-4連用，其參數(shù)如下：。4.0 水泵機組的基礎(chǔ)設(shè)計 350S75B

15、型泵的尺寸L1HhBAELL215703559056306104-28出口錐管法蘭尺寸5002846.5889DN3D03D335046050016-23 基礎(chǔ)長度L地角螺釘間距+（400500） 基礎(chǔ)寬度B地角螺釘間距+（400500） 基礎(chǔ)高度H 其中 水泵重量（kg）; 電機重量（kg）; 基礎(chǔ)長度（m） 基礎(chǔ)寬度（m）; 基礎(chǔ)密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3) 最終確定水泵占地2.45m×1.1m×1.6m。5.0水泵吸水管和壓水管系統(tǒng)的設(shè)計當泵站為近期一級供水時，由一臺350S75B型單極雙吸式離心泵單獨工作，其流量是每臺泵流量為當泵站為近期二級

16、供水時，由兩臺350S75B型單極雙吸式離心泵工作，其流量是每臺泵流量為當泵站為遠期一級供水時，由兩臺350S75B型單極雙吸式離心泵工作，其流量是每臺泵流量為 當泵站為遠期二級供水時，由三臺350S75B型單極雙吸式離心泵工作， 其 流量是 每臺泵流量為 水泵吸水管和壓水管所通過的流量應按最大流量設(shè)計，管材采用鋼管。5.1吸水管路 5.1.1吸水管路的布置要求 吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對吸水管路的基本要求時不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產(chǎn)生故障，為此常采用以下措施： 為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴格。 為使水泵能及時排走吸水管路中的氣體，吸水管應有沿水流方向連續(xù)

17、上升的坡度。 吸水管的安裝與鋪設(shè)應該避免管道內(nèi)形成氣囊。 吸水管安裝在吸水井內(nèi)，吸水井的有效容積不應小于最大一臺泵5min的抽水量。 吸入式的水泵，每臺水泵都應單獨設(shè)立吸水管。 當吸水池的水位高于水泵的軸線時，吸水管上應設(shè)閘閥，以利于水泵檢修。 當水中有大量雜質(zhì)時，喇叭口下應設(shè)置濾網(wǎng)。 吸水管路設(shè)計的流速一般為：時，；時，；時，5.1.2吸水管徑 當時，由鋼管水力計算表查的管徑，流速， 單位管短的損失每臺水泵都單獨設(shè)有吸水管，并設(shè)有手動常開檢修閥門，型號為D371J-10，DN600mm，L1540mm，W380kg.5.2壓水管路 5.2.1壓水管路的布置 對壓水管路的基本要求就是耐高壓，不

18、漏水，供水安全，安裝及檢修方便。 壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設(shè)備連接處或需要經(jīng)常檢修的地方采用法蘭連接。 為了避免管路上的應力傳至水泵，以及安裝和拆卸的方便，可在壓水管路適當?shù)奈恢蒙显O(shè)補償接頭或可繞性接頭。 離心泵必須要關(guān)閥啟動。 當不允許水倒流時，需設(shè)置止回閥。 壓水管路設(shè)計流速時，；時，； 5.2.2壓水管管徑 當時，由鋼管水力計算表查的管徑，流速， 單位管短的損失，壓水管設(shè)有多功能水泵控制閥，型號JD745X-25，DN500mm，L1100mm，W120kg。并設(shè)有聯(lián)絡(luò)管（DN600mm），由兩條輸水干管（DN800mm）送往城市管網(wǎng)。6.0管路附件選配 名稱型號規(guī)格單位數(shù)量

19、喇叭口DN800 600個590度彎頭DN600個5蝶閥D371J-10DN600 L154個7三通DN600 600個5多功能閥JD745X-25DN500 L1100個5同心漸擴管DN350 500個5同心漸擴管DN500 600個5 吸水管、壓水管連同泵一起安裝在機器間的地板上，管道直進直出，彎頭少，可節(jié)約電耗。在選擇配件時，選擇的是全國通用的產(chǎn)品。7.0布置機組和管道水泵機組布置的基本要求是；供水安全可靠，管道布置簡短、安裝與維護方便、機組排列整齊、起重設(shè)備簡單并留有擴建余地。常見的布置形式；1） 縱向排列適用于IS型單級單吸掛壁式離心泵。采用這種排列形式的可以保持吸水管順直，機組布置

20、較為緊湊整齊，檢修方便，泵房長度較小但寬度較大（IS型水泵輕，可以用移動式吊裝設(shè)備）。2） 橫向排列（泵軸線呈一直線布置）橫向排列這種排列形式適用于側(cè)向進水、側(cè)向出水的SH型雙吸式水泵，進出水管道順直，水利條件好，這種布置形式雖然泵房長度大膽跨度小，吊裝設(shè)備采用單軌電車即可。3） 橫向雙行排列橫向雙行排列這總布置形式更為緊湊，節(jié)省建筑面積。泵房跨度大、起重設(shè)備需考慮采用橋式行車。適用于泵房中機組較多的圓形取水泵站。但這種布置形式兩行泵的轉(zhuǎn)向從電機方向看去時彼此相反的，因此，在泵訂購時應向泵廠特別說明，一邊水泵廠配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。8.0泵房形式的選擇 根據(jù)清水池最低水位標高和水泵的條件

