送水泵站课程设计

1、 水泵及水泵站水泵及水泵站 课程设计课程设计 题目： 鞍山市城镇给水 厂 送水泵站 系 别： 环境与市政工程系 专 业： 给水排水工程 姓 名： 刘亚伟 学 号： 指导教师：朱伟萍 杨广建 何亚丽 谭水成 河南城建学院 2013 年 1 月 11 日 前言前言 该设计为辽宁省鞍山市某给水厂送水泵房工程设计，设计内容包含了选泵、 机组布置、吸水管和压水管的布置、水泵流量和扬程的校核、辅助设备的选取、 泵房平面尺寸和高程的确等大部分内容。 该送水泵房的设计主要指的是二级泵站的设计，级泵站主要由水泵机组,吸 压管路,引水设备,起重设备,排水设备,计量设备,采暖及通风设备,电气设备,防 水锤设备和其他

2、设备组成。在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还 设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。 通过这次设计，使我得到了一次综合训练，我把以前学到的分散、零乱的知 识，进一步加强与巩固，并使之系统化，理论和实际相结合，加深了我们对城市 取水泵房的整体性理解和认识。使我在查阅文献、编写计算书和说明书、计算机 绘图等各方面的技能也得到了相应的提高。 由于自己水平有限，在设计中难免出现差错，敬请老师加以指正，以促进我 进步。在今后的学习和工作中，我会加强学习，弥补自己的不足，使设计更加完 善、科学、合理。 Foreword the design for a water pump s

3、tation in waterworks engineering in Anshan city, Liaoning province, design contains a selection of pumps, unit placement, suction pipe, pump flow and pressure pipe arrangement and selection of head checking, auxiliary equipment, flat size and the height of the pump house, indeed most of the content.

4、 The water pumping station design refers to the design of the second- stage pumping station, pumping mainly by the pump unit, pressure piping, water equipment, lifting equipment, water supply and drainage equipment, measuring equipment, heating and ventilation equipment, electrical equipment, water

5、hammer device and other devices. Apart from a number of machines in the pumping station (installed pump room), also has a high and low voltage power distribution room, control room, a permanently manned location, repair auxiliary rooms. With this design, I got a comprehensive training, I learned to

6、disperse and confused knowledge, further strengthening and consolidating and systematizing, combining theory and practice, increased water intake pumping station of our citys overall understanding and awareness. Calculation of my literature review, writing books and manuals, computer graphic skills,

7、 among others, has also been a corresponding rise. Because of their own limited, inevitable errors in the design, be corrected please teacher, to promote progress. Study and work in the future, I will enhance learning, not enough to make up their own, making the design more sound, scientific and rea

8、sonable. 目录目录 第一章第一章 绪论绪论 .1 1 1.1 设计要求.1 1.2 设计资料 .1 第二章第二章 计算说明书计算说明书 .3 3 2.1 二级泵站的组成及特点.3 2.2 泵站设计参数的确定 .3 2.3 水泵和电机的初步选 .4 2.4 泵机组的基础设计 .6 2.5 水泵吸水管路和压水管路设计 .6 2.6 布置机组和管道 .8 2.7 吸水井的设计 .8 2.8 各工艺标高的设计.9 2.9 复核水泵和电机 .9 2.10 辅助设备的选择.10 2.11 设计二级泵站平面图及剖面图 .11 结束语结束语 .1212 参考文献参考文献 .1313 第一章 绪论 1.

9、1 设计要求 1.1.1 设计题目 辽宁省鞍山市某给水厂送水泵站（二级泵站）设计 1.1.2 设计任务 城市送水泵站技术设计的工艺部分。 根据水量、水压变化情况选泵，工作泵和备用泵型号和台数。 泵房型式的选择。 机组基础设计；平面尺寸及高度。 计算水泵吸水管和压水管力直径：选用各种配件和阀件的型号、规格种及 安装尺寸（说明特点） 。 吸水井设计：尺寸和水位。 布置机组和管道。 泵房中各标高的确定：室内地面、基础顶面、水泵安装高度、泵房建筑高 度。 复核水泵及电机：计算吸水管及泵站内压水管损关、求出总扬程、校核所 选水泵，如不合适，则重选水泵及电机。重新确定泵站的各级供水量。 进行消防和转输校核

