《泵與泵站》課程設計

課程設計專業(yè)給水排水（2）學號年1月日1《泵與泵站》課程設計說明書本課程設計的任務是根據所給定的原始資料設計某城市新建給水工程的送水泵房。一、設計目的本課程設計的主要目的是把《泵與泵站》中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，造性地處理設計資料的獨立工作能力。二、設計基本資料1、某城市最高日用水量為4萬m/d，時變化系數K=1.6，日變化系數3hK=1.3，管網起點至最不利點水頭損失為12m，最不利點地面標高為20m，樓d房一般四層（服務水頭20m），泵站至管網起點設兩條輸水管（均為鑄鐵管），每條長500m500mm17.2m17.70m，最低水位14.20m，按一處火災核算，消防流量，發(fā)生火災時管網起點至最不利點水頭損失為17.50m，管網中無水塔。2、地區(qū)氣象資料可根據設計需要由當地氣象部門提供。3、水廠為雙電源進行。三、工作內容及要求本設計的工作內容由兩部分組成：1、說明書2、設計圖紙其具體要求如下：1、說明書（1）設計任務書（2）總述（3）水泵設計流量及揚程（4）水泵機組選擇（5）吸、壓水管的設計（6）機組及管路布置2（7）泵站內管路的水力計算（8）輔助設備的選擇和布置（9）泵站各部分標高的確定泵房平面尺寸確定1、設計圖紙平面圖、剖面圖及機組大樣圖，圖中應繪出各主要設備、管道、配件及輔助設備的位置、尺寸、標高。件的等材料表。一、總述23.472m9.340m泵房上設有操作平臺，建筑總高為9.447m。水泵采用兩臺12Sh-9A型泵、兩臺20sh-9AJS-116-4型和JSQ-1410-6型。吸水管采用DN700和DN500兩種規(guī)格，壓水管采用DN600和DN400兩種規(guī)格。管材為鋼管，采用管路配件均為鋼制零件。起重機選用LD-A型電動單梁起重機，起重量為5t。設200×200排水溝，選用50QWDL-15潛水排污泵，真空泵選用兩臺SZ-1J型真空泵，一用一備。二、設計流量的確定與設計揚程的估算：（1）輸水管管徑的確定查規(guī)范可得：輸水鑄鐵管的設計流速范圍1.0~1.5m/s，最高日用水量為4萬m/d2萬m/d500mm33時，輸水管的流速為1.18m/s，符合要求3（2）設計流量的確定Q按最高日最高時用水量計算，已知：最高日用水量Q×10m/h，時變化系數43dK=1.6，因此最高日最高時用水量為：hQ443QK1.6L/sL/sdh（3）設計揚程的估算1）水泵所需的靜揚程的H：ST3當吸水井水位最高時：H=20.00－17.70=2.30mST當吸水井水位最低時：H=20.00－14.20=5.80mST水泵所需的靜揚程由供水的最不利點決定，故水泵所需的靜揚程為5.80m2）泵站至管網起點的水頭損失∑h：輸泵站至管網起點的水頭損失，以最不利情況計算，既當一條輸水管檢修時，另一條輸水管應通過75％的設計流量。由此計算得出每條輸水管的設計流量：’=0.75Q=0.75×741L/s=556L/s由《給水排水設計手冊第一冊》401頁的水力計算表可查得當Q=550L/s時，V=2.80m/s，1000i=20.7當Q=560L/s時，V=2.85m/s，1000i=21.4利用“內插法”可求得=500L/s輸水管的水力坡度i為：1000i=21.089v=2.83m/s所以輸水管的水頭損失為：∑h=1.1×21.089×10-3×500=11.60輸（其中1.1是包括局部損失而加大的系數）3）泵站內的管道水頭損失h初估計為2mp4）安全水頭初估計為2m5）已知管網最不利點的水頭損失為12m，服務水頭為20m。則水泵的設計總揚程為：H=H+H∑h∑h+h安全水頭STsevp輸網=5.80+20.00+11.60+12.00+2+2=53.40m三、初選泵和電機（1）可選用的泵及其性能在課程設計當中，只考慮sh型水泵。