设计4(1)(1).doc

吉林化工学院给排水专业水泵设计 目录第1章 绪 论11.1 流量扬程11.1.1流量的确定11.1.2扬程的确定11.2.1初选水泵11.3 泵房型式的选择41.4 泵机组的基础41.5吸水管和压水管的计算51.5.1对吸水管路的设计要求51.5.2 压水管路设计要求61.5.4 吸水井设计计算7第2章 机组和管道布置92.1泵机组的布置92.2 管路布置102.3 泵房中各标高的确定102.3.1水泵安装高度的确定10第3章 消防和转输校核123.1校核123.2辅助设备133.2.1起重机设备133.2.2 引水设备133.2.3排水设备143.2.4通风采暖设备143.2.5计量设备143.2.6防水锤设备143.2.7噪声消除设备143.2.8 真空表和压力表143.3泵房尺寸153.4 设计送水泵站工艺图16致谢17参考文献18 18第1章 绪 论1.1 流量扬程1.1.1流量的确定泵站一级工作时的流量Q1=82590 m3/d 2.5%=2064.75 m3/h =573.54L/s泵站二级工作时的流量Q2=82590 m3/d 4.85%=40005.615 m3/h =1112.67 L/s1.1.2扬程的确定H=Hst+Hsev+h+H安全+2=（110-100）+32+21+4.5+2+2=71.5m其中：H（m）-水泵的设计扬程Hst（m）-城市设计最不利点与清水池的地面标高之差Hsev（m）-给水管网中控制点所要求的最小自由水压，也叫服务水头h（m）- 泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失2-泵站内的水头损失。H安全-为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头，(m)；一般采用1-2m.这里取2m。1.2初选水泵和电机1.2.1初选水泵当Q=30升/秒时，泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也较小，今假设三者之和为2米，则所需泵的扬程为：H= Hst + Hsev +H安全+h =(110-100）+4.5+32+2+2=50.5mHst-城市设计最不利点与清水池的地面标高之差Hsev-给水管网中控制点所要求的最小自由水压，也叫服务水头H安全-为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头，(m)；一般采用1-2m这里取2mh-泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也最小，现在假定三者之和为2m. 图1-2 选泵曲线由这两点连线，穿过的水泵确定所用的水泵为14SH-9型，需要2并联工作，1台备用。查得水泵性能如下表：泵的型号与性能参数 表1-1泵型流量 ( L/s)扬程(m)转速(r/min)轴功率（Kw）效率(%)允许真空高度(m)14SH-935075145030385.23.5表1-2 水泵外形尺寸及安装尺寸 型号LL1L2L3L4BB1B214SH-913007255104403201300650900B3B4B5HH1H2H3H4n-d3603601809805605026036034图1-3 -曲线 由曲线可以看出，所选泵符合实际扬程要求。水泵需要3台14SH-9的水泵，1台备用，3台机组采用横向排列，水引出后由2条管路输出，送到城市管网中。泵房内管采用直进直出，直接铺设在室内地板上。一级供水时由1台工作，二级供水时由2台并联工作。1.2.2选电机由参考书查出其配套电机JR-138-4。表1-3 电机型号表 电机型号L1HhBAn-dELL2JR-138-41860400149710007104-355003136.510101.3 泵房型式的选择本泵站采用半地下式泵房。送水泵房一般由水泵间、配电间、操作控制室和辅助房间等四部分组成。大多数泵房这些部分可合并建造。根据清水池最低水位标高H=100m和水泵Hs=4.5m的条件，确定泵房为矩形半地下式。 泵房形式平面采用矩形布置，可使水泵出水管顺直，水流顺畅，管配件少，便于就地维修。 根据最高气温与最低气温将泵房设置成半地下式。1.4 泵机组的基础机组（泵和电动机）安装在共同的基础上。基础的作用是支承并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈振动，更不允许产生基础沉陷。因此，对基础的要求是：坚实牢固，出能承受机组的静荷外，还能承受机械振动荷载：要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。14SH-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础。1.基础长度 L=地脚间螺丝间距+（400500）L4+L6+L8+（400500）=440+999+860+500=2799mm2.基础宽度B=地脚间螺丝间距+（400500）b+（400500）=940+460=1400mm3.基础高度基础高度H地脚螺栓长度+（0.15 0.2）m2434+200=1016mm=1016mmH=【3.0（W水泵+W电机）】/(LBr) 式中 W水泵 水泵重量，kg;W电机电机重量，kg;L基础长度，mm;B基础宽度，mm;r基础容重，混凝土容重r=2400kg/m3 。