取水泵房设计计算(修改).doc

一 主要设计资料1. 取水规模：阆中市二水厂终期取水规模为5万m3/d ；一期工程2.5万m3/d，二期工程达5万m3/d；2. 设计取水量：一期：二期：其中水厂自用水系数为10。3.水源的水位：根据业主单位提供的资料显示：金银台电航工程库区水位设计高程为：库区0.2校核洪水位362.15m，2设计洪水位357.5m，正常蓄水位352.00m，汛期限制水位346.0348.5m（闸底高程）。（以上均为黄海高程）二. 取水头部取水头部为喇叭口带格栅，采用钢（A3）或不锈钢制作。本工程用3个取水头部，每个设计取水量：Q2291.7/3=763.9m3/h0.212m3/s。取水管管径采用dDN500，取水喇叭口直径取D1.5d=750mm。1. 格栅及进水孔面积计算 设计规范要求：河床式取水构筑物无冰絮时，进水孔过栅流速V0为0.20.6m/s，本设计V0取0.30m/s。栅条采用扁钢，厚度为S=10mm，栅条净距采用b50mm，格栅堵塞系数k10.75，栅条引起的面积减少系数为：进水孔面积为：端部面积直段侧面积0.4422.545L直段长度：L= 取L=300mm2、取水头部的位置和标高取水头部的位置根据实测的取水地点的水下地形图确定，该处保证取水头部下缘高出河床底0.8m以上。取水头部中心线标高为344.50m，满足航道部门要求。三. 进水管进水管采用3根钢制管道，按终期运行规模5.0万m3/d考虑，考虑水厂自用水系数为10%。正常工作时，每根进水管的设计流量为：选DN500mm，V=1.06m/s，1000i2.972m正常工作时，每根吸水管（进水管）的水头损失：校核事故情况：事故时按进水管仍能通过70%的事故流量考虑，即单管事故量为：事故时DN500的进水管流速V=2.23m/s，1000i=12.895，进水管事故时的水头损失为：近期安装2根进水管，近期运行规模为2.5万m3/d，仍考虑水厂自用水系数为10%。正常工作时，每根进水管的设计流量为：DN500mm，V=0.79m/s，1000i1.743m正常工作时，每根吸水管（进水管）的水头损失：校核事故情况：事故时按进水管仍能通过70%的事故流量考虑，即单管事故量为：事故时DN500的进水管流速V=1.11m/s，1000i=3.266，进水管事故时的水头损失为：四 取水泵房的设计流量与扬程1. 设计流量一期：二期：2. 设计扬程 近期采用两用一备，按最高日平均时水量1145.8/2=572.9m3/h 泵所需静扬程HST水库枯水位高程为344.5 m水厂清水池的池底标高暂定为363.5m（地面标高368.5m），则配水井最高水位标高估计为373.5m(估计10m水损)。所以水泵所需静扬程：HST373.5-344.5=29m 水泵房至水厂配水井间原水输水管的水头损失h输近期采用2条原水输水干管输水，按每根输水干管输送50%流量设计，则正常工作时，每根原水输水管的设计流量为：选用DN500球墨铸铁管，管内流速v = 0.81m/s，1000i =1.832；正常工作时，每根原水输水管水头损失为：校核事故情况：当一条输水管检修时，另一条输水管应通过70%的设计流量，即该输水管通过流量为：管内流速v = 1.14 m/s，1000i =3.434；事故时，原水输水管的水头损失为： 水泵吸水管（进水管）的水头损失h吸 泵站内吸压管路水头损失hP，粗估2.0m 安全工作水头hS，取1.5m 水泵设计扬程为： Hp= HSTh输h吸hPhS =29+4.03+0.035+2.0+1.5 =36.57m五 取水泵房水泵选择选泵方案一：初期选用三台DFSS200-420(I)A型水泵（Q=373640m3/h，H=4836m，N=90KW，79%84%）,两用一备；终期撤掉一台DFSS200-420(I)A型水泵，并加开一台DFSS300-435C型水泵（Q=7811339m3/h，H=4936m，N=200KW，82%87%），三用一备，备用一台DFSS300-435C型水泵。本方案水泵的配套电机为：DFSS200-420(I)A型水泵配Y280M-4型电机（功率为90KW，电压为380V）;DFSS300-435C型水泵配Y315L-4型电机（功率为200KW，电压为380V）。选泵方案二：初期选用三台DFSS200-420(I)B型水泵（Q=356610m3/h，H=4133m，N=75KW，78%83%）,两用一备；终期撤掉一台DFSS200-420(I)A型水泵，并加开一台DFSS300-435D型水泵（Q=7361262m3/h，H=4332m，N=160KW，81%86%），三用一备，备用一台DFSS300-435D型水泵。本方案水泵的配套电机为：DFSS200-420(I)B型水泵配Y280M-4型电机（功率为90KW，电压为380V）;DFSS300-435D型水泵配Y315M2-4型电机（功率为160KW，电压为380V）。