泵与泵站课程实验报告课程设计.doc

1、泵与泵站课程实验报告课程设计实验报告课程名称：泵与泵站课程实验报告院系：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：20_ 年 12 月 04 日城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定1.工程设计概况 本工程为生活污水处理厂污水提升泵站，最高日最高时污水量为 s m s L h m K Q Qz h/ 361 .0 / 11 .361 / 13003 3ma_= = = · = 。日处理污水量 Q h =30000m 3 /d最高日平均时污水流量 Q h =Q d /24=1250m 3 /h 04 .112501300ma_=

2、 = =hzK来水管 DN700，管内底标高-4.5m，设计水位标高-4.16m，沉砂池最高水位 4.5m。2.工艺设计 2.1 污水泵站的基本组成 污水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间，有时还附设变电所2.2 设计计算 2.2.1格栅设计 本设计采用中格栅，栅条间隙宽度 20mm，过栅流速 0.8-1.0m/s，格栅倾斜角一般在 45°-75°；格栅断面形式采用矩形，尺寸 =20mm，过栅水头损失 0.08-0.15m。设计流量 0.361m 3 /s。（给排水设计手册·五·P280）2.2.1.1 栅前水深计算 计算过程只求了解可略,

3、本设计取水深 h=0.4m 2.2.1.2 格栅的间隙数NbhvQna sinma_=式中n格栅栅条间隙数，个； ma_Q最大设计流量， s m 3 ； a格栅倾角，度； N设计的格栅组数，组； b格栅栅条间隙数， m 。，中格栅 e=1040mm 设计中取o60 = a b=20mm=0.02m = n个 44 4 .439 .0 4 .0 02 .060 sin 361 .00» =´ ´城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定2.2.1.3 格栅栅槽宽度( ) bn n S B + - = 1式中

4、B 格栅栅槽宽度， m ； S 每根格栅条宽度， m 。设计中取 S =0.01m,B=0.01×（44-1）+0.02×44=1.31m 2.2.1.4 进水渠道渐宽部分的长度计算111t a n 2 aB Bl-=式中1l进水渠道渐宽部分长度，m； 1a 渐宽处角度，度； 设计中取1a=° 20， m 9 .0 B 1 = 此时进水渠道内流速 s mhBQv / 0 .19 .0 4 .0361 .01ma_=´= =m 56 .03639 .0 29 .0 - 31 .120 tan 29 .0 - 31 .1l01=´= =2.2.1.

5、5 进水渠道渐窄部分的长度计算mll 28 .0256 .0212= = =2.2.1.6 通过格栅的水头损失a x sin220gvh = 34) (bSb x =城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定0 1kh h =a b s i n2) (2341gvbSk h =式中1h 水头损失， m ； b格栅条的阻力系数，查表知 b =2.42； k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 k =3。则mgh 103 .0 60 sin29 .0)02 .001 .0( 42 .2 302341= ´ ´ &

6、#180; =2.2.1.7 栅后槽总高度 设栅前渠道超高m h 3 .02=，栅前槽高 m h h H 7 .0 3 .0 4 .02 1= + = + =则栅后槽总高度：m h h h H 803 .0 3 .0 103 .0 4 .02 1= + + = + + =2.2.1.8 栅槽总长度 mHl l L8 .246 .0 0 .1 5 .0 28 .0 56 .060 tan803 .00 .1 5 .0 28 .0 56 .0tan0 .1 5 .02 1=+ + + + =°+ + + + =+ + + + =a2.2.1.9 每日栅渣量1 0 0 0 1 0 0 08

7、 6 4 0 01 1 m a _W QKW QWZ=´´= 式中W 每日栅渣量， d m 3 ；1W每日每 10003m污水的栅渣量，3 3 310 m m 污水。城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定设计中取1W =0.073 3 310 m m 污水 d m W / 48 .11000 5 .186400 07 .0 361 .03=´´ ´= 0.2 m 3 /d应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。2.2.2 集水池 选择

8、集水池与机器间合建式的方形泵站，考虑 3 台潜污泵(2 用 1 备)，每台水泵的容量为：考虑采用三台潜污泵（二用一备）则每台流量：min / 83 .10 / 1805 .02361 .03 3m s m Q = = =集水池有效容积，采用相当于一台泵 6min 的容量（给排水设计手册·五·P192）：W1=10.83×6=64.98m 3 取 65m 3有效水深 2m，则集水池面积为 F=65/2=32.5m 2 ；取 33m 3 最低水位至池底有 1m 吸水安全水位，则集水池总需容积：W=33×3=99m 3 2.2.3水泵的选择 2.2.3.1泵站

