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(m3s)；Qd供水对象最高日用水量(m3d)；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H2f+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H2f+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H2f+g时H=H1+H2H1=a+b+c1+d+e+h当H2f+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H2f+g时H=H1+H2H1=a+b+c+d+e+h当H2f+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452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