泵与泵站课程设计.doc

设计资料序号近期流量（万t/d）远期流量（万t/d）地面标高（m）洪水位标高（m）枯水位标高（m）常水位标高（m）净水配水井水面标高（m）自流引水管长（m）输水干管长（m）2101523.022.519.221.031.61801800表一 给泵站设计参数1设计流量的确定和设计扬程估算（1）设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数1.05，则：近期设计流量为 远期设计流量为 （2）设计扬程H1)泵所需静扬程HST自流管设计 设计流量 Q175%Q=75%1.215=0.9115 m3/s 取经济流速 v1.5 m/s，计算得 查设计手册，采用两条DN92010钢管作为自流管，流速 v1.43 m/s， i0.00251 通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即当一条自流管检修时，另一条自流管应通过75设计流量）即：Q275Q远 75%1.823=1.3673 m3/s查设计手册得：v=2.17 m/s, i=0.00578 从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：h沿程=i L =0.00578180=1.04 m则吸水间中最高水面标高为22.5-1.04=21.46m最低水面标高为19.2-1.04=18.16m。所以泵所需静扬程HST为：枯水位时，Hmax=31.6-18.16=13.44m洪水位时，Hmin=31.6-21.46=10.14m2）输水干管中的水头损失h 设采用两条DN92010钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75的设计流量（按远期考虑），即：Q75Q远 =756562.5=4922 m3/h=1.367m3/s,查水力计算表得管内流速v2.17 m/s， i0.00578，所以h1.10.00578180011.44 m（式中1.1系包括局部损失而加大的系数）。3）泵站内管路中的水头损失hP 粗估为2m 则泵设计扬程为： 枯水位时，Hmax13.44+11.44+2+228.88 m 洪水位时，Hmin10.14+11.44+2+225.58 m 2初选泵和电机近期三台20sh13型泵（流量Q15502410 m3/h，扬程H4030m，泵轴功率N206246.5kv，允许吸上真空高度Hs4m），两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作一台备用。 根据20sh13型泵的要求选用JS-137-6型异步电动机（280kw，380v，水冷式）。表二 20sh-13 型泵的主要性能参数流量Q（m3/h）扬程H（米）转速n(转/分)泵轴功率N(kw)允许吸上真空高度Hs(m)效率（%）泵重(公斤)价格（元）155024104030970206246.54808823405577表三 配套电机性能功率(kw)转速(转/分)重量(公斤)价格（元）28098619007000表四 方案汇总方案泵型号台数扬程（m）单机流量（L/S）泵站总流量（L/S）效率（%）配套功率（kw）允许吸上真空高度（米）单机效率综合效率单机功率总功率1近期20sh-133(2用1备)4030607.5121580888088206246.54124934远期20sh-134（3用1备）4030607.5182380888088206246.5618739.543.机组基础尺寸的确定查泵与电机样本，计算出20sh13型泵机组基础平面尺寸为3000mm1300mm，机组总重量WWpWm23400+1900042400N 基础长：LL4L6L8(0.40.6)=6001108760510=2978mm3.0m基础宽：Bb(0.40.6)=0.790.5=1.29m1.3m基础深度： 式中 L基础长度，L=3.0m； B基础宽度，B=1.3m； 基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，23520N/m3故 基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.5m 。4吸水管路与压水管路计算每台泵有单独的吸水管与压水管 （1） 吸水管 已知 采用DN82010钢管，则 v1.21m/s，（符合泵吸水管路直径大于250mm 时，流速在1.21.6m/s 之间的要求），i0.00211。（2） 压水管 采用DN63010钢管，则V2.09m/s，（符合泵吸水管路直径大于250mm 时，流速在2.02.5m/s 之间的要求），i0.00887。5. 吸水井设计计算（此设计为岸边取水泵房）吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位：河流的枯水位19.2m吸水井最高水位：河流的洪水位22.5m水泵吸水管进口喇叭口大头直径：DN(1.31.5)d吸1.458001160mm水泵吸水管进口喇叭口长度：L（3.07.0）（Dd）4.0（1160-800）360mm喇叭口距吸水井井壁距离：(0.751.0)D=0.81160928mm喇叭口之间的距离：(1.52.0)D=1.811602088mm喇叭口距吸水井井底距离:0.8D=0.81160928mm喇叭口淹没水深:(0.51.0)=1.0m所以，吸水井长度11603+9282+208829512mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）。吸水井宽度9282+11603016mm。吸水井高度22500-19200+928+1000+300=5528mm（包括超高300）。6机组与管路布置如泵站剖面图所示，机组采用横向排列，启动方式为自灌式。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管上设有电动蝶阀（D940X-0.5,L=275mm）和手动蝶阀（D40X-0.5,L=275mm），吸水管上设手动闸板闸阀（WZ545T-6,L=690mm）.