泵站課程設計說明書

1、天津仁愛學院2013年級本科生課程設計送水泵站設計說明書第一章泵站設計控制值出水量及揚程的確定1.1 設計工況點的確定Qmax采用城市高日高時用水量加水廠自用水量，Qmaxi=800L/sHpnlZoZp+Ho+ho十%水十h管內(nèi))父1.05(m)(1)式中Z0一管網(wǎng)最不利點的標高(m),為22m；Zp一泵站吸水池最低水面標高(m),吸水井最低水位16m；H。一管網(wǎng)最不利點的自由水頭(m),為28m；h管網(wǎng)一最高日最高時管網(wǎng)水頭損失(m);h輸水一最高日最高時輸水管水頭損失(m),有時輸水管很短，這部分常包括在h管網(wǎng)內(nèi)；h管內(nèi)一泵站內(nèi)吸、壓水管管路系統(tǒng)水頭損失(m),估算為22.5m；1.05

2、安全系數(shù)；Hp一泵站按Qmax供水時的揚程(m)。Qmax=800L/SHp=(2216+28+12.8+2.5)M1.0551.77(m);Q=30L/sHp=(22-16280.0182.5)1.05:38.34(m)1.2 校核工況點的確定1)高日高時加消防時校核Q'=Qmax1+Q肖(L/S)(2)H；=(Z。-Zp+10+h&j+h4水+h管內(nèi))父1.05(m)(3)22式中Q消一城市消防用水量（L/s）;Q'一消防時泵站總供水量（L/s）;h看網(wǎng)一消防時管網(wǎng)的水頭損失（m）;h看水一消防時輸水管水頭損失（m）;10低壓制消防時應保證的最不利點自由水頭（m）；

3、H；一消防時泵站的揚程（m）0Q：=800+40=840L/S_,_._._Hp=（22-161014.1122.5）1.05:34.24mHp>H；滿足要求。第二章水泵的選擇水泵的選擇包括確定水泵的型號和臺數(shù)。所選定的泵站中工作泵(并聯(lián))的最大供水量和揚程應滿足Qmax和HP,同時要使水泵的效率較高。選擇單級雙吸泵，若現(xiàn)有水泵不合適時，可以采用調(diào)節(jié)水泵性能的方法，如切削葉輪等。2.1 畫設計參考線在水泵綜合性能圖上通過以下兩點連直線，得選泵時可參考的管路特性曲線設計參考線。b點：Q=30(L/s),H=Z0-Zp+H0+h管內(nèi)電38.3ma點：Q=800(L/s),H%51.8m在水泵

4、綜合性能圖上與設計參考線相交的且并聯(lián)后能滿足設計工況點的泵型，都可作為擬選泵，在組成方案時加以考慮。2.2 選泵方案比較表2-2選泵方案比較編號范圍(L/s)運行泵型號及臺數(shù)水泵揚程(m)程(m)率水泵效率%20SH-91臺20SH-983806608006052505283.33100一14SH-131臺12SH-9A8384兩臺12SH-9A5006601臺20SH-96350495077.7810084791臺14SH-1382834205005549484987.271001臺12SH-9A82833104202臺12SH-9A5948474879.6610064752303001臺1

5、4SH-135747464780.71007483<2301臺12SH-13>46<46<84方案二需要：1臺14SH-1383,臺三臺14SH-1312SH-9A6808003臺12SH-9A6252505280.6510083841臺14SH-1382835006802臺12SH-9A6250495079.0310082831臺14SH-1382834205001臺12SH-9A5649484985.7110082833104202臺12SH-9A5948474879.6610064752303101臺14SH-135747464780.71007483<23

6、01臺12SH-9A>46<4684對以上兩個方案進行比較，可以看出第二套方案的運行效率高，故選用第二種方案，選用一臺14SH-13和三臺12SH-9A組合，并選用一臺14SH-13作為備用泵。2.3 選泵后的校核選泵后，按照發(fā)生火災的供水情況，校核泵站是否能滿足消防要求。把泵站中備用泵與最大供水時所用的工作泵并聯(lián)起來，畫出并聯(lián)曲線，可以看出消防時所需工況點（Q',Hp'）位于并聯(lián)曲線之下，如圖校核合格。管網(wǎng)事故時泵站供水能力也按上述原則進行校核。第三章動力設備的配置動力設備采用電動機，水泵選定后，根據(jù)水泵樣本載明的電動機來選擇列表說明所選水泵配備之電動機的功率、轉(zhuǎn)

