《泵与泵站》课程设计-Z市净水厂送水泵站设计.doc

泵与泵站课程设计任务书太原理工大学环境科学与工程学院给水排水工程系二O一四年十二月泵与泵站课程设计任务书一、设计题目：Z市净水厂送水泵站设计二、原始资料：泵与泵站课程设计设置于大三第一学期进行，是给水排水工程专业本科生最早进行的专业设计实践训练课程。由于在泵站课设前已进行给水管网课程设计，因此，本次课程设计中送水泵站的供水流量、扬程、消防水量以及净水厂地面标高等参数，均以给水管网课程设计计算成果作为计算参数。1、最高日供水量（万m3/d）以给水管网课程设计计算出的最高日供水量以及是变化系数作为水泵选型水量。2、管网所需扬程（m）以给水管网课程设计计算出的净水厂输水管起点的自由水头作为净水厂送水泵站扬程的计算依据。3、消防流量以给水管网课程设计中所给出城市的基础资料，确定Z市市政管网所要提供的消防水量。4、Z市给水厂平面及高程布置Z市给水厂平面布置见附图1所示。送水泵站设计地面标高以给水管网课程设计中净水厂所处位置地面标高为准。给水厂清水池内清水自流入送水泵站前吸水井。清水池底板高程及设计水位由每位学员根据自身情况和设计方案自定。5、气象资料Z市年平均气温15.6，最高气温39.5，最低气温8.6。主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。6、工程地质及水文地质：城市土壤种类： 轻质压粘土；地下水位深度6.5米；冰冻线深度1.2米。7、其它资料地震等级：五级；地基承载力2.5Kg/cm2；可保证一级负荷供电。三、本人所确定的水量及扬程1、净水厂泵房：泵房供水水量：453.80L/s2、扬程：管网所需扬程：33.92m四、设计步骤： 1、确定水量和扬程。2、水泵及电机初步选型及方案比选。3、水泵机组布置。4、吸水和压水管路布置。5、管路阀门布置。6、水泵及电机精选。7、其它附属设备布置。8、泵房建筑高度确定。9、泵房平面尺寸的确定。10、绘制泵房工艺图。五、计算说明书要求：1、说明书内应对本次设计进行基础资料分析及工程内容概述。2、参照教材中范例，对每一设计步骤进行详细的计算和说明。3、说明书中应对真空泵（如有需要）、起重设备、排污泵等附属设备进行明确选型。4、水泵的型号及台数选择应进行至少两方案比较。5、说明书计算应正确运用相关的技术规范。6、除泵站平面、剖面图外，其余简图可在说明书中以插图或附图形式提供。7、说明书后必须提供泵站平面、竖向布置时手绘草图，草图采用A4图幅。8、说明书用纸采用A4打印纸，正文手写，插图或附图可以采用打印形式。六、图纸要求：1、图纸采用CAD计算机绘制。2、给水泵站平面布置图一张（比例尺1:50，图幅A2以上）。3、给水泵站剖面图一张（至少绘制两个角度的剖面，图幅A2以上）。（注：平、剖面图可分别成图，也可置于一张图中。）4、图纸上须附有设计说明及设备材料表。七、时间进度安排本次泵与泵站课程设计计划时长一周。第1-2天：工程设计计算及草图绘制；第3-5天：工艺图的绘制及说明书的完成；第6天：分组答辩；第6-7天：根据反馈意见修改，提交最终成果。八、参考资料1、姜乃昌主编泵与泵站（第5版）北京：中国建筑工业出版社，2007。2、给水排水设计手册（第二版），第1、3、9、11册北京：中国建筑工业出版社。3、严煦世主编给水排水工程快速设计手册(给水工程)，北京：中国建筑工业出版社，1995。4、中华人民共和国建设部、水利部共同主编泵站设计规范(GB/T 502652010)。5、室外给水设计规范(GB500132006)。6、中华人民共和国建设部主编给水排水制图标准(GB/T 501062010)。7、中华人民共和国建设部钢制管件标准图集（02S403）。第一章 设计资料1、供水要求 在本案例的给水管网系统中，一天之内需水量变化大，设置有网前水塔，泵站为二级供水的供水形式。05,2124为一级，设计供水量为最高日的2.37%，620为二级，设计供水量为最高日的5.24%(1) 最高日供水量： 最高日平均时：361.13L/s 最高日最高时：507.50L/s (2) 管网所需扬程：33.92米2、气象资料(1) 气温年平均气温：15.6最高气温：39.5 最低气温：8.6(2) 风向夏季主导风向：东南风 冬季主导风向：北风、西北风3、工程地质及水文地质城市土壤种类：轻质压粘土地下水位深度：6.5米冰冻线深度： 1.2米4、其他资料地震等级：5级地基承载能力：2.5Kg/cm2 ( 混凝土密度2400 kg/m3 )可保证一级负荷供电5、设计二泵站的必要性在用水量和所需的水压变化的情况下，选用多台泵联合运行，能够根据管网用水量与相应的水压变化情况，合理地选择开闭部分水泵，在运行中灵活调度，节约水厂制水成本，减少能耗，以求得最经济的效果。