取水泵房设计说明书.doc

1 目录目录 一一 设计资料设计资料2 二二 设计概要设计概要2 三三 设计计算设计计算3 1 设计流量的确定设计流量的确定3 2 扬程扬程 H 的确定的确定3 3 初选泵和电机初选泵和电机4 1 管道特性曲线的绘制4 2 初选泵型5 3 初选电机6 4 机组基础尺寸的确定机组基础尺寸的确定6 5 吸水管路计算吸水管路计算7 6 压水管路计算压水管路计算7 7 吸水管路与压水管路简图及计算吸水管路与压水管路简图及计算 8 8 泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算10 1 水泵安装高度10 2 泵房筒体高度确定10 9 附属设备的选择附属设备的选择11 1 起重设备11 2 引水设备11 3 排水设备12 4 通风设备12 5 计量设备12 10 泵房建筑高度的确定泵房建筑高度的确定12 11 泵房平面尺寸的确定泵房平面尺寸的确定12 2 一一 设计资料设计资料 某县自来水公司为解决供水紧张问题 计划新建一设计水量为 50000 吨 天的水厂 远期供水 100000 吨 天 水厂以赣江为原水 采用固定式取水泵 房 取水点处修水最高洪水位 95 00 米 1 频率 最枯水位 90 00 99 保证 率 米 常水位 92 40 米 水厂地面标高 115 00 米 泵站设计地面标高 97 00 米 水厂反应池水面高出地面 3 00 米 泵站到水厂的输水干管全长 3200 米 试进行该一级泵站的工艺设计 二二 设计概要设计概要 取水泵站在水厂中也称一级泵站 在地面水水源中 取水泵站一般由吸水井 泵房及闸阀井三部分组成 取水泵站由于它靠江临水的确良特点 所以河道的 水文 水运 地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深 结构形 式以及工程造价等 其从水源中吸进所需处理的水量 经泵站输送到水处理工艺 流程进行净化处理 本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计 设计中通过粗 估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵 作水泵并联工况点判断各水泵是否在 各自的高效段工作 以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况 取水泵房布 置采用圆形钢筋混凝土结构 以此节约用地 根据布置原则确定各尺寸间距及 长度 选取吸水管路和压水管路的管路配件 各辅助设备之后 绘制得取水泵 站平面图及取水泵站立体剖面图各一张 设计取水泵房时 在土建结构方面应 考虑到河岸的稳定性 在泵房的抗浮 抗裂 抗倾覆 防滑波等方面均应有周 详的计算 在施工过程中 应考虑到争取在河道枯水位时施工 要抢季节 要 有比较周全的施工组织计划 在泵房投产后 在运行管理方面必须很好地使用 通风 采光 起重 排水以及水锤防护等设施 此外 取水泵站由于其扩建比 较困难 所以在新建给水工程时 可以采取近远期结合 对于本例中 对于机 组的基础 吸压水管的穿插嵌管 以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的 可能性 所以用远期的容量及扬程计算 对于机组的配置 我们可以暂时只布 置三台 20sh 9A 型水泵 一台备用 两台工作 远期需要扩建时 再增加一台 同型号的水泵 3 三三 设计计算设计计算 1 设计流量的确定设计流量的确定 为了减小取水构筑物 输水管道各净水构筑物的尺寸 节约基建投资 在 这种情况下 我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作 因此 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 h Qd 供水对象最高日用水量 m3 d 为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数 一般取 1 05 1 1 T 一级泵站在一昼夜内工作小时数 考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水 取水自用系数 1 05 则 近期设计流量为 Q 1 05 2187 5m3 h 0 6076m3 s 24 50000 远期设计流量为 Q 1 05 4375m3 h 1 2153 m3 s 24 100000 2 扬程扬程 H 的确定的确定 