當在最不利的情況下，流量和揚程要求最大時，Q=471L/s,H=53.40，在sh型水泵性能曲線型譜圖上畫出a點（741,53.40）由于流量極小。泵站、輸水管和配水管網中的水頭損失也很小，現假定此三者之和為2m，則該點的揚程為：H=H+H+2+h安全水頭H=5.80+20+2+2=29.8m，故，H=29.8m。STsevp在Sh型水泵性能曲線型譜圖上畫出b點（30,29.8）。連接b兩點，選泵的范圍即落在與ab連線相交的泵高效段內。初選結果如下：12Sh-9A12Sh-9B20Sh-920Sh-9A各泵的參數見下表：吸上高度葉輪直徑重量(mm)(kg)155135837880837880980912Sh-9B19043232371470115.613143403904333003473608283777475725203802570257020Sh-9A5305063042（2）管道的特性曲線管道的的沿程阻力系數和局部阻力系數之和S=（∑h∑h+h）/Q=2p輸網（）/0.7412=46.66（S/m）22故管道的特性曲線方程為H=H+SQ=(5.8+20+2)+46.66Q=27.8+46.66Q222ST（3）泵的組合方案及比較：材料設備續(xù)冊二》112頁，在坐標紙上做出各泵的單泵特性曲線和不同組合下并聯的特性曲線，以及管道特性曲線（見附圖），結合附圖與表格比較兩個方案，選出最佳方案泵效率(％)方案編號(m)80-8373-7856-5550-5589-10054-5044-5081-10081-8370-7850-4440-4478-10070-7856-4032-4063-10075-83＞32＜8380-8275-7858-5549-5585-10063-4938-4960-10070-7870-7748-3832-3867-10075-82260-290＜260一臺12Sh-9A一臺12Sh-9B39-3131-3280-10070-75＞31＜31＜80既為兩臺12Sh-9A，兩臺20Sh-9A（一臺20Sh-9A為備用泵）5水泵型號12Sh-9A泵與JS-116-4電動機組基礎62）基礎高度的確定12-Sh-9A型水泵與JS-116-4型電機的基礎高度：225410102010235201LBr333.0612010328210134010235202LBr332.0~2.5吸水管：D=500mm，V=1.42m/s，1000i=5.23壓水管：D=400mm，V=2.24m/s，1000i=17.37管路布置圖812Sh-9A水泵的管路的配件見下表型號規(guī)格(mm)數量2242222可曲撓橡膠接頭柔性接頭22DN=600，L=260DN=400，L=900D971X型電動對夾式電動蝶閥2DN400，L=155DN500,L=400DN500×DN400DN500×DN5002221415手動蝶閥電動蝶閥0.20.211D971X型電動對夾式DN500，L=15520Sh-9A水泵的管路的配件見下表數量2290°同徑彎頭3柔性穿墻套管0.68/24DN700,L=5009偏心漸縮管DN700×DN500,L=706同心漸擴管DN600×DN300,L=520H44TX-10旋啟式止回閥DN=600，L=1300D971X型電動對夾式電動蝶閥DN600，L=155泵站內部最不利線路（1）吸水管路的水頭損失∑hs本設計取吸水管長為8m，由四（2）可得，吸水管中的流速為V=1.53m/s，1流入泵中的速度V為：2Q40590V01m/sπD22..314052吸水管的水力坡度1000i=4.00，因此：V2V2l（）hi12s2g2g11123451.53220.00480.560.680.060.21（2）水泵本身的水頭損失0.2029.829.8V23.0121.020.46mh泵2g29.8泵（3）壓水管路的水頭損失∑hd本設計取