给水泵站工艺设计PPT课件

1 给水泵站工艺设计 刘宏远 2 一 设计资料 1 基础资料 1 设计任务书 2 规划 人防 卫生 供电 航道 航运等部门同意在一定地点修建泵站的正式许可文件 3 地区气象资料 最低 最高气温 冬季采暖计算温度 冻结平均深度和起止日期 最大冻结层厚 4 地区水文与水文地质资料 水源的高水位 常水位 枯水位资料 河流的含砂量速 风浪情况等 地下水流向 流速 水质情况及对建筑材料的腐蚀性等 5 泵站所在地附近地区一定比例的地形图 6 泵站所在地的工程地质资料 抗震设计烈度资料 3 7 用水量 水压资料 污水泵站还应有水质分析资料 以及给水排水制度 8 泵站的设计使用年限 9 电源位置 性质 可靠程度 电压 单位电价等 10 与泵站有关的给水排水构筑物的位置与设计标高 11 水泵样本 电动机和电器产品目录 12 管材及管配件的产品规格 13 设备材料单价表 预算工程单位估价表 地方材料及价格 劳动工资水平等资料 14 对于扩建或改建工程 还应有原构筑物的设计资料 调查资料 竣工团或实测图 4 浦泽水厂位于滨海平原 东侧濒临渤海 水厂取水泵站由宣惠河取水 如图1所示 宣惠河全长270多公里 流域面积6000多平方公里 水厂设计规模 近期为 5 0 02 6 0 01万吨 天 远期9 0 01 9 0 005 取水泵站用钢筋混泥土管道从宣惠河自流取水 管道长度 160 5 120 4 米 絮凝沉淀池水面标高为48 5米 与泵站间的输水管道长258米 5 2 参考资料 1 地区内现有水泵站的运行情况调查资料 水泵站形式 建筑规模和年限 结构形式 机组合数和设备性能 历年大修次数 曾经发生的事故及其原因分析和解决办法 冬季采暖 夏季通风情况 电源或其他动力来源等 2 地区内现有泵站的设计图 竣工因或实测国 3 地区内已有泵站的施工方法和施工经验 4 施工中可能利用的机械和劳动力的来源 5 其他有关参考资料 6 二 泵站工艺设计步骤和方法 1 确定设计流量和扬程 2 初步选泵和电动机 包括选择水泵的型号 工作泵和备用泵的台数 初步选泵先假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值 一般可假定此数为2m左右 根据所选泵的轴功率及转数选用电动机 3 设计机组的基础 4 计算水泵的吸水管和压水管的直径 5 布置机组和管道 6 复核水泵及电动机 根据地形条件确定水泵的安装高度 算出吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失 然后求出泵站的扬程 如果发现水泵不合适 则可以切削叶轮或另行选泵 根据新选的水泵的铀功率 再选用电动机 7 7 选择泵站中的附属设备 8 酌定泵房建筑高度 泵房的建筑高程 取决于水泵的安装高度 泵房内有无起重设备以及起重设备的型号 9 确定泵房的平面尺寸 初步规划泵站总平面 泵站的总平面布置包括变压器室 配电室 机器间 值班室 修理间等单元 8 确定设计流量和扬程 1 设计流量 1 泵站从水源取水 输送到净水构筑物 Qr一级泵站个水泵所供给的流量 m3 s 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采用的系数 一般取 1 05 1 1t 为一级泵站在一昼夜内工作小时数 9 2 泵站将水直接供给用户或送到地下集水池 给水系统中自身用水系数 一般取 1 01 1 02 10 H 水泵的设计扬程 Hst 静扬程 吸水井的最枯水位与净化构筑物进水口水面标高差 H管 输水管路的水头损失 h泵 取水泵房内的水头损失 设计扬程初估时一般取2m H安全 安全水头 一般1 2m 2 设计扬程 11 设计扬程中静扬程是指 吸水井的最枯水位与净化构筑物进水口水面标高差 那么吸水井的最枯水位的如何确定 河流的枯水位和洪水位根据降雨量的重现期 查表1得到泵站处相应于设计频率的流量 再根据这个流量通过图1查的对应频率下河流的枯水位和洪水位 静扬程 12 表1 泵站处相应于设计频率的流量 13 图1 水位流量关系 14 取水管路损失 取水管路条数一般为2 3条 根据水泵远期设计流量 取经济流速 一般为V 1 0m s左右 计算得管道直径D 查设计手册 定出取水管路直径 i值 流速V 然后在最不利情况下即当一条自流管检修时 另一条自流管通过75 的设计流量 Q2 75 Q1 查表得V i 然后通过沿程水头损失公式计算出取水管路损失 15 静扬程 根据 和 可以得出 吸水井最高水面标高为 河道洪水位 取水管路损失最低水面标高为 河道枯水位 取水管路损失那么静扬程即为 净化构筑物进水口水面 吸水井的最枯水位 16 输水管路条数一般为2条 以保证安全 根据水泵远期设计流量 取经济流速 计算得管道直径D 查设计手册 定出取水管路直径 i值 流速V 然后在最不利情况下即当一条自流管检修时 另一条自流管通过75 的设计流量 Q 75 Q1 查表得V i 然后通过沿程水头损失公式计算出输水管路损失 输水管路 17 泵房水头和安全水头 