污水泵站設(shè)計(jì)計(jì)算(給排12級(jí))(共16頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上污水泵站設(shè)計(jì)計(jì)算專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 1 熟悉原始資料及總體設(shè)計(jì)原則在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前應(yīng)仔細(xì)研究設(shè)計(jì)的原始資料，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)教材的有關(guān)部分，收集需用的規(guī)范手冊(cè)及參考資料。并明確設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)原則、工程情況等基礎(chǔ)資料。污水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間。2 格柵設(shè)計(jì)2.1 柵條間隙數(shù)根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)五第192頁(yè)，選用中格柵， 設(shè)過(guò)柵流速取v=0.9 m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝傾角=60°，柵前水深h=0.5m。則柵條間隙數(shù)n=取 n = 462.2 格柵尺寸取柵條寬度s=0.01m，則格柵寬度取進(jìn)水渠

2、寬,漸寬部分展開(kāi)角，則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度：取柵前渠道超高，則柵前槽高柵槽總長(zhǎng)度：2.3 過(guò)柵水頭損失式中，過(guò)柵水頭損失，m； 計(jì)算水頭損失，m； 重力加速度，9.81； 系數(shù)，一般取3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時(shí)， 3 污水泵機(jī)器間設(shè)計(jì)3.1 污水泵流量的確定、設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算3.1.1 污水泵流量取最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)水量為提升泵站的設(shè)計(jì)流量。Qmax=1400m3/h3.1.2 污水泵楊程估算設(shè)泵吸壓水管路的總損失初估為2-4m,安全水頭為1-2m，有效水深為1.52m,2個(gè)閘門(mén)的水頭損失都取0.05m。計(jì)算水泵最低吸水水位。水泵揚(yáng)程可

3、初步按下式計(jì)算： H=HST+h+2=Hss+Hsd+hs+hd+2式中 Hss吸水管地形高度(m),為集水池內(nèi)最低水位與水泵軸線之高差； Hsd壓水地形高度（m），為泵軸線與輸水最高點(diǎn)（即壓水管出口處）之高差；hs和hd污水通過(guò)吸水管路和壓水管路中的水頭損失（包括沿程損失和局部損失）。其中12m為安全水頭，取2m。取有效水深為1.7m格柵前水位=來(lái)水管設(shè)計(jì)水位-閘門(mén)1水頭損失=-4.30-0.05=-4.35m格柵后水位=格柵前水位-過(guò)柵水頭損失=-4.35-0.09=-4.44m最高水位=格柵后水位-閘門(mén)2水頭損失=-4.44-0.05=-4.49m最低水位=最高水位-有效水深=-4.49

4、-1.7=-6.19mHST=沉砂池設(shè)計(jì)水位標(biāo)高-最高水位=4.20-（-6.19）=10.39mH=HST+h+2=10.39+3+2=15.4m 3.1.3 選泵參考特性曲線(ab線)的求算 b點(diǎn)：Qb坐標(biāo)原點(diǎn)流量 Hb=Hss+Hsd+2圖1 QW潛污泵型譜圖3.2 污水泵設(shè)計(jì)方案確定3.2.1 提方案所選方案應(yīng)為可行方案。選泵時(shí)應(yīng)注意： a在滿足最大工況要求的條件下，應(yīng)盡量減少能量的浪費(fèi)。 b合理利用各水泵的高效段。 c盡可能選用型號(hào)泵，使型號(hào)整齊，互為備用。 d盡量選用大泵，但也應(yīng)按實(shí)際情況考慮大小兼顧，靈活調(diào)配。eh值變化大，則可選不同型號(hào)泵搭配運(yùn)行。f保證吸水條件，照顧基礎(chǔ)平齊，

5、減少泵站埋深。s考慮必要的備用機(jī)組。h考慮泵站的發(fā)展，實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合。所提方案如下表：表1 選泵方案方案編號(hào)用水變化范圍（m3/ h）運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù)第一方案選用兩臺(tái)<9401臺(tái)300QW800-15-55940-14002臺(tái)300QW800-15-55第二方案選用三臺(tái)<7351臺(tái)250QW600-15-45735-13402臺(tái)250QW600-15-451340-14003臺(tái)250QW600-15-45（1）繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線 在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，

6、H2）代入H=HX-SXQ2,解出Sx和HX，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，600），（12.9,700）。解出Sx=1.5×10-5 , HX=20.8取點(diǎn)列表：表2 1臺(tái)水泵一Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)0100200300400500600700800H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512.9810.56表3 2臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512

7、.9810.56表4 3臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456Q（m3/h)030060090012001500H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.8描點(diǎn)法繪圖得：圖2 單泵及并聯(lián)特性曲線（2）繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解得S和HX值，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，800），（13.5,900）。解出Sx=8.82×10-6 ,HX=20.64表5 1臺(tái)

