水泵及水泵課程設(shè)計(jì)

新疆大學(xué)課程名：水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)姓名：向坤年級(jí)：2011級(jí)學(xué)院：建筑工程學(xué)院專業(yè)：給水排水工程學(xué)號(hào)：005設(shè)計(jì)計(jì)算說明書總述設(shè)計(jì)任務(wù)（1）確定設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程，泵站內(nèi)吸壓水管路水頭損失可暫估計(jì)為2m，安全水頭可取2m。（2） 初步選電動(dòng)機(jī)，包括水泵型號(hào)，工作和備用泵的臺(tái)數(shù)。（3） 設(shè)計(jì)機(jī)組的基礎(chǔ)，（根據(jù)水泵及電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本查出機(jī)組的安裝尺寸或機(jī)組地板的尺寸和總重量，據(jù)此進(jìn)行基礎(chǔ)的平面尺寸和深度的設(shè)計(jì)）。（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(jì)算其流速。（6） 水泵機(jī)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(zhǎng)度，計(jì)算機(jī)器間需要的最小寬度和長(zhǎng)度）。（7） 計(jì)算泵站范圍內(nèi)吸壓水管路的水頭損失，計(jì)算一臺(tái)最大泵路線，水表的損失可估算為。（8） 計(jì)算水泵的最大的安裝高度，確定水泵軸及機(jī)器間的地面標(biāo)高。（9） 確定泵房的建筑高度，起重設(shè)備的型號(hào)。（10） 選擇真空泵，排水泵等附屬設(shè)備。（11） 進(jìn)行泵站平面布置，定出泵站的平面尺寸（寫明計(jì)算和確定步驟及說明）。泵站總平面布置包括：操作平臺(tái)（控制、配電系統(tǒng)）；水泵電機(jī)、管道、閘閥、排水、真空、通風(fēng)，交通等。（12）編寫說明書，匯總泵站的設(shè)備和管件表。（13）繪制泵站平剖面圖（2號(hào)圖紙一張，平立剖三個(gè)面，附主要設(shè)備和材料表）。設(shè)計(jì)依據(jù)（1）某市新建一個(gè)送水泵站，日最大設(shè)計(jì)水量90000m3/d；（2）給水系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中擬定本站分二級(jí)工作：1）一級(jí)供水從5時(shí)到22時(shí)，每小時(shí)水量站全天用水量的%；2）二級(jí)供水從22時(shí)到4時(shí)，每小時(shí)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(shè)計(jì)最不利點(diǎn)地面高差，吸水井最低水位在地面以下。（4） 送水泵站地面標(biāo)高，自由水頭20m。試設(shè)計(jì)該送水泵站。（5） 《給水排水管道工程》簡(jiǎn)要分析該送水泵站采用分級(jí)供水方式，即按最高日逐時(shí)用水量變化曲線確定水泵各時(shí)段的分級(jí)供水線，每個(gè)供水時(shí)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(shè)計(jì)流量應(yīng)為最高日最大時(shí)用水量Q。h取水泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程基本計(jì)算公式如：H二Hst+工h+Hsev+Hc(m)其中h——泵站所需揚(yáng)程，m；Hst——7水泵靜揚(yáng)程，m；工h——水泵吸水管起端至管網(wǎng)控制點(diǎn)間管道總的水頭損失，m；工hD——管網(wǎng)控制點(diǎn)所要求的自由水壓，m；hc——安全水頭，一般取1?2m。設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程計(jì)算設(shè)計(jì)流量送水泵站日最大設(shè)計(jì)水量Q=9.0x104m3/d。D第一級(jí)工作從5時(shí)到22時(shí)，每小時(shí)水量占全天用水量的%：Q二Qx5.00%二4.5x103m3/h二1250L/s1d第二級(jí)工作從22時(shí)到5時(shí)，每小時(shí)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(jí)工作流量作為送水泵站的設(shè)計(jì)流量。Q=Qh=Q1=4.5x103m3/h=1250L/s水泵揚(yáng)程2.2.1送水泵站一級(jí)工作揚(yáng)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(diǎn)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(jí)工作揚(yáng)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(jí)工作揚(yáng)程：輸配水管網(wǎng)的壓力損失，按水力學(xué)公式計(jì)算，可得Q2 12502h2=21.5x =5.41mQ2 537.521

則泵站二級(jí)工作揚(yáng)程：H=Ht+工h+H+Hcst 2sevc=+++2+20=m水泵機(jī)組的選擇根據(jù)水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)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(tái)水泵（其中1臺(tái)備

用），送水泵站一級(jí)工作采用四臺(tái)14SH-9相同規(guī)格的水泵并聯(lián)工作。二級(jí)工作時(shí)兩臺(tái)14SH-9停用，其他兩臺(tái)泵繼續(xù)工作。備用泵為一臺(tái)14SH-9。以下為14SH-9型號(hào)泵的參數(shù)。水泵參數(shù)表型號(hào)流量L 揚(yáng)程轉(zhuǎn)速軸功率配帶電動(dòng)機(jī)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(hào)n口進(jìn)口m3/hmr/minkWkW%mmm1mn 1m14SH-9972801480271355Y4501-478493503502120012607530385144065319801.四臺(tái)泵并聯(lián)同時(shí)工作時(shí)流量與揚(yáng)程的關(guān)系Hm14SH-9型號(hào)三臺(tái)水泵并聯(lián)工作曲線……一臺(tái)水泵單獨(dú)運(yùn)行二臺(tái)水泵并聯(lián)……三臺(tái)水泵并聯(lián)Hm14SH-9型號(hào)三臺(tái)水泵并聯(lián)工作曲線……一臺(tái)水泵單獨(dú)運(yùn)行二臺(tái)水泵并聯(lián)……三臺(tái)水泵并聯(lián)——四臺(tái)水泵并聯(lián)L/s四臺(tái)泵并聯(lián)工作曲線由圖可知四臺(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)的揚(yáng)程大于水泵提升靜揚(yáng)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(jī)根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機(jī)，選定Y4501-4異步電機(jī)，其參數(shù)如下：型號(hào)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(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及布置