方案比较：方案一：查水泵性能参数得，DFSS200-420(I)A型水泵和DFSS300-435C型水泵样本曲线的高效段的几个点的流量和扬程分别如表1.1所示（另设Q0=0 m3/h时的扬程为H0），采用最小二乘法拟合水泵的Q-H曲线方程： 表1.1型号已知各点的坐标值待计算值H0Q0H1Q1H2Q2H3Q3A!A2DFSS200-420(I)A47.1304837342533366400.0298-0.0000738DFSS300-435C53.260497814211163613390.00486-0.0000133经计算，对DFSS200-420(I)A型水泵，H0=47.13m，A!=0.0289，A2=-0.0000738，其Q-H曲线方程为：H=47.13+0.0289Q-0.0000738Q2。当水泵工作时，流量为Q=572.9 m3/h，所能提供扬程为H=39.46m36.57m，且在水泵高效段内。对DFSS300-435C型水泵，H0=53.26m，A!=0.00486，A2=-0.0000133，其Q-H曲线方程为：H=53.26+0.00486Q-0.0000133Q2。当水泵工作时，流量为Q=1145.8m3/h，所能提供扬程为H=41.37m36.57m，且在水泵高效段内。方案二：查水泵性能参数得，DFSS200-420(I)B型水泵和DFSS300-435D型水泵样本曲线的高效段的几个点的流量和扬程分别如表1.2所示（另设Q0=0 m3/h时的扬程为H0），采用最小二乘法拟合水泵的Q-H曲线方程： 表1.2 型号已知各点的坐标值待计算值H0Q0H1Q1H2Q2H3Q3A!A2DFSS200-420(I)B47.520413563850833610-0.00852-0.0000238DFSS300-435D31.760437363810523212620.0362-0.0000286经计算，对DFSS200-420(I)B型水泵，H0=47.52m，A!=-0.00852，A2=-0.0000238，其Q-H曲线方程为：H=47.52-0.00852Q-0.0000238Q2。当水泵工作时，流量为Q=572.9 m3/h，所能提供扬程为H=34.83m36.57m，不能满足所需扬程要求。对DFSS300-435D型水泵，H0=31.76m，A!=0.0362，A2=-0.0000286，其Q-H曲线方程为：H=31.76+0.0362Q-0.0000286Q2。当水泵工作时，流量为Q=1145.8m3/h，所能提供扬程为H=35.69m36.57m，不能满足所需扬程要求。故方案二不能满足要求，采用方案一。校核事故情况：当一条输水管检修时，另一条输水管应通过70%的设计流量，即该输水管通过流量为：管内流速v = 1.14 m/s，1000i =3.434；事故时，原水输水管的水头损失为：事故时，所需水泵扬程为： = HSTh输h吸hPhS =29+7.55+0.062+2.0+1.5=40.11m近期为两台DFSS200-420(I)A型水泵并联运行，仍采用最小二乘法拟合水泵的并联运行Q-H曲线方程，如表1.3所示： 表1.3 型号已知各点的坐标值待计算值H0Q0H1Q1H2Q2H3Q3A!A2单台泵参数47.1304837342533366400.0298-0.0000738并联曲线参数63.25048746421066361280-0.0187-0.00000178经计算，对两台DFSS200-420(I)A型水泵并联，H0=63.25m，A!=-0.0187，A2=-0.00000178，其Q-H曲线方程为：H=63.25-0.0187Q-0.00000178Q2。当事故时，流量为Q=802.06m3/h，所能提供扬程为H=46.04m40.11m，满足所需扬程要求，且在单台水泵运行的高效段内。六 机组基础尺寸查水泵与电机样本，可以计算出DFSS200-420(I)A型水泵与Y280M-4型电机机组的基础平面尺寸为：2100mm1100mm。机组总重量W=Wp+Wm=1400Kg。基础深度H可按下式计算：（米）式中：L基础长度； B基础宽度；基础所用材料的容重，混凝土基础2400Kg/m3；故（米）查水泵与电机样本，可以计算出DFSS300-435C型水泵与Y315L-4型电机机组的基础平面尺寸为：2600mm1300mm。机组总重量W=Wp+Wm=2310Kg。基础深度H可按下式计算：（米）式中：L基础长度； B基础宽度；基础所用材料的容重，混凝土基础2400Kg/m3；故（米）七 机组与管道布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，