水泵与水泵站课程设计.doc

水泵与水泵站课程设计班 级 学生姓名 指导教师 环境科学与工程学院给水泵站课程设计任务书一、课程设计任务某厂新建水源工程，近期设计流量a万m3/d，要求远期发展到bm3/d，采用固定式取水泵房，拟采用自流管从江中取水。水源洪水位标高（1%频率）、枯水位标高（97%频率）、净水厂反应池前配水井的水面标高、室外地面标高、自流取水管长度及泵站至净水厂的输水干管全长都已知。试进行泵站工艺设计。 二、课程设计目的及要求 1.设计目的 1）结合课程所学内容，使基础理论和基本技术训练相结合，从而课程内容进一步深化和系统化。 2）初步学会如何在搜集资料和调研的基础上，根据设计任务制定给水泵站设计方案。 3）通过设计、计算、资料检索、阅读文献，提高绘制图纸和编写设计说明书的能力。 2.设计要求1）认真学习有关技术规定，严格按相关规范和标准要求进行设计。2）课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。3）设计成果以图纸的形式展示，包括平面图和剖面图。三、课程设计内容及时间安排 1.设计内容1）确定泵站工艺流程 2）合理选择水泵并布置泵房3）详细进行工艺计算 4）绘制泵房设计图纸2.时间安排1）领会设计任务，借阅相关规范及设计手册，确定工艺流程 1天2) 初步选择水泵机组及泵房布置 1天3）根据泵房布置，绘制泵房平面布置草图，绘制水力计算图并进行计算 3天4）精选水泵机组及辅助设备，确定泵房平面尺寸和高度 1天5）修改草图，绘制泵房平面布置图及剖面图 3天6）整理设计报告书，准备答辩。1天四、教材及参考书目1姜乃昌. 泵与泵站（第五版）. 中国建筑工业出版社. 2007。2中华人民共和国水利部.泵站设计规范（gb/t50265-2010）中国计划出版社，20113中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册第11册常用设备. 中国建筑工业出版社. 2004。基础数据表分组流量（万m3/d)标高(m)长度(m)近期远期地面枯水位洪水位净水构筑物水位自流管输水管1111610.953.109.2020.1015023002151912.353.7010.2023.702001800361011.153.509.8524.50250200048129.233.8510.0021.8622025005101511.395.8512.7525.7318019506121610.486.9213.0925.2821022507152515.788.9318.6932.7330018508162015.129.7617.9230.542402000920259.284.5610.0523.82260240010253013.294.8112.4524.65190210011152012.583.9511.2725.73250260012203014.897.4915.0230.086020001391812.125.6810.8525.7218015001418259.674.5610.2826.85160160015 132010.234.159.6322.3217022001646.518.9513.1022.2040.1015516001771022.3515.7024.2036.7020025001891521.1515.5026.8540.5025020001981419.2315.9523.0038.86200250020101631.3925.8532.7550.73180195021172640.4830.9240.0965.28210225022253535.7826.9334.0053.00300235023122031.0027.7630.0047.86240200024203029.2822.0029.0048.0025024002516.525.513.297.0017.0042.0022028002612.52222.0016.0024.5046.50250260027152224.8918.0025.5250.00150260028223032.1226.6831.8552.72230180029162522.6715.5621.2842.85160200030102030.2324.1529.6348.32170220031112010.953.109.2020.10200230032152212.353.7010.2023.70180100033162611.153.509.8530.5025020003481515.236.8512.0030.00220250035112516.399.0017.0035.00180195036121620.4813.0020.0038.002102250给水泵站课程设计指导书一、设计内容1设计流量和设计扬程2初选水泵和电机3机组基础尺寸的确定4吸水管路与压水管路计算5. 机组与管道布置6吸水管路和压水管路中水头损失的计算7水泵安装高度的确定和泵房建筑高度计算8附属设备的选择9泵房建筑高度的确定10泵房平面尺寸的确定二、设计图纸1泵站平面布置图2泵站纵剖面图三、对设计文件内容和质量的要求设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。