10、。 计算和选择附属设备。 设备的选择和布置 计量设备 起重设备 排水泵及水锤消除器等 确定泵站平面尺寸、初步规划泵站总平面。 泵房的长度和宽度，总平面布置包括：配电室、机器间、值班室、修理间等。 1.1.3 图纸要求 泵站平面及剖面图（机器间） ，应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的 位置、尺寸、标高，列出主要设备表和村料表（比例尺 1501200） 。 1.2 设计资料 1.2.1 任务书 鞍山市最高日用水量 m3/d，最高日最高时用水量 6404.94 m3/h，用水最不 利点地面标高 105m、服务水头 28m，泵站处的地面标高 100 m、水池最高水位 99.80 m、水池最低水位标

11、高 95.30m，经计算管网水头损失 12.94 m。 1.2.2 地区气象资料 最低气温：-30.4，最高气温：36.9，年平均气温 8.8，最大冰冻线深 度 0.9m。 泵站地址 1：100 地形图。 站址处要求抗震设计烈度为 7。 源资料：采用双回路供电，电压等级为：220V、380V、10KV。 第二章 计算说明书 2.1 二级泵站的组成及特点 2.1.1 二级泵站的组成 (1)水泵机组 包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分。 (2)吸压管路 指水泵的吸水(进水)管路和压水(出水)管路，水泵通过吸水 管从吸水井(池)中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至用户。 (3)引水设备 指真

12、空引水设备(如真空泵、引水罐等)和灌水设备。当水泵 工作为吸入式启动时，需引水设备。 (4)起重设备 指泵站内设备及管道安装，检修用的吊车、电动葫芦等设备。 (5)排水设备 指排水泵、排水沟、集水坑等，用以排除泵站地面污水。 (6)计量设备 指流量计、压力计、真空泵、温度计等。 (7)采暖及通风设备 指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风机等设备。 (8)电气设备 指变、配电设备。 (9)防水锤设备 指水锤消除器等。 (10)其他设备 包括照明、通信、安全与防水设施等。 在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控 制室、值班室、修理间等辅助房间。 2.1.2 二级泵站的

13、特点 二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中 水经管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。其 工艺流程如：清水池吸水井送水泵站输配水管网用户。 基本特点：泵站埋深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、 水质的变化，需要设置多台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形 状，砖混结构。 2.2 泵站设计参数的确定 2.2.1 设计流量的确定 二级泵站分两级供水，为满足各个时段的用水和保证供水的安全性，泵站的 设计流量应按用户最高日最高时用水量来确定。鞍山市城市最高日最高时用水量 为： Qh =6404.94 m3/h=1779

14、L/s 则泵站的设计流量为： Q =6404.94 m3/h=1779L/s 根据用水曲线确定的二级泵站工作制度，分二级工作。 第一级，从（23）时到（5）时，每小时占全天用水量的（2.86）%； 第二级，从（5）时到（23）时，每小时占全天用水量的（4.5）%。 泵站一级工作时的设计工作流量： Q1 = 2.86% =3117.5 m3/h=866.0L/s 泵站二级工作时的设计工作流量 Q2 = 4.5% =5559.2m3/h=1362.6L/s 2.2.2 设计扬程的确定 设计扬程计算的一些设计计算结果如下表 2.1 所示： 水头损失/m 供水流量(L/s) 泵站内输水管管网 清水池最

15、低水位 与控制点地面高 差/m 自由水压 /m 供水流量177920.4812.944.528 消防2个火点26020.5821.814.510 表 2.1 设计计算成果 则与设计流量相应的管路系统的水头损失 h =（2+0.48+12.94）=15.42 m 取安全水头为 2 m， 扬程的常数项 HST = (2+4.5+28)=34.5 m 则设计扬程为： H = HST + h=（34.5+28）=62.5 m 2.3 水泵和电机的初步选 2.3.1 选择水泵 1、水泵选择的基本原则 （1）所选水泵机组应满足用户最高日各个时刻（含最大的）流量和扬程的 要求，保证供水的安全可靠性。 （2）

16、依据所选水泵建造的泵站的造价低。 （3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。 （4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。 （5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地。 2、初选水泵 图 2.1 sh 型离心泵性能曲线型谱图 根据Q1 = 866.0L/s和 Q2 =1362.6L/s,=62.5m，参考性能曲线图，选取H 与性能曲线图相交的水泵并联,其泵型分别为 32sh-19 型、24sh-9A 型, 综合考虑 泵房选用 24Sh-9A 型离心泵。性能参数如表 2.2 所示 表 2.2 sh 型单级双吸离心泵的性能表 流量 Q(m3/h) 型号 3 /mh/L s

