水泵設(shè)計(jì)計(jì)算

1、平頂山工學(xué)院市政工程系 0214081-2班水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的目的1、通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生所獲得的專業(yè)理論知識(shí)加以系統(tǒng)化，整體化，以便于鞏固和擴(kuò)大所學(xué)的專業(yè)知識(shí)；2、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析，解決實(shí)際問題的能力；3、提高設(shè)計(jì)計(jì)算技巧和編寫說明書與繪圖能力；4、為適應(yīng)工作需要打一下的基礎(chǔ)。考慮美觀以與便于施工等要求， 根據(jù)可能和合理方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定工程樞紐的布局，建筑物的結(jié)構(gòu)型式，材料和施工方法等。二、設(shè)計(jì)題目：海口城市凈水廠送水泵站三、設(shè)計(jì)原始資料1、任務(wù)書某城市所需用水量 22.8 X104 m3/d，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高 66.60 m、服務(wù)水頭24m，泵站處的地面標(biāo)

2、高 65.3 m、水池最高水位 64.60m、 水池最低水位標(biāo) 61.60m，經(jīng)計(jì)算管網(wǎng)水頭損失 19.93m。試進(jìn)行泵站工 藝設(shè)計(jì)。2、地區(qū)氣象資料：最低氣溫：-515 C，最高氣溫：3541 C，最大冰凍深度15 cm。3、泵站地址1 /001 /00地形圖（暫缺）4、站址處要求抗震設(shè)計(jì)烈度為 7°。5、電源資料：采用雙回路供電，電壓等級(jí)為:220V、380 V、10KV。四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 城鎮(zhèn)給水廠送水泵站擴(kuò)初設(shè)計(jì)。五、設(shè)計(jì)成果：1. 說明書：概述：包括設(shè)計(jì)依據(jù)、機(jī)組選擇、臺(tái)數(shù)、泵站形式和建筑 面積、啟動(dòng)方式等。2. 計(jì)算書：按教材中所要求步驟計(jì)算，寫明計(jì)算過程并附必要草圖。

3、圖紙：泵站平、剖面圖各一張（比例1/01 200 ）。六、設(shè)計(jì)依據(jù)1 、水泵與水泵站教材2、給排水設(shè)計(jì)手冊第一、十、十一冊3、快速給排水設(shè)計(jì)手冊第四、第五冊七、設(shè)計(jì)時(shí)間安排 給水排水工程泵站課程設(shè)計(jì)時(shí)間 18 周一周（ 2010 年 12 月 27 日 31 日），要求學(xué)生集中時(shí)間完成全部內(nèi)容，時(shí)間安排如下：1 、基礎(chǔ)資料收集 0.5d2、 泵站規(guī)模計(jì)算與運(yùn)行方式確定1d3、 水泵選型與泵房布置0.5d4、 泵房平面圖、剖面圖繪制2d5、 整理設(shè)計(jì)計(jì)算書和說明書1d八、設(shè)計(jì)紀(jì)律要求1、設(shè)計(jì)中要自主完成，杜絕抄襲現(xiàn)象。2、正常上課期間所有設(shè)計(jì)學(xué)生必須到教室進(jìn)行設(shè)計(jì)，上午8 : 00 12 ：00

4、 ，下午 2：00 3 ：45 ，不得遲到和早退。3、設(shè)計(jì)期間指導(dǎo)教師實(shí)行不定期點(diǎn)名制度，兩次無故不到者設(shè)計(jì)成績降級(jí)。四次無故不到者設(shè)計(jì)成績?yōu)椴慌c格。4、由于設(shè)計(jì)時(shí)間較緊，希望同學(xué)們克服困難，按時(shí)、認(rèn)真完成 本次設(shè)計(jì)任務(wù)。九、成績評定 學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成績由指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)期間的設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、答辯、出勤等情況綜合評定。成績分：優(yōu)、良、中、 與格、不與格五個(gè)等級(jí)。其中，設(shè)計(jì)圖紙占 50% ，設(shè)計(jì)說明書占 30% ，答辯占 10% ，出勤 占 10% 。成績評定標(biāo)準(zhǔn)如下：優(yōu) ：能認(rèn)真完成設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的要求，設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格要求自己， 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，圖紙整潔、繪制標(biāo)注規(guī)范，設(shè)計(jì)方

