泵与泵站课程设计说明书最后成果.doc

西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）题 目： 陕西榆林给水泵站 院 （系）： 华清学院 专业班级： 给水2010级1003班 姓 名： 王琳 学 号： 32 指导教师： 熊家晴 2013年06月14日目录一、设计资料二、水泵的选择2-1设计流量2-2设计扬程2-3选择泵型2-4方案组合与比较2-4-1工况分析2-4-2用电量分析2-4-3能耗分析2-4-4运行分析2-4-5维护管理分析2-4-6最终综合评价三、机组基础及尺寸3-1基础作用3-2水泵外型尺寸和安装尺寸3-3确定基础尺寸及校核 3-4基础施工图绘制四、泵站内部平面布置及泵房平面尺寸4-1机组平面布置及间距4-2泵站内部管道布置4-2-1吸水管布置原则4-2-2压水管布置原则4-2-3吸水管、压水管和联络管的走线布置4-2-4吸水管、压水管的管径确定4-2-5输水管的管径确定4-2-6管配件选择4-2-7泵站安全供水率分析4-2-8管件表4-2-9管材及管道敷设4-2-10管沟尺寸确定4-2-11管道防腐措施4-3泵房平面尺寸五、泵站高程5-1确定泵轴标高5-2泵站内地坪标高（取混凝土基础高出地坪15cm)5-3确定泵房高度5-3-1起重机的选择5-3-2确定泵房高度5-4泵房系统的高程6、 吸水井7、 辅助设备7-1确定引水设备7-1-1选择真空泵7-1-2泵型、台数及外形尺寸表7-2确定排水设备7-3集水槽8、 其他问题8-1支墩8-2水锤消除器8-3仪表设备8-4供水安全率校核九、设计参考文献一、设计资料陕西榆林给水泵站，经管网设计计算得如下资料：表 主要技术数据序号项 目数 据1Qmax (m3/h)18002Qmin (m3/h)3603Z1 (m)1057.504Z2 (m)1074.535H自 (m)286h压 (m)9.17Z0(max) (m)1059.008Z0(min) (m)1055.00其中：Qmax (m3/h)最大供水量Qmin (m3/h)最小供水量Z1 (m)泵站外地面标高Z2 (m)管网计算最不利点地面标高H自 (m)最不利点要求的自由水头h压 (m)最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失Z0 (max) (m)吸水池最高水位Z0 (min) (m)吸水池最低水位采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生几率假定是均等的。泵站附近地形平坦。当地冰冻深度1.48米。最高水温20吸水池距泵站外墙中心线3米。经平面布置，泵站出水管须在吸水池的对面，输水管两条。距泵站最近的排水检查井底标高比泵站外地面低1.40米，排水管直径400mm，检查井距泵站5米。水厂地质为级非自重性湿陷性黄土，地下水位地于地面5米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器布置。要求供水安全率75%。2、 水泵的选择2-1设计流量：最高时流量Qmax=1800 m3/h=500L/s最低时流量Qmin=360 m3/h=100L/s2-2设计扬程：泵站内管路损失按2m计算，安全水头为2m，则最大扬程为：Hmax=Z2 Z0(min)H自h压泵站内部损失安全水头 =1074.531055.00289.1+2+2 =60.63mH2O HST =Z2Z0(min)+H自泵站内部损失安全水头 =1074.531055.0028+2+2 =51.53mH2O根据Hmax=Hst+SQ2max得S=3.6410-5即H=51.53+3.6410-5Q2将Qmin =100L/s代入得Hmin=51.89mH2OQ平均=1/2(Qmax+Qmin)=1/2(500+100)=300L/s2-3 选择泵型:在sh型水泵的性能曲线型谱图上绘制a（Qmin，Hmin）、b（Qmax，Hmax）点，并连线ab，以ab为对角线画直角三角形以确定选泵范围，凡能于此范围相交的水泵都是可以选择的，具体见下表，在这个范围内得出可选择的泵型并确定其相对应的参数。