壓水管長為20m，由四（2）可得，壓水管中的流速為V=2.02m/s3在DN500的輸水管的流速V為：4Q40.590V/sπD23.140.525壓水管的水力坡度1000i=8.3，因此：V2V2hil（）d(2)352g2g2267891011121314152.02220.0083200.340.211.70.20.67m20.10.11.50.20.229.829.8、、(注：根據最不利點各個三通的水流特點，分別取0.1、0.1、1.5)終上所述可得：泵站內部的水頭損失為：hhhhs泵d水泵所需的實際揚程為：H=H+H∑h∑h∑h安全水頭STsev輸網泵站=5.80+20.00+11.60+12.00+2.59+2=53.99m七、消防校核消防按一處發(fā)生火災進行計算可得：消防所需揚程：H=H+H∑h∑h∑h安全水STsev輸網泵站=5.8+10+11.60+17.50+2.59+2=49.49m（該式中消防的服務水頭取10m）消防所需流量：Q=741+30L/s。在坐標紙上做出點（771,49.49），可得所選的水泵在發(fā)生火災時無需備用泵也能滿足消防要求八、輔助設備的選擇和布置（1）起重設備電機JSQ-1410-6，重量。泵房大概跨度為8米多，查《給水排水設計手冊第十一冊》670頁，選擇LD-A型電動單梁起重機，跨度L=7.5米，起重量為k5噸。（2）真空泵的選擇啟動引水設備選用真空泵，真空泵的排氣量Q為3.14(0.53.610.332WW)H4QK1.10m/0.50m/psa33T(HH)32.00)ass（注：20Sh-9A的吸水口到出水閘閥的距離為3.6m）真空泵的最大真空度vmax760H2mmHg147mmHg10.33查《給水排水設計手冊第十一冊》173頁，選用兩臺SZ-1J型真空泵(一用一備）vmax（排水設備在泵房內設排水溝200×200，另設50QWDL-15潛水排污泵通風設備面積九、泵站各部分標高的確定（1）泵的安裝高度12Sh-9A水泵的允許吸上真空高度H4.5m，20Sh-9A水泵的允許吸上真空s=高度H4.0m，所以按20Sh-9A水泵來計算安裝高度H（假設水溫為20℃，海s=ss拔為100m）V23.012HHh(410.20))mm0.33.11'22g29.8ssss所以安裝高度取2.5m（2）吸水井高度的確定1）按照規(guī)范，從吸水井最低水位到喇叭口的浸沒深度不應小于0.5~1.0m，取浸沒深度為1.0m，故喇叭口的標高為H=14.20－1.0m=13.20m喇叭口2）按照規(guī)范，從吸水井井底到喇叭口的距離應符合0.8DD為喇叭口的最寬出口的直徑。即H=13.20－0.8×1.050m=12.36m井底（3）各泵軸、管軸和基礎的標高確定112.5mH=14.20+2.5m=16.70m，泵軸查手冊《給水排水設計手冊材料設備續(xù)冊二》得：泵軸與壓水管軸的距離（mm）泵軸與基的距離（mm）12Sh-9A20Sh-9A2654253045455209002）20Sh-9A各標高的確定吸水管的管軸標高=16.70－0.425m=16.275m吸軸壓水管的管軸標高H=16.70－0.545m=16.155m壓軸基礎的標高H16.70-0.900m=15.800m基礎3）12Sh-9A各標高的確定吸水管的管軸標高=16.70－0.265m=16.435m吸軸壓水管的管軸標高H=16.70－0.304m=16.396m壓軸基礎的標高H16.70-0.520m=16.18m基礎H0.4m）泵地（4）泵房工作平臺的標高泵房工作平臺設計為比地面高出400mm，所以工作平臺的標高：H=17.20+0.4m=17.60m工作（5）泵房頂的標高根據規(guī)范和手冊，查出起重機的規(guī)格和要求，列出下表：起重機電機與掛鉤的高度最高起吊物20Sh-9A水泵的高度起吊后離地面的凈空值1.4572綜上可得