水泵计算说明

给水泵站课程设计任务书一、课程设计任务某厂新建水源工程，近期设计流量15万m3/d，要求远期发展到20万m3/d，采用固定式取水泵房，拟采用自流管从江中取水。水源洪水位标高13.09m（1%频率）、枯水位标高6.92m（97%频率）、净水厂反应池前配水井的水面标高25.28m、室外地面标高10.48m、自流取水管长度210m及泵站至净水厂的输水干管长2250m。二、课程设计目的及要求 1.设计目的 1）结合课程所学内容，使基础理论和基本技术训练相结合，从而课程内容进一步深化和系统化。 2）初步学会如何在搜集资料和调研的基础上，根据设计任务制定给水泵站设计方案。 3）通过设计、计算、资料检索、阅读文献，提高绘制图纸和编写设计说明书的能力。 2.设计要求1）认真学习有关技术规定，严格按相关规范和标准要求进行设计。2）课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。3）设计成果以图纸的形式展示，包括平面图和剖面图。三、课程设计内容及时间安排 1.设计内容1）确定泵站工艺流程2）合理选择水泵并布置泵房3）详细进行工艺计算4）绘制泵房设计图纸2.时间安排1）领会设计任务，借阅相关规范及设计手册，确定工艺流程 1天2) 初步选择水泵机组及泵房布置 1天3）根据泵房布置，绘制泵房平面布置草图，绘制水力计算图并进行计算 3天4）精选水泵机组及辅助设备，确定泵房平面尺寸和高度 1天5）修改草图，绘制泵房平面布置图及剖面图 3天6）整理设计报告书，准备答辩。1天四、教材及参考书目1姜乃昌. 泵与泵站（第五版）. 中国建筑工业出版社. 2007。2中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265-2010）中国计划出版社，2011。3中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册第11册常用设备. 中国建筑工业出版社. 2004。给水泵站课程设计指导书一、设计内容1设计流量和设计扬程2初选水泵和电机3机组基础尺寸的确定4吸水管路与压水管路计算5. 机组与管道布置6吸水管路和压水管路中水头损失的计算7水泵安装高度的确定和泵房建筑高度计算8附属设备的选择9泵房建筑高度的确定10泵房平面尺寸的确定二、设计图纸1泵站平面布置图2泵站纵剖面图三、对设计文件内容和质量的要求设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。设计图中文字、图例的表示方法应符合一般规定和制图标准。图纸应注明图标栏及图名。图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。1）泵站平面布置图应绘出各种连接管道及设备，管道上需注明管径。图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。2）泵站剖面图应标出各水泵的顶、底及水面标高，应标出主要管道、设备机组和地面标高，主要管道的管径等。目录1. 设计流量的确定和设计扬程的估算 42. 初选泵和电机 53. 机组基础基本尺寸的确定（泵与电机基础分开建） 54. 吸水管路和压水管路计算 55. 机组和管道的布置 56. 吸水管和压水管路中水头损失的计算 67.水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算 78.附属设备的选择 89. 泵房建筑高度的确定 8 10. 泵房平面尺寸的确定 8主要工艺设备及材料表 9泵站工艺设计1.设计流量的确定和设计扬程估算:(1)设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数=1.05，则近期流量为：Q=1.05150000/24=6562.5=1.82远期流量为：Q=1.05200000/24=8750=2.43(2)设计扬程H1）泵所需要的静扬程自流管管径选择按照远期流量计算 0.70.5Q/(0.25*D2)1.6 983mmD0.7m/s故取DN1000钢管两根并联作为自流管。则自流管最不利Q=0.58750=4375查表知：V=1.55m/s， 1000i=2.58,则从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：h=1.10.00258210m=0.60m吸水间的最高水面标高：13.09-0.60=12.49m 最低水面标高：6.92-0.60=6.32m洪水水位时：Hst=25.28-12.49=12.79m枯水水位时: Hst=25.28-6.32=18.96m2)输水干管取DN1000钢管两根，远期事故流量Q=0.58750=4375，查水利计算表得知管内流速V=1.55m/s，1000i=2.58，则h=1.10.002582250m=6.39m3）泵站内管路中的水头损失粗估为2m则泵设计的扬程为：洪水水位时：Hmin=12.79+6.39+2+2=23.72m枯水水位时：Hmax=18.96+6.39+2+2=29.35m2.初选泵和电机28SA-10J型泵(Q=3600,H=52m,N=555kw)。 近期三台两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。根据28SA-10J型泵的要求，选用JSQ1510-18型异步电动机（625kw）。3机组基本尺寸的确定：28SA-10J型泵机组的基本平面尺寸为3800mm1500mm,机组的总重量w=（5800+4700）9.8N=102900N基础深度：基础实际深度连同泵房地板在内为3.5m。4.吸水管路和压水管路计算：（1）吸水管 =6562.5/2=3281.25 采用DN900钢管，则V=1.45m/s 1000i=2.57（2）压水管采用DN700钢管，则V=2.39m/s 1000i=9.735.