所选水泵性能参数表泵型号流量Q扬程H转速功率N（KW）效率%吸上高度Hvm叶轮直径mm重量m3/hL/smr/min轴电机Kg10sh-6A3424685409513015061545014708391.8101110707573643059812sh-9A529720893147200248554942147099.2115.61311558083784.540280914sh-9B82810801224230300340595547.514701782052062607579773.5428120014sh-9A9001170133225032537070655614702232592603007780783.542212002-4方案组合与比较：当H=Hmax=60.63m时，各型号的泵的流量Q，分别对四种泵编号：型号10sh-6A12sh-9A14sh-9B14sh-9A流量（L/S)120140270360编号已知：Hmax=60.63m，Qmax=500L/S方案一：2+ Q1=510L/S方案二：+ Q2=500L/S方案三：+ Q3=530L/S2-4-1工况分析 方案一：，2，+，2+共五种工况方案二：，+共三种工况方案三：，+，+ ，+，+共七种工况讨论：方案二只有三种工况，适应流量变化差，且泵型只有两种，与方案一相同，故方案二放弃。2-4-2用电量分析10sh-6AN=110KW12sh-9AN=155KW14sh-9BN=260KW14sh-9AN=300KW组合总用电功率方案一2+480方案三+5252-4-3能耗分析分析能耗浪费的阴影面积大小，越大能耗越大。方案一和方案三能耗分析附图2-4-4运行分析方案一100140260300385500启动次数泵-2泵-2泵-1方案三100140170285300385400500启动次数泵-3泵-2泵-1启动次数比较方案启动次数方案一5方案二62-4-5维护管理分析机组台数泵型电机型号方案一322方案三3332-4-6最终综合评价综上所述，通过从流量变化、消耗电能、能源浪费、运行操作等方面综合考虑，方案一能耗小，启动次数少，泵型少，为最优方案。方案一使用两种泵型，因此两种泵各备用一台，型号是10sh-6A和14sh-9B。通过查 给排水设计手册 材料设备 续册2选择各泵的电机如下表： 泵与配套电机表泵型号泵重(Kg)电机型号电机重(Kg)10sh-6A598Y315S-487014sh-9B1200JR-127-41760三、机组基础及尺寸3-1基础作用 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。3-2水泵外型尺寸和安装尺寸水泵外型尺寸和安装尺寸表泵型号外形LL1L 2 L 3L4BB1B 2B 3B4B5HH110sh-6A112161843032021090045064024024016083748014sh-9B153382251044032013006509003603601801106560泵型号进口法兰尺寸（mm)出口法兰尺寸（mm)H2H3H44-dDN1D01D1b1n-d1DN2D02D2b2n2-d210sh-6A302403004-252503503902812-23150240280248-1814sh-9B502603604-343504605003016-232503503902812-233-3确定基础尺寸及校核电动机外形及安装尺寸Y315S-4电机JR127-4电机泵型号C电动机电机尺寸型号功率（KW）L1HhBAn-d110sh-6A4Y315S-411012703158654065084-2814sh-9B4JR127-4230184045010056507104-32泵型号ELL2吐出锥管法兰尺寸Dg2D2D02b2n-d210sh-6A5002374.57772503903502812-2314sh-9B5003105.59293505004603016-23对于泵10sh-6A：基础长度L=320+777+406+（400500） =2003mm基础宽B=508+(400500）=1008mm基础高H=2528+(100200） =900mm 基础的尺寸校核，要求基础重量应大于机组总重量的2.54.0倍，钢筋混凝土的密度大约为2400kg/m3基础重量=2.0031.0080.92400=4361kg机组总重量=泵重+电机重量=598+870=1468kg因为43612.51468=3670kg 所以基础尺寸符合要求对于泵14sh-9B：基础长度L=440+929+650+(400500） =2519mm基础宽B=710+(400500）=1210mm基础高H=2534+(150200） =1050mm 基础的尺寸校核，要求基础重量应大于机组总重量的2.54.0倍，钢筋混凝土的密度大约为2400kg/m3基础重量=2.5191.211.052400=7681kg机组总重量=泵重+电机重量=1200+1760=2960kg因为76812.52960=7400 所以基础尺寸符合要求3-4基础施工图绘制10sh-6A型（不带底座）14sh-9B型（不带底座）四、泵站内部平面布置及泵房平面尺寸4-1机组平面布置及间距（1）泵凸出部分到墙壁的净距A等于最大设备的宽度加1m，但不得小于2m。