17、扬程 H(m) 转速 n(r/min) 轴功率 N(kW) 效率 () 允许吸 上真空 高度 Hs(m) 泵重 (kg) 24Sh-9A316888061970585902.54300 32Sh-19 470064 60 1305 1795 253 5 73058080.44.354990 求出管路特性曲线方程中的参数，因为： mHST503515 5222 /44.32824 . 0 /221/msQhHS ）（）（ 所以： 22 44.3250QSQHH ST 根据上表泵的性能参数以及泵的特性曲线，可确定设计方案为：四台 24Sh- 9A 泵并联，其中有一台为备用泵。 一级供水（两台泵并联

18、工作），工况点如 kWPmHSLQ94.219,99.69,50,/866 总 二级供水时(三台水泵并联工作)，工况点（见 M 点） kWPmHSLQ355,80,48,/6.1362 H (m) 0 Q (1362.6) Q(L/S) 1台 2台 Q (866) 图 2.2 三台 24sh-9A 型号泵并联工作曲线 2.4 泵机组的基础设计 表 2.3 24sh-9A 型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座） 泵外型尺寸(mm) 型号 1 L 2 L 4 LB 1 B 3 B 108511009006001800800 HH1H2H3H424sh-9A 170695055532663 24s

19、h-9A 型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础 2.5 水泵吸水管路和压水管路设计 当泵站为一级供水时，两台 14sh-9 型单级双吸离心泵并联工作，其流量 Q=434.028L/s，单台泵出水量 Q=217.014 L/s。 当泵站为二级供水时，三台 14sh-9 型单级双吸离心泵并联工作，其流量 Q=842.014L/s，单台水泵出水量 Q=280.671L/s； 水泵吸、压水管所通过的流量应按 Q=280.671L/s(最大)设计，管材采用钢管。 2.5.1 吸水管路 1、管路布置要求 吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、 不积气、不吸气，否则会使

20、水泵的工作产生故障。为此常采取一下措施： (1) 为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。 (2) 为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升 的坡度。 (3) 吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。 (4) 吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵 5min 的 抽水量。 (5) 吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。 (6) 当吸水池水位高于水泵轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。 (7) 当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。 (8) 吸水管设计流速一般为：DN250mm 时， v=1.01.2m/s；DN2501000mm 时，v=

21、1.21.6m/s；DN1000mm 时， v=1.52.0m/s。 故吸水管管径 DN1=700mm,V1=1.37m/s, 1000i=3.2m 2.5.2 压水管路 1 、压水管路布置要求 对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便。 (1) 压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修处 采用法兰接口。 (2) 为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路 适当位置上设补偿接头或可挠性接头。 (3) 离心泵必须要关闸启动。 (4) 当不允许水倒流时，需设止回阀。 (5) 压水管设计流速为：DN250mm 时，v=1.52.0m/s；

22、DN250mm 时， v=2.02.5m/s； 2、 压水管管径 当 Q=280.671L/s 时，由钢管水力计算表查得管径 D=400mm，流速 V=2.17m/s，阻力系数 i=16.3mm/m 2.5.3 管路附件选配 每台水泵都单独设有吸水管，并设有闸阀，型号为 Z41T- 10，DN500mm，L540mm，W681Kg。 压水管设有止回阀，型号为 H44T(X)- 10，DN400mm，L900mm，W508kg。 水泵控制阀，型号 D371X(H、F)，DN400mm，L102mm，W128kg。具体管路附 件选配如下： 表 2.4 24Sh-9A 型水泵进出口尺寸 进口法兰尺寸

23、 mm出口法兰尺寸 mm 型 号 DN1D01D1n1-d1DN2D12D2n2-d2 24Sh-9A60072578020-3040051556516-25 2.6 布置机组和管道 水泵机组布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置简短、安装与维护方 便、机组排列整齐、起重设备简单并留有扩建余地。 常见的布置形式有： 1、纵向排列 适用于 IS 型单级单吸悬臂式离心泵。采用这种排列形式可以使吸水管保持 顺直，机组布置较为紧凑整齐，检修方便，泵房长度较小但宽度较大(IS 型水泵 轻，可以用移动式吊装设备)。 2、横向排列(泵轴线呈一直线布置) 横向排列这种布置形式适用于侧向进水、侧向出水的 Sh

24、 型双吸式水泵，进 出水管顺直，水力条件好，这种布置形式虽然泵房长度大些但跨度小，吊装设备 采用单轨吊车即可。 3、横向双行排列 横向双行排列这种排列更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大、起重设备需 考虑采用桥式行车。适用于泵房中机组较多的圆形取水泵站。但这种布置形式两 行泵的转向从电机方向看去是彼此相反的，因此，在泵订货时应向水泵厂特别说 明，以便水泵厂配置不同转向的轴套止锁装置。 横向排列侧向进、出水的泵，如单级双吸卧式离心泵 Sh 型、SA 型采用横向排 列比较好。根据以上要点和实际情况，本泵站采用横向布置， 2.7 吸水井的设计 水泵吸水管进口喇叭口大头直径为 1.4d 即 1000mm