5、案合理，思路清 晰，設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容充實(shí)工整，應(yīng)用理論正確，有創(chuàng)新性。答辯正確， 設(shè)計(jì)期間出滿勤。良 ：能較好的完成設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的要求，能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè) 計(jì)思路較清晰，平面布置合理、圖紙繪制標(biāo)注規(guī)范、整潔，設(shè)計(jì)認(rèn)真， 應(yīng)用理論正確，答辯正確，設(shè)計(jì)期間出滿勤。中 ：能完成設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的要求， 平面布置基本合理、 圖紙繪制規(guī)范、 字體和數(shù)字標(biāo)注較整潔， 設(shè)計(jì)較認(rèn)真， 應(yīng)用理論基本正確， 答辯基本正確， 設(shè)計(jì)期間出滿勤。設(shè)計(jì)方案基本合理與格： 能基本完成設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的要求，設(shè)計(jì)思路欠佳，平面布置欠 合理、圖紙繪制規(guī)范、字體和數(shù)字標(biāo)注欠整潔，應(yīng)用理論無原則錯(cuò)誤，答 辯時(shí)問題回答不全面正確，設(shè)計(jì)期間

6、有缺勤現(xiàn)象。設(shè)計(jì)圖紙一般。不與格 ：凡有下列情況之一者以不與格論： 1）未達(dá)到設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的 基本要求。 2）設(shè)計(jì)出現(xiàn)原則性的錯(cuò)誤，圖紙繪制有明顯錯(cuò)誤、字體和數(shù) 字標(biāo)注不整潔，應(yīng)用理論有原則錯(cuò)誤，回答問題錯(cuò)誤。3）設(shè)計(jì)缺勤累計(jì)達(dá)三分之一以上者。十、設(shè)計(jì)日期： 2010 年 12 月 27 日 31 日交圖日期： 2010 年 12 月 31 日下午 16 ：00 十一、指導(dǎo)教師：朱偉萍 楊廣建 王遠(yuǎn)紅 譚水成環(huán)境與市政系給排水教研室2010 年 12 月第一節(jié)概述1.1根據(jù)城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，該泵站擬建于城鎮(zhèn)南端，設(shè)計(jì)為中型送水泵站。1.2泵站的設(shè)計(jì)水量為 22.80 萬m3/d。1.3消防用水量30

7、0 L/s_o1.4經(jīng)給水管網(wǎng)水力計(jì)算后，有：根據(jù)用水曲線確定二泵站工作制度，分兩級(jí)工作。第一級(jí)，從6: 00到20 : 00，每小時(shí)占全天用水量的 4.8 % 第二級(jí)，從20 : 00到6: 00，每小時(shí)占全天用水量的 2.9 %最大用水時(shí)水泵站所需揚(yáng)程為59.03m，其中幾何壓水高54.53m ；最大用水加消防時(shí)泵站所需揚(yáng)程為56.49m，其中幾何壓水高53.99m o1.5清水池至泵站址的水平距離為543m o1.6泵站處地面標(biāo)高為65.30%o1.7清水池最低水位標(biāo)高 64.60吐，清水池最低水位在地面以下3m。1.8地下水位標(biāo)高61.60% o1.9給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)的地形標(biāo)高為

8、66.60m，建筑層數(shù)為8層，自由水壓為36米。1.10 冰凍深度1.5m o第二節(jié)水泵機(jī)組的選擇2.1泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定供水流量/(L/s)水頭損失/m集水井 最低水 位與控 制點(diǎn)地 面咼差/m自由水壓/m泵站內(nèi)輸水管管網(wǎng)二級(jí)供水3166.6722.619.93254.53消防供水3個(gè)火占八、3466.6723.124.59253.99泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)流量：QA 22.8 104 5% 11400m3/h 3166.67L/S泵站二級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)流量：Qn 22.8 1042.9%6612m3/h 1836.67L/S泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：H a H01h站內(nèi)h安全 = = 54.