所以A为14sh-9B的宽度b+1m=1.3+1=2.3m，因此A=2300mm。（2）出水侧泵基础与墙壁的净距B应按水管配件安装的需要确定，不得小于3m，故取B=3000mm。（3）进水侧泵基础与墙壁的净距D，也应根据管道配件的安装要求决定，不得小于1m，故取D=1000mm。（4）电机凸出部分与配电设备的净距C，应保证电机转子在维修时能拆卸，并保持一定安全距离，其值要求为：低压配电设备大于1.5m；高压配电设备大于2m。14sh-9B为高压设备，故C=2000mm。 （5）泵基础之间的净距E值与C值要求相同，即E=C=2000mm所以，泵房的总长=C+32L大泵2小泵=19.044m 泵房的总宽=B+B大泵=5.21m考虑泵房内有值班室、更衣室和配电设备，泵房总长按21米设计，泵房总宽设计为9米。由于所选水泵均为单级双吸式离心泵，故采用横向排列布置。4-2泵站内部管道布置4-2-1吸水管布置原则（1）不漏气，吸水管一般采取钢管，钢管埋于土中时应涂沥青防腐层。（2）不积气，为了使泵能及时排走吸水管路内的空气，吸水管应有沿水流方向上连续上升的坡度i，一般大于0.005 。以免形成气囊。（3）不吸气，吸水管掩埋不够时，由于进口处水流产生漩涡，吸水时带走大量空气吸水管进口在最低水位下的掩埋深度不应小于0.51.0米。4-2-2压水管布置原则（1）能使任何一台泵及闸阀停用检修而不影响其他泵的工作。（2）每一台泵能输水至任何一条输水管。4-2-3吸水管、压水管和联络管的走线布置4-2-4吸水管、压水管的管径确定根据泵与泵站，吸水管设计流速，当管径大于等于250mm时设计流速取1.2-1.6m/s；管径小于250mm时为1.0-1.2m/s 。压水管设计流速：管径小于250mm时，为1.5-2.0m/s;管径等于或大于250mm时，为2.0-2.5m/s 。根据流量扬程特性曲线图可找出单泵运行流量计算吸水管径查给排水设计手册第一册得下表：水泵型号吸水管压水管流量L/S管径mm流速m/s1000i流量L/S管径mm流速m/s1000i10sh-6A1403501.407.991403002.0018.3614sh-9B3005001.475.603004002.3218.554-2-5输水管的管径确定两条输水管，一条因事故关闭时，另一条能保证75%的设计流量。75%的设计流量=Qmax0.75=375L/s输水管经济流速为1.2m/s输水管管径=0.630m取600mm联络管管径=输水管管径=600mm4-2-6管配件选择（1）90钢制弯头DgD2I12I9RF3503779642583003950053097828245039HL0LL1I1I2I3113505611184323646115007981665394354I4I5I6I7I8I9重量6280.59911512512945.8709011012613714192 （2）钢制喇叭口DN(mm)DN1DD1 1H1H2H33505253775549 6380119115007505307709 653011911DN(mm)RrABH重量3501208817.881.421580.1589.451036.2850017231179.579.482210.6818.266065.32（3）同心或偏心异径管同心异径管： DN(mm)DN1DD1Rr3001503251598864412664002504262739123978460.3660040063042691697113965.54ABlHH1H2L重量(kg)94151844510567059521.00125056244811667061034.33184674154811668072064.20偏心异径管： DN(mm)DN1DD1R1R2R3R43502503772739113911421148115850035053037791383138613971413R5ABlHH1H2L重量(kg)1169107747732211729051024.114311468654406118810062043.1（4）钢制三通 等径三通：DN(mm)DN1DL2fL1h1h26006006309978111000550539LlH1H2H3H4H5重量(kg)1979123.7464400310247224156.2异径三通： DN(mm)DN1DD11L1f1L2l16003006309325880011778475f2l2LlH1H2H3H4H5重量10465102163.8191184170156150114.5（5）H44T(X)-10型悬启式止回阀DN(mm)LDD1D2bfH重量(kg)300700440400368284368270400900565515482324468508 （6）Z45T-10型法兰暗杆楔式闸阀 DN(mm)LDD1D2AHbD0重量(kg)3504505004604285579703040031350054067062058578014323472067860060078072568590016123672951（7）Z941T-10电动明杆楔式闸阀 DN(mm)LDD1D2bHL1D0重量(kg)300420440400368281488394320390400480565515482322020394320621 （8） 柔性过墙套管 DN(mm)D1D2D3LL1L2300325365489400100200350377421541400100200400426470610400100200500529575715500100200（9）可曲挠橡胶接头10sh-6A D=300mm L=245mm数量两个14sh-9BD=400mmL=255mm数量两个 4-2-7泵站安全供水率分析 根据所选方案各水泵及阀门的安装情况，校核在任何一个阀门损坏的情况下，各泵的组合是否能满足75%Qmax供水量的要求。经分析，最坏情况下有10sh-6A和14sh-9B两台泵运行，最大供水量=390L/S，大于75%最大供水量。所以能够达到75%的安全供水率。4-2-8管件表名称规格型号数量喇叭口DN=525mm2DN=750mm2闸阀D=350mm L=450mm2D=400mm L=480mm2D=600mm L=600mm4D=300mm L=420mm2DN=500mm L=540mm2橡胶接头D=300mm L=245mm2D=400mm L=255mm290度双法兰弯管D=350mm L=550mm2D=500mm L=800mm2同心渐扩管DN150-300 L=505mm2DN250-400 L=510mm2DN400-600 L=720mm2偏心渐缩管DN250-350 L=322mm2DN350-500 L=406mm2止回阀D=400mm L=900mm2D=300mm L=700mm2三通D=600mm L=1979mm2D=600-300mmL=1021mm2柔性过墙套管D=300mm L=400mm2D=350mm L=400mm2D=400mm L=400mm2D=500mm L=500mm2D=600mm L=600mm24-2-9管材及管道敷设吸水管和输水管选用焊接钢管，便于加工、安装和维修，压水管采用球墨铸铁管。室外管道敷设不做基础处理，室内管道根据情况加垫块，室外管道做好防漏工作，避免在湿陷性地区出现沉降。4-2-10管道防腐措施 用耐蚀性能良好的金属或非金属覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开，以达到控制腐蚀的目的，这种保护方法称为覆盖层保护法。这样的硬盖层称为表面覆盖层。表面覆盖层保护法是防腐蚀方法中最普通最实用，也是最重要的方法之一。它不仅能大大提高基底金属的耐蚀性能，而且能节约大量的贵重金属和合金。涂料覆盖层的选择（1）涂层对环境（包括介质、温度、摩擦情况等）的适应性；（2）被保护的基体材料与涂层的适应性，如钢铁与混凝土表面直接涂刷酸性固化剂的涂料时，钢铁、混凝土就会遭受固化剂的腐蚀。使用时必须注意它们的适用范围；（3）施工条件的可能性，如热固化环氧树脂涂料就必须加热固化；（4）涂层的配套，底漆与面漆必须配套使用方能起到应有的效果，否则会损害涂层的保护性能；（5）经济上的合理性。 涂覆方法：a.涂刷法 b.注涂法 c.喷涂法 d.热喷涂 e.静电喷涂（注意安全）（6）电泳涂装（水溶性涂料）4-3泵房平面尺寸（详见附图）5、 泵站高程5-1确定泵轴标高吸水井设计水位采用资料中的吸水井最低水位Z0(min)设计。 