某市送水泵站的设计计算说明书.doc

1 设计依据1.1 设计主要技术参数依据课程设计任务书提供的数据，设计主要技术参数如下：A市送水泵站日最大设计水量qvd=5.5104m3/d，泵站分二级工作。泵站第一级工作从3时到23时，每小时水量占全天用水量的4.90%；第二级工作从23时到次日3时，每小时水量占全天用水量的2.8%。该市最不利点建筑层数6层，自由水压为28m，输水管和给水管网总水头损失为12.32m，泵站地面标高为650m,泵站地面至设计最不利点地面高差为32.60m，吸水井最低水位在地面以下4.0m。消防水量qvx=155m3/h，消防时，输水管和给水管网总水头损失为31m。1.2 设计主要内容依据课程设计任务书要求，主要进行如下设计内容：1、水泵机组选择；2、水泵机组基础设计；3、吸水、压水管路设计计算；4、吸水井设计计算；5、各工艺标高的设计计算；6、复核水泵机组；7、消防校核；8、泵房型式的选择及机械间布置；9、泵站的辅助设施计算与选型；10、泵站平面布置；11、泵站立面标高计算确定；12、绘制泵站平面图和纵横剖面图。2 水泵机组的选择2.1 泵站设计参数的确定泵站一级工作时的设计流量 （748.6L/s)泵站二级工作时的设计流量 （427.8L/s)水泵站的设计扬程与用户的位置和高度、管路布置及给水系统的工作方式等有关。泵站一级工作时的设计扬程 32.6+4+28+12.32+2+1.5=80.42其中 水泵的设计扬程； 地形高差； 自由水压； 总水头损失； 泵站内水头损失（初估为1.5m）； 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。2.2 水泵选型选择原则 首先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求； 尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵； 应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵； 一般尽量减少水泵台数，选用效率较高的大泵，但亦要考虑运行调度方便，适当配置小泵，通常取水泵房至少需设2台，送水泵房至少23台（不包括备用泵）； 泵应在高效率段运用（特别对经常运行工况）； 尽可能选用允许吸上真空度值大或必需气蚀余量值小的泵，以提高水泵安装高度，减少泵房埋深，降低造价； 水泵选择必需考虑节约能源，除了选用高效率泵外，还可考虑运行工况的调节； 高浊度水源的取水泵房应选用低转速，耐磨的水泵，有条件可在水泵内壳留道，叶轮表面涂耐磨涂料。可用管路特性曲线和型谱图进行选泵。管路特性曲线和水泵特性曲线交点为水泵工况点。求管路特性曲线就是求管路特性曲线方程种的参数和S。因为 =4.0+32.6+28+1.5=66.1所以 = =因此 H = 66.1+9 表2.1 管路特性曲线（Q - H）关系表Q 05001000150020002695 m00.4931.9724.4377.88814.323H m66.166.59368.07270.53773.98880.423表2.2 方案比较表方案编号水量变化范围/(）运行水泵型号及台数水泵扬程/m管路所需扬程/m扬程浪费/m水泵效率/%方案一2台300S901台350S1252350-26952台300S901台300S12583-8277.5-80.45.5-1.680.5-81.580-80.51570-23501台300S901台300S12585.5-77.571-77.514.5-080-8180-80.51020-15702台300S9082-7168-7114-080.5-81.5方案二2台350S1251台300S902160-26952台350S12590-8575-80.415-4.680-80.51660-21601台300S901台300S12585-7971-7514-480-80.579.8-80.31020-16601台300S12593-7867-7126-780-80.5从表2.2中可以看出在扬程利用和水泵效率方面方案一均优于方案二，所以，选定工作泵为2台300S90型水泵和1台350S125型水泵。其性能参数如下：300S90型水泵：Q=590-936；H=82-93m；=74%-80%；n=1450r/min；电机功率 N=315kW；=4.8m；质量 W=840kg。350S125型水泵：Q=803-1570；H=100-140m；=70%-81%；n=1450r/min；电机功率 N=680kW；=5.5；质量 W=1580kg。