水泵及水泵課程設計

新疆大學課程名：水泵及水泵站課程設計姓名：向坤年級：2011級學院：建筑工程學院專業(yè)：給水排水工程學號：005設計計算說明書總述設計任務（1）確定設計流量和揚程，泵站內(nèi)吸壓水管路水頭損失可暫估計為2m，安全水頭可取2m。（2） 初步選電動機，包括水泵型號，工作和備用泵的臺數(shù)。（3） 設計機組的基礎，（根據(jù)水泵及電動機產(chǎn)品樣本查出機組的安裝尺寸或機組地板的尺寸和總重量，據(jù)此進行基礎的平面尺寸和深度的設計）。（4） 決定泵站的形式（據(jù)此地質(zhì)及水泵注水方式等因素來選擇）。（5） 決定水泵吸壓水管的的直徑并計算其流速。（6） 水泵機組和吸壓水管的布置（包括布置圖式、平面尺寸，管路上附件與配件長度，計算機器間需要的最小寬度和長度）。（7） 計算泵站范圍內(nèi)吸壓水管路的水頭損失，計算一臺最大泵路線，水表的損失可估算為。（8） 計算水泵的最大的安裝高度，確定水泵軸及機器間的地面標高。（9） 確定泵房的建筑高度，起重設備的型號。（10） 選擇真空泵，排水泵等附屬設備。（11） 進行泵站平面布置，定出泵站的平面尺寸（寫明計算和確定步驟及說明）。泵站總平面布置包括：操作平臺（控制、配電系統(tǒng)）；水泵電機、管道、閘閥、排水、真空、通風，交通等。（12）編寫說明書，匯總泵站的設備和管件表。（13）繪制泵站平剖面圖（2號圖紙一張，平立剖三個面，附主要設備和材料表）。設計依據(jù)（1）某市新建一個送水泵站，日最大設計水量90000m3/d；（2）給水系統(tǒng)工藝設計中擬定本站分二級工作：1）一級供水從5時到22時，每小時水量站全天用水量的%；2）二級供水從22時到4時，每小時供水量占全天用水量的%；（3）建筑層數(shù)4層，輸水管和給水管網(wǎng)總水頭損失，泵站地面至設計最不利點地面高差，吸水井最低水位在地面以下。（4） 送水泵站地面標高，自由水頭20m。試設計該送水泵站。（5） 《給水排水管道工程》簡要分析該送水泵站采用分級供水方式，即按最高日逐時用水量變化曲線確定水泵各時段的分級供水線，每個供水時段采用不同的水泵并聯(lián)組合供水。這種供水方式泵站的設計流量應為最高日最大時用水量Q。h取水泵站設計揚程基本計算公式如：H二Hst+工h+Hsev+Hc(m)其中h——泵站所需揚程，m；Hst——7水泵靜揚程，m；工h——水泵吸水管起端至管網(wǎng)控制點間管道總的水頭損失，m；工hD——管網(wǎng)控制點所要求的自由水壓，m；hc——安全水頭，一般取1?2m。設計流量及揚程計算設計流量送水泵站日最大設計水量Q=9.0x104m3/d。D第一級工作從5時到22時，每小時水量占全天用水量的%：Q二Qx5.00%二4.5x103m3/h二1250L/s1d第二級工作從22時到5時，每小時水量占全天用水量的%：Q=ox2.15%=1.935x103m3/h=537.5L/s2d比較％、Q2，選擇流量較大的分級工作流量作為送水泵站的設計流量。Q=Qh=Q1=4.5x103m3/h=1250L/s水泵揚程2.2.1送水泵站一級工作揚程：輸水管網(wǎng)損失，水廠內(nèi)損失以及水表水頭損失工h=+2+二1m最不利點距地面高差：Hst1=m吸水井距地面高差：Hst2=m自由水頭：H自由=m安全水頭：H=2m安全泵站一級工作揚程：H=Ht+工h+H1t1ev+Hc=21.60+4.20+19.30+2.0+0.2+20.00+2.00=69.3(m)2.2.2送水泵站二級工作揚程：輸配水管網(wǎng)的壓力損失，按水力學公式計算，可得Q2 12502h2=21.5x =5.41mQ2 537.521