9、53 2 1m 57.53m其中 H oi 最大用水時(shí)幾何壓水高（m）;h站內(nèi)水泵站內(nèi)水頭損失（m）（初步估計(jì)為2m）；h呆證一安全水頭（初步估計(jì)為1m ）0泵站二級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程：H2 Zc Hoh2h 泵站內(nèi) h安 =2+54.53+22.53 X1.32/2.2 2+1.5=64.5m其中h2為二級(jí)供水時(shí)輸配水管網(wǎng)的壓力損失消防時(shí)：泵站最大用水加消防時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量為：Qc 3166.67L/S 300L/S 3466.67L/S泵站最大用水加消防時(shí)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：HC Hi A 57.53 3 60.53m2.2選擇水泵為了在用水量減少時(shí)進(jìn)行靈活調(diào)度，減少能源浪費(fèi)，利用智能選泵系 統(tǒng)選

10、出幾種方案，進(jìn)行搭配，而在用水量少時(shí)，減少泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使每 臺(tái)泵都能在高效段運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的?？捎霉苈诽匦郧€進(jìn)行選泵，先求出管路特性曲線方程中的參數(shù)，因?yàn)?Hst 2 3638m，所以S ( hh泵站內(nèi))/Q2 (22.53 2.00)/2.22 5.07s2/m5因此 H Hst SQ238 5.07Q2繪制水泵Q-H曲線管路特性曲線關(guān)系表見下：Q/m 3/hQ/m 3/sBiH10000.280.438.420000.561.5939.5930000.833.4941.4940001.116.2544.2550001.399.847.860001.6714.1452.147

11、0001.9419.0857.0880002.2224.9962.9990002.531.6969.69100002.7839.1877.18110003.0647.4785.47120003.3356.2294.22根據(jù)上述分析反復(fù)比較水泵特性曲線，選擇500S59A型水泵選泵表:型號(hào)轉(zhuǎn)速r/mi n流量m3/h揚(yáng)程m軸功率電機(jī)功率效率500S59A970150057315400741872493337521703932072在根據(jù)選泵結(jié)果來看，此次設(shè)計(jì)選用5臺(tái)500S59A型水泵，一級(jí)供水時(shí)，全部打幵運(yùn)行。二級(jí)供水時(shí)，運(yùn)行三臺(tái) 500S59A型水泵，完全滿足供水條件。在選用備用泵的時(shí)候，選

12、用一臺(tái)500S59型，電動(dòng)機(jī)功率為450kW,這臺(tái)備用泵也完全能夠滿足用水條件。2.3 電機(jī)的選擇根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機(jī)參數(shù)如下:500S59A 的選用： Y400-54-6 N=400KW根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機(jī)參數(shù)如下：500S59 的選用： Y450-46-6 N=450KW第三節(jié) 水泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)500S59A 系列水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)， 根據(jù)水泵尺寸（見附件二） 、電動(dòng)機(jī)安裝尺寸（見附件二） ，有： 基礎(chǔ)長度1 =相應(yīng)地角螺釘間距大者 + （400500 ）=l_2 l_3 B （400500） 1167 580 1000 400 3147mm

13、 （取3200mm）基礎(chǔ)寬度B =相應(yīng)地角螺釘間距大者 + （400500 ）=A （400 500）7104001110mm基礎(chǔ)咼度H= 2.5 4.0 W7K泵W電機(jī)/ L B=3.02570 3000 / 3.89 1.10 24001.63m （取 1.7m）其中 W水泵一水泵重量（kg）;wfe機(jī)一電機(jī)重量（kg）;l 基礎(chǔ)長度（m ）B 基礎(chǔ)寬度（m ）;基礎(chǔ)密度（kg/m 3）（混凝土密度p = 2400kg/m 3）備用泵 500S59 系列水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基 礎(chǔ)，根據(jù)水泵尺寸（見附件二） 、電動(dòng)機(jī)安裝尺寸（見附件二） ，有： 基礎(chǔ)長度1 =相應(yīng)地角螺釘

14、間距大者 + （400500 ）=L2 L3 B （400500 1157 580 820 450 3007mm （取3010mm ）基礎(chǔ)寬度B =相應(yīng)地角螺釘間距大者 + （400500 ）=A （400 500）11004001500mm基礎(chǔ)咼度H= 2.5 4.0 W7K泵W電機(jī)/ L B=3.02500 2720 /3.75 0.82 24002.1m其中W水泵一水泵重量（kg ）;嘰機(jī)一電機(jī)重量（kg ） ;L 基礎(chǔ)長度（m ）B 基礎(chǔ)寬度（m ）;基礎(chǔ)密度（kg/m 3）（混凝土密度p = 2400kg/m 3）第四節(jié)水泵吸水管和壓水管的計(jì)算一臺(tái)500S59A 型水泵工作時(shí)，其最大

