水泵課程設(shè)計(jì)

1、泵與泵站課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明泵與泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)所給定的原始資料設(shè)計(jì)某城市新建給水工程的送水泵房。一、設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)的主要目的是把泵與泵站中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)工作中，使所學(xué)知識得到鞏固和提高，同時(shí)培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計(jì)資料的獨(dú)立工作能力。二、設(shè)計(jì)基本資料1、某城市最高日用水量為4萬m3/d，時(shí)變化系數(shù)Kh=1.6，日變化系數(shù)Kd=1.3，管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為12m，最不利點(diǎn) 地面標(biāo)高為20m，樓房一般四層（服務(wù)水頭20m），泵站至管網(wǎng)起點(diǎn)設(shè)兩條輸水管（均為鑄鐵管），每條長500m，管徑500mm，泵站處地面標(biāo)高為17.2m，吸

2、水井最高水位17.70m，最低水位14.20m，按一處火災(zāi)核算，消防流量30L/s，發(fā)生火災(zāi)時(shí)管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為17.50m，管網(wǎng)中無水塔。2、地區(qū)氣象資料可根據(jù)設(shè)計(jì)需要由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供。3、水廠為雙電源進(jìn)行。三、工作內(nèi)容及要求本設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容由兩部分組成：1、說明說2、設(shè)計(jì)圖紙其具體要求如下：1、說明書（1）設(shè)計(jì)任務(wù)書（2）總述（3）水泵設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程（4）水泵機(jī)組選擇（5）吸、壓水管的設(shè)計(jì)（6）機(jī)組及管路布置（7）泵站內(nèi)管路的水力計(jì)算（8）輔助設(shè)備的選擇和布置（9）泵站各部分標(biāo)高的確定（10）泵房平面尺寸確定2、設(shè)計(jì)圖紙根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算成果及取水構(gòu)筑物的布置草圖，按工藝初步設(shè)計(jì)要求

3、繪制送水泵房平面圖、剖面圖及機(jī)組大樣圖，圖中應(yīng)繪出各主要設(shè)備、管道、配件及輔助設(shè)備的位置、尺寸、標(biāo)高。泵站建筑部分可示意性表示或省略，在圖紙上應(yīng)列出泵站主要設(shè)備及管材配件的等材料表。1、總述（1）城市最高日用水量為40000m?/d，消防水量按30L/s考慮。（2）吸水井最高水位標(biāo)高為17.70m，最低水位標(biāo)高為14.20m。（3）管網(wǎng)最不利點(diǎn)地面標(biāo)高為20.00m，管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為12.00m，消防時(shí)為17.50m。2、水泵機(jī)組的選擇（1）水泵設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程Q=740.74(L/s)H=HST+Hsev+h輸+h網(wǎng)+hp+安全水頭因?yàn)橛袃蓷l輸水管，所以單管流量 ，查得1000i=

4、9.3785，h輸= 5.16m所以 H=46.96m（2）選擇水泵型號 為了在用水量減少時(shí)進(jìn)行靈活調(diào)度，減少能量浪費(fèi)，利用水泵綜合性能圖選擇幾臺水泵并聯(lián)工作來滿足最高時(shí)用水流量和揚(yáng)程需要，而在用水量減小時(shí)，減少并聯(lián)水泵臺數(shù)或單泵運(yùn)行供水都能保持在各水泵高效段工作。當(dāng)Q=30L/s時(shí)，泵站內(nèi)水頭損失甚小，此時(shí)輸水管和配水管網(wǎng)中水頭損失也較小，假定三者之和為2m，則相應(yīng)的水泵的揚(yáng)程為：根據(jù)Q=740.74L/s，H=46.96m和Q=30.00L/s，H=29.80m，在水泵綜合性能圖上確定兩點(diǎn)連接成參考管道特性曲線，選取與參考管道特性曲線相交的水泵并聯(lián)。通過比較，選用兩臺14Sh-13，一臺1

5、2Sh-9B型水泵并聯(lián)，且選用一臺14Sh-13型水泵為備用泵（見表1）。表1 水泵性能水泵型號流量/(L/s)揚(yáng)程/m轉(zhuǎn)速/(r/min)軸功率/kW效率/%允許吸上真空度值Hs/m重量Wp/kg12Sh-9B1402327.237147082.510878824.577314Sh-132704105037147016418079843.51000即管道特性曲線方程為將水泵特性曲線及管道特性曲線均繪于坐標(biāo)紙上，檢驗(yàn)其效率，得出結(jié)論：上述方案可行。（3）電機(jī)配置 查給排水設(shè)計(jì)手冊第11冊，采用水泵廠家指定的配套電機(jī)，見表2表2 電機(jī)配置水泵型號軸功率/kW轉(zhuǎn)速/(r/min)電機(jī)型號電機(jī)功率/