則泵站二級工作揚程：H=Ht+工h+H+Hcst 2sevc=+++2+20=m水泵機組的選擇根據(jù)水泵設計揚程和流量確定的選泵方案如下：為保證供水的安全可靠性，共選擇五臺水泵（其中1臺備

用），送水泵站一級工作采用四臺14SH-9相同規(guī)格的水泵并聯(lián)工作。二級工作時兩臺14SH-9停用，其他兩臺泵繼續(xù)工作。備用泵為一臺14SH-9。以下為14SH-9型號泵的參數(shù)。水泵參數(shù)表型號流量L 揚程轉(zhuǎn)速軸功率配帶電動機效率〔 必需?/汽蝕余量葉輪名義直徑泵口徑出 泵重QHnPa功率1型號n口進口m3/hmr/minkWkW%mmm1mn 1m14SH-9972801480271355Y4501-478493503502120012607530385144065319801.四臺泵并聯(lián)同時工作時流量與揚程的關系Hm14SH-9型號三臺水泵并聯(lián)工作曲線……一臺水泵單獨運行二臺水泵并聯(lián)……三臺水泵并聯(lián)Hm14SH-9型號三臺水泵并聯(lián)工作曲線……一臺水泵單獨運行二臺水泵并聯(lián)……三臺水泵并聯(lián)——四臺水泵并聯(lián)L/s四臺泵并聯(lián)工作曲線由圖可知四臺泵并聯(lián)工作時的揚程大于水泵提升靜揚程H，剩余能量用來克服管網(wǎng)中的水頭損失。因此，該方案是合st理的。2.確定電機根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，選定Y4501-4異步電機，其參數(shù)如下：型號功率KW電流A電壓V轉(zhuǎn)速r/min功率因數(shù)Y4501-463038014854、水泵基礎的基礎設計及布置