9、设计流量的确定 排水泵站的设计流量按最高日最高时污水量决定。一般小型排水泵站（最高日污水量在 5000m 3 以下），设 12 套机组；大型排水泵站（最高日污水量超过 15000 m 3 ）设34 套机组。2.2.3.2泵站的扬程 ss sd s dH H H h h h = + + + +å å安全H 泵站扬程（m）ssH吸水地形高度（m）,为集水池经常水位与水泵轴线标高之差；其中经常水位是集水池运行中经常保持的水位，一般可以采用平均水位 sdH压水地形高度（m），为水泵轴线与经常提升水位之间的高差；其中经常提升水位一般用出水正常高水位城市建设 （院、系）给水排水工程 专

10、业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定hå管道总水头损失（m），初步估计，最大流量时为 2m，最小流量时为 0.1m shå过栅水头损失（m），由上面计算得 0.127m h 安全安全水头,一般取 12m，本设计取 2m 进水管的设计水位为-4.16m，则 集水池的最高水位为：（-4.16）-0.05-0.1030.05=-4.363m（0.05 为过槽钢水头损失，0.103 为过栅损失）集水池的最低水位为 （-4.363）-2=-6.363m（集水池的有效水深为 2m）m 5 .4 （沉砂池最高水位为 863 .10 ) 363 .6 ( 5

11、.4 静扬程 m H ST = - - = 流量最大时：m h H HST863 .14 2 2 863 .10 = + + = + =å222222300= = =å=babab baSQSQhhhh h å =h a =2,求得 h b =0.0001，这里约取 h b =0.1m流量最小时：m h H HST963 .12 2 1 .0 863 .10 = + + = + =å2.2.3.3 选泵方案比较 如下图根据以上计算结果作出 a（1300m 3 /h，14.863m），在流量最小处的扬程 12.963m作出 b 点，连结 ab，作出 ab

12、线，选泵。结果列于表中。城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定方案编号 用水变化范围 运行泵及其台数 泵 扬 程（m）所需扬程（m）扬程利用率（）泵 效 率（）第一方案选用两台300QW800-15-55 640850 一台300QW800-15-55 14.716.9 14.863 88100 82.78 12801700 两台300QW800-15-55 15.216.9 14.863 88100 82.78 第二方案选用两台250QW600-15-45 410640 一台 250QW600-15-45 14.217.4 14

13、.863 85100 82.6 8201280 两台 250QW600-15-45 14.217.4 14.863 85100 82.6城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定经比较，第一方案的能量利用略好于第二方案，能量浪费少，效率高，所以选择第一方案。3.3.4 水泵机组的各项参数 表 2QW800-15-55 型潜污泵性能参数表 型号 出 口 直径(mm) 流量（m 3 /h）扬 程（m）转速（r/min）功 率（kw）效 率 （）重 量(kg) 300QW800-15-55300 800 15 980 55 82.78 13

14、50表 3 电动机性能参数表 电机型号 功率（KW）转速 r/min 电压（V）Y250M-2 55 1480 5373.4 机组基础尺寸的确定 3.4.1 基础尺寸表 4QW 型泵外形及安裝尺寸城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定e g H lmin300QW800-15-55 770 780 500 基础长度 L=地脚螺栓孔间距+（400500）mm=g+400=780+400mm=1180mm 基础宽度 B=地脚螺栓孔间距+（400500）mm=e+400=770+400=1170mm 基础高度 H=3.0w/LBr =3

15、.0 ´ 1350 ¸ (1.18 ´ 1.17 ´ 2400)=1.22m 式中：W-机组总重量r-混泥土容重 2400kg/ m 33.4.2 基础校核：a、基础重量=1.18 ´ 1.17 ´ 1.22 ´ 2400=4042.40kg 机组重量=1350kg满足基础重量=机组重量×3，符合要求b、基础高度1220mm50cm ,符合要求 顶面高出室内地坪取 30cm>1020cm3.4.3 水泵机组布置 本设计污潜污泵为两用一备。泵房平面布置要求进出水管顺直，水力条件好,节省电耗，更为紧凑，节省建筑面