6、kW重量Wm/kg12Sh-9B82.51081480JS-115-413597014Sh-131641801480JS-127-426015203、機(jī)組布置和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（1）機(jī)組布置 采用單行順列布置，便于吸、壓管路直進(jìn)直出布置，減少水力損失，同時(shí)也可簡化起吊設(shè)備。（2）基礎(chǔ)尺寸 基礎(chǔ)根據(jù)廠家提供樣本，12Sh-9B型和14Sh-13型水泵均不帶底座，其基礎(chǔ)尺寸按水泵、電機(jī)安裝尺寸提供的數(shù)據(jù)確定，見表3。表3 基礎(chǔ)尺寸水泵型號L4/mmL6/mmL8/mmB3/mmb/mmL/mmB/mmH/mm12Sh-9B3209445905206202254102094814Sh/p>

7、600710254311101116其中L= L4 + L6 + L8+ 400， ，W=Wp+Wm， 2400kg/m?。4、吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)（1）管路布置 根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，泵房選用半地下式。每臺水泵設(shè)有獨(dú)立的吸水管直接從吸水井吸水，各泵壓水管出泵房后，在閘閥井內(nèi)以橫向聯(lián)絡(luò)管相接，且以兩條總輸水管送至管網(wǎng)。由后續(xù)計(jì)算、設(shè)計(jì)得知，吸水井中最高水位為17.70m，此時(shí)水泵為自灌式引水，吸水管上設(shè)閘閥，以便停泵檢修時(shí)使用。吸水井最低水位為14.20m，此時(shí)水泵為吸入式引水，需要相應(yīng)的引水設(shè)備，管路布置如右圖。（2）管徑計(jì)算 一臺水泵單獨(dú)工作時(shí)，其流量為水泵吸水管和壓水管所通過的最大流量，根據(jù)單

8、泵運(yùn)行流量初步選定吸水管和壓水管管徑，計(jì)算結(jié)果見表4表4 吸水管和壓水管管徑計(jì)算水泵型號流量/(L/s)吸水管壓水管管徑/mm流速/(m/s)1000i管徑/mm流速/(m/s)1000i12Sh-9B2705001.3754.954002.1516.114Sh-134306001.524.815002.1912.6由圖1可知，橫向聯(lián)絡(luò)管的流量應(yīng)為兩臺大泵并聯(lián)流量Q=690L/s，取d=600mm，則v=2.44m/s，1000i=12.4；每條輸水管按最大總流量的75%考慮，即Q=690×0.75=517.5L/s，取d=500mm，v=2.64m/s，1000i=18.5。（3）

9、管路附件選配 附件見表5橫向聯(lián)絡(luò)管與輸水管選用Z41T-10型閘閥，DN500，L=540mm，W=681kg。5、泵房機(jī)器間布置表5 管路附件選配12Sh-9B14Sh-13名稱型號規(guī)格主要尺寸名稱型號規(guī)格主要尺寸喇叭口DN500鋼制D1=700，H600喇叭口DN600鋼制D1=800，H60090°彎頭DN500R=500mmL=500mm90°彎頭DN600R=600mmL=600mm手動(dòng)蝶閥D40X-0.5DN500L=225mmW=112kg搖桿傳動(dòng)蝶閥D3T41X-6-10DN600L=390mmW=544kg偏心減縮管DN500×300L=810m

10、m偏心減縮管DN600×350L=840mm同心漸擴(kuò)管DN300×400L=790mm同心漸擴(kuò)管DN350×500L=830mm球形補(bǔ)償DN400L=700mm球形補(bǔ)償DN500L=844mm緩閉止回閥HH44T-10DN400L=900mm緩閉止回閥HH44T-10DN500L=1100mm電動(dòng)蝶閥DX941X-10DN400L=310mmW=450kg電動(dòng)蝶閥DX941X-10DN500L=350mmW=600kg90°彎頭DN400R=400mmL=400mm90°彎頭DN500R=500mmL=500mm同心漸擴(kuò)管DN400×

11、500L=260mm十字管DN500L=1000mm（1）機(jī)器間長度 因?yàn)殡姍C(jī)功率大于55KW，故基礎(chǔ)間距取1.5m，基礎(chǔ)與墻壁間距離取1.4m,。除4臺水泵外，機(jī)器間右端按最大一臺機(jī)組布置，設(shè)一塊檢修場地，平面尺寸為4.0m×3.0m，故得機(jī)器間總長度為：（2）機(jī)器間寬度 吸水管蝶閥距墻取1m，壓水管蝶閥一側(cè)留1.2m寬的管理管路，水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距按水管配件安裝的需要確定，故機(jī)器間寬度為：綜上，所以機(jī)器間平面尺寸最后確定為長20m，寬11m。6、吸水井設(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。吸水井最低水位：Hmin =14.2m水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑D（1.31