14SH-9水泵安裝尺寸（mm）L3L2BA4-d144099986079032水泵機組基礎采用混凝土塊狀基礎。14SH-9型水泵不帶底座，查表可得其基礎尺寸計算如下：基礎長度L二地腳螺栓間距+（400?500）二L3+L2+B+（400—500）=440+999+860+448=2747mm基礎寬度B=地腳螺栓間距（寬度方向）+（400—500）=A+（400?500）=790+420=1210mm基礎高度H二地腳螺栓長度+(?)m=24d+200=24X32+200=968mm按機組重量校核基礎高度(2.5?4.0)(W+W)H'= p P?L?BH_3x(1200+3000)-2400x3.454x1.21經(jīng)比較取基礎高度H為。水泵吸、壓水管路計算當泵站為一級供水時，泵站出流量為1250L/S，單臺水泵的出流量Q二s；二級供水時泵站出流量為s，單臺水泵出水量Q=310L/s。則單臺水泵吸、壓水管路應按Q=310L/s設計。管材均采用鋼管。吸水管管徑14SH-9型水泵，當Q=310L/s時，由鋼管水力計算表差得管徑d=500mm，流速v二s,i=%o。壓水管管徑14SH-9型水泵，當Q=310L/s時，管徑d=450mm，流速v二s,i=%o。以上計算吸、壓水管道流速均在允許流速范圍內(nèi)，符合要求。機組和管路布置根據(jù)吸水井最低水位和水泵的吸水性能，確定泵房為矩形平面布置，半地下式。五臺水泵機組采用橫向排列布置。相鄰機組基礎之間間距為2200mm。根據(jù)工藝要求，泵房總長度為33000mm，寬度為21000mm。泵房采用半地下式，平面為矩形。泵房左端設一進出設備的大門。配電室、控制室、值班室設在泵房右側(cè)地上一層。吸水管路和壓水管路采取直進直出的方式敷設在室內(nèi)地面下。每臺水泵設單獨吸水管，并設有手動閥門，閥門型號為D37J，DN600，L=154mm，W=380kg。壓水管道上設型號為D941X-10電動蝶閥，DN500，L=350mm，W=600kg,并設有液壓緩閉式蝶閥，型號為HD741X-10,DN500,L=350mm，W=1358kg。采用DN600聯(lián)絡管與每臺水泵出水管相接。在聯(lián)絡管上設有型號為D371J-10的電動蝶閥2個。在聯(lián)絡管上接出兩條DN600輸水管，將水輸至城市管網(wǎng)。吸水井設計吸水井尺寸按滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求設計。吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。吸水井最低水位：Hmin二吸水井最高水位：Hmax二清水池最高水位-清水池至吸水井水頭損失二 水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑DM?d,取X500=670mm水泵吸水管進口喇叭口長度LM?X（D-d）,取X（670-500）=510mm喇叭口距吸水井井壁距離M?D,取X670=670mm喇叭口之間距離M?D，取X670=1340mm喇叭口距吸水井井底距離M,取536mm喇叭口淹沒水深hM?1T1,取吸水井井底標高：所以，吸水井長度=670X5+670X2+1340X4=10050mm（注：最后還要參考水泵機組之間距離調(diào)整確定）。吸水井寬度=670X2+670=2010mm。吸水井高度=1800+536+1000+300=3630mm（包括超高300）。所以，吸水井長度為10050mm，最后根據(jù)水泵機組之間距離調(diào)整為18000mm，水井寬度為2010mm（最后調(diào)整為3000mm）,吸水井高度為3700mm（包括超高300mm）。經(jīng)計算吸水井有效容積為200m3，大于泵站一臺泵5min的抽水量，故滿足要求。

確定水泵線標高。水泵軸線標高14SH-9型水泵允許吸上真空高度［H］可在水泵性能曲線上s查得，當Q=310L/s時，［H］二 m。水泵允許安裝高度為：sH=[H]-H—工hsss2g吸水管長度暫按10m估算，其沿程壓力損失:iL=300iL=300X10二吸水管局部壓力損失為：&—二（8+8+8）—+8—2g1 2 32g 42g=++其中￡ 吸水管進口喇叭口局部阻力系數(shù)，??；1￡——90°彎頭局部阻力系數(shù)，取；2￡ 閥門阻力系數(shù)，??；3￡ 偏心漸縮管局部阻力系數(shù)，?。?v 吸水管中流速，v=s;v 水泵進水口處流速，v=so11由以上計算可得到吸水管路總壓力損失為：工1h=iL+ 以及長期運行后，泵性能s 2g有可能下降，因此，取Yh=os因此 H二ss由此可以計算，水泵泵軸標高二吸水井最低水位標高+H二ss其他各主要標高?；A頂面標高二泵軸標高-泵軸基礎頂面高度(H)=1泵房地面標高=基礎頂面標高=同理，據(jù)泵軸標高，查水泵機組外形尺寸圖，即可推算出水泵進、出口中心標高等，其計算結(jié)果見圖5-56.水泵揚程的校核根據(jù)水泵機組及管路布置平面圖，重新計算泵站內(nèi)吸、壓水管路壓力損失，復核水泵揚程。泵房內(nèi)吸、壓水管路總的壓力損失工h=工h+工h=sd(壓水管壓力損失為m，計算過程從略)，可見小于估算值，故初選水泵機組符合要求。消防時校核消防室泵站供水量Q為：火Q=Q1+Qx=火消防時泵站揚程H為：火H=Z+H+工h火C0火在消防時，開啟臺水泵，完全能滿足火災時對流量和揚程的要求。輔助設備的選擇（1）引水設備。當吸水井水位低于水泵軸線時，水泵啟動需采用真空泵引水。真空泵的抽氣量Q:V