某泵站設(shè)計(jì)說明

泵站設(shè)計(jì)說明一、總述設(shè)計(jì)一供水能力為近期10萬m3/d,遠(yuǎn)期15萬m3/d的泵房,原水水質(zhì)符合飲用水規(guī)定。河邊無冰凍現(xiàn)象，根據(jù)河岸地質(zhì)地形以及決定采用固定式泵房吸水井抽水，吸水井采用自流管從取水頭部取水，取水頭部采用箱式。取水頭部到吸水井的距離為100m，水頭損失0.4m。水源洪水位標(biāo)高為73.2m（1％頻率）；枯水為標(biāo)高65.5m（97％頻率）；常年平均水位標(biāo)高68.2m。凈水廠混合井水面標(biāo)高為95.20m，取水泵房到凈水廠管道1000m。二、設(shè)計(jì)流量的確定考慮到輸水干管漏損和凈化場(chǎng)本身用水，取自用水系數(shù)α＝1.05，則：近期設(shè)計(jì)流量為Q＝1.05×100000/24＝4375m3/h＝1.215m3/s遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為Q’=1.05×150000/24=6562.5m3/h=1.8229m3/s三、自流管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量Q1＝Q’/2=0.91145m3/s取經(jīng)濟(jì)流速v＝1.0m/s，計(jì)算得D＝1076mm查手冊(cè)，采用兩條DN1020×10鋼管作為原水自流管，流速v＝1.16m/s，1000i＝1.45當(dāng)一條自流管檢修時(shí)，另一條管應(yīng)通過75％設(shè)計(jì)流量，即：Q2＝75％Q’＝1.3672m3/s，查得：V=1.76m/s,1000i=3.31取水頭部到吸水間水頭損失：0.4+1.1×3.31×103×100＝0.731m四、水泵設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程洪水位時(shí)Hst＝95.20－73.2+0.731＝22.731m枯水位時(shí)Hst＝95.20－65.5+0.731＝30.431m輸水干管中的水頭損失Σh設(shè)采用兩條DN1020×10鋼管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修時(shí)，另一條輸水管應(yīng)通過75％的設(shè)計(jì)流量，即Q＝75％Q’=4921m3/h,查得V＝1.76m/s，1000i＝3.31。所以Σh＝1.1×3.31/1000×1000＝3.641m（1.1是包括局部損失而加大的系數(shù)）。本站內(nèi)管路中的水頭損失hp粗算為2m則水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：設(shè)計(jì)枯水為時(shí)，Hmax＝30.431+3.641+2+2＝38.072m設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，Hmin＝22.731+3.641+2+2＝30.372m水泵設(shè)計(jì)流量Q＝Q’/3=2187m3/h＝0.608m3/s五、水泵機(jī)組選擇近期三臺(tái)20sh－13型水泵（Q＝1550～2410m3/s，H＝40～30m，N＝206～246.5，Hs＝4m），兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期增加一臺(tái)同型號(hào)水泵，三臺(tái)工作一臺(tái)備用。根據(jù)20sh－13型水泵的要求選用JS137-6電動(dòng)機(jī)（280kw，6kv，水冷式）。機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定查水泵與電機(jī)樣本，計(jì)算出20sh－13型水泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺寸為2795×1190，機(jī)組總重量W＝Wp＋Wm＝23400+19000＝42400N機(jī)組深度H＝3.0×42400/(2.795×1.19×23520)＝1.626m，基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房地板在內(nèi)應(yīng)為2.626m。六、吸、壓水管的設(shè)計(jì)每臺(tái)水泵有單獨(dú)的吸水管與壓水管：1）吸水管：Q1＝1.8229/3＝0.6076m3/s＝2187m3/h查手冊(cè)采用DN820×10鋼管，則V＝1.21m/s，1000i＝2.112）壓水管：Q2＝2187m3/h查手冊(cè)采用DN630×10鋼管，則V＝2.09m/s，1000i＝8.87七、機(jī)組及管路布置如圖所示，為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將四臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列布置成兩排，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反常轉(zhuǎn)向，在訂貨時(shí)應(yīng)予以說明。每臺(tái)水泵有單獨(dú)得吸水管，壓水管引出泵房候量量連接起來。水泵出水管上設(shè)有電動(dòng)蝶閥（D940X-0.5）和手動(dòng)蝶閥（D40X-0.5），吸水管上設(shè)手動(dòng)閘板閘閥（Z445T-10）.為了減少泵房建筑面積，閘閥切換井設(shè)在泵房外面，兩條DN1000輸水管用DN1000蝶閥（D40X-0.5）連接起來，每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥（D40X-0.5）一個(gè)。八、泵站內(nèi)管路的水力計(jì)算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖。