泵站课程设计（课堂PPT）

水泵与水泵站课程设计,给水二级泵站,1,主要内容,设计任务书；设计成果；设计指示书；,2,设计题目:,某城市自来水厂二级泵站设计,课程设计任务书,3,原始资料,最高日用水量：各自按管网计算结果选用，单位为：m3/d或m3/h;最高日用水量变化曲线见各自计算结果。下图仅举例示意。,4,高日高时管网水头损失、管网最不利点标高、发生火灾处标高、消防用水量等，分别采用管网平差计算的结果。建筑物层数同管网设计任务书。城市供水管网内无调节水池或水塔。水厂二级泵站所在地地面标高19m，泵站吸水池最低水位16m，最高水位18m。泵站所在地最高水温35。地下水位距地面2.5m，最大冻土深度0.8m。吸水池与泵站距离8.0m（净距）。泵站附近有独立双电源。,5,设计成果,1、设计说明书一份（1214页）内容有：,按指示书步骤详述设计的全部内容（包括计算及结论）；,有关设计规模、原始资料的叙述；,按指示书要求画出有关草图及标出主要尺寸。,6,2、图纸,设计日期：,在一张2#或1#图纸上画泵站平、剖面图、泵站内主要设备材料表及必要的说明。,计划有效学时数32学时。,7,课程设计指示书,0.设计要求和步骤；1.泵站设计控制值的出水量及扬程的确定；2.水泵的选择（包括备用泵）；3.动力设备的配置；4.泵站机组的布置；5.吸水管和压水管的设计；6.水泵安装高度的计算；7.泵站平面、高程布置及尺寸的决定；8.泵站内主要附属设备的选择；,8,0.设计要求和步骤,在设计过程中要综合考虑，应用所学有关知识，掌握泵站设计的步骤、方法；重点培养学生独立思考、独立工作的能力及熟悉手册、样本、规范的使用。,9,设计步骤:,10,1.泵站设计控制值出水量及扬程的确定。,Qmax采用城市高日高时用水量（l/s），见管网部分QhHp=（Z0-ZP+H0+h管网+h输水+h站内）1.05（m）式中Z0管网最不利点的标高；Zp泵站吸水池最低水面标高；H0管网最不利点的自由水头；h管网最高日最高时管网水头损失；h输水输水管水头损失；输水管很短时，包括在h管网内；h站内泵站内吸、压水管路水头损失，估为22.5米；1.05安全系数。,（1）设计工况点的确定。,11,（2）校核工况点的确定Q=Qmax+Q消（l/s）Hp=（Z0-ZP+10+h管网+h输水+h站内）1.05式中：Q消城市消防用水量，见管网；Q消防时泵站总供水量；h管网消防时管网的水头损失；h输水消防时输水管水头损失；10低压制消防时应保证最不利点自由水头；Hp消防时泵站的扬程。,12,满足要求,13,主要是确定型号和台数，注意:泵站中工作泵的最大供水量和扬程应满足Qmax和HP;,2、水泵的选择,14,15,同时要使水泵的效率较高;H1/H（%）多台同型号水泵并联运行和单独运行相结合的方式，分级向管网中供水。建议：工作泵台数采用36台，备用泵一般采用12台（本设计可用1台），其型号与泵站内最大的工作泵相同。,16,(1)画设计参考线,17,(2)选泵方案比较,18,(2)选泵方案比较,19,注意：这部分说明书中应叙述最大用水量、扬程、用水量与扬程的变化情况，消防（或事故）校核情况，选用水泵的型号、台数以及备用泵情况。,20,可以根据选定的水泵样本（参见“给水排水设计手册”第11册）载明的电动机来选择。注意：一般可在水泵样本中选配套的电机。,3、动力设备的配置,21,注意：这部分说明书中应说明所选水泵配备之电动机的功率、转数、电压及型号，列表。,22,4、泵站机组的布置与基础尺寸,确定水泵及电动机之后，机组尺寸可从水泵样本上查到。基础平面尺寸和深度依据机组底盘尺寸或水泵、电机的底脚螺栓位置，按教材有关规定确定。,机组布置应使泵站工作可靠、管理方便、管道布置简单，泵站建筑面积及跨度小,并考虑有发展的可能。,23,24,25,水泵机组的安装尺寸,26,（1）机组布置是泵站平面布置的核心,管道和设备的布置以及泵站的平面尺寸都取决于机组布置的形式。