按机组重量校核高度H=【3.0（1200kg+3180kg）】/（2.8 m 1.4 m2400kg/m3 ） =1.40m设计取1.5 m；那么，混凝土块式基础的尺寸为LB H=2.81.41.5=5.88 m31.5吸水管和压水管的计算吸水管路和压水管路是泵站的重要组成部分，正确设计、合理布置与安装吸、压水管路，对于保证泵站的安全运行、节省投资、减少电耗有很大的关系。1.51对吸水管路的设计要求 对于吸水管路的基本要求有三点：不漏气；不积气；不吸气。 吸水管设计流速一般采用数据如下:DN=250mm,V=1.21.6m/s;自灌式工作的水泵的吸水管的吸水管流速可适当放大。 吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。喇叭口的尺寸为：D=(1.31.5)d ,H=(3.57.0)(D-d);D为喇叭口大头直径,d为吸水管直径。当水中有大量悬浮杂质时，可在喇叭口前段加装滤网，以减少杂质的进入。 吸水管进口设计安装要求垂直安装的喇叭口： 淹没深度h=0.51.0m; 喇叭口与井底间距要大于0.8D，行进流速小于吸水管进口流速； 喇叭口距吸水井井壁距离要大于(0.751.00) D; 喇叭口之间距离要大于(1.52.0) D.1.5.2 压水管路设计要求1.水泵压水管要求承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力。通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰接口，以便于拆装和检修。2.为安装方便和减小管路上的温度应力所产生的内部推力破坏管路，要在转弯的地方设柔性接口或伸缩节接头。3.为承受管路中内应力所产生的内部推力破坏管路，要在转弯、三通等受内部推力处设支墩或拉杆。4.闸阀直径大于等于400mm时，应用电动或水力闸阀，因为高压启闭困难。5.压水管的设计流速一般应为：DN=250mm,V=2.02.5m/s;1.5.3吸水管和压水管的管径计算与确定一台14SH-9水泵工作时，流量是350.00L/s，2台并联工作时流量725.50L/s.所以吸水管采用d1=600mm时，流速为1.23m/s；压水管采用d2=500mm时，流速为1.79m/s；输水管采用d3=600mm时，流速为1.23m/s。根据吸水管、压水管和输水管的管径和输送水体水质进行管道配件的选取：管道配件表如下：管路附件选配 表1-4名称型号规格量数名称型号规格数量喇叭口DN8006003个超声波流量计DN7002台90弯头DN6003个三通DN600 6003个蝶阀DN600 L=1545个渐扩管DN350 5003个偏心渐缩管DN600 3503个多功能阀门DN500 L=11003个1.5.4 吸水井设计计算吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井管的进口高于井底不小于0.8D,D为吸水喇叭口扩大部分的直径，通常取吸水管直径的1.3-1.5倍。吸水管喇叭口边缘距井壁不小于0.75-1.0D. 在同一井中安装数根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于1.5-2.0D两格吸水井之间设置连通管。 吸水井最低水位=清水池水位-清水池至吸水井水头损失 =（100-4.5）-0.2=95.3（m）吸水井最高水位清水池水位=100m水泵吸水管进口喇叭口大头直径D（1.31.5）d=1.33600=800mm； 水泵吸水管进口喇叭口长度L（3.07.0）（Dd）=4（800-600）=800mm；喇叭口距吸水井井壁距离L1（0.751.0）D1.0800800mm；喇叭口之间的距离L2（1.52.0）D2.08001600mm；喇叭口距吸水井井底距离L3（0.81.0）D800mm；喇叭口淹没水深h（0.51.0）1.2m。所以，吸水井长度为7200mm（根据管道布置调整为14000），吸水井宽度为 2400mm（最终调整为3000），吸水井高度为6500mm(包括超高300)。第2章 机组和管道布置2.1泵机组的布置泵机组的排列是泵站内布置的重要内容，它决定泵房建筑面积的大小。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组布置应保证运行安全，装卸、维修和管理方便，管道总长度最短、接头配件最小、水头损失最小并应考虑泵站有扩建的余地。机组排列形式有以下几种。 纵向排列纵向排列（即个机组轴线平行单排并列）适用与如IS型单级单吸悬臂式离心泵。横向排列横向进、出水的泵，如单级双吸式离心泵Sh型、SA型采用横向排列方式较好。横向排列虽然稍增长泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水力条件好，节省电耗，故被广泛采用。横向排列的各部尺寸应符合下列要求：水泵突出部分到墙壁的净距A等于最大设备的宽度加1米，但不不小于2米。2.出水侧水泵基础与墙壁的净距B应按水管配件安装的需要确定。但是，考虑到水泵出水侧是管理操作的主要通道，故不宜小于3米。3. .出水侧水泵基础与墙壁的净距D也应根据管道配件的安装需要来确定，但不小于1米。4.电机凸出部分与配电设备的净距应保证电机转子在检修时能拆卸，并保持一定的安全距离，其值要求为：C=电机轴长+0.5m。但是，抵押配电设备应大于等于1.5米，高压配电设备大于等于2.05米。