水泵設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)參照

1、城市送水泵站技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1緒論泵站的日最大設(shè)計(jì)水量Qd=9.8萬(wàn)m3/d。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的部分成果：(1) 泵站分兩級(jí)工作。泵站第一級(jí)工作從時(shí)至次日時(shí)，每小時(shí)水量占全天用水量的3.10；泵站第二級(jí)工作從時(shí)至?xí)r，每小時(shí)水量占全天用水量的4.90%。(2) 該城市給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)的地面標(biāo)高為65.00m，建筑層數(shù)為8層，自由水壓為36m。(3) 給水管網(wǎng)平差得出的二泵站至最不利點(diǎn)的輸水管和配水管網(wǎng)的總水頭損失為16.5m。(4) 消防流量為144m3/h，消防時(shí)的總水頭損失為24.5m。清水池所在地地面標(biāo)高為58.00m，清水池最低水位在地面以下4.5m。城市冰凍線(xiàn)為1.9m。最高氣溫為36

2、°C，最低氣溫為-35°C。泵站所在地土壤良好，地下水位為4.5m。泵站具備雙電源條件。2 初選水泵和電機(jī)2.1泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量Q/(m3/h)=9800X3.10%=3038(843.9L/s)泵站二級(jí)工作時(shí)設(shè)計(jì)工作流量Q/(m3/h)=9800X4.90%=4802(1333.9L/s)水泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程與用戶(hù)的位置和高度、管路布置及給水系統(tǒng)的工作方式等有關(guān)。泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程H/m=Z+H+Eh+Eh,+H、=(65-58+4.5)+36+16.5+1.5+2=67.5Ic0泵站內(nèi)安全其中Hi水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程Zc地形高差；Zc=ZZ2；

3、H°自由水壓；Eh=總水頭損失；Eh泵站內(nèi)一泵站內(nèi)水頭損失(初估為1.5m)；泵站內(nèi)H、全一為保證水泵長(zhǎng)期良好穩(wěn)定工作而取的安全水頭(m)；一般采用12m。安全2.2選擇水泵可用管路特性曲線(xiàn)和型譜圖進(jìn)行選泵。管路特性曲線(xiàn)和水泵特性曲線(xiàn)交點(diǎn)為水泵工況點(diǎn)。求管路特性曲線(xiàn)就是求管路特性曲線(xiàn)方程中的參數(shù)hst和S。因?yàn)镠/m=11.5+36+0.5=48ST所以S/(h2Xm-5)=(Eh+Eh)/Q2=(16.5+2)/48022=8X10-7泵站內(nèi)因此H=48.00+8X10-7Q2根據(jù)上述公式，在(Q-H)坐標(biāo)系中作出管路特性曲線(xiàn)，參照管路特性曲線(xiàn)和水泵型譜圖，或者根據(jù)水泵樣本選定水泵

4、。經(jīng)反復(fù)比較推敲選定兩個(gè)方案：方案一：5臺(tái)350S75A型工作水泵，其工況點(diǎn)如圖1（方案一）；方案二：4臺(tái)500S59+1臺(tái)350S75A,其工況點(diǎn)如圖2（方案二）。9080706050403020100010002000300040005000600070008000350S75A*2H=48.00+8*10A(-7)*QA2350S75A*4350S75A*5350S75A*3350S75An350S75A圖1方案一H=48.00+8*10Y-7)*QA2500S59*2350S75A+500S59500S59500S59*3n-350S75A(%)n-500S59(%)350S75A圖2

5、方案二對(duì)上述兩個(gè)方案進(jìn)行比較，主要在水泵臺(tái)數(shù)、效率及其揚(yáng)程浪費(fèi)方面進(jìn)行比較，比較結(jié)果見(jiàn)下表1：表1方案比較表方案編號(hào)水量變化范圍（m3h-1）運(yùn)行水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)水泵一揚(yáng)程/m管路所需揚(yáng)程/m揚(yáng)程浪費(fèi)/m水泵效率/%、.1?>萬(wàn)案一5臺(tái)350S75A511045505臺(tái)350S75A70.569.064.569.06.0078.082.0455037204臺(tái)350S75A70.564.559.064.511.5082.083.0372026503臺(tái)350S75A7159.053.559.016.5083.077.0萬(wàn)案二3臺(tái)500S59+1臺(tái)350S75A502039803臺(tái)500S597

6、2.568.060.568.012.0085.073.0398033502臺(tái)500S5968.060.557.060.511.0073.080.5335022101臺(tái)500S59+1臺(tái)350S75A70.557.05257.018.5080.581.580.076.0從表1中可以看出在揚(yáng)程利用和水泵效率方面方案一均好于方案二，只是水泵臺(tái)數(shù)比方案二多一臺(tái)，增加了基建投資，但是設(shè)計(jì)計(jì)算證明由于方案一能耗小于方案二，運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省可以在幾年內(nèi)抵消增加的基建投資；而且，方案一選用同型號(hào)泵，檢修時(shí)替換零件方便。所以，選定工作泵為5臺(tái)350S75A型水泵。其性能參數(shù)如下：Q=9001332m3/h；H=5