纵向排列：水泵轴线平行：单级单吸式水泵横向排列：水泵轴线呈一字型排列：单级双吸卧式泵：S型、Sh型、SA型。,27,28,29,（2）基础的尺寸,机组安装在基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使它运转平稳，不发生剧烈振动，因此基础要求要承受机组的动、静荷载，不能浇筑在松软的地基上，以免发生过量的或不均匀的沉陷；,30,地脚螺栓长度l=30d（d为地脚螺栓直径，见手册泵参数表）,31,混凝土密度：2500kg/m3,32,(3)机组布置应满足下列要求：,相邻两个机组基础间净距：电机容量55kw时，0.8m；电机容量55kw时，1.2m；,相邻机组突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间净距：电机容量55kw时，0.7m；电机容量55kw时，1.0m；,泵房主要通道宽度不小于1.2m。,考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5m的通道。,33,34,35,36,注意：这部分说明书应该用草图画出布置图式（可以和下边管道布置合为一张），注上尺寸，草图可参考教材164或手册第3册第365页进行布置，并配以简单的文字说明，叙述选用该布置的优点和存在的问题。,37,5、吸水管和压水管的设计,布置图式,管径计算,管材及配件规格决定(见指示书）,管道敷设地点,有关水泵吸、压水管路的设计与布置可参考教材有关章节。,38,吸水管的布置,应尽量减少吸水管中的水头损失；泵站中通常每台水泵应有单独的吸水管；吸水管上一般不设闸阀，只有当吸水井中水位高于水泵安装高度时，防止在拆卸水泵时水从吸水井流入水泵，在必须在吸水管中安装闸阀；吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度i，一般大于0.005，以免形成气囊；,39,40,吸水管在吸水井的布置,41,压水管的布置,水泵压水管上常设止回阀，其作用是防止水泵突然停转时由压水管倒流入水泵引起的水泵倒转，但设止回阀会引起增加水击压力，因此设不设止回阀根据具体情况而定；水泵输水干管通常设两条，而站内水泵台数往往在三台以上，因此各水泵的压水管通常用一条横管联通，然后接到输水干管；在布置时要求任意水泵或者闸阀发生事故进行修理时水泵不能中断供水，并保证供水量不低于给水系统所求的事故供水量；,42,压水管路布置,43,管径计算:,吸水管管径按最大抽水量Qmax及设计流速决定。(Qmax指该泵在单独或并联工作中可能出现的最大出水量)设计流速可按下述数据决定：d250mmV采用1.01.2m/sd250mmV采用1.21.6m/s压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定，设计流速可按下述数据决定：d250mmV采用1.52.0m/sd250mmV采用2.02.5m/s总压水管管径在泵站内按上述原则决定，在站外按输水管管径决定。,44,管道敷设地点,当泵站为地面式或埋深不大，站内管道直径小于500mm时，管道一般设在管沟中，管沟的宽度视管径的大小而定（平行管路，管壁相距0.4-0.5m,管壁到管沟有300mm的间距，管顶距盖板有100mm的间距），沟底应有1%坡度坡向集水坑。站内管道大于500mm时，可设在专门的地下室中，这时闸阀应在机器间内的地面上操作，地下室高度不小于1.8m。半地下式泵站（埋深约为2-3m）可把管道直接设在地板上。,45,46,47,6、水泵安装高度的计算,由选定的水泵在水泵性能曲线上找出允许吸上真空高度HS，必须注意每台泵的HS在抽水量不同时也不同，因而应根据该泵在可能的工作范围内的最大抽水量来查出对应的HS，如果水泵的安装地点的气压不是10.33m水柱或水温不是20。