7、數(shù)、電壓及型號。表3-1電機配置水泵型號水泵重量（kg）軸功率（kw）(r/min)(kg)(kw)轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)電壓（伏）350S4411051641891450Y355M-420202201500552300S58A80999.21311450Y315M2-410481601480550第四章泵站機組的布置確定水泵及電動機之后，機組（水泵與電動機）尺寸大小，從手冊第11冊水泵樣本上查到?；A的平面尺寸和深度依據(jù)機組底盤尺寸或水泵、電機的底腳螺栓的位置。機組布置分為兩種：縱向布置及橫向布置。由于本設計中選用水泵為雙吸式水泵，為保證進出口處的水力條件，節(jié)省電耗，故機組布置采用橫向排列，軸線

8、成一列布置。本次設計采用橫線排列（直線單行），其主要優(yōu)點是跨度小，管配件簡單，水力條件好，檢修場地較寬暢；缺點是泵房長度較大，操作管理路線較長，管配件拆裝較麻煩，但適用于S、Sh、SA等雙吸離心泵。機組布置應使泵站工作可靠、管理方便、管道布置簡單，泵站建筑面積及跨度最小，并考慮有發(fā)展的可能。機組布置應滿足下列要求：（參見給水排水工程設計與施工規(guī)范）表4-1水泵的外形尺寸型號LL1L2L3BB1B2B3HHiH2H3n-d350S441232.567560050010805106905009806203003004-34300S58A1073588510450107053062055085551

9、02503104-27續(xù)上表：DN1D01D1nK-d1DN2D02D2n2"62350S4435046050016-2330040044012-23300S58A30040044012-2325035039012-234.1 基礎的尺寸計算4.1.1 尺寸的計算泵機組安裝尺寸如下表:表4-2水泵機組(小帶底座)的安裝尺寸單位:mm型號LH電動機尺寸hBAn-dELL2出口錐管法蘭尺寸DN3D03D3n3-d3350S4415703559056306104-283002807.585435046050016-23300S58A12703158654575084-28300234775

10、330040044012-23計算基礎的尺寸：對于不帶底座的大中型水泵：基礎長度L=水泵機組底腳螺孔長向間距Ls+(0.40.5)m基礎寬度B=水泵或電機底腳螺栓寬度寬向間距較大者BS+(0.40.5)m基礎高度H=水泵底腳螺孔的長度l+(0.150.20)m其中對于350S44型水泵：水泵機組底腳螺孔長向間距LS=L22B=0.8542x0.63=2.114m=2114mmS2水泵或電機底腳螺栓寬度寬向間距較大者BS=A=0.61m=610mm水泵底腳螺孔的長度l=40d=40x28=1.12m=1120mm因此：對于350S44型水泵：基礎長度L=LS(0.40.5)m-2.1140.5-

11、2.614m基礎寬度B二BS(0.40.5)m=0.610.5=1.11m基礎深度H-1(0.150.20)m-1.120.2-1.32m對于300S58A型水泵：LS=L22B=0.7532x0.457=1.667m=1667mmBS=A=0.508m=508mm1=40d=1120mm因此，對于300S58A型水泵：基礎長度L=LS(0.40.5)m=1.6670.5=2.167m基礎寬度B=BS(0.40.5)m=0.5080.5=1.008m基礎深度H=1(0.150.20)m=1.12-0.21.32m4.1.2 尺寸高度的校核為保證機組穩(wěn)定工作，應校核基礎的總質(zhì)量，一般基礎質(zhì)量應為

12、機組總質(zhì)量的2.54.0倍。350S44型水泵取基礎質(zhì)量為機組總質(zhì)量的2.5倍,則m=(20201120)2.5=7850kg基礎以鋼筋混凝土澆筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度h=m一=7850=1.07m：BL2.510001.112.614和基礎深度相比，取較大者1.32m。300S58A型水泵取基礎質(zhì)量為機組總質(zhì)量的2.5倍,貝Um=(8091048)2.5=4642.5kg基礎以鋼筋混凝土澆筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度4642.52.5 1000 1.008 2.167=0.85 m和基礎深度相比，取較大者1.32m4.1.3 機組布置應滿足的要求1)相