1）吸水管路中水頭損失ΣhsΣhs＝Σhfs+ΣhlsΣhfs＝l1×is＝4.543×0.0021＝0.00959mΣhls＝(ζ1+ζ2)?V22/2g＋ζ3?V12/2g式中：ζ1――吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，ζ1＝0.5；ζ2――DN800閘閥局部阻力系數(shù)，按全開考慮，ζ2＝0.06；ζ3――偏心漸縮管DN800×700，ζ3＝0.81。Σhls＝0.56×0.0746＋0.81×0.127＝0.145m故Σhs＝Σhfs+Σhls=0.00959+0.145=0.15459m2)壓水管路水頭損失ΣhdΣhd=Σhfd+ΣhldΣhfd=(l2+l3+l4+l5)?i800+l6?i1000=(4.822+1.529+4.191+2.907)×0.00887+1.837×0.00331＝0.135mΣhld=ζ4?V42/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)?V52/2g+(ζ11+2ζ12+2ζ13)V112/2g式中ζ4――DN500×600漸放管，ζ4＝0.11；ζ5――DN600鋼制45°彎頭，ζο5＝0.51；ζ6――DN600電動(dòng)蝶閥，ζ6＝0.06；ζ7――DN600伸縮接頭，ζ7＝0.21ζ8――DN600手動(dòng)蝶閥，ζ8＝0.06；ζ9――DN600鋼制90°彎頭，ζ9＝1.01；ζ10――DN600×1000漸放管，ζ10＝0.33；ζ11――DN1000鋼制斜三通，ζ11＝0.05；ζ12――DN1000鋼制正三通，ζ12＝0.1；ζ13――DN1000蝶閥，ζ13＝0.06。Σhld＝0.11×0.49＋（2×0.51＋0.2＋0.21＋0.2＋2×1.01＋0.33）×0.22＋（0.05＋2×0.1＋0.2×2）×0.031＝0.888m故Σhd=0.135＋0.888＝1.023m從水泵吸水口到輸水干管上切換閘閥間的全部水頭損失為：Σh＝Σhs+Σhd＝0.15459＋1.023＝1.178m因此，水泵的實(shí)際揚(yáng)程為：設(shè)計(jì)枯水位時(shí)：Hmax＝30.431+3.641+1.178+2＝37.25m設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：Hmin＝22.731+3.641+1.178+2＝29.55m由此可見，初選水泵機(jī)組符合要求。九、輔助設(shè)備的選擇與布置1）起重設(shè)備最大起重為JS137-6型電動(dòng)機(jī)重量Wm＝2340kg，最大起吊高度為12.171+2.0＝14.171m（其中2.0m是考慮操作平臺(tái)上汽車高度）。選用DL型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)（起重量為3t，跨度為19.5m，起重高度為18m）。2）引水設(shè)備水泵是自灌式工作，不需要引水設(shè)備。3）排水設(shè)備由于泵房較深，故采用電動(dòng)水泵排水。沿泵房內(nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后抽回到吸水間去。取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考慮，排水泵的凈揚(yáng)程11.171m考慮，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在17m左右，可選用IS80-65-125A型離心泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配電機(jī)Y112M-2。(380v,2890r/min,8.2A,4000W,η＝85.5％)4）通風(fēng)設(shè)備由于與水泵配套的電機(jī)為水冷式，無需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空－空冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。按泵房每小時(shí)換8～10次所需要風(fēng)量計(jì)算，排量為≈9646m3/h，選用兩臺(tái)T30－7型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑700mm，轉(zhuǎn)速960r/min，風(fēng)量12000m3/h，葉片角25°，配套電機(jī)JO2-21，N＝0.8kw）。5）計(jì)量設(shè)備在凈化場(chǎng)的送水泵站內(nèi)安裝電磁流量計(jì)統(tǒng)一計(jì)量，故本泵站內(nèi)不再設(shè)計(jì)量設(shè)備。十、泵站各部分標(biāo)高的確定1）水泵安裝高度的確定和泵房筒體高度計(jì)算為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而水泵為自灌式工作，所以水泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度，無須計(jì)算。已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為64.796m，為保證吸水管吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為63.129m（吸水管上緣的淹沒深度為64.796－63.129－D/2＝1.24m）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7m，則吸水間底板標(biāo)高為63.129－（D/2+0.7）＝62.029m。洪水位標(biāo)高為73.2m，考慮1.0m的浪高，則操作平臺(tái)標(biāo)高為73.2+1.0＝74.2m。故泵房筒體高度為：H＝74.2－62.029＝12.171m2）泵房建筑高度的確定泵房筒體高度已知為12.171m，操作平臺(tái)以上的建筑高度，根據(jù)平臺(tái)上汽車高度2