15、流量 Q 1872L/S，為吸水管和壓水管所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑 DN=600mm,壓水管管徑DN = 500mm。根據(jù)公式 Dn. 4Q/n v計(jì)算得：當(dāng)吸水管管徑 DN = 600mm 時(shí)，流速v=1.84m/s ;當(dāng)吸水管管徑 DN = 500mm 時(shí)，流速v=2.64m/s ;一臺(tái)500S59型水泵工作時(shí)，其最大流量 Q 1363L/S，為吸水管和壓水管 所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑DN=500mm,壓水管管徑DN = 450mm。根據(jù)公式 DN , 4Q/n v計(jì)算得：當(dāng)吸水管管徑 DN = 600mm 時(shí)，流速v=1.74m/s ;當(dāng)吸水管管徑 DN = 50

16、0mm 時(shí)，流速v=2.50m/s每臺(tái)水泵都單獨(dú)設(shè)有吸水管，并設(shè)有手動(dòng)常開檢修閥門，型號(hào)為Z45： 10, DN = 500mm , L= 540mm , W = 678kg。壓水管設(shè)有電動(dòng)操作閥，型號(hào) D971X ( H、F), DN = 200mm , L =60mm ,W = 57kg。手動(dòng)常幵檢修閥門，型號(hào)為Z45W 10 , DN = 200mm , L = 330mm ，W = 117kg。并設(shè)有聯(lián)絡(luò)管(DN = 600mm ),由兩條輸水 干管(DN = 2000mm )送往城市管網(wǎng)。為預(yù)防停泵水錘， 每臺(tái)水泵配有液壓緩閉蝶形止回閥， 型號(hào)HBH41H-10 , DN=200 L

17、=152mm, W = 114kg。泵房內(nèi)管路采用直進(jìn)直出布置，直接敷設(shè)在室內(nèi)地板上。第五節(jié) 泵房形式的選擇根據(jù)清水池最低水位標(biāo)高 H=64.60m 和水泵 Hs=3.0m 的條件, 確定 泵房為矩形半地下式。半地下室泵房結(jié)構(gòu)比分機(jī)型復(fù)雜,有地上和地下結(jié)構(gòu)。地上結(jié)構(gòu)與分 基式泵房基本相同,地下結(jié)構(gòu)是無水的干室。水泵機(jī)組安裝在干室內(nèi),泵 房底板與機(jī)器基礎(chǔ)常用鋼筋混凝土澆筑成整體。這種結(jié)構(gòu)適用于水位變幅 較大或吸水揚(yáng)程較低的水泵機(jī)組,采用干室型泵房。主機(jī)布置形式采用最常用的一行式排列。這種形式簡單，整齊，泵房跨度小，適應(yīng)于臥，立式機(jī)主，但機(jī)器臺(tái)數(shù)較多時(shí)，泵房長度與集水池寬 度較大。中小型臥式機(jī)主的

18、輔助設(shè)備較少，泵房一般由主機(jī)間，檢修間組成， 配電間有可能設(shè)在泵房內(nèi)，也可能另配配電間。第六節(jié) 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。清水池最低水位（視為吸水池最低水位） = 清水池最低水位清水池至吸水井水頭損失=64.60-3=61.60m;水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑D （1.31.5 ） d=1.40 X600=840mm；水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長度 L（3.07.0）X（Dd）=4X（800-600 ） =800mm；喇叭口距吸水井井壁距離（0.751.0） D = 0.95 X800 = 760mm ;喇叭口之間的距離（1.5 2.0） D = 2.0 X800