14SH-9水泵安裝尺寸（mm）L3L2BA4-d144099986079032水泵機(jī)組基礎(chǔ)采用混凝土塊狀基礎(chǔ)。14SH-9型水泵不帶底座，查表可得其基礎(chǔ)尺寸計(jì)算如下：基礎(chǔ)長(zhǎng)度L二地腳螺栓間距+（400?500）二L3+L2+B+（400—500）=440+999+860+448=2747mm基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓間距（寬度方向）+（400—500）=A+（400?500）=790+420=1210mm基礎(chǔ)高度H二地腳螺栓長(zhǎng)度+(?)m=24d+200=24X32+200=968mm按機(jī)組重量校核基礎(chǔ)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(chǔ)高度H為。水泵吸、壓水管路計(jì)算當(dāng)泵站為一級(jí)供水時(shí)，泵站出流量為1250L/S，單臺(tái)水泵的出流量Q二s；二級(jí)供水時(shí)泵站出流量為s，單臺(tái)水泵出水量Q=310L/s。則單臺(tái)水泵吸、壓水管路應(yīng)按Q=310L/s設(shè)計(jì)。管材均采用鋼管。吸水管管徑14SH-9型水泵，當(dāng)Q=310L/s時(shí)，由鋼管水力計(jì)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(dāng)Q=310L/s時(shí)，管徑d=450mm，流速v二s,i=%o。以上計(jì)算吸、壓水管道流速均在允許流速范圍內(nèi)，符合要求。機(jī)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(tái)水泵機(jī)組采用橫向排列布置。相鄰機(jī)組基礎(chǔ)之間間距為2200mm。根據(jù)工藝要求，泵房總長(zhǎng)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(shè)一進(jìn)出設(shè)備的大門。配電室、控制室、值班室設(shè)在泵房右側(cè)地上一層。吸水管路和壓水管路采取直進(jìn)直出的方式敷設(shè)在室內(nèi)地面下。每臺(tái)水泵設(shè)單獨(dú)吸水管，并設(shè)有手動(dòng)閥門，閥門型號(hào)為D37J，DN600，L=154mm，W=380kg。壓水管道上設(shè)型號(hào)為D941X-10電動(dòng)蝶閥，DN500，L=350mm，W=600kg,并設(shè)有液壓緩閉式蝶閥，型號(hào)為HD741X-10,DN500,L=350mm，W=1358kg。采用DN600聯(lián)絡(luò)管與每臺(tái)水泵出水管相接。在聯(lián)絡(luò)管上設(shè)有型號(hào)為D371J-10的電動(dòng)蝶閥2個(gè)。在聯(lián)絡(luò)管上接出兩條DN600輸水管，將水輸至城市管網(wǎng)。吸水井設(shè)計(jì)吸水井尺寸按滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求設(shè)計(jì)。吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)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(jìn)口喇叭口大頭直徑DM?d,取X500=670mm水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長(zhǎng)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(biāo)高：所以，吸水井長(zhǎng)度=670X5+670X2+1340X4=10050mm（注：最后還要參考水泵機(jī)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(zhǎng)度為10050mm，最后根據(jù)水泵機(jī)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(jì)算吸水井有效容積為200m3，大于泵站一臺(tái)泵5min的抽水量，故滿足要求。

確定水泵線標(biāo)高。水泵軸線標(biāo)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(dāng)Q=310L/s時(shí)，［H］二 m。水泵允許安裝高度為：sH=[H]-H—工hsss2g吸水管長(zhǎng)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(jìn)口喇叭口局部阻力系數(shù)，??；1￡——90°彎頭局部阻力系數(shù)，??；2￡ 閥門阻力系數(shù)，取；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(jìn)水口處流速，v=so11由以上計(jì)算可得到吸水管路總壓力損失為：工1h=iL+ 以及長(zhǎng)期運(yùn)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(jì)算，水泵泵軸標(biāo)高二吸水井最低水位標(biāo)高+H二ss其他各主要標(biāo)高?；A(chǔ)頂面標(biāo)高二泵軸標(biāo)高-泵軸基礎(chǔ)頂面高度(H)=1泵房地面標(biāo)高=基礎(chǔ)頂面標(biāo)高=同理，據(jù)泵軸標(biāo)高，查水泵機(jī)組外形尺寸圖，即可推算出水泵進(jìn)、出口中心標(biāo)高等，其計(jì)算結(jié)果見圖5-56.水泵揚(yáng)程的校核根據(jù)水泵機(jī)組及管路布置平面圖，重新計(jì)算泵站內(nèi)吸、壓水管路壓力損失，復(fù)核水泵揚(yáng)程。泵房?jī)?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(jì)算過程從略)，可見小于估算值，故初選水泵機(jī)組符合要求。消防時(shí)校核消防室泵站供水量Q為：火Q=Q1+Qx=火消防時(shí)泵站揚(yáng)程H為：火H=Z+H+工h火C0火在消防時(shí)，開啟臺(tái)水泵，完全能滿足火災(zāi)時(shí)對(duì)流量和揚(yáng)程的要求。輔助設(shè)備的選擇（1）引水設(shè)備。當(dāng)吸水井水位低于水泵軸線時(shí)，水泵啟動(dòng)需采用真空泵引水。真空泵的抽氣量Q:V