12、.5）d，取1.33×600 = 800mm水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長度L（3.07.0）×（Dd），取3.0×（800600）600mm喇叭口距吸水井井壁距離（0.751.0）D，取1.0×800 = 800mm喇叭口之間距離（1.52.0）D，取2.0×800 = 1600mm喇叭口距吸水井井底距離0.8D，取700mm喇叭口淹沒水深h（0.51.0）m，取1.0m吸水井井底標(biāo)高：14.201.00.712.5m吸水井高度為：17.700.5012.505.7m吸水井長度為：800×2800×41600×39600

13、mm吸水井寬度為：800×28002400mm所以，初定吸水井長度為9600mm，寬度為2400mm，吸水井高度為5700mm。因?yàn)槲行钏恳獫M足最大泵3min抽水量，即430×3×6077400L77.4m?，而初定吸水井枯水期蓄水量為（14.2012.50）×9.60×2.4039.17m?，故初定吸水井面積不滿足用水需要，調(diào)整為長20000mm，寬4000mm。7、泵站內(nèi)管路的水力計(jì)算取最不利路線，如右圖所示，按大泵計(jì)算（1）吸水管路中水頭損失hs:吸水管路沿程損失為0.02m吸水管路局部水頭損失hls計(jì)算結(jié)果見表6。表6 吸水管路

14、局部水頭損失計(jì)算管道直徑/mm管件阻力系數(shù)最大流量/（L/s）流速v/（m/s）水頭損失/m600喇叭口0.564301.520.06690°彎頭1.014301.520.119蝶閥0.154301.520.018600×350偏心減縮管0.204304.470.204合計(jì)hls=0.407吸水管路水頭損失為0.43m（2）壓水管路水頭損失hd：壓水管路沿程損失為0.16m壓水管路局部水頭損失hd計(jì)算見表7。表7 壓水管路局部水頭損失計(jì)算管道直徑/mm管件阻力系數(shù)最大流量/（L/s）流速v/（m/s）水頭損失/m350×500漸擴(kuò)管0.214304.470.214

15、500止回閥1.74302.190.416蝶閥0.154302.190.03790°彎頭0.964302.190.235十字管0.24302.190.0492×閘閥0.064302.190.029合計(jì)0.98壓水管路總水頭損失1.14m水泵實(shí)際揚(yáng)程枯水位時(shí)：Hmax =（2014.2）+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =46.53m洪水位時(shí)：Hmin =（2017.7）+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =43.03m8、消防校核H =（2014.2）+ 10 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =42.03mQ = 74

16、0.74 + 30 =770.74L/s在坐標(biāo)紙上描出此點(diǎn)可知無需備用泵。9、水泵安裝高度的確定按大泵計(jì)： Hss2.04m取Hss為1.8m。10、輔助設(shè)備的選擇（1）起重設(shè)備：最大起重量為1520 + 340 = 1860kg選用DL型3t單梁橋式起重機(jī)，MDI3-9D型電動(dòng)葫蘆，起升高度為9m。（2）真空泵：排氣量：Q=O.38m?/minHv=266mmHg選用SZ-2型真空泵兩臺，一備一用。（3）排水設(shè)備：選用50QWDL-15潛水排污泵兩臺，一備一用，設(shè)排水溝。（4）通風(fēng)設(shè)備：采用自然通風(fēng)。11、泵房各部分標(biāo)高的確定因Hss定為1.50m，枯水位標(biāo)高為14.20m，所以進(jìn)水管標(biāo)高為

17、14.20+1.50=15.70m。由14Sh-13型水泵外形尺寸中可查得泵軸至基礎(chǔ)頂面距離H1 = 620mm，泵軸中心線高于進(jìn)水管管中心距離H3為320mm，所以進(jìn)水管管中心至基礎(chǔ)頂面的距離為H1H3300mm所以泵基礎(chǔ)頂面標(biāo)高泵進(jìn)水管標(biāo)高（H1H3） 15.40mm基礎(chǔ)高出泵房底按0.2m計(jì)，可得泵房室內(nèi)地坪高程為15.400.2015.20m泵房室內(nèi)地坪高程為15.20m，室外地面高程為17.20米，故泵房為半地下式。地下部分高度為17.2015.202.00m。最高設(shè)備JS-127-4至室內(nèi)地坪高度：取吊物底部至最高一臺機(jī)組頂距f0.5m，則g + f =1.86m 泵房絕對高度為：H = (n+h2+h+d+e+f+g) = 0.1+0.65+1.15+1.2×（2.6761.291+0.99+0.5+1.36 = 6.412m所以取泵房絕對高度為7.0m，其中泵房間高度為5.0m。12、泵房平面尺寸確定根據(jù)基礎(chǔ)尺寸及其間距，泵房地下部分定為長20m，寬10.1m，根據(jù)吊車梁尺寸及其他因素考慮，泵房地面部分長25.30m，寬10.94m。另工藝改進(jìn)討