Hs=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24)Hs为水泵的允许吸上真空高度，ha采用泵站外地面标高的大气压：ha=9.13mH2Ohva采用20下的饱和蒸汽压力：hva=0.24mH2OHs= Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24) =Hs-(10.33-9.13)-(0.24-0.24) =Hs-1.2 a.10sh-6A型泵 Hs=6-1.2=4.8m Hss= Hs-V12/2g-h V1=Q/A,A=0.25Dg2, Dg为水泵进口法兰内径Dg=250mm， 由方案一得坐标图查得Q=140L/s，V1=0.140/(0.250.252)=2.85m/s,取h=1m,Hss1=4.8-2.852/19.6-1=3.39mb.14sh-9B型泵 Hs=3.5-1.2=2.3mHss= Hs-V12/2g-h V1=Q/A,A=0.25Dg2, Dg为水泵进口法兰内径Dg=350mm， Q=300L/sV1=0.300/(0.250.352)=3.12m/s取h=1m,Hss2=2.3-3.122/19.6-1=0.80m Hss取两者中较小者，故Hss=0.80m,Hss（使) = Hss-0.4(安全水头)=0.80-0.4=0.40m 泵轴标高：Z3=Z0(min)+ Hss(使）=1055.00+0.40=1055.40m5-2泵站内地坪标高（取混凝土基础高出地坪15cm）a.10sh-9型泵 Z41=Z3-H泵-0.15=1055.40-0.48-0.15=1054.77mb.14sh-9B型泵 Z42=Z3-H泵-0.15=1055.40-0.56-0.15=1054.69m 为减少泵站的开挖量，取地坪标高Z4=1054.77m 5-3确定泵房高度（由泵房内起重设备的高度来确定泵房高度）5-3-1起重机的选择设备名称10sh-6A泵Y315S-4电机14sh-9B泵JR-127-4电机重量(kg)59887012001760高度(m)0.8650.631.1061.005最大设计重量1760kg即1.76t。选用LX型电动单臂悬挂桥式起重机，其主要外型尺寸及性能参数如下：电动机型号电动葫芦型号轨道工字钢起重机总重量外形尺寸(mm)L1hABWZDY12-4CD1124a1.11t10.550084040020001500LX型电动单臂悬挂桥式起重机外型及安装尺寸5-3-2确定泵房高度半地下式泵房 H=H1+H2 =a1+c1+d+e+h+H2a1行车轨道的高度c1行车轨道底至起重钩中心的距离d起重绳长度（对于水泵为0.85Xm,对于电机为1.2Xm,X为起重部件宽度）e最大设备的高度h吊物底部于泵房进口处室内地坪的距离，取0.2m. H1=a1+c1+d+e+h=269+204+197+840+2208+1106+200 =5024mm H2=Z1-Z4=1057.50-1054.77=2.73m H=H1+H2=5.024+2.73=7.754m泵房天花板至吊车最上部分不应小于0.1m，故泵房高度室为7.9m。5-4泵房系统的高程 取室外地坪的高程为0.00m,泵房内的高程使用相对高程： 泵房高为：7.9-2.73 =5.17m 泵房内地坪标高：-2.73m 泵轴标高：1055.40-1057.50=-2.1m水泵进水管(偏心异径管前)中心线标高：10sh-6A型：H泵轴-H3-(D-D1)/2=-2.39m14sh-9B型：H泵轴-H3-(D-D1)/2=-2.435m水泵进口处(偏心异径管后)中心线标高：10sh-6A型：H泵轴-H3=-2.34m14sh-9B型：H泵轴-H3=-2.36m水泵出水口中心线标高：10sh-6A型：H泵轴-H4=-2.4m14sh-9B型：H泵轴-H4=-2.46m【注意】：由于两种型号的水泵出水口中心线不在同一高度上，无法有联络管连接，故需调整水泵基础的高程使各台水泵的出水口在同一标高上。经计算h=0.06m,14sh-9B 型水泵出水口较低，将其基础上移0.06m。则四台水泵的出水口均在同一标高 -2.4m上14sh-9B型水泵：泵轴标高改为 -2.1+0.06=-2.04m水泵进水口标高变为 -2.36+0.06=-2.30m水泵进水管(偏心异径管前)标高：-2.435+0.06=-2.375m6、 吸水井 喇叭口距吸水井井壁距离为0.8D； 喇叭口距吸水井井底距离为0.8D; 喇叭口淹没水深取0.5m 。所以，根据水泵机组的长度，吸水井取长度为17154mm，水井宽调整为3米。吸水池深度计算：井底标高=Z0(min)-0.5-H-0.8D=1053.44m 井深=Z0(max)(m)-井底标高=5.56m考虑超高，井深取6米1台大泵工作时，流量为300L/S,工作180秒，吸水量为54立方米,水池设计水量=17.15432=103m3大于54 m3， 故经过校核，吸水池设计符合要求。7、 辅助设备7-1确定引水设备7-1-1选择真空泵（Qv、HVmax）; 真空泵的排气量计算：Qv=K(Wp+Ws)/T(Ha-Hss)式中 Qv真空泵的排气量 Wp泵站中最大一台泵壳内空气容积，相当于