取水泵房内的水头损失 设计扬程初估时一般取2m 取水泵房内的管路布置参考幻灯片31 安全水头 一般取1 2m 18 初步选泵和电动机 大小兼顾 调配灵活 一般泵站选取3 6台泵 以满足各种工况 同时要选好备用泵 型号齐备 互为备用 但泵型号不要超过两种以免管理麻烦 同型号能满足的话 就尽量选同型号泵 尽量利用泵高效段 要考虑远近期结合 如果是大泵站的话还要做泵选择的方案比较 1 选泵要点 1 2 3 19 选泵步骤 1 根据设计流量值选泵 一般选两台泵以上 以流量除以泵数算出单台泵的流量 选取满足此流量的泵 2 根据设计扬程选泵 泵能满足扬程既可 3 综合上述两项就能确定要选择的泵 并选择备用泵 给排水设计手册上列举了多种类型的泵供选择 也可参考哈工大版 水泵与水泵站 的附录 4 泵选择后要看清型号和参数 这个很重要 20 2 电动机的选择 根据选择泵的参数 在设计手册中选择电动机 有时所选的泵带有配套的电动机 则不需要另外选择电机 21 设计机组的基础 以前面的IS型泵为例 22 23 根据安装尺寸确定基础尺寸 24 基础深度也可按下式计算 W 泵和电机总重 B 基础宽度 基础所选材料的容重 25 计算泵的吸水管和压水管的直径 吸水管直径确定 1 按远期设计流量和泵的台数确定每条管的流量 2 选取的管的流速要满足以下 6 的要求 3 按流量和流速确定选取管径 4 可以得到i的值 i值用于后续的计算 26 压水管直径确定 基本上和吸水管路的设计步骤相同 但设计流速的范围应满足以下 5 要求 27 吸水井喇叭口设计 请同学们参照课本中的168页的要求设计 也可以参考设计手册的要求设计 28 布置机组和管道 机组布置型式 29 吸水管布置 30 压水管布置 31 复核水泵及电动机 对于水泵的复核主要是看水泵的扬程能否满足你的设计要求 这就要求对吸压水管路进行水头损失的计算 下面我们以课本中236页的设计例题为例 来说明吸水管路和压水管路的水头损失计算方法 32 吸压水管路水头损失的计算时要选取一条最不利线路 参见下图 33 1 吸水管路中水头损失 hs hs hfs hls hfs 吸水管路的沿程水头损失和 hls 吸水管路的局部水头损失和 34 2 压水管路中水头损失 hd hd hfd hld hfd 压水管路的沿程水头损失和 hld 压水管路的局部水头损失和 35 计算了实际扬程后 如果泵能满足就不用重新选泵 如果扬程不满足时就要重新选泵和电机 h hs hd 2 管路中水头总损失 h 36 选择泵站中的附属设备 自灌式泵是不需要引水设备的 但自灌式泵应低于吸水池的最低水位 吸入式启动的离心泵在泵启动前需要向水泵内灌水 水泵灌满水后 才能启动水泵 使之正常工作 故需要引水设备来引水 水泵的饮水可分为 吸水管带有底阀和吸水管不带底阀两类 泵站内必须设置计量设施 常用的计量设备有 电磁流量计 超声波流量计 插入式涡轮流量计 插入式涡街流量计 均速管流量计 设计时可选取一种用于流量的计量 泵站中起重机主要是用来满足泵的安装和维修需要 常用的起重设备有移动吊架 单轨吊车梁河桥式行车三种 起重设备的布置参见课本205页 泵站一般采用自然通风 自然通风不够时采用机械通风机械通风分抽风式和排风式两种 泵房通风设计是布置风道系统与选择风机 风机选择参见课本的计算方法 引水设备 计量设备 起重设备 通风设备 37 其他设施 1 排水地下和半地下式泵房一般设置泵电动排水 地面式泵房 积水可以自流入室外下水道 泵房地面上要设地沟集水 2 通信3 防火与安全 38 泵房建筑高度 泵房高度是指泵房进口处地坪到屋顶梁底部的高度 除考虑采光通风条件外 还取决于水泵的安装高度 泵房内有无起重设备及起重设备的型号 1 无起重设备时泵房高度应不小于3米 39 40 2 地下式泵房 除特别指明外 其余符号意义同地面式泵房 当H2 f g时H H1 H2式中H2 泵房地下部分高度H1 泵房地上部分高度 H1 a b c d e hh 吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离 一般不小于0 3 0 5m 当H2 f g h时H1 a b c d e f g H2 41 3 采用单梁悬挂式吊车 1 地面式泵房H a c1 d e f ga 行车轨道的高度c1 行车轨道底到起重钩中心的高度 2 地下式泵房当H2 f g时H H1 H2H1 a b c1 d e h当H2 f g h时H1 a b c1 d e f g H2 42 4 采用桥式吊车 1 地面式泵房H n a2 c1 d e f gn 一般不小于0 3ma2 行车梁高度c1 行车梁底到起重钩中心的高度 2 地下式泵房当H2 f g时H H1 H2H1 a b c d e h当H2 f g h时H1 n a2 b c d e f g H2 43 确定泵房的平面尺寸 机组的平面布置确定以后 泵房 机器间 的最小长度L也就确定了 如图4 52所示 a为机组基础的长度 b为机组基础的间距 c为机组基础与场的距离 44 查有关材料手