25、； 喇叭口淹没深度为 0.6D,即 600mm； 吸水喇叭口距井底距离为 0.8D,即 800mm； 喇叭口净距为 1.6D,即 1600mm； 喇叭口距吸水井井壁距离为 0.8D,即 80mm； 吸水井长：L=16000mm 吸水井宽：L=4800mm 吸水井高：L6500mm 吸水井有效容积应不小于最大一台泵 5min 的抽水量，取吸水井高度为 6200mm， （其中超高 300mm） ，吸水量显然满足要求。 2.8 各工艺标高的设计 24sh-9A 型水泵允许吸上真空高度为 2.5m。 水泵允许安装高度：Hss=Hs-V2/2g-hs 吸水管长度暂按 8m 估算，吸水管管径 DN1=70

26、0mm,1000i=3.2m 其沿程水头损 失：iL= 0.03m 局部水头损失： m g V g V g v 54.0 8.92 69.2 2.1 8.92 37.1 )06.0668.03.0( 22 )( 2 22 2 进 4 2 吸 321 2 式中：吸水管进口喇叭口局部阻力系数，取 0.3； 1 90弯头局部阻力系数，取 0.668； 2 阀门局部阻力系数，取 0.06； 3 偏心渐缩管局部阻力系数，取 0.20； 4 吸水管中流速，1.38m/s V吸 水泵进口处流速，2.69 m/s V进 吸水管总水头损失为hs=iL+V2 /2g=0.03+0.54=0.57m 则 22 1.

27、37 40.573.34 22 9.8 ssss v HHhm g 水泵安装高度为： ZsHss=3.34,考虑到安全取 3.3m 水泵轴心标高为： Z=Z1+Zs=95.3+3.3=98.6 m 其中 Z1为吸水井最低水位标高 二泵房室内地坪标高为 98.6-0.1-0.9=97.6m，其中 0.1 为水泵基础高出室 内地平高度；0.9 为水泵底座至轴心高度。 泵房所在的室外地坪标高为 100m，二泵房室内地面低于室外 2.4m。两泵房 为半地下式泵房。 2.9 复核水泵和电机 根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，复核 所需扬程，然后校核水泵机组。 泵房内管路水头损

28、失mhhh ds 359 . 1 359 . 0 0 . 1 泵站内 其中 ：吸水管总水头损失 mhs0 . 1 压水管总水头损失 =iL=1.116.3mm/m20=0.359m d h （系数 1.1 表示压水管路中局部损失按沿程损失的 10%计算.） 泵房内管路水头损失为 1.359m。 所以，水泵泵扬程为 0 130 1205)3521 1.359 1.573.859 c HZHHhHm 安 泵站内 （ 与估计扬程基本相同，说明选定的水泵机组合适。 2.10 辅助设备的选择 2.10.1 选择真空泵 水泵需要采用真空泵引水 真空泵的抽气量 W： ）min/m(3338.1 s g)21

29、( 3 ZHg H T WWK W 其中：W真空泵的抽气量 （m3/s） ； 漏气系数（1.051.10）取 1.05；K W1吸水管中空气体积，取 0.385 m3/m； W2泵壳内空气体积，0.39 m3；水泵引水时间，一般应小于 5min，取T 4min， Hg10.33 m； Zs3.3 m； 选取 SZ-2 型真空泵 2 台，一备一用，布置在泵房靠墙边处,配带动力 10Kw， 水消耗量 30L/min,一字布置，L=4100mm,l=1500mm,B=700mm 2.10.2 排水泵 选 1 台 2BA-6A,Q=1030 m3/h,H=28.520m,N=2.55Kw,n=2900

30、r/min 2.10.3 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 Y60Z，测量范围为 0.01.0MPa。在吸水管 上设真空表，型号为 Z60Z，测量范围为 0760mmHg。 2.10.4 起重设备 24sh-9A 型水泵的重量 4300 Kg，JRQ-47-6 型电机的重量是 2100 Kg 根据电机和水泵的重量结合水泵房的高度选择起重机的重量的型号为 LH 型电动葫芦双梁式，重机起重量 5t,跨度 16.5m，起升高度 9m。 2.10.5 房的高度 选用 LH5t 电动葫芦双梁桥式起重机， 泵房间地面以上高度为： H1 =a+c+d+e+h+n =1400+1120