2台300S90型水泵和1台350S125型水泵并联工作时，其工作点在L点，L点对应的流量和扬程为2760和82m。基本满足泵站一级设计工作流量要求。1台300S90型水泵和1台350S125型水泵并联工作时，其工作点在M点，M点对应的流量和扬程为2350和77.5m。2台300S90型水泵并联工作时，其工作点在N点，N点对应的流量和扬程为1570和71m，基本满足泵站二级设计工作流量要求。再选一台350S125型水泵备用，泵站共设有2台300S90型水泵和2台350S125型水泵。2.3电动机选型选型原则：当单机容量N75kw时，一般选择鼠笼式异步电动机。当单机容量75kw150kw时，一般选择双鼠笼式异步电动机或同步电动机。根据水泵样本提供的配套可选电机，300S90型水泵选定Y400-4型电机，其参数如下：额定电压V=6000V；N=400kW；n=1486r/min；W=2700kg；350S125型水泵选定Y450-4型电机，其参数如下：额定电压V=6000V；N=710kW；n=1485r/min；W=3300kg；3 水泵机组基础设计300S90型水泵和350S125型水泵均不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，如图所示。图3.1 S型泵外系安装图（不带底座）其基本计算如下。300S90型水泵机组：（1） 基础长度 L/mm=地脚螺钉间距 + （400 - 500） = =450+878+630+442=2400 (2) 基础宽度 B/mm = 地脚螺钉间距 + （400 - 500） =610+490 =1100(3) 基础高度 H/m = (2.5 - 4.0)（+）/LB其中 水泵质量（kg）； 电机质量（kg）； L基础长度（m）； B基础宽度（m）； 基础密度(kg/m）（混凝土密度=2400kg/m）。 则水泵基础高度为 H/m = 3.0(840+2700)/2.41.102400 =1.67m设计取1.7m；那么，300S90水泵机组混凝土块式基础尺寸（m）为LBH=2.41.11.7。350S125型水泵机组：基础长度 L/mm=地脚螺钉间距 + （400 - 500） = =500+1103+630+467=2700 (4) 基础宽度 B/mm = 地脚螺钉间距 + （400 - 500） =800+500 =1300(5) 基础高度 H/m = (2.5 - 4.0)（+）/LB其中 水泵质量（kg）； 电机质量（kg）； L基础长度（m）； B基础宽度（m）； 基础密度(kg/m）（混凝土密度=2400kg/m）。 则水泵基础高度为 H/m = 3.0(1580+3300)/2.71.32400 =1.73m设计取1.8m；那么，350S125水泵机组混凝土块式基础尺寸（m）为LBH=2.71.31.8。4 吸水管路和压水管路设计计算由附图1知1台300S90型水泵最大工作流量为840m/h（233.3L/s)，1台350S125型水泵最大工作流量为1570m/h（436.1L/s)，为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN = 600mm，压水管管径DN = 400mm。当吸水管DN = 600mm时，流速 v = 1.52m/s（一般在1.21.6m/s范围内）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。 压水管DN = 500mm时，流速 v = 2.22m/s（一般在2.02.5m/s范围内）说明上述管径选择合适。5 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。如图5.1。图5.1 吸水管在吸水井的位置吸水井最低水位/m = 泵站所在位置的地面标高 - 清水池的有效水深 - 清水池至吸水井管路水头损失 = 650 - 3.80 - 0.20 = 646m吸水井最高水位/m = 清水池最高水位 = 泵站所在地面位置标高 = 650m水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm =（1.31.5）d = 1.4 600 = 840mm；水泵吸水管进口喇叭口长度 L/mm = （3.57.0)(D-d) = 5 （840 - 600）= 1200mm喇叭口距吸水井井壁距离 /mm = （0.751.0)D = 1.0 840 = 840喇叭口之间距离 /mm = （1.52.0)D = 2.0 840 = 1680喇叭口距吸水井井底距离 /