设计图中文字、图例的表示方法应符合一般规定和制图标准。图纸应注明图标栏及图名。图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。1）泵站平面布置图应绘出各种连接管道及设备，管道上需注明管径。图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。2）泵站剖面图应标出各水泵的顶、底及水面标高，应标出主要管道、设备机组和地面标高，主要管道的管径等。目录1. 设计流量的确定和设计扬程的估算 12. 初选泵和电机 23. 机组基础基本尺寸的确定（泵与电机基础合建） 24. 吸水管路和压水管路计算 25. 机组和管道的布置 26. 吸水管和压水管路中水头损失的计算 27.水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算 48.附属设备的选择 49. 泵房建筑高度的确定 5 10. 泵房平面尺寸的确定 5主要工艺设备及材料表 6泵站工艺设计计算说明书1.设计流量的确定和设计扬程的估算（1）设计流量q 考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取自用水系数 =1.05 近期设计流量为:q=1.05125000/（243600）= 5468.75 1.519m3/s 远期设计流量为:q=1.05220000/（243600 = 965252.674m3/s （2）设计扬程h 1）泵所需静扬程hst 通过取水部分的计算按正常情况下每根自流管通过50%的流量计算（按远期流量考虑），为满 足近期流量通过时流速不得小于0.7m并且不得大于1.0m，其管径d1051，当远期流量通过流速为1.519m/s时，其管径d=1500。则取两条dn1500钢管并联作为自流管，查水力计算表5，得v=1.337m/s,i=0.389。 取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为,h=0.38925031.3372/(29.8)0.70m吸水间的最高水面标高：24.500.70=23.80m 最低水面标高：16.000.70=15.30m，所以泵所需要静扬程hst：洪水水位时：hst=46.5023.80=22.70m枯水水位时: hst=46.5015.30=31.20m2) 输水干管中的水头损失 选用两条铸铁管并联作为输水干管，按每根通过50%设计流量（按远期考虑），查水利计算表得知管径dn1200满足要求，即q=0.59625=4812.5管内流速v=1.185m/s ,i=1.191，则h=1.10.00119126003.41m3)泵站内管路中的水头损失粗估为2m则泵的设计扬程为：（远期）洪水水位时：hmin=22.703.41+2+2=30.11m 枯水水位时：hmax=31.20+ 3.41+2+2=38.61m2.初选泵和电机近期选四台600s47型泵(q=25003500,h=3856m,n=452kw，hs=2.5m)，其中二台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。根据600s47型泵的要求，选用y450-54-6型异步电动机（450kw，380v.ip44水冷式）3 机组基础基本尺寸的确定（泵与电机基础分开建） 机组基础：长度宽度=4200mm2000mm（机组重=37800n+40000n=77800n） l：基础长度 b:基础宽度 ：基础所用材料的容重对于混凝土基础为23530n/ h=3.0w/（lb）=3.0778009.8/(235204.22.0) 1.18m 故基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.18m。 4.吸水管路和压水管路计算（1）吸水管 =9625/3=3208.33 采用dn900钢管，则v=1.40m/s i=2.4（2）压水管采用dn700钢管，则v=2.34m/s i=9.315.机组和管道的布置将四台机组横向并列布置成一排，三台为正常使用，一台为备用泵。每台水泵有单独的吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管设有对夹式电动蝶阀（d971x-10）,蝶式微阻缓闭式止回阀（hh44x-10），涡轮传动对夹式蝶阀（d971x），吸水管上设有暗杆楔式单板闸阀（z45t-10型）。为了减少泵房面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条dn1200的输水干管用dn1200蝶阀（gd371xp-1）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（gd371xp-1）一个。阀门选择如下：闸阀z45t-10型暗杆楔式单板闸阀（dn900）,l=780mm，选4个。止回阀-hh49x-1型蝶式微阻缓闭止回阀（dn700），l=650mm，选4个。