C时，应对HS作出修正，变为HS，并由下式计算该泵的安装高度HSS：,HSS=HS，hSV12/2g,式中hS吸水管中水头损失；V12/2g安装真空表处的水头损失.,48,卧式泵,HSS应从吸水池最低水位算至泵轴（对大泵则算至吸水口上端）。hS包括从吸水喇叭口到真空表安装处的所有水头损失（沿程与局部）。V12/2g可以根据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算。,当管道布置已定时，配件与管段也已定，所以吸水管中局部水头损失h局部应按水力公式计算，其中局部阻力系数由设计手册查得。,这时由于立管长度未定(见下图)，沿程水头损失未知，但水平的长度L已知，可近似地令：HSS=X,49,L,真空表,Hss,X,所以有：,式中i吸水管段水力坡度，可查表。或：,50,式中h水平吸水管水平段的损失，h水平=iL,由上式计算的HSS为最大允许安装高度，在选定水泵的安装高度时可以比HSS小，而不能大，泵站中各泵计算的HSS是不一样的，而泵站地面是一样高的。因而按最小的HSS为最不利情况，以此为标准（该台泵泵轴标高起控制作用）来确定其余各泵和管道的安装高度,51,泵站中如选用几种不同型号的泵，则应按吸水性能最差的泵来计算，算出HSS后，可确定其泵轴标高，减去泵轴至底脚的高度，再减去底座和基础突出地面的高度，就得到室内地坪标高。,52,一般水泵基础比地板高2030cm。水泵安装位置决定后，管道立面布置尺寸也就决定了。注意:吸、压水管道水平段的标高是由起控制作用的那台泵的轴线标高、通过吸、压水口以及偏心异径管与泵轴高差推出的。压水管交联情况可推出各泵的泵轴标高最后可确定各机组基础的标高。,53,注意：这部分说明书对每一水泵要列出吸水管线上水头损失表如下，并列出每台水泵的HSS值。,54,7、泵站平面、高程布置及尺寸的决定,（1）泵房的平面布置,可用下图的方法初步确定泵站（机器间）的平面尺寸B和L。图中：a机组基础长度；b机组基础间距；c机组基础与墙距离；l5机组基础宽度；l1l4，l6分别为三通、闸阀、逆止阀以及水泵进、出口异径管的长度。,55,（2）泵房的高程布置,泵房的高度在无吊车设备时，应不小于3m（指泵房入口处地坪或平台至屋顶梁底的距离），在有吊车时，应保证起吊物底部和最高一台机组顶部的距离不小于0.5m,因此在选定吊车类型后，可按给排水设计手册（第三册）有关公式确定。,56,57,58,8、泵站内主要附属设备的选择,管道上的附件如闸阀、逆止阀及喇叭口均在管道设计时选定，这部分附件可列入材料设备表中，这里主要讲真空泵、流量计、起重设备及排水设备选择。,一般为了降低泵站造价，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起动，真空泵应按起动最大的一台水泵计算,必须注意真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽气时，实际所抽取空气的压力是变化的，为了简化起见可以取水泵安装高度作为计算真空度,59,这时真空泵按下列数据选择：,真空度HVmax=HSS,式中WP，WS为泵壳和吸水管体积，K漏气系数，一般取1.051.10；T起动时间，对生活用水泵取5分钟，消防泵3分钟Ha大气压的水柱高度；HVmax真空度，可用水银柱或百分数表示。如HSS为4m，Ha为10.33m水柱，则HVmax=4760/10.33=284mm汞柱，或4/10100%=40%。,60,在选择真空泵时可以把手册（第11册）上真空泵的性能画成特性曲线,然后按计算之Q及HVmax在特性上查得合用的真空泵。也可直接在相应的表中选取。真空泵一般选一台工作，一台备用。目前使用较多的是水