13、鄰兩個機組基礎間凈距：電機容量55千瓦時，過道寬度0.8m；電機容量55千瓦時，過道寬度1.2m。2)相鄰兩個機組的突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間的凈距：電機容量55千瓦時，凈距0.7m；電機容量55千瓦時，凈距1.0m;還應保證泵軸和電機轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸。3)泵房主要通道寬度不小于1.2m。4)當考慮就地檢修時，至少在每個機組一側設置大于水泵機組寬度0.5m的通道第五章吸水管及壓水管的設計5.1吸水管的設計要求1）不漏氣吸水管管壁或接頭容易漏氣，當吸水管中壓力小于大氣壓時會漏入空氣。因此吸水管應采用不透氣材料（鋼管），接頭采用法蘭接頭。2）不積氣為防止形成空氣氣囊，影響水泵的工作。在

14、敷設吸水管時，應向水泵方向連續(xù)上升，具有不小于0.005的坡度，消除形成空氣囊的條件。3）不吸氣吸水管入口進入深度不夠時入水口處水流形成漩渦而吸入空氣。并且，每臺水泵應有單獨的吸水管，這樣便于水泵迅速啟動，安全運行。為避免吸水管入口吸入空氣，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹沒深度h應避免產(chǎn)生有害的渦旋，一般最小淹沒深度不應小于0.51.0m.本次設計選定h=1.0m,采用鋼制管材。壓水管路經(jīng)常承受較高壓力，要求堅固耐壓，采用鋼管，與閘閥和逆止閥連接處采用法蘭接頭。5.2 管徑計算吸水管管徑按最大抽水量Qmax及設計流速決定。（Qmax指該泵在單獨或并聯(lián)工作中可能出現(xiàn)的最大出水量）設計流速可按下

15、述數(shù)據(jù)決定：DN<250mm,v采用1.01.2m/sDN>250mm,v采用1.21.6m/s當為自灌式時，設計流速可增至1.62.0m/so壓水管管徑按通過的最大流量及設計流速決定，設計流速可按下述數(shù)據(jù)決止：DN<250mm,v采用1.52.0m/sDN>250mm,v采用2.02.5m/s總壓水管管徑在泵站內(nèi)按上述原則決定，在站外按輸水管管徑?jīng)Q定。各臺水泵的吸壓水管徑見表5-1:表5-1吸壓水管管徑計算表水泵型號量水量(m3/h)流水量(L/s)設計流速(m/s)吸水管管徑(mrm1000i設計流速(m/s)壓水管管徑(mrm1000i350S4411163101

16、.585006.372.4740021.1300S58A8282301.474506.382.3935023.3因壓水管管徑DN>300mm,一般采用電動閘閥。吸水管入口做成喇叭口，直徑D是吸水管管徑1.31.5倍，即350S44型號水泵，D=1.5x500=750mm。喇叭口距吸水井底的高度hi應按進口阻力最小確定，根據(jù)實驗資料，h=0.8D=0.8x750=600mm。300S58A®號水泵，D=1.5x450=675mm。喇叭口距吸水井底的高度hi應按進口阻力最小確定，根據(jù)實驗資料，h=0.8D=0.8x675=540mm。5.3 管道敷設地點當泵站內(nèi)管道直徑大于500m

17、m時，管道設在管溝中不經(jīng)濟，可直接敷設在地板上。本次設計為半地下式泵站，將管道直接設在地板上。管道伸出泵房之后應埋在冰凍線之下。第六章水泵安裝高度的計算6.1計算HS由選定的水泵在水泵性能曲線上找出允許吸上真空高度Hs,必須注意每臺泵的Hs在抽水量不同時也不同，因而應根據(jù)該泵在可能的工作范圍內(nèi)的最大抽水量來查出對應的Hs,如果水泵的安裝地點的氣壓不是10.33m水柱或水溫不是20c時，應對Hs作出修正，變?yōu)镠s',按最大抽水量時的Hs計算：查泵的性能曲線可知，12Sh-9A最小水量所對應的允許吸上真空高度為4.5m,14Sh-13最小水量所對應的允許吸上真空高度為3.5m,且查表知水溫