第二章 设计计算1、设计流量泵站的设计流量应为：式中 Qr 一级泵站中水泵所供给的流量(m3/s)；Q 供水对象最高日用水量(m3/s)； 为给水系统中自身用水系数，一般取=1.011.02取给水系统中自身用水系数=1.01 (经验系数)时变化系数：Kh=1.41最高日供水量：3.12万m3/d最高日平均时设计流量：Qr1 =1.013.1210000243600=364.75m3/s最高日最高时设计流量：Qm= KhQr1 =1.41364.75=514.29m3/s分级供水最高级设计流量为：Qr设=Qr1（5.244.17）=458.34m3/s2、设计扬程水泵扬程 H=HST+h+hp式中 HST 为城市管网所需扬程h 为泵站内部水头损失 hp 为安全水头，一般12米Z城市管网所需扬程HST为33.92米取安全水头hp为2米粗估泵站内部水头损失h为2米则水泵的设计扬程为：H=33.92+2+2=37.92米3、设计泵机组图一考虑到最高级设计流量为：Q分=458.34m3/s 扬程 H分ST=37.92m; 消防时设计流量为：Q消=528.34m3/s 扬程H消ST=38.17m; 事故时设计流量为：Q事=317.66m3/s 扬程H事ST=39.51m; 转输时设计流量为：Q转=285.89m3/s 扬程H转ST=37.44m； 以及泵站日常运行维护费用的经济性选择250S65型泵（泵的参数如下表）4台，3台工作，1台备用。泵型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率P（KW）效率(%)汽蚀余量(m)泵重量(Kg)轴功率电机功率250S6536071145092.813275348048565108.77961258130.674选泵来自（/ch_web/pump/zhongkai2.html）由智能选泵软件得到的工作曲线图该泵配套电机为Y315M4鼠笼型三相异步电动机，重量Wm：1100Kg机组总重量W=Wp+Wm=4800+11000=15800N4、确定机组基础尺寸外形及安装尺寸表（带底座）由上表知250S65型泵机组基础平面尺寸为基础长度L=底座长度L1+（0.150.20）m=2101+200=2301mm基础宽度B=底座螺孔间距b1+（0.150.20）m=850+200=1050mm基础深度H可按下式计算：H=3.0W/(LB) =3.015800/(2.3011.05023520)=0.83m基础一般用混凝土浇筑，其项面高出室内地坪约1020cm。重量校核：（一般素混凝土密度大约2200Kg/m3）混凝土质量=25002.3011.050.83=5013Kg2.5倍的机组重量，符合要求。5、吸水管路压水管路水头损失计算每台泵有单独的吸水管管中的设计流速建议采用以下数值：管径小于250mm时，为1.01.2m/s；管径等于或大于250mm时，为1.21.6m/s设计吸水管流量Q=2113 m3/h=587L/sQss=Q/3=0.587 /3=0.196m3/s采用DN400钢管，设计流速V=1.51m/s，1000i=7.92吸水管路局部损失阻力系数表名称 喇叭口90弯头柔性接头蝶阀偏心异径管水泵进口DN(mm)600400400400400250250数量111111局部阻力系数0.40.9流速(m/s)1.511.511.511.514.04.0吸水管路局部损失为：hj=(0.4+0.9+2+0.2)*1.512/19.6+(0.2+1.0)*4.02/19.6=1.39m吸水管路沿程损失为：hf=7.92*4/1000=0.0316m压水管路局部损失阻力系数表名称 同心异径管止回阀柔性接头蝶阀三通电动蝶阀水泵出口DN(mm)250400400400400400400250数量1113111阻力系数0.240.41.0流速(m/s)4.01.511.511.511.511.514.0压水管路局部损失为：hj=(0.4+2+0.6+1.5+0.2) *1.512/19.6+(0.24+1)*16/19.6=1.56m压水管路沿程损失为：hf=7.92*2/1000=0.0158m泵站内水头损失为：h=1.39+0.0316+1.56+0.0158=3.00m故该二级泵站所需扬程为：=57+2+3.00=62m6、选泵校核根据以上计算可知，每台泵所需的设计流量为564 m3/h，所需扬程为62.0m,选择的四台250S65型泵（3用1备），参照泵的具体参数，所选的水泵能够满足工况要求。7、附属设备(1)起重设备单个机组的重量为1580Kg，据此查阅设计手册，选取单轨悬挂式CD126D电动葫芦，起重量为2吨，起重高度为6m，根据起重机和泵组确定泵房净高度为7m。由于近期安置泵为四台，为了使结构更为紧凑，节省建筑面积，采用横向双行排列。考虑每行泵组上安装一套单轨悬挂式起重机，共为两套。(2)计量设备在压水管路上设压力表和超声波流量计(3)排水设备由于采用半地下式泵房，为了防止泵房因为渗漏而出现积水的情况，需要设潜水排污泵。(4)通风设备 由于半地下式泵房自然通风不够，需要采用机械通风以改善泵