水泵设计计算书参照

城市送水泵站技术设计计算书城市送水泵站技术设计计算书 1 1 绪论绪论 泵站的日最大设计水量 Qd 9 8 万 m3 d 给水管网设计的部分成果 1 泵站分两级工作 泵站第一级工作从 时至次日 时 每小时水量占全天用水量 的 3 10 泵站第二级工作从 时至 时 每小时水量占全天用水量的 4 90 2 该城市给水管网的设计最不利点的地面标高为 65 00m 建筑层数为 8 层 自由水 压为 36m 3 给水管网平差得出的二泵站至最不利点的输水管和配水管网的总水头损失为 16 5m 4 消防流量为 144 m3 h 消防时的总水头损失为 24 5m 清水池所在地地面标高为 58 00m 清水池最低水位在地面以下 4 5m 城市冰冻线为 1 9m 最高气温为 36 最低气温为 35 泵站所在地土壤良好 地下水位为 4 5m 泵站具备双电源条件 2 2 初选水泵和电机初选水泵和电机 2 12 1 泵站设计参数的确定泵站设计参数的确定 泵站一级工作时的设计工作流量 Q m3 h 9 800 3 10 3038 843 9L s 泵站二级工作时设计工作流量 Q m3 h 9 800 4 90 4802 1333 9L 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 H m Zc H0 h h泵站内 H安全 65 58 4 5 36 16 5 1 5 2 67 5 其中 H 水泵的设计扬程 Z 地形高差 H 自由水压 h 总水头损失 h 泵站内 泵站内水头损失 初估为 1 5m 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 2 22 2 选择水泵选择水泵 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中的参数 HST和 S 因为 HST m 11 5 36 0 5 48 所以 S h2 m 5 h h泵站内 Q2 16 5 2 48022 8 10 7 因此 H 48 00 8 10 7Q2 根据上述公式 在 Q H 坐标系中作出管路特性曲线 参照管路特性曲线和水泵型谱 图 或者根据水泵样本选定水泵 经反复比较推敲选定两个方案 方案一 5 台 350S75A 型工作水泵 其工况点如图 1 方案一 方案二 4 台 500S59 1 台 350S75A 其工况点如图 2 方案二 010002000300040005000600070008000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 H 48 00 8 10 7 Q 2350S75 2350S75 4 350S75 5350S75 3350S75A 350S75A 图 1 方案一 010002000300040005000600070008000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 H 48 00 8 10 7 Q 2500S59 500S59 500S59 2500S59 3350S75A 350S75A 500S59 350S75A 图 2 方案二 对上述两个方案进行比较 主要在水泵台数 效率及其扬程浪费方面进行比较 比较 结果见下表 1 表 1 方案比较表 方案编号水量变化 范围 m3 h 1 运行水泵 型号及台 数 水泵一扬 程 m 管路所需 扬程 m 扬程浪费 m 水泵效率 5110 4550 5 台 350S75A 70 5 69 064 5 69 06 0 078 0 82 0 4550 3720 4 台 350S75A 70 5 64 559 0 64 511 5 082 0 83 0 方案一 5 台 350S75A 3720 2650 3 台 350S75A 71 59 053 5 59 016 5 083 0 77 0 5020 3980 3 台 500S59 72 5 68 060 5 68 012 0 085 0 73 0 3980 3350 2 台 500S59 68 0 60 557 0 60 511 0 073 0 80 5 方案二 3 台 500S59 1 台 350S75A3350 22101 台 500S59 1 台 350S75A 70 5 57 052 57 018 5 080 5 81 5 80 0 76 0 从表 1 中可以看出在扬程利用和水泵效率方面方案一均好于方案二 只是水泵台数比 