18、為35c時飽和蒸汽壓為0.43,因此：對于350S44型水泵H；=Hs-(ha0.24)=3.5(0.430.24)=3.31(m)對于300S58A型水泵Hs'=Hs-(ha0.24)=4.5(0.430.24)=4.31(m)6.2計算HSs由下式計算該泵的安裝高度Hss:2vHss=Hs-hs-'5)2g式中hs吸水管中水頭損失；2v-安裝真空表處的水頭損失。2gHss應從吸水池最低水位算至泵軸(對大泵則算至吸水口上端)。hs包括從吸水喇叭口至真空表安裝處的所有水頭損失(沿程與局部)。v1；2g可以根據(jù)最大抽水量和真空表處的過水斷面積來計算。其中吸水管中局部水頭損失hs1

19、局部應按水力公式計算，其中局部阻力系數(shù)由設計手冊查得。這時由于立管長度未定(見下圖1),沿程水頭損失未知，但水平的長度L已知，可近似地令：L=10m(認為Hss=X)。2Vi、.HSS=HS-h局部-(HSS.L)i2g2HsHSSSSviC-h局部一h水平2g1i表6-1計算結果如下:管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)£局350S44最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)v1A2/2gh=£X(vA2/2g)喇叭口7500.111160.700.0250.0025鋼制焊接90°彎頭5000.9611161.580.1270.1219伸縮接頭5000.2111161.

20、580.1270.0267偏心漸縮管5003500.1911163.220.530.1007閘閥5000.0611161.580.1270.0076局部水頭損失總和0.2594300S58A同口大狽大”算衣管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)£最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)v1A2/2gh=£*(vA2/2g)6750.18280.640.0210.0021局部水頭損失計算表90°彎頭伸縮接頭偏心漸縮管閘閥局部水頭損失總和4504504503004501.010.210.190.078288288288281.471.473.251.470.110.110.54

21、0.110.11110.02310.10260.00770.2466表6-2最大安裝高度計算表型號1000iL(m)iLEh局(m)v12/2g(m)Hs'(m)1+iHss(m)350S446.37100.06370.25940.533.311.006372.44300S58A6.38100.06380.24660.544.311.006383.44由上式計算的Hss為在Hss=X即不安裝喇叭口時.吸水管末端安裝隔板裝置并且與水平面恰好相切的情況下，最大抽水量所對應的允許安裝高度，在選定水泵的安裝高度時可以比Hss小，而不能大。因而按比HSS稍小為最不利情況，以此為標準（該臺泵泵軸標

22、圖起控制作用）來確定其余各泵和管道的安裝圖度。第七章泵站平面及尺寸的設計泵房設置要求：矩形泵房寬度，根據(jù)水泵尺寸，進出水管道上的閥門，配件等尺寸確定，若采取標準預制構件屋面梁，泵房跨度為6、9、12、15、18、21m等。本次設計選泵房E夸度為9m、半地下式泵房。泵房主要通道寬度不小于1.2m?？捎孟聢D2的方法初步確定泵站（機器間）的平面尺寸B和L。圖中a一機組基礎長度，350S44型a=2.614m300S58A型a'=2.167m；b一機組基礎間距,電機軸長+0.5m,355S44型b=L+0.5=2.07m,300S58A型b'=L1+0.5=1.77m；c機組基礎與墻距

23、離，2.11m。L=2a+3a'+4b+2c=24.229m,B取8m考慮到檢修面積、配電設備、值班室、變壓器及主通道等面積，泵站平面尺寸：LB=29.03m9.6m第八章二泵站吸水井8.1 吸水井的高程計算吸水井最低水位為16m,最高水位為18m,地面標高為19m,地下水位為16.5m,考慮到本次設計吸水管不設閥門，泵軸線應高于或等于吸水井最高水位，這里取泵軸線標高18.00m,則實際安裝高度Hss應小于或等于2m,給予安全考慮，取Hss=2m,但根據(jù)上述計算結果，350S44型泵的Hss=2.44m,吸水井淹沒深度應小于或等于0.44m,吸水喇叭口高0.53m,距井底0.6m,則吸