19、= 1600mm ;喇叭口距吸水井井底距離（0.81.0 ） D = 640mm ;喇叭口淹沒水深 h=1.5m 。備用泵的各持寸為：D=800mm, 距井壁距離 700mm, 距井底 600mm所以，吸水井長度為 7400mm （根據(jù)管道布置調(diào)整為 7400mm ），吸 水井寬度為 3200mm （最終調(diào)整為 3200mm ），吸水井高度為 3.24mm第七節(jié)管道配件的選取列表配件選取表名稱規(guī)格單位數(shù)量備注真空泵SZB-8臺(tái)2臺(tái)備用同心漸擴(kuò)管DN600 500個(gè)6L=900 安裝在吸水管上同心漸擴(kuò)管DN600 600個(gè)6L=900 安裝在吸水管上多功能閥門DN500 L=1100個(gè)6JD74

20、5X-25三通DN600 600個(gè)2L=940mmH=470mm 安裝在吸水管上四通DN600 600 600個(gè)2L=940mmH=940mm 安裝在吸水管上蝶閥DN600 L=150mm個(gè)14D371J-10 安裝在吸水管上90度彎頭DN600個(gè)6L=905mm安裝在吸水管上水泵500S59A臺(tái)6臺(tái)備用500S59電機(jī)Y400-54-6臺(tái)6Y400-54-6400kW喇叭口DN700-500個(gè)6L=800mm安裝在吸水管上超聲波流量計(jì)DN600個(gè)2SP-1潛水排污泵50QW15-7-0.75臺(tái)2臺(tái)備用起重機(jī)SC臺(tái)1起升高度3-12m 跨度7m ， 重量20.6kg第八節(jié)泵房尺寸的確定泵房長度

21、：對于配電間在內(nèi)部的，泵房長度應(yīng)為主機(jī)間與檢修間尺寸的和再加上配電間尺寸，計(jì)算可得泵房長度為30m o泵房寬度：是指根據(jù)機(jī)主外形尺寸，進(jìn)出水管路的布置與其閥間的長度，安裝檢修操作所必需的空間，計(jì)算可得泵房寬度為12.7m o泵房高度的確定：H0=h 1+h 2+h 3+h 4+h 5H=H 0+h 6+h 7H0 電動(dòng)機(jī)層樓板至起重機(jī)梁軌面的高度hi 起吊時(shí)電動(dòng)機(jī)高出電動(dòng)機(jī)層地坪的高度h2 -吊件與電動(dòng)機(jī)之間的安全矩，取0.30.5mh3 最大長度吊件，一般為泵軸，有時(shí)也包括葉輪h4 吊鉤與吊件之間捆扎長度（ m）h5 吊鉤與起重機(jī)梁軌面的最小距離（ m ）,有起重機(jī)樣本查的h6 起重機(jī)梁軌面

22、與起重機(jī)頂面高度（ m ），有起重機(jī)樣本查的 h7 起重機(jī)頂面至屋頂下弦的距離，一般取 0.30.5m 故 H=H 0+h 6+h 7= 12m 。根據(jù) 500S59A 系列水泵與其配套電動(dòng)機(jī)安裝尺寸可得： H 355mm ，H1 898mm ， H2 268mm 。則水泵軸線標(biāo)高 =66.821m 。泵房挖深 =2.855m 。泵房底面標(biāo)高 = 泵站地面標(biāo)高 -泵房挖深 =65.3-2.855=62.445m。基礎(chǔ)埋入水泵房底平面 1.5m 。第九節(jié) 輔助設(shè)備的選擇9.1 引水設(shè)備 啟動(dòng)引水設(shè)備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣 .9.2 計(jì)量設(shè)備在送水管設(shè)有電磁流量計(jì)，采用 MT900F 系列， DN500mm 。電磁 流量計(jì)的選擇，主要是按被測管道中設(shè)計(jì)流量的 1.2-1.4 倍選擇相應(yīng)最大 流量的流量計(jì)。在壓水管上設(shè)壓力表，型號(hào)為 Y 602，測量范圍為0.0I.OMPa ; 吸水管上設(shè)真空表，型號(hào)為 Z-602，測量范圍為0.0760mmH9 。9.3 起重設(shè)備選取 LD-A 型電動(dòng)單梁起重機(jī)，運(yùn)行速度 30m/min ，起重重量 2t ，跨度 14m ，起升高度 12m 。根據(jù)起重機(jī)的要求計(jì)算確定泵房凈高度 12m 。9.4 排水設(shè)備為了保持泵