21、，確定泵房為矩形地面式。泵房左側(cè)設(shè)有設(shè)備出入的大門，右側(cè)設(shè)有控制室，配電室等。8.1泵的布置形式（一）縱向排列 此種排列方式適用于如IS型單級單吸掛壁式離心泵。因為懸臂式系頂端進水，采用縱向排列能使吸水管保持順直狀態(tài)，如果泵房中兼有側(cè)向進水和側(cè)向出水的離心泵，則縱向排列的方案就值得商量。如果是SH型泵占大多數(shù)，縱向排列方案就不可取。（二）橫向排列 側(cè)向進、出水的泵，如單級雙吸臥式離心泵SH型、SA型采用橫向排列比較好。橫向排列雖然稍增長了泵房的長度，膽跨度可減小，進出水順直，水利條件好，節(jié)省電耗故被廣泛采用。根據(jù)以上藥店和實際情況，本泵站采用橫向布置，橫向排列的各部尺寸應符合下列要求： 根據(jù)機

22、組和管道布置經(jīng)反復比較，最終取水泵間距2m，水泵與配電設(shè)備間距2.5m，水泵距大門口5m，水泵距吸水管側(cè)墻2.5m，水泵距出水管側(cè)墻4.5m。泵房總長度： 泵房總寬度： 8.2吸水井的設(shè)計吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。吸水井最低水位清水池最低水位清水池至吸水井水頭損失5.5-0.24.8m； 具體尺寸要求：（1） 吸水管進口淹沒水深h>0.5-0.1m,否則映射水平隔板，水平隔板長為2D或3D（D為喇叭口大頭直徑，d為吸水管直徑），取h=1.5m（2） 水泵進水口應設(shè)喇叭口，以便吸水管進口水流穩(wěn)定，減少損失。水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑D（1.31.5）d=1.33&#

23、215;600=800mm，水泵吸水管進口喇叭口長度L（3.07.0）×（Dd）=4×（800-600）=800mm； 喇叭口距吸水井井壁距離（05.71.0）D1.0×800800mm； 喇叭口之間的距離（1.52.0）D2.0×8001600mm；喇叭口距吸水井井底距離（0.81.0）D800mm；喇叭口淹沒水深h（0.51.0）1.2m。所以，吸水井長度為7200mm，但考慮水泵機組之間間距，將吸水井長度確定為8000mm，吸水井寬度為2400mm（最終調(diào)整為3000），吸水井高度為6500mm(包括超高300)。經(jīng)計算吸水井有效容積為，大于泵站內(nèi)

24、最大一臺泵5min的抽水量，故滿足要求8.3各工藝標高的設(shè)計350s75B型水泵允許吸上真空高度可在水泵性能曲線上查的，當時，泵軸安裝高度，查表得5（喇叭口局部阻力系數(shù)）；（90度彎頭局部阻力系數(shù)）；（閥門局部阻力系數(shù)）；（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）；（三通）；（同心漸擴管局部阻力系數(shù)）；（同心漸擴管局部阻力系數(shù)）；（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）。經(jīng)計算，但考慮長期運行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，所以取。350s75B型泵。350s75B型泵泵軸標高吸水井最低水位+Hss4.8+3.3=8.1m，?；A(chǔ)頂面標高泵軸標高-泵軸至基礎(chǔ)頂面高度8.1-0.987.12m。泵房地面標高基礎(chǔ)頂面標高-0

25、.206.92m。8.4復核水泵和電機根據(jù)已經(jīng)確定得機組布置和管路情況重新計算泵房內(nèi)得管路水頭損失，復核所需揚程，然后校核水泵機組。 泵房內(nèi)管路水頭損失，所以，水泵揚程，與估計揚程基本相同，選定得水泵機組合適。8.5消防校核消防時，泵站的揚程：其中 地形高差(m)；自由水壓(低壓消防制取20m)；總水頭損失(m)；泵站內(nèi)損失（m）。近期泵站的供水量： 遠期泵站的供水量： 根據(jù)和，在附圖上繪制泵站在消防時需要得水泵工況點，見圖中得X點，X點在兩臺水泵并聯(lián)特性曲線得下方，所以，兩臺水泵并聯(lián)工作就能滿足消防時的水量和水壓要求，說明所選水泵機組能夠適應設(shè)計小區(qū)的消防滅火的要求。9.0設(shè)備的選擇9.1引水設(shè)備 啟動引水設(shè)備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣量其