给水取水泵站(任务书).doc

吉林建筑工程学院课程设计（论文）说明书 课题名称吉林省某城镇给水取水泵站院 （系）市政与环境工程学院专 业给水排水工程姓 名学 号起讫日期指导教师 2011年 12 月 9 日前 言在工程术语中,泵站是为大家所熟悉的名词。这多半是由于泵是属于通用性的机械类而广泛地应用于国民经济的各个部门。随着时代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中。各种形式的泵站很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。在市政建设中，泵站也是城市给水和排水工程中重要的组成部分。他们通常是整个给水排水系统正常运转的枢纽。由城市给水排水系统工艺流程可知，我们给水排水专业的工作者，就是把水的采集、净化、输送、回收利用，直到再净化、再输送，以及再利用的过程，视为一个完整的社会循环过程。除此以外，在农田灌溉、防洪排涝等方面，泵站经常作为一个独立的构筑物而服务于各项事业。特别是随着社会主义农业的现代化，在农田基本建设中、在升黄河水引向西北高原的大型灌溉工程中都需要建造很多大型，巨型的泵站。在这方面有大流量、低扬程的轴流泵站，也有大流量、高扬程的离心泵站。目前，我国西比地区抽升黄河水进行高原灌溉的工程中，已建成的大型本站的单泵扬程一般均在70-150m以上，有时多座泵站“串联”工作，组成阶梯级泵站群，工程规模是十分壮观说的。从经济的角度来看，城市供水企业一般都是用电大户。泵站中有多种形式的节电措施，例如采用液压自控蝶阀、各种微阻缓闭止回阀，取消止回阀等方式均能达到良好的节电效果。总而言之，泵站的应用非常广泛，涉及领域方方面面。目 录 一 .水泵及水泵站A课程设计任务书4二计算说明书1. 设计流量的确定和设计扬程估算62. 初选泵和电机73. 机组基础尺寸的确定74. 吸水管路和压水管路计算75. 机组与管道布置86. 吸水管路和压水管路中水头损失的计算97. 泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算118. 附属设备的选择1110.泵房建筑高度的确定1211.泵房平面尺寸的确定13三.参考文献14四.总结15设 计 任 务一.水泵及水泵站A课程设计任务书 一、设计题目：吉林省某城镇给水取水泵站二、设计任务：新建给水取水泵站设计三、设计阶段：初步设计四、设计依据：吉林省某地区计划经济委员会计资字2010第116号文件：“关于吉林省某城镇给水取水工程计划任务书的批复”同意该城镇建设给水取水泵站。五、主要设计资料 1、基础资料 （1） 城镇现状图、规划总平面图（2） 城镇地形图（3） 水源地地形图（4） 水源地水文地质、工程地质资料（5） 水源地附近或城镇的供电、交通等资料（6） 当地自然气候条件年平均气温8.6,冻土深度：1.6m最高气温32.5，最低气温-28.3地面最高水温28.6，冻土深度：1.20m地下水位：-2.2m，地耐力：1220T/2、水文资料 最高洪水位（百年一遇）：132.42m 最低水位（保证率97%）：128.56m常水位：130.70m河床底标高：120.50m河床标高：131.00m河水最大流量：360m3/s河水最小流量：60 m3/s3、净水厂混合池水面标高为165.40m,泵站到净水厂的输水管全长为3000m，室外管道的全部水头损失为6.2m,泵站的取水头部到吸水井内管道的总水头损失为0.5m,进行泵站工艺设计。 设计水量：近期为175000t/d，远期为275000t/d，要求不间断供水。4、设计一座给水取水泵站，设计吸水井一座，吸水井在岸边与泵站合建，设计切换井一座，切换井距泵房外墙距离为816m。六.设计时间安排设计计算、选择水泵机组、泵房内机组布置、吸压水管的选择与计算、选择辅助设备等4天，编写计算书3天，画图3天。七、设计成果要求取水泵站平面图、剖面图各一张（2号图），设计计算说明书一份。设计内容计算与说明结果二.设计说明书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，取水自用系数a=1.05,则：近期设计流量为 Q=1.05175000/24=7656.5m/h=2.127m/s远期设计流量为Q=1.05275000/24=12031.25m/h=3.342 m/s （2）设计扬程H泵所需扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.5 m，则吸水间中最高水面标高为132.42-0.5=131.92m，最低水面标高为128.56-0.5= 128.06m。所以泵所需静扬程HST为：洪水水位时，HST=165.40-131.92=33.48m枯水水位时，HST=165.40-128.06=37.34m 输水干管中的水头损失为设采用两条DN142012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 =6.2.泵站内管道中的水头损失粗估为2m则泵设计扬程为：枯水水位时，=37.34+6.2+2+2=47.54m洪水水位时， =33.48+6.2+2+2=43.68m 2初选泵和电机近期三台32SA-10A型泵（Q=1.001.71 m3/s，H=52.4341.65m，N=752kW,HS=4.7m),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32SA-10A型泵的要求选用YKS630-10型异步电动机(1000Kw，10Kv,IP44水冷式)。3.机组基础尺寸的确定查泵与电机样本，计算出32SA-10A型泵机组基础平面尺寸为5200mm2000mm,机组总重量W=WP+Wm=81340+87710=169050N。基础深度H可按下式计算：H=3.0W/LBr式中：L基础长度，L=5.2m；B基础宽度，B=2.0m；r基础所用材料的容量，对于混凝土基础，r=23520N/m3故： H=3.0169050/5.22.023520=2.07m基础实际深度连同泵房底板在内，应为3.25m。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 (1)已知 ：Q1=12031.25/3=4010 m 3/h=1.114 m 3/s (2)吸水管路的要求 设计流速： 管径小于250时，V取1.01.2 m/s 管径等于或大于250时，V取1.21.6 m/s 吸水管路直径 采用DN102010铸铁管，则v=1.43m/s，i=0.00218(查水力计算表)2.压水管（1）已知：Q1=12031.25/3=4010 m 3/h= 1.114 m 3/s (2)压水管路要求 设计流速：管径小于250时，为1.52.0 m/s 管径等于或大于250时，为2.02.5 m/s压水管路直径采用 DN82010铸铁管，则 v=2.23m/s，i=0.00711。（查水力计算表）3.最不利情况时输水干管(1)已知：Q3=24010=8020 m 3/h=2.228 m 3/s(2)输水干管要求干管直径采用DN122012钢管，则v=1.96 m/s，i=0.003253.