电动蝶阀d971x型电动蝶阀（dn700），l=154mm ，选4个。蝶阀gd371xp-6型对夹式管网蝶阀(dn1200),选3个。6.吸水管和压水管路中水头损失的计算取一条最不利的线路，从吸水口到输水管干管上切换闸阀止为计算路线图(即外围管道）如图所示. l4=4270 l5=2820 l6=4000 l3=6600 l7=1200 l1=1500 l8=2400 l2=5000 l10=2000 l9=2400 （1）吸水管路中水头损失 hs=hfs+hlshfs=l1is=1.52.40.0036mhls=(1+2) + 3 =(0.75+0.15) (1.40/29.8)+0.21(3.15/(29.8) 0.1963m其中式中 1吸水管进口局部阻力系数，1=0.752dn900闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，2=0.153dn900600, 3= 0.21 故 hs=hfs+hls=0.0036+0.1963=0.2000m（2）压水管路水头损失h d hd=hfd+hld hfd=(l2 +l3 +l4) id1+ (l5+l6l7+l8l9+l10)id2 =（5+6.6+4.27+1）9.31+（2.28+4+2.42+1.2+2）1.191 0.170mhld=4+(5+6+7+8+9+210)+(11+12+13 +14) =0.287.1/29.8+(1.5+0.15+0.21+0.15+1.02+0.472)2.32/29.8+(0.47+0.5+1.5+0.15)1.185/29.8 1.85m故 hd=hfd +hld =0.170+1.85=2.02m 其中式中 4dn400700渐放管，4 =0.28 5dn700止回阀，5 =1.56dn700电动蝶阀，6 =0.157dn700伸缩接头，7 =0.218dn700手动蝶阀，8 =0.159dn700钢制45弯头，9 =0.51 10dn700钢制90弯头，9 =1.0211dn7001200渐放管，10=0.4712dn1200钢制斜三通，11 =0.5013dn1200钢制正三通，12 =1.514dn1200蝶阀，13 =0.15全部水头损失h=hs+hd=0.1963+2.0202.23m因此，水泵的实际扬程为 设计洪水水位时：hmax=22.70+4.15+2.23+2=31.08m 设计枯水水位时：hmin=31.20+4.15+2.23+2=39.58由此可见，初选的水泵符合要求。7.水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算 为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。已知吸水间最低动水位标高为14.80m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为13.80m（吸水管上缘的淹没深度为15.30-13.80-0.7/2=1.15m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.70m,则吸水间底板标高为13.8-（0.35+0.7）=11.75m。，洪水位标高24.50，考虑1.0m的浪高，则到操作平台高出室外地面25.50m，故泵房筒体高度为:25.50-11.75=13.75m。8.附属设备的选择（1）起重设备最大起重量是y-450-54-6型电机重量3870kg，最大起吊高度为13.75+2.0=15.75m,(其中2.00是考虑操作平台上汽车的高度)。为此，选用ld-a型电动单梁起重机，起重量为10t，跨度为20.3m，起吊高度为22m,as205-20 4/1型电动葫芦，起吊高度24m。（2）引水设备 泵系自灌式工作，不需要引水设备。（3）排水设备由于泵房较深，故采用潜水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽送到地面排水管网中去。取水泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排水泵的静扬程按11.75m计，水头损失大约5m，故总扬程在11.75+5=17m左右，可选用100qw30-22-5(流量30m3/s，扬程22m)型潜污泵两台，一台工作，一台备用.（3）通风设备由于泵房筒体较深，因此需用风机进行通风。选用两台t35-11型轴流风机（转速2900r/min，叶片角度20，风量2167 m3/h，风压169pa,配套电机ysf-5632,n=0.180kw）。(4) 计量设备在净化厂的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。 9、泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为13.75m,操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为3.00m，从平台楼板到房顶底板净高位11.00m.10