方案二多一台 增加了基建投资 但是设计计算证明由于方案一能耗小于方案二 运行费 用的节省可以在几年内抵消增加的基建投资 而且 方案一选用同型号泵 检修时替换零 件方便 所以 选定工作泵为 5 台 350S75A 型水泵 其性能参数如下 Q 900 1332m3 h H 56 70m 84 n 1450r min 电机功率 N 280kW HSV 5 8m 质量 W 1200kg 5 台 350S75A 型水泵并联工作时 其工况点在 L 点 L 点对应的流量和扬程为 5110m3 h 和 69 0m 基本满足泵站二级设计工作流量要求 4 台 350S75A 型水泵并联工作时 其工况点在 M 点 M 点对应的流量和扬程为 4550m3 h 和 64 5m 3 台 350S75A 型水泵并联工作时 其工况点在 N 点 N 点对应的流量和扬程为 3720m3 h 和 59 0m 基本满足泵站一级设计工作流量要求 再选一台同型号的 350S75A 型水泵备用 泵站共设有 6 台 350S75 型水泵 5 用 1 备 2 32 3 确定电机确定电机 根据水泵样本提供的配套可选电机 选定 Y355L1 4 电机 其参数如下 额定电压 V 380V N 280kW n 1450r min W 1860kg 3 3 水泵机组的基础设计水泵机组的基础设计 350S75A 型水泵不带底座 所以选定其基础为混凝土块式基础 其基本计算如下 1 基础长度 L mm 地脚螺钉间距 400 500 L3 L2 B 400 500 500 889 630 481 2500 2 基础宽度 B mm 地脚螺钉间距 400 500 A 400 500 610 490 1100 3 基础高度 H mm 2 5 4 0 W水泵 W电机 L B 其中 W水泵 水泵质量 kg W电机 电机质量 kg L 基础长度 m B 基础宽度 m 基础密度 kg m3 混凝土密度 2400 kg m3 则水泵基础高度为 H m 3 0 1200 1860 2 5 1 1 2400 1 39m 设计取 1 5m 从而 混凝土块基础的尺寸 m 为 L B H 2 5 1 1 1 5 4 4 吸水管路和压水管路设计计算吸水管路和压水管路设计计算 由图 1 可知 1 台 350S75A 型水泵的最大工作流量为 1400m h 388 9L s 为水泵吸水 管和压水管所通过的最大流量 初步选定吸水管的管径为 DN 500mm 压水管管径 DN 400mm 当吸水管管径 DN 600mm 时 流速 v 1 38m s 一般在 1 2 1 6m s 范围内 压水管管径在 DN 500mm 时 流速 v 1 98m s 一般在 2 0 2 5m s 范围内 说明上述管径选择合适 5 5 吸水井设计计算吸水井设计计算 吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求 吸水井最低水位 m 泵站所在地面标高 清水池有效水深 清水池至吸水井管路水头损失 58 00 4 5 0 2 53 30 吸水井最高水位 m 清水池最高水位 泵站所在位置地面标高 58 00 水泵吸水管进口喇叭口大头直径 DN mm 1 3 1 5 d 1 33 600 800 水泵吸水管进口喇叭口长度 L mm 3 5 7 0 D d 4 0 800 600 800 喇叭口距吸水井井壁距离 mm 0 75 1 0 D 1 0 800 800 喇叭口之间距离 mm 1 5 2 0 D 2 0 800 1600 喇叭口距吸水井井底距离 mm 0 8 1 0 D 1 0 800 800 喇叭口淹没水深 h mm 0 5 1 0 1 20 所以 吸水井长度 14400mm 吸水井宽度 2400mm 吸水井高度 7000mm 包括超高 300 6 6 各工艺标高的设计计算各工艺标高的设计计算 泵轴安装高度 HSS HS v2 2g hS 式中 HSS 泵轴安装高度 m HS 水泵吸上高度 m hS 水泵吸水管路水头损失 m 查得水泵吸水管路阻力系数 1 0 10 喇叭口局部阻力系数 2 0 60 90 度弯头局 部阻力系数 3 0 01 阀门局部阻力系数 4 0 18 偏心减缩管局部阻力系数 经计算 hs 0 10m 考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等因素的影响 所 以取 hS 1 00m 则 HSS HS v2 2g hS 4 69 1 382 2 9 81 1 00 3 59 泵轴标高 m 