8、水泵二Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)0100200300400500600700800900H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5表6 2臺(tái)水泵二并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)020040060080010001200140016001800H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5描點(diǎn)法繪圖得：圖3 水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線3.2.2 進(jìn)行方案比較后，確定設(shè)計(jì)方案表7 選泵方案比較表方案編號(hào)用水變化范圍運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù)泵揚(yáng)程（m）所需

9、揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率（%）泵效率（%）第一方案選用兩臺(tái)300QW800-15-55<940一臺(tái)300QW800-15-5512.812.810082.789401400兩臺(tái)300QW800-15-5512.8-16.312.813.78410082.78第二方案選用三臺(tái)250QW600-15-45<735一臺(tái)250QW600-15-4512.1512.1510082.67351340兩臺(tái)250QW600-15-4512.1513.512.1513.510082.613401400三臺(tái)250QW600-15-4513.517.313.513.779-10082.6（1）方案比較 從運(yùn)

10、行費(fèi)用方面：方案一，方案二均能滿足用水要求，方案一方案揚(yáng)程利用率較高,而方案二富余揚(yáng)程多，利用率較低。且在用水量低時(shí)，方案二會(huì)造成很大的能耗，故方案一較優(yōu)； 從運(yùn)行方面維護(hù)方面看：因?yàn)槭褂玫氖峭N型號(hào)（或同樣）的水泵，管道附件變化較少，便于施工維護(hù)，同時(shí)也便于泵的輪換工作，互為工作、備用泵； 發(fā)展方面：方案一起初采用小葉輪，用水量逐漸增大時(shí)，將可改換成大葉輪。同時(shí)，也為遠(yuǎn)期供水預(yù)留了水泵位，具有很好擴(kuò)容的條件； 方案一水泵效率高，較節(jié)能。例，經(jīng)過(guò)比較幾個(gè)方案，300QW800-15-55型泵效率高，平時(shí)運(yùn)行費(fèi)低，且并聯(lián)輸送水量大，能滿足發(fā)展需要。選用方案二，選用3臺(tái)300QW800-15-55

11、型泵，二用一備。（2）查出所選水泵及電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。表8 水泵性能參數(shù)表水泵型號(hào)Q(m3/h)H(m)轉(zhuǎn)速r/min軸功率(KW)效率(%)允許吸上真空高度Hs葉輪直徑D進(jìn)口法蘭DN出口法蘭DN泵重(噸備注300QW800-15-55800159805582.78-3001.350表9 配用電機(jī)性能參數(shù)表電機(jī)型號(hào)功率(KW)轉(zhuǎn)速r/min電壓(V)重量(噸)參考價(jià)格Y315S-6759803800.990-3.3 水泵機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定圖4 潛污泵尺寸圖圖5 潛污泵安裝尺寸圖3.3.1 查出水泵的外形尺寸及安裝尺寸根據(jù)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11冊(cè)及網(wǎng)絡(luò)等資料，查出所選泵的安裝尺寸。3.3.2 計(jì)算

12、機(jī)組基礎(chǔ)尺寸基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=地腳螺栓孔間距+（400500）mm =p+400=780+400mm=1180mm基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓孔間距+（400500）mm =y+400=770+400=1170mm基礎(chǔ)高度H=3.0w/LBr=3.01350(1.181.)=1.22m式中： W-機(jī)組總重量 r-混泥土容重2400kg/ m33.3.3基礎(chǔ)校核：a、基礎(chǔ)重量=1.181.171.=4042.40kg機(jī)組重量=1350kg 滿足基礎(chǔ)重量=機(jī)組重量×3，符合要求b、基礎(chǔ)高度1220mm50cm ,符合要求頂面高出室內(nèi)地坪取30cm>1020cm3.4 水泵機(jī)組布置本泵站分三期建設(shè)

13、，本設(shè)計(jì)為最后一期工程。（1）水泵機(jī)組布置原則機(jī)組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機(jī)組布置應(yīng)保證運(yùn)行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長(zhǎng)度最短、接頭配件最少、水頭損失最小，降低平時(shí)運(yùn)行費(fèi)用，并應(yīng)考慮泵站有擴(kuò)展的余地。水泵機(jī)組的排列決定泵房建筑面積的大小，應(yīng)盡量縮小泵房面積，降低造價(jià)。（2）泵站排列方式污水泵站一般有圖5三種排列方式：圖6 污水泵站排列方式3.5 確定泵站類型根據(jù)泵站的平面形式，泵站的布置形式有圓形和方形；根據(jù)泵站機(jī)器間地面與室外地面相對(duì)標(biāo)高，泵站又分為地面式、半地下式和地下式泵站。應(yīng)根據(jù)吸水面高度、地質(zhì)情況、供水要求的可靠程度、水泵的充水方式、水泵允許吸上真空高度等因素選擇