机组和管道的布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组横向布置成一排，三台为正常使用，一台为备用泵。每台水泵有单独的吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管设有液控蝶阀（D971X）,吸水管上设有电动暗杆楔式单板闸阀（Z945）。为了减少泵房面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1000的输水干管用DN1000蝶阀连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀一个。阀门选择如下：闸阀Z945型电动暗杆楔式闸阀（DN900）,L=711mm，选4个。止回阀-H47X型止回阀（DN700），L=430mm，选4个。液位蝶阀D971X型对夹式电动蝶阀（DN700），L=165mm，选4个。手动蝶阀-D341型蜗杆传动法兰式蝶阀（DN700），L=292mm，选4个。蝶阀D341型蜗杆传动法兰式蝶阀（DN1000），L=410mm，选3个。6、吸水管和压水管路中水头损失的计算取一条最不利的线路，从吸水口到输水管干管上切换闸阀止为计算路线图(即外围管道）。（1）吸水管路中水头损失hs=hfs+hls=l1is+1+2+3查表得 1吸水管喇叭局部阻力系数，1=0.352DN900闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，2=0.153偏心渐缩阀DN900700, 3= 0.2 故 hs=hfs+hls=l1is+1+2+3 =1.7392.57+0.35(0.639/2g)+0.15(2.378/2g)+0.20(4.66/2g) =0.081m（2）压水管路水头损失hd=hfd +hldhfd=(l2 +l3 +l4 +l5+l8)id1 +(l6+l7)id2 =（1.0+1.6+4.11+2.5+1.4）9.73+（1.35+1.5）2.58 =0.11m hld=4+(5+6+7+8+39+10)+(211+212) =0.244.66/2g+(0.15+0.15+0.21+0.15+31.02+0.27)2.39/2g+(21.5+20.15)1.55/2g =1.833故 h d=h f d +h ld =1.943m 查表得 4DN500700渐放管，4 =0.24 5止回阀，5 =0.156DN700电动蝶阀，6 =0.157DN700伸缩接头，7 =0.218DN700手动蝶阀，8 =0.159DN700钢制90弯头，9 =1.0210DN7001000渐放管,10=0.27 11DN1000钢制正三通，11 =1.512DN100蝶阀，12 =0.15全部水头损失h=hs+hd=2.029m因此，水泵的实际扬程为 洪水水位时：Hmin =12.79+6.39+2.029+2=23.75m 枯水水位时：Hmax =18.96+6.39+2.029+2=29.38m由此可见，初选的水泵符合要求。7、水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。已知吸水间最低动水位标高为6.32m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为4.87m（吸水管上缘的淹没深度为6.32-4.87-D/2=1.00m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m,则吸水间底板标高为4.87-（0.45+0.7）=3.72m。洪水位标高为13.09m, 考虑1m的浪高，操作平台标高为14.09m。故泵房筒体高度为:14.09-3.72=10.37m。8、附属设备的选择（1）起重设备最大起重量是水泵重量wm=5800kg，最大起吊高度为10.37+2.0=12.37m,(其中2.00是考虑操作平台上汽车的高度)。为此，选用10tLDH式起重机，跨度为17.5，起重量为10t，起吊高度为18m,CD1-18D。（2）排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按1530 m3/h考虑，排水泵的静扬程按7.76m计，水头损失大约4.8m，故总扬程在7.76+4.8=12.56m左右，可选用50QW18-15-1.5型离心泵两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y100L-2。（3）通风设备选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度15，风量10127 m3/h，风压90Pa,配套电机YSF-8026,N=0.37kw）。9、泵房建筑高度的确定泵房建筑高度已知为10.37m,操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为3.00m，从平台楼板到房顶底板净高位3.50m.10、泵房平面尺寸的确定 根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸（如图1）。通过计算，求得泵房长宽高=18m24.8m14.77m。主要工艺设备及材料表序号设备名称技术参数单位数量备注1双吸离心泵Q=3600,H=52m,N=555kw台4近期2台工作一台备用，远期3台工作一台备用2潜污泵50QW18-15-1.5,Q=30m3/s，扬程15m台2一用一备3风机T35-11，DN630，风量11016 m3/h，风压104Pa台24暗杆楔式单板闸阀Z945TW，DN900个45电动蝶阀D971X，DN700个46手动蝶阀D341，DN700个47蝶式微阻缓闭式止回阀XH47X，DN700个48管路松套伸缩接头DN7