7、670m；n=84%；n=1450r/min；電機(jī)功率N=280kW；兀=5.8皿；質(zhì)量W=1200kg。5臺(tái)350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在L點(diǎn)，L點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為5110m3/h和69.0m,基本滿(mǎn)足泵站二級(jí)設(shè)計(jì)工作流量要求。4臺(tái)350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在M點(diǎn)，M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為4550m3/h和64.5m。3臺(tái)350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在N點(diǎn)，N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為3720m3/h和59.0m,基本滿(mǎn)足泵站一級(jí)設(shè)計(jì)工作流量要求。再選一臺(tái)同型號(hào)的350S75A型水泵備用，泵站共設(shè)有6臺(tái)350S75型水泵，5用1備。2.3 確定電機(jī)根據(jù)水泵樣本

8、提供的配套可選電機(jī)，選定Y355L1-4電機(jī)，其參數(shù)如下：額定電壓V=380V；N=280kW；n=1450r/min；W=1860kg。3 水泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)350S75A型水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)，其基本計(jì)算如下：（1）基礎(chǔ)長(zhǎng)度L/mm=地腳螺釘間距+（400500）=L+L+B+（400500）=32500+889+630+481=2500（2）基礎(chǔ)寬度B/mm=地腳螺釘間距+（400500）=A+（400500）=610+490=1100（3）基礎(chǔ)高度H/mm=（2.54.0）X（W+W）/LXBXp水泵電機(jī)其中W水泵一水泵質(zhì)量（kg）；水泵W電機(jī)質(zhì)量（kg）；電機(jī)

9、L基礎(chǔ)長(zhǎng)度（m）；B基礎(chǔ)寬度（m）；p基礎(chǔ)密度（kg/m3）（混凝土密度p=2400kg/m3）。則水泵基礎(chǔ)高度為H/m=3.0X（1200+1860）/2.5X1.1X2400=1.39m設(shè)計(jì)取1.5m；從而，混凝土塊基礎(chǔ)的尺寸（m）為L(zhǎng)XBXH=2.5X1.1X1.5。4 吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)計(jì)算由圖1可知1臺(tái)350S75A型水泵的最大工作流量為1400m3/h（388.9L/s），為水泵吸水管和壓水管所通過(guò)的最大流量，初步選定吸水管的管徑為DN=500mm，壓水管管徑DN=400mm。當(dāng)吸水管管徑DN=600mm時(shí)，流速v=1.38m/s。（一般在1.21.6m/s范圍內(nèi)）壓水管管徑在

10、DN=500mm時(shí)，流速v=1.98m/s。（一般在2.02.5m/s范圍內(nèi)）說(shuō)明上述管徑選擇合適。5 吸水井設(shè)計(jì)計(jì)算吸水井尺寸應(yīng)滿(mǎn)足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求。吸水井最低水位/m=泵站所在地面標(biāo)高-清水池有效水深-清水池至吸水井管路水頭損失=58.00-4.5-0.2=53.30。吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面標(biāo)高=58.00。水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑DN/mm2（1.31.5）d=1.33X600=800。水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長(zhǎng)度L/mm三（3.57.0）X（D-d）=4.0X（800-600）=800。喇叭口距吸水井井壁距離/mm三（0.751.0）D=1.

11、0X800=800。喇叭口之間距離/mm三（1.52.0）D=2.0X800=1600。喇叭口距吸水井井底距離/mm三（0.81.0）D=1.0X800=800。喇叭口淹沒(méi)水深h/mm±（0.51.0）=1.20。所以，吸水井長(zhǎng)度=14400mm，吸水井寬度=2400mm，吸水井高度=7000mm（包括超高300）。6 各工藝標(biāo)高的設(shè)計(jì)計(jì)算泵軸安裝高度H=H-v2/2g-EhSSSS式中Hss泵軸安裝高度（m）；H；水泵吸上高度（m）；Ehs水泵吸水管路水頭損失（m）。查得水泵吸水管路阻力系數(shù)E廠(chǎng)0.10（喇叭口局部阻力系數(shù)）；§2=0.60（90度彎頭局部阻力系數(shù)）；&#

12、167;3=0.01（閥門(mén)局部阻力系數(shù)）；§4=0.18（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）。經(jīng)計(jì)算Eh=0.10m，考慮長(zhǎng)期運(yùn)行后水泵性能下降和管路阻力增加等因素的影響，所以s取Ehs=1.00m，貝H=H-v2/2g-Eh=4.69-1.382/2X9.81-1.00=3.59ssss泵軸標(biāo)高/皿=吸水井最低水位+Hss=53.30+3.59=56.890m基礎(chǔ)頂面標(biāo)高/m=泵軸標(biāo)高-泵軸至基礎(chǔ)頂面高度h=56.89-0.62=56.27m泵房地面標(biāo)高/m=基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-0.20=56.07m7 復(fù)核水泵機(jī)組根據(jù)已經(jīng)確定得機(jī)組布置和管路情況重新計(jì)算泵房?jī)?nèi)得管路水頭損失，復(fù)核所需揚(yáng)程然后校核