16、积。为了能使水泵能够自灌式进水，本设计采用地下湿式泵房，水泵间与集水池合建，已定集水池所需面积为 33m 2 ，根据机组布置要求，现平面布置尺寸如下：= ´B L6.6×5（给排水快速设计手册·二·P26、28）。详见下图：尺 寸 编 号 型 号 仲 仲城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓实验日期20_/12/1教师评定3.5 机组与管道的布置特点 3.5.1 机组布置的特点 污水泵机组的开、停比较频繁，污水泵常常采取自灌式工作。这里没有吸水管 3.5.2 水泵及管道特性曲线 3.5.2.1 单泵水泵特性曲线 设泵特性曲线

17、方程为2Q S H H_ _- = 由泵 300QW800-15-55 的特性曲线上取A(800,14.5),B(700,16.5) 代入方程可知 0000133 .0700 8005 .14 5 .162 2 21222 1=-=-=Q QH HS _则将 A(800,14.5)，代入20_0133 .0 Q H H_- = ，得 0 .23 = H所以单水泵特性曲线方程: 20_0133 .0 0 .23 Q H - =表 5 单水泵特性曲线计算 Q(m3 /h) 0 20_400 600 800 1000 H(m) 23.0022.4720.8718.2114.49 9.70 城市建设

18、（院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定3.5.2.2 并联水泵特性曲线 由单泵特性曲线通过横加法原理可知，并联水泵特线计算表 6 并联水泵特性曲线计算 Q(m 3 /h) 0400800120_1600 20_ H(m) 23.0022.4720.8718.2114.49 9.703.5.3 管道的特点 潜水泵只有压水管，不用设计吸水管由水泵特性曲线图可以读出单泵工作，水泵并联工作的工况点分别为（800,15）；（700,16.4）a单泵压水管，设计流速假设为 1.5m/s，由公式可知 流量为 s m h m Q / 23 .0 / 830

19、3 3单= =管径为：mmvQD 4415 .13 2 .0 4 4单=´´= =p p，取 mm 400城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定其实际流速为：1.83m/s0.4023 .0 4 42 2并=´´= =p pDQv ，满足 1.5m/s2.0m/s b 当两台水泵水量合用一条压水管，即压水总管， 而仅有一台水泵工作时，设计流速为 1.0m/s，管径为：mmvQD 5410 .1.23 0 4 4单=´´= =p p取 mm 0 50实际流速为：0.7m/s

20、 1.17m/s0.50.23 4 42 2总单³ =´´= =ppDQv满足要求3.6 计算水泵水头损失 提升水位：H sT =10.863m 以最不利点 A 为起点，沿 A、B、C、D、E 线顺序计算水头损失。城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10 姓名实验日期20_/12/1教师评定A-B 段：每根压水管 Q=800m3 /h，管径 DN400,v=1.83m/s,= i 1000 20.5。喇叭口 15 .0 = x ， DN300 ´ 900 弯头 1 个= x 0.49， dn300 ´ DN400 渐扩管

21、 1 个17 .0 = x， DN400 直管长度为喇叭口标高-泵轴线标高+水平段+伸缩节+止回阀+阀门+两泵之间的长度=8m， DN400 ´ 900 弯头 1 个=0.59。球形伸缩节21 .0 = x DN400 止回阀 1 个 8 .1 = x ，DN400 阀门 1 个 06 .0 = x ，则 A-B 段头损失：10005 .2086 .1983 .1) 59 .0 06 .0 8 .1 21 .0 59 .0 17 .0 49 .0 15 .0 (2´ + ´ + + + + + + +=0.69+0.123=0.817m B-C 段：dn400 &

22、#180; DN500 渐扩管 1 个 21 .0 = x ， dn400 ´ DN500 丁字管 2 个 5 .1 = x 。选用管径 DN500 长 2.4m, Q=1600m3 /h，s m v / 34 .2 = , = i 1000 15.6。则 B-C 段水头损失：m 88 .0 04 .0 84 .010006 .154 .26 .1934 .22 5 .12= + = ´ + ´ ´C-D 段：DN500 长=过墙孔段长度+立管高度+道路宽度=9m， = i 1000 15.6 DN500090 ´ 弯头 2 个 64 .0 =

23、 x 。则 C-D 段水头损：m 45 .0 36 .0 09 .06 .1934 .22 64 .010006 .1592= + = ´ ´ + ´城市建设 （院、系）给水排水工程 专业2班组泵与泵站课学号 10实验日期20_/12/1教师评定D-E 段：外管道总水头损失（即从泵站到细格栅进水口）为 0.1m。则 A-E 管路水头损失：å = h 0.817+0.88+0.45+0.1=2.25m，与估算的 2m 相近 3.7 求工况点 比阻 S=h/Q 并2 =2.25/1600 2 =0.00000088 根据公式 H=10.863+0.00000