吸水井最低水位 Hss 53 30 3 59 56 890m 基础顶面标高 m 泵轴标高 泵轴至基础顶面高度 h1 56 89 0 62 56 27 m 泵房地面标高 m 基础顶面标高 0 20 56 07m 7 7 复核水泵机组复核水泵机组 根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水头损失 复核所需扬程 然后校核水泵机组 泵房内管路水头损失 已知 1 0 10 喇叭口局部阻力系数 2 1 01 90 度弯头局 部阻力系数 3 0 01 阀门局部阻力系数 4 0 20 偏心减缩管局部阻力系数 5 0 1 三通 6 0 21 同心渐扩管局部阻力系数 h泵站内 m hS hd 1 00 0 37 1 37 所以 水泵扬程 H m Zc H0 h h泵站内 7 00 4 50 36 00 16 50 1 37 65 47 与估计扬程基本相同 选定得水泵机组合适 8 8 消防校核消防校核 消防时 二级泵站的供水量 Q火 m3 h 1 Qd Qx 4802 144 4946 1374L s 消防时 泵站的扬程 H火 m Zc H0 火 hx h泵站内 11 5 10 0 24 5 1 37 47 37 其中 Zc 地形高差 m H0 火 自由水压 低压消防制取 10 0m hx 消防时的总水头损失 m h泵站内 泵站内水头损失 m 根据和 在附图上绘制泵站在消防时需要得水泵工况点 见图中得 X 点 X 火 Q 火 H 点在两台水泵并联特性曲线得下方 所以 两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水 压要求 说明所选水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求 9 9 泵房形式的选择及机械间的布置泵房形式的选择及机械间的布置 根据清水池最低水位标高 53 50m 和水泵 HS 4 69m 的条件 确定泵房为矩形半 地下式 水泵机组为单排顺列式布置 每台泵单独设有吸水管 并设有手动常开检修阀门 型号 D371J 10 DN 600mm L 154mm W 380kg 压水管设有液压缓闭止回蝶阀 型号 HD741X 10 液控止回阀 DN 500mm L 350mm W 1358kg 电动控制阀门 型号为 D941X 10 电动蝶阀 DN 500mm L 350mm W 600kg 设有联络管 DN 600mm 联络后 联络管上设有手动常开检修阀门 型号为 D371J 10 DN 600mm L 154mm W 380kg 由两条输水干管 DN700mm 送往城市管网 上 面安设常开检修阀门 型号 D371J 10 DN 700mm L 165mm 泵房内管路采用直进直出布置 直接敷设在室内地板上 选用各种弯头 三通和变径管等配件 计算确定机械间长度为 32m 和宽度为 12m 1010 泵站的辅助设备的选择泵站的辅助设备的选择 10 110 1 引水设备引水设备 启动引水设备 选用水环式真空泵 真空泵的最大排气量 QV m3 s 1 K WP WS Ha T Ha HSS 1 10 1 4 8 33 10 33 300 10 33 3 59 0 05 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 Ha 105Pa 下的水柱高度 取 10 33m T 水泵引水时间 h 一般取 5min 消防水泵选 3min HSS 离心泵的安装高度 m 真空泵的最大真空度 HVmax Pa HSS 1 01 105 10 33 5 0 1 01 105 10 33 48886 74 其中 HVmax 真空泵的最大真空 Pa HSS 离心泵的安装高度 m 最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差 根据 QV和 HVmax选取 SZB 8 型水环式真空泵 2 台 一备一用 布置在泵房靠墙边处 10 210 2 计量设备计量设备 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 Y 60Z 测量范围为 0 0 1 0MPa 在吸水管上设真空 表 型号为 Z 60Z 测量范围为 1 01 105 0Pa 10 310 3 起重设备起重设备 选取单梁悬挂式起重机 SDQ 2 起重量 2t 跨度 7 0m 起升高度 3 0 10 0m 根据起重机的要求计算确定泵房