24、水井總高度19-16+0.44+0.53+0.6=4.5701則對于300S58A型泵，吸水井淹沒深度為0.5m,吸水喇叭口高取0.53m,距井底0.54m。8.2 吸水井的平面尺寸計算采用最小尺寸法計算吸水井容積，最小容量法校核吸水井容積。1)最小尺寸法：吸水管在吸水井中的位置應滿足：相鄰吸水管中心線間距(1.52.0)D喇叭，取1.5D喇叭；喇叭口中心線至側墻的距離取1.5D喇叭，喇叭口中心線至后墻的距離取(0.81.0)D喇叭，取D喇叭，喇叭口中心線至吸水井進口距離同喇叭口距后墻距離取D喇叭o以最大型號的泵350S44作為參考，則吸水井長度應大于L=14D喇叭=10.5m考慮到泵站吸水管

25、直線連接，減少吸水阻力吸水井長度L=21.354m寬度大于B=3D喇叭=2.25m平面尺寸：LB=21m2.25m吸水井的尺寸：LBH=21m2.25m4.57m2)采用最小容量法校核吸水井容積：W=Qmaxt(6)式中W一最小容量（m3）;Qmax一水泵最大流量（m3/s）；t一給定時間（s）,中小型水泵，t=30140s；大型水泵，t之15s。上式為計算單泵吸水井的公式，對于聯(lián)合吸水井，最小容量為所有水泵計算容量之和。Q-800100-80m3由吸水井尺寸可知，吸水井容積Q=212.254.57=215.93m3Q>Q滿足校核要求。第九章起重機設計根據(jù)手冊，起重量大于2.0t,起重設

26、備形式應選擇電動起重設備，由泵及電機的重量可知，起重機可以選擇額定起重量為3.0t的LDH型電動單梁起重機相關技術數(shù)據(jù)及外形尺寸如下：表9-1LDH型電動單梁起重機外形尺寸起升高度(m)起升速度(m/min)額定跨電動機運行速度(m/min)型號運行速度(m/min)起重量(t)度(m)功率(kW)型號11.20.8ZDYMD1或6、9、12、3512-445CD20、3018、24、308、8/0.8續(xù)表9-1LDH型電動單梁起重機外形尺寸單位：mmHH1H2C1C2W1W25801201150819134120002500起重機總重量(包括電動的產(chǎn))2.72t第十章泵房高度計算單梁懸掛式吊

27、車泵房高度計算如下:對于地下式泵房：H=H1H2式中Hi泵房地上部分高度（m）；H2一泵房地下部分高度（m）。H1=a1+c1+d+e+h+n式中H一泵房高度（m）;ai一行車軌道的高度（m）;h一吊起物底部與泵房進口處室內(nèi)地坪的距離，不小于0.30.5m,取0.315m；ci一行車軌道底至起重鉤中心的距離（m）;d一起重純垂直高度（m）,（對于水泵為0.85xm,對于電動機為1.2xm,x為起重部件寬度）；l最大一臺水泵或電動機的高度（m）;n一行車梁距房頂?shù)木嚯x，一般不小于0.3m,取0.3m;根據(jù)起重機的外形尺寸可知a1=580mmc1=819mmd=1.2610=732mme=905m

28、mH1=580819732905300315=3.651m泵房地坪標高為22.651m,地面標高19m,同時吸水井最低水位為16m,HSS為2m,故軸線的標高為16+2m=18m,貝UH2=19-18+0.62+0.2=1.82m則泵房高度H=3.651+1.82=5.471m,取5.5m第十一章泵站內(nèi)主要附屬設備的選擇管道上的附件如閘閥、逆止閥及喇叭口均在管道設計時選定，這部分附件已列入材料設備表。11.1真空泵的選擇一般為了降低泵站造價，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起動，真空泵應按起動最大的一臺水泵計算，真空泵的抽氣量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽氣時，實際所抽取空氣的壓力是變化的，為了簡化起見可以取水泵安裝高度作為計算真空度：抽氣量Q=K（WP*WHa（m3/h）（8）T（Ha-Hss）真空度Hvma