13、水泵機(jī)組。泵房?jī)?nèi)管路水頭損失（已知E1=0.10（喇叭口局部阻力系數(shù)）；§2=1.01（90度彎頭局部阻力系數(shù)）；§3=0.01（閥門(mén)局部阻力系數(shù)）；§4=0.20（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）；§5=0.1（三通）；§6=0.21（同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù)）56Eh/m=Eh+Eh=1.00+0.37=1.37泵站內(nèi)Sd所以，水泵揚(yáng)程H/m=Z+H+Eh+Eh=Ic0泵站內(nèi)7.00+4.50+36.00+16.50+1.37=65.47與估計(jì)揚(yáng)程基本相同，選定得水泵機(jī)組合適。8 消防校核消防時(shí)，二級(jí)泵站的供水量Q/（m3h-1）=Q+Q=4802+

14、144=4946（1374L/s）火dx消防時(shí)，泵站的揚(yáng)程H/m=Z+H+Eh+Eh=11.5+10.0+24.5+1.37=47.37火c0火x泵站內(nèi)其中Z地形高差（m）；cH火一自由水壓（低壓消防制取10.0m）；0火Eh消防時(shí)的總水頭損失（m）；XEh泵站內(nèi)泵站內(nèi)水頭損失（m）。泵站內(nèi)QH根據(jù)火和火，在附圖上繪制泵站在消防時(shí)需要得水泵工況點(diǎn)，見(jiàn)圖中得X點(diǎn)，X點(diǎn)在兩臺(tái)水泵并聯(lián)特性曲線(xiàn)得下方，所以，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作就能滿(mǎn)足消防時(shí)的水量和水壓要求，說(shuō)明所選水泵機(jī)組能夠適應(yīng)設(shè)計(jì)小區(qū)的消防滅火的要求。9 泵房形式的選擇及機(jī)械間的布置根據(jù)清水池最低水位標(biāo)高（53.50m）和水泵Hs（4.69m）的條

15、件，確定泵房為矩形半地下式。水泵機(jī)組為單排順列式布置。每臺(tái)泵單獨(dú)設(shè)有吸水管，并設(shè)有手動(dòng)常開(kāi)檢修閥門(mén)，型號(hào)D371J-10,DN=600mm,L=154mm,W=380kg。壓水管設(shè)有液壓緩閉止回蝶閥，型號(hào)HD741X-10液控止回閥，DN=500mm，L=350mm，W=1358kg；電動(dòng)控制閥門(mén)，型號(hào)為D941X-10電動(dòng)蝶閥，DN=500mm，L=350mm，W=600kg。設(shè)有聯(lián)絡(luò)管（DN=600mm），聯(lián)絡(luò)后，聯(lián)絡(luò)管上設(shè)有手動(dòng)常開(kāi)檢修閥門(mén)，型號(hào)為D371J-10，DN=600mm，L=154mm，W=380kg。由兩條輸水干管（DN700mm）送往城市管網(wǎng)，上面安設(shè)常開(kāi)檢修閥門(mén)，型號(hào)D

16、371J-10，DN=700mm，L=165mm。泵房?jī)?nèi)管路采用直進(jìn)直出布置，直接敷設(shè)在室內(nèi)地板上。選用各種彎頭、三通和變徑管等配件，計(jì)算確定機(jī)械間長(zhǎng)度為32m和寬度為12m。10 泵站的輔助設(shè)備的選擇10.1引水設(shè)備啟動(dòng)引水設(shè)備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣量Q/(m3s-i)=KX(W+W)XH/TX(H-H)=VPSaaSS1.10X(1.4+8.33)X10.33/300X(10.33-3.59)=0.05式中Qv真空泵的最大排氣量(m3/s)；K漏氣系數(shù)(1.051.10)；Wp最大一臺(tái)水泵泵殼內(nèi)空氣容積(m3)；W；吸水管中空氣容積(m3)；H105Pa下的水柱高度，取10.

17、33m；aT水泵引水時(shí)間(h),般取5min，消防水泵選3min；Hss離心泵的安裝高度(m)；真空泵的最大真空度H/Pa=HX1.01X105/10.33=Vmaxss5.0X1.01X105/10.33=48886.74其中H真空泵的最大真空(Pa)；VmaxHss離心泵的安裝高度(m),最好取吸水井最低水位至水泵頂部的高差。根據(jù)Q和H選取sZB-8型水環(huán)式真空泵2臺(tái)，一備一用，布置在泵房靠墻邊處。VVmax10.2 計(jì)量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計(jì)，選取sP-1型超聲波流量計(jì)2臺(tái)，安裝在泵房外輸水干管上，距離泵房7m。在壓水管上設(shè)壓力表，型號(hào)為Y-60Z,測(cè)量范圍為0.01.0MPa。在吸水管上設(shè)真空表，型號(hào)為Z-60Z,測(cè)量范圍為-1.01X1050Pa。10.3 起重設(shè)備選取單梁懸掛式起重機(jī)SDQ-2，起重量2t,跨度7.0m，起升高度