5.水泵基础之间净距E值与C值相同，即相等。 横向双行排列本次中即采用横向排列布置。图2-1 泵分配图2.2 管路布置输水干管设两条，设检修闸阀；每一台水泵均设单独吸水管，吸水管上设检修闸阀；每台水泵出口压水管上均设控制闸阀和缓闭止回阀；压水管设联络管，上设检修闸阀。2.3 泵房中各标高的确定2.3.1水泵安装高度的确定泵轴安装高度计算公式：Hss=Hs-V2/2g-hs式中 Hss泵轴安装高度，m; Hs水泵吸上高度，m; g重力加速度，m/s2 ; hs水泵吸水管路水头损失，m。 Hss=3.5-1232/2*9.8-0.5=2.92m泵轴标高=吸水井最低水位+ Hss=95.3+2.92=98.22 m基础顶面标高=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度H1=98.22-0.56=97.66 m泵房标高=基础顶面标高-0.2=97.66-0.2=97.46m第3章 消防和转输校核3.1校核在泵站中泵选好后，还必须按照发生火灾是的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防是的要求。一般給水泵站校核有消防校核和事故校核等情况。而小区加压泵站和高层建筑給水泵站是单设消防泵房，不存在消防校核问题，因而消防校核、转输校核和事故校核为管网系统问题。就消防用水来说，一级泵站的任务只是在规定的时间内向清水池中补充必要的消防储备用水。由于供水强度小，一般可以不另设专用的消防泵，而是在补充消防储备用水时间内，开动备用泵以加强泵站的工作。因此，备用泵的流量可用下式进行校核：Q=式中 Qf设计的消防用水(m3/h) ;Q最高用水日连续最大两小时平均用水量(m3/h) ;Qr 级泵站正常运行时的流量(m3/h) ;Tf补充消防用水的时间，从24-48h，由用户的性质和消防用水量的大小决定，见建筑设计防火规范； 计及净水构筑物本身用水的系数。 消防时，泵站供水量Q1=Q2+Q3=52.47+565.83=618.3（升/秒）Q2消防用水 Q3二级供水量消防时二级泵站的扬程H1=Zc+H0+h1+h2=10+32+21+2=65(米)Zc地形高差 H0自由水压h1总水头损失h2泵房内水头损失根据Q1和H1，在水泵曲线上绘制消防时的工况点，可见消防时的工况点在两台水泵并联特性曲线之下，所以两台并联时可以满足消防时的水量和水压。3.2辅助设备3.2.1起重机设备选取单梁悬挂式起重机SDQ-3，起重量3t,跨度5.58.0m，起升高度3.010.0m。3.2.2 引水设备1.真空最大排气量启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：Qv=K(Wp+Ws) Hs/T(Hs-Hss)Qv=1.10（0.25+8.33）/300(10.33-2.92)=0.042m3/s式中：Qv真空泵的最大排气量，m3/s;K漏气系数，1.05-1.10；Wp最大一台水泵泵壳内空气容积，m3; Ws吸水管中空气容积，m3; Hs一个大气压的水柱高度，一般采用10.33m;T水泵引水时间，h ，一般采用5min,消防水泵取3min；Hss离心泵的安装高度，m。2.真空泵的最大真空度HVMAX=Hss760/10.33mmHgHVMAX=2.92760/10.33mmHg=215mmHg式中：HVMAX真空泵的最大真空，mmHg；Hss离心泵安装高度，m ，最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差。选SZB-8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。3.2.3排水设备设污水泵2台，一用一备，设积水坑一个，容积取为2.01.01.5=3.0 m3选取50WQ10-10-0.75型潜水排污泵，其参数为：Q=10L/s; H=10m; n=1440r/min; N=4.0KW。 3.2.4通风采暖设备通风机采用轴流式风机,冬天要有采暖设备如暖气等,保持机械间温度为5-6度左右。3.2.5计量设备在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。在压水管上设压力表，型号为Y60Z，测量范围为0.01.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z60Z，测量范围为0760mmHg。3.2.6防水锤设备采用缓闭阀门来减少水锤的冲击。3.2.7噪声消除设备泵房用共振消音器来消除机械间的噪音,休息间与机械间的墙壁内要有隔音材料。3.2.8 真空表和压力表采用弹性式压力计,类型是普通压力表和真空表,测量范围是-760毫米汞柱-10000公斤/平方厘米,精度是1.5。3.3泵房尺寸1.起重设备选用DL 型电动单梁桥式起重机地下式泵房：H=H1+H2 (m)式中 H1泵房地上部分高度(m)；H1=n+a2+c2+d+e+h (m)其中：n一般不小于0.3m；a2行车梁高度(m)；c2行车梁底至起重钩中心的距离 (m)。d起重绳的垂直长度（对于水泵为0.85xm,对于电机为1.2xm，x为起重部件宽度）(m)；e 最大一台水泵或电机的高度(m)；h吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离（一般不小于0.30.5米）。H2=f+g (m)其