为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN900输水管用DN900液动蝶阀（D741X-10,L=510mm）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D741X-10）一个。 相应的连接配件（如三通、大小头等）选用国家通用标准产品。7吸水管路和压水管路中水头损失的计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图,如图一。图一 吸水管路和压水管路中水头损失计算线路图（1） 吸水管路中水头损失1.502.110.0032m 式中吸水管进口局部阻力系数，0.75；DN800闸阀局部阻力系数，按全开考虑，0.3；偏心渐缩管DN800500，0.21。则 (0.75+0.3)=0.18m故=0.0032+0.18=0.18m（2）压水管路水头损失=(5+0.82+4.59+0.6+0.5)8.87+1.815.78=0.11m =式中 4DN300600渐放管，40.34； 5DN600钢制45弯头，50.51； 6DN600电动蝶阀，60.315； 7DN600伸缩接头，70.21 8DN600手动蝶阀，80.15； 9DN600钢制弯头，91.01； 10DN600900渐放管，100.33； 11DN900钢制斜三通，110.5； 12DN900钢制正三通，121.5； 13DN900蝶阀，130.15。 则=0.34+(20.51+0.315+0.21+0.15+21.01+0.33）+（0.5+1.5+0.15） =0.08+0.90+0.52=1.50m故=0.11+1.50=1.61m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为： h0.18+1.611.79 m 因此，水泵的实际扬程为： 设计枯水位时，Hmax13.44+11.44+1.79+228.67m 设计洪水位时，Hmin10.14+11.44+1.79+225.37m 由此可见，初选水泵机组符合要求。 8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，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为18.16m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为16.30m。（吸水管上缘的淹没深度为18.1616.30(D/2)=1.46m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m,则吸水间底版标高为16.30-(D/2+0.7)=15.20m。洪水位标高为22.50m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为22.50+1.0=23.50m。故泵房筒体高度为： H=23.50-15.20=8.30m9辅助设备的选择（1) 起重设备 最大起重量为20sh13型泵重量Wp2340kg，最大起吊高度为8.30+2.010.30m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度）。为此，选用LD-A型电动单梁桥式起重机（起重量3t，跨度19.5m，CD1型电动葫芦,起吊高度12m）。 （2） 引水设备 泵系自灌式工作，不需引水设备。 （3） 排水设备 由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。 取泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排泵的净扬程7.3m计，水头损失大约5m，故总扬程在7.3+5=12.3m左右，可选用IS80-65-125A型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机Y112M-2。(380v, 2900 r/min ,8.2A, 4000W ,75 ) 。（4） 通风设备 由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。按泵房每小时换810次所需要风量计算，排量为810V9646m3/h，选用两台T307型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25，配套电机JO2-21，N0.8kw）。 （5） 计量设备 在净化场的送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。 10泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为8.3m，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8.8m,从平台楼板到房顶底板净高为10.0m。11泵房平面尺寸确定泵房平面布置简图根据泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为18.5m。12.备注说明特别注明：泵房图中的数据有些是依据查的规范上所设计要求的。具体设计依据如下：设备布置尺寸的一般要求：相邻主机组之间的净距离一般不小于1.02.0m，采用高压电动机时应取最大值。主机组与辅助设备之间，主机组与墙距离均不应小于0.7m，有起重机的泵房设备与墙距应大于吊钩至墙的极限距离。电气设备布置在泵房内时，主机组与电气设备之间的距离不小于2.02.5m。管件，阀门接头与墙距不小于0.30.5m，视阀门外形而定。辅助设备与墙距不小于0.5m。应布置有贯穿泵房全长的主交通道，宽度不小于1.21.5m。7. 检修间的面积，一