14、。污水泵站啟動(dòng)頻繁，應(yīng)采用自罐式吸水方式；方形泵房有利于設(shè)備布置。3.6 計(jì)算吸、壓水管及聯(lián)絡(luò)管直徑表9 吸、壓水管及聯(lián)絡(luò)管管徑計(jì)算表泵型管道最大流量Q（m3/h）估計(jì)流速V（m/s）計(jì)算管徑D（mm）選用管徑D（mm）實(shí)際流速V（m/s）300QW800-15-55吸水管無(wú)吸水管壓水管8502.003884001.88聯(lián)絡(luò)管14851.505916001.463.7 布置機(jī)組與管道，確定泵房平面尺寸（1）機(jī)組、設(shè)備間距布置要求（參見(jiàn)tb,P164-166）圖7 泵房機(jī)組間布置圖（2）吸水口間距和離墻距離應(yīng)符合圖8要求（附尺寸標(biāo)注示意）圖8 吸水口間距及離墻距離 圖9 機(jī)器間尺寸計(jì)算圖（3）確

15、定機(jī)器間長(zhǎng)、寬，并畫(huà)出機(jī)器間布置如圖9 （4）壓水管路設(shè)計(jì)要求泵站內(nèi)的壓水管路要求堅(jiān)固而不漏水，因污水宜腐蝕管道，采用鑄鐵管。為便于拆裝與檢修，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)法蘭接口。為了安裝上方便和避免管路上的應(yīng)力傳至水泵，一般應(yīng)在壓水管路設(shè)置伸縮節(jié)或柔性的橡膠接頭。為了承受管路中內(nèi)壓力所造成的推力，在一定的部位上(各彎頭處)應(yīng)設(shè)置專門(mén)的支墩或拉桿。在不允許水倒流的給水系統(tǒng)中，應(yīng)在水泵壓水管上設(shè)置止回閥。（5）確定泵房機(jī)器間平面尺寸要求查出閥門(mén)、管件長(zhǎng)度，并圖示。圖10 機(jī)器間尺寸計(jì)算圖3.8 確定水泵機(jī)組安裝標(biāo)高和機(jī)器間標(biāo)高圖11 高程計(jì)算圖3.9 吸、壓水管的水頭損失計(jì)算（1）沿線水頭損失計(jì)算管道沿程水頭

16、損失hy=iL其中：L管段長(zhǎng)度i水力坡降（單位長(zhǎng)度管段的水頭損失) AB管HAB=B點(diǎn)標(biāo)高-A點(diǎn)標(biāo)高A點(diǎn)標(biāo)高=喇叭口距池底標(biāo)高0.8D+池底標(biāo)高池底標(biāo)高=柵前水位標(biāo)高-柵前水深取柵前水深0.3m，柵前水位標(biāo)高=-4.35m0.8D=0.24m（D為喇叭口直徑DN300）則A點(diǎn)標(biāo)高=-4.41mB點(diǎn)標(biāo)高=聯(lián)絡(luò)管埋深高度=0.7+聯(lián)絡(luò)管半徑 圖12 局部水頭損失計(jì)算圖=0.7+0.3=1m故HAB=1-（-4.41）=5.41m故LAB=豎管+橫管=5.41+2.38+1.47+0.48（閘閥長(zhǎng)度）+0.31（止回閥長(zhǎng)度）+0.255（伸縮節(jié)長(zhǎng)度）=10.31mBC管段LBC=2.38mCD管段L

17、CD=1.59+沉砂池設(shè)計(jì)水位標(biāo)高-B點(diǎn)標(biāo)高=1.59+4.20-1.0=4.8mAB管采用DN400壓力管，流速1.88m/s，1000i=12.4BC、CD管段采用DN600，流速1.46m/s，1000i=4.4則hy=iL=（2）計(jì)算局部水頭損失 表10 局部水頭損失計(jì)算表序號(hào)管件名稱管件局部阻力流量Q最大流速v(m)局部水頭損失(m)直徑系數(shù)(m3/h)(m/s)（mm）1喇叭口4000.18503.340.570.0572彎頭2個(gè)4000.68501.880.180.113漸擴(kuò)管0.138503.340.570.074490°彎頭2個(gè)6001.114851.460.110

18、.125漸擴(kuò)管0.128501.880.180.02166球形伸縮節(jié)4000.218501.880.180.0387閘閥4000.078501.880.180.01268止回閥4002.58501.880.180.45990°彎頭3000.528503.340.570.296.10三通管2個(gè)1.6214851.460.110.1781.757（3）總水頭損失 各管段水頭損失為沿程水頭損失和局部水頭損失之和。再計(jì)算總水頭損失，即計(jì)算A-D管路水頭損失，為AB管段、BC管段、CD管段水頭損失之和。則水泵所需總揚(yáng)程：H=10.39+1.92+2=14.31m3.10 水泵工況點(diǎn)的校核（1）水泵管道特性曲線比阻=1.76/14852=7.9