（查水力计算表）5机组与管道布置为了布置紧凑，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，在订货时应与说明。每台泵油单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管上设有液控蝶阀（HDZs41X-10）和手动蝶阀（D2241X-10），吸水管上设有手动闸板闸阀（Z545T-6）。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN 1200 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（GD371 Xp-1）一个。由于管径较大，相应的连接配件（如三通、大小头等）没有全国通用的标准系列产品，本设计中便采用了一些自制的配件，在其他设计中，以选用全国通用标准产品为宜。6吸水管路和压水管路中水头损失的计算取一条最不利路线，从吸水口到输水口管上切换闸阀止为计算线路。如图：吸压水管路水头损失计算线路图（1）吸水管路中水头损失 =+=1.2550.00218=0.0027m=(1+2)v22/2g+3v12/2g式中1吸水管进口局部阻力系数，1=0.752DN1000闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，2=0.153偏心渐缩管DN10007800，3=0.20则：=(0.75+0.15) 1.43/2g+0.202.22/2g=0.144m故： =+ =0.0027+0.144=0.15m（2）压水管路水损失=+=（l2+l3+l4+l5+l6）idl+l7id2 = (5.172+1.153+8.112+5.039+1.351) 7.11/1000+1.8553.253/1000=0.11m=4v32/2g+（25+6+7+8+29+10）v42/2g+(11+212+213) v52/2g=0.213.94/2g+（20.53+0.15+0.21+0.15+21.05+0.18）2.23/2g+（0.5+21.5+20.15）1.97/2g=0.166+0.977+0.752=1.895 m=+=0.11+1.895=2.005m各管件局部水头损失系数如下表所示：4DN600800渐放管，4=0.21；5DN800钢制45度弯头,5=0.536DN800液控蝶阀，6=0.157DN800伸缩接头，7=0.218DN800手动蝶阀，8=0.159DN800钢制90度弯头，9=1.0510DN8001200渐放管，10=0.1811DN1200钢制斜三通，11=0.512DN1200钢制正三通，12=1.513DN1200蝶阀，13=0.15故 =+=0.11+1.895=2.005从泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为： =+=0.15+2.005=2.16m因此，泵的实际扬程为：（其中2m为安全水头）设计枯水位时， =37.34+6.2+2.16+2=47.7m设计洪水位时， =33.48+6.2+2.16 +2=43.84 m由此可见，初选的泵机组符合要求。7泵安装高度的确定和泵房简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，无需计算。已知吸水间最低动水位标高为128.56 m.，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为126.92m（吸水管上缘的淹没深度为128.56-126.92-（D/2）=1.14m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高126.92-(D/2+0.7)=125.72m。洪水位标高为132.42m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为132.42+1.0=133.42m。1.泵房内底地面标高: 取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高(泵房内底标高)为126.92-（1.0/2+0.7）=125.72m。2.泵房的筒体高度=操作平台标高泵房内底标高 =（洪水位标高+1m浪高）泵房内底板标高 =（132.42+1.0）-125.72 =7.70m故泵房简体高度为：H=133.42-125.72=87.70m 8附属设备的选择（1）起重设备 最大起重量为YKS630-10型电动机重量W=8950kg，最大起吊高度为8.12+2.0=10.12m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度）。选用环形吊车。（定制，起重量10t，双梁，跨度22.5m，CDi-10电动葫芦，起吊高度24m）。（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。 由于泵房排水量一般按2040m3h考虑，排水泵的扬程按17.5m计，水头损失 大约5m，故总扬程在22.5m左右，可选IS65-50-160A型离心泵（Q=1528m3/h，H=2722m，N=3kW,n=2900r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y100L-2。（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。选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度15。，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF-8026，N=0.37kW）。（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，故本站内不再设计计量设备。9泵房建筑高度的确 泵房筒体高度已知为7.7m，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11.30m。泵房上层建筑高度 根据起吊高度和采光，通风要求，从操作平台到房顶楼板间距离设计为:(洪水位标高为132.42m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为132.42+1.0=133.42m)假设操作平台楼板至房顶净高为6.5m则： 泵房顶标高=操作平台标高+泵房地上部分高度 =133.42+6.5=139.92m总的筒体高度=泵房顶标高泵房内底板标高 =139.92-124.96=14.96m10泵房平面尺寸的确定根据泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水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