24、088Q 2 ，列流量与水头损失计算表，再描点作图：最高水位管道特性曲线计算Q(m3/h) 0 400 800 120_1600 20_ 2400 H(m) 10.86311.003811.426212.13013.11614.38315.932最低水位管道特性曲线计算Q(m3/h) 0 400 800 120_1600 20_ 2400 H(m) 8.8639.00389.426210.13011.11612.38313.932由图可得，管道特性曲线与单泵曲线和并联曲线的高效段相交，即水泵工况点落在高效段内，运行经济合理，符合使用要求污水泵站课程设计说明书污水泵站组成：集水池、机器间、辅助间

25、；已知条件：1)泵站进水管的最大小时流量问520.11L/S，平均流量434.32L/S；2)泵站进水管管底标高为154.75m，管径为700mm，充满度0.73；3)泵站出水直接送至污水处理厂的沉砂池，沉砂池的睡眠标高为173.49m，输水管管道采用铸铁管，泵站至沉砂池的管道总厂度为931m，泵站外局部水头损失占管道水头损失的25；4)泵站选定位置不受洪水威胁，室外地面标高167.01m；5)地质条件为亚粘土，地下水位标高为150.62m，冰冻深度为-1.67m。1.水泵的选择1) 初选泵：拟用5台泵（四用一备）则每台泵的流量为Q。=Q/4=520.11/4=130.03L/S2) 水泵的选

26、择及其他a) 扬程的估算通过格栅的水头损失为0.1m集水池设计最高水位：进水管内水面标高-格栅水头损失= 154.75+0.7.73-0.1=155.16m集水池设计最低水位：设计最高水位-有效水深=155.161-2=153.16m静扬程：沉砂池标高-集水池最低水位=173.49-153.16=20.33m假设泵站内部管线水头损失2m，取安全水头2m，出水总管中心埋深2.1m；则水泵设计扬程H=20.33+2+2+931_3.11/1000_1.25=27.95m b) 水泵型号的确定根据扬程27.95m，流量130.03L/S，查询给排水设计手册第11册常用设备，选用20_TLW-380I

27、B型立式污水泵，配套电机。 20_TLW-380IB型立式污水泵性能参数：流量Q=117.5L/s扬程H=29.6m转速1450r/min电动机功率N=55kw效率=74气蚀余量(NPSH)r=8.0 重量=1515kg。3) 水泵扬程校核：a) 吸水管路水头损失计算：每根吸水管130.03L/S，选用DN350mm铸铁管，v=1.30m/s1000i=6.89喇叭口直径D=1.428D=500mm设计集水池尺寸：15.5_3.2（m_m）喇叭口距离集水坑底最小距离：1.3D=650mm喇叭口最小间距：2_D=2_500=1000mm喇叭口高度：5（D-D）=5_(500-350)=750mm

28、喇叭口距离井壁边缘：1_D=500mm吸水管长1480mm喇叭口=0.1闸阀(DN700)=0.06闸阀(DN350)=0.07偏心渐缩管(DN350_250)=0.18 渐扩管(DN350_20_)=0.25 渐扩管(DN500_350)=0.21渐扩管(DN700_500)=0.24 四通（汇合流）=690°弯头=0.6三通（直流）=0.1查表知道:DN350时v=1.3m/s1000i=6.89DN500时v=1.28m/s1000i=4.21DN700时v=1.35m/s1000i=3.11取最远处管路进行计算： 局部阻力损失：(0.1+0.18+0.07+0.25+0.07

29、+0.6+0.1)_1.30²/(2_9.81)+(6+0.24)_1.28²/(2_9.81)+(0.6+0.06)_1.35²/(2_9.81)=0.1158+0.51+0.06=0.69m 沿程阻力损失：(1.48+0.45+0.45+0.45+0.45+1.17+2.56+0.59)_6.89/1000+(2.11+1.00+0.55)_4.21/1000+(0.66+1.12+9.76)_3.11/1000=0.0523+0.0154+0.0359=0.104m 水泵入口处水头损失：1.0_1.30²/(2_9.81)=0.0861m 水泵所需扬程： 0.69+0.10+0.09=0.88m0.88+27.95-2=26.83n故所选泵合适。4) 基础的设计：已知水泵重量1515Kg根据要求设计基础重量为水泵的2.5倍，基础采用钢筋混凝土密度取2400Kg/m³。参照水泵安装图后设计成如图所示。设计基础在