静扬程 HST的计算 洪水位时 min ST H115 003 00 95 000 98 23 98m 枯水位时 max ST H115 003 00 90 000 98 28 98m 输水干管中的水头损失 h 设采用两条 DN800 2 的铸铁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 查水力计算表得 v 1 81 1000i 4 69 3 0 75 4375 3281 25Qmh 输水管路水头损失 1 1 0 00469 3200 16 5088m h 式中 1 1 包括局部损失而加大的系数 泵站内管路中的水头损失 粗估 1 8m h 泵站内 安全水头 2m 则泵站总设计扬程为 st h H Hh 泵站内安全水头 洪水位 H 23 98 16 5088 1 8 2 44 2888m 枯水位 H 28 98 16 5088 1 8 2 49 2888m T Q Q d r 4 3 初选泵和电机初选泵和电机 1 管道特性曲线的绘制管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为 2 h HHsthHstSQ 泵站内 安全水头 式中 泵的静扬程Hst 管道中水头损失之和h S 长度已知 直径已定的管道的沿程摩阻与局部阻力之和的系数 Q 最高时水泵流量 m3 s HST 28 98m 把 Q 1 2153 m3 s H 49 2888m 代入上式得 S 13 75 即 22 28 00 13 75HHstSQQ 根据上述公式列表 1 并根据表 1 在 Q H 坐标系中作出管路特性曲线 表 1 管路特性曲线关系表 GLQH Q m3 s 0 050 10 20 30 40 51 mh 0 030 070 293 4413 7516 0928 6 H m 28 0328 0728 2929 1941 7544 0956 6 5 2 初选泵型初选泵型 6 经过反复比较和绘制水泵工况点 初步选定工作泵 近期 三台 20sh 9A 型泵 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 其性能参数如下 Q 1040 2268 m3 h n 970r min H 58 42m N 380kw 4mHs 3 初选电机初选电机 选定 JS115 6 鼠笼式转子异步电动机 其参数如下 额定功率 75KW 额定电压 380V n 970r min 额定电流 141A 重量 990KG 4 机组基础尺寸的确定机组基础尺寸的确定 查水泵与电机样本 JS155 6 电动机基础平面尺寸为 1195 875 20sh 9A 型泵基础平面尺寸为 1900 1550 机组总重量 2570 990 3560kg 34888NWWpWm 基础深度 H 可按下式计算 3 0 W H LB 7 式中 L 基础长度 L 1900 875 2775 取 3 0m B 基础宽度 B 1550 取 2 0m 基础所用材料的容重 对于混凝土基础 23520N 3 m 故 3 0 34888 0 742 3 0 2 0 23520 Hm 5 吸水管路计算吸水管路计算 33 1 1 1574 0 3858 1388 88 3 Qmsmh 吸水管路的要求 A 不漏气 管材及接逢 B 不积气 管路安装 C 不吸气 吸水管进口位置 D 设计流速 管径小于 250 时 V 取 1 0 1 2 m s 管径等于或大于 250 时 V 取 1 2 1 6 m s 吸水管路直径及相关数据 吸水管路 选用 DN800mm 钢管 1 24 vm s 10002 1i 吸水井各部分尺寸为 吸水井喇叭口直径 1 3 1 5 8001200Dmm 喇叭口与吸水井底距离 1 0 6 0 8 0 75 1200900hDmm 喇叭口之间净距 1 5 2 0 1 5 12001800lDmm 喇叭口与吸水井井壁的净距 0 75 1 0 1000bDmm 喇叭口下最小淹没水深 2 1 2hm 故 吸水间长 L l 3 b 2 D 4 mm 1800 3 1000 2 1200 4 12 2m 吸水间宽 B b 2 D mm 1000 2 1200 3 2m 6 压水管路计算压水管路计算 33 1 1 1574 0 3858 1388 88 3 Qmsmh 压水管路要求 A 要求坚固而不漏水 通常采用钢管 并尽量焊接口 为便于拆装与检修 在适 当地点可高法兰接口 8 B 为了防止不倒流 应在泵压水管路上设置止回阀 C 压水管的设计流速 管径小于 250 时 为 1 5 2 0 m s 管径等于或大于 250 时 为 2 0 2 5 m s 压水管路直径及相关数据 选用 DN450mm 钢管 2 35 vm s 100016 4i 7 吸水管路与压水管路简图及计算吸水管路与压水管路简图及计算 DN800 吸水管进口局部阻力系数 0 75 1 1 DN800 闸阀局部阻力系数 按开启度 0 15 3 a d 1 8 2 9 渐缩管 DN800500 3 3 0 21 则 22 21 123 0 750 15 0 080 21 0 250 1245 22 ls vv h gg 3 0 0021 0 0063 fs hlim 故 m0 00630 1245 0 1308 sfsls hhh 渐放管 DN300450 0 25 4 4 DN450 钢制弯头 0 51 5 45 5 DN450 闸阀局部阻力系数 按开启度 0 15 12 a d 1 8 6 伸缩接头局部阻力系数 0 21 6 6 旋启式止回阀 DN450 2 15 7 7 渐放管DN450800 0 34 8 8 斜三通 DN800 0 5 9 9 正三通 DN800 1 5 10 10 圆形蝶阀 0 20 11 11 已知 3 2 35 vm s 4 1 24 vm s 22 34 45126755891011 22 22 ls vv h gg 0 25 0 51 0 15 0 21 2 15 0 51 0 51 0 34 0 5 21 5 20 2 2 35 2g 1 24 2g 0 7826m 4800 1000 500 4000 10000 0164 2000 1350 1350 1500 10000 00189 fs hli 0 2m 故 0 78290 2 0 9826m sfsls hhh 吸水管路和压水管路水头损失之和 m s h 0 1308 0 9826 1 1134 水泵校核 10 设计洪水位 23 16 5088 1 1134 2 42 6222mm44 2888 设计枯水位 28 16 5088 1 1134 2 47 6222mm49 2888 由此可见 初选水泵符合要求 8 泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算 1 水泵安装高度水泵安装高度 Hss Hsv hs hva g Pa 式中 Hss 安装高度 泵轴至最低水位的几何高度 Pa 水面上的绝对大气压 Hsv 水泵的气蚀余量 hs 吸水管路总水头损失 hva 实际水温下的饱和蒸汽压力 取水温为30o 20sh 9A Hss 4 0 1308 0 43 3 55 m 10 10 4 5 0 1 01 1 2 泵房筒体高度确定泵房筒体高度确定 吸水间最低水位 89 11 m 吸水管中心标高 12 670mm110mm 97m97 78DHm 泵站设计地面标高 压水管中心标高 22 440mm110mm 97m97 55DHm 泵站设计地面标高 泵轴线高程 97 90m 筒体高度 地面标高 泵轴线高程 吸水间最低水位 泵站设计地面标高 115 97 9 89 11 97 9 21m 11 9 附属设备的选择附属设备的选择 1 起重设备起重设备 最大起重量为 3560kg 最大起吊高度为 9 1 2 0 11 1m 其中 2 0 是考虑操作平台上汽 车的高度 根据 泵站设计规范 起重不足 5 吨 但泵有四台 故选 DL 单梁桥式起重机 起重 3 吨 起高 12 米 跨度 12 5 米 2 引水设备引水设备 选用真空泵作为引水设备 其特点是水泵引水快 运行可靠 易于实现 自动化控制 真空泵的排气量计算 Qv HH Hww SSa aSp T k 式中 Qv 真空泵排气量 单位为m3 min Wp 泵站内最大一台水泵泵壳内的空气容积 相当于泵吸入口到出水闸阀 的距离乘以吸入口面积 单位为m3 k 漏气系数 取k 1 05 Ws 吸水井最低水位算起到吸水管中空气容积 单位为m3 Ha 大气压的水柱高度 取10 33m Hss 离心泵安装高度 单位为m T 水泵充水时间 取5 min 20sh 9A型水泵的各部分参数 Wp 0 52 18 3 53 m3 Ws 0 32 97 9 88 0 699 m3 4 4 则 Qv 1 35 m3 min 55 3 33 10 5 33 10 699 0 53 3 05 1 最大真空值 Hsmax Hss 9 8 3 55 9 8 34790Pa 3 10 3 10 12 故选择 SZ 1J 型水环式真空泵 基础长度 809 150 200 809 200