取水泵站的的设计

1、重庆三峡学院水源取水泵站设计书泵与泵站课程设计学院：环境与化学工程学院专业：给排水科学与工程姓名：刘军辉学号：201208054235成绩： 目录一.设计流量的确定和设计扬程的估算1.设计流量12设计扬程2二.初选泵和电机31管道特性曲线的绘制42水泵选择5三.机组基础尺寸的确定四.吸水管路与压水管路的水头损失计算 71.吸水管路的要求 82.压水管路的要求. 9五.吸水管路与压水管路中水头损失的计算1.吸水管路的水头损失. 102.压水管路的水头损失11六基础布置1.机组的排列方式122.机组与管道布置. 133.水泵间平面尺寸的确定 14七泵安装高度的确定和泵房筒体高度的确定1泵的安装高度

2、.152泵房中各标高的确定16八.附属设备的选择1.起重设备的选择172.引水设备.183排水设备.194.通风设备.205.计量设备.21九.参考文献概论泵站，一个大家广为熟悉的名词,属于通用性的机械而广泛地应用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展,采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中,各种形式的泵站越来越多,其规模和投资越来越大,功能分类也愈来愈细。排水泵站是应用于排水系统中,因管道埋深太大,提高了造价,而且如果管道埋深处于地下水位之下,地下水会渗入,增加维护管理工作的困难度，所以才设置污水提升装置。排水泵站的基本组成包括:机器间、集水池、格栅、辅助间以及变电站等。排

3、水泵站按其排水的性质一般可分为污水(生活污水、生产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。本次设计所做的便是污水泵站,该泵站是接纳南岸区和江北区整个排水管网输送来的所有污水，并将其抽送提升到污水处理厂内构筑物的污水终点泵站。设计方案一 .设计流量的确定和设计扬程的估算1. 设计流量考虑到输水干管漏损和 净化厂本身用水，取自用水系数a=1.05。则近期设计流量为:Q近=1.05*100000/24m3/d=4375m3/h=1.215m3/s预计远期流量为:Q远=1.05*150000/24m3/d=6562.5m3/h=1.822m3/s2. 设计扬程H（1） 泵所需净扬程Hst:在最不利条

4、件下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：Q=75%*Q远=4921.875m3/h=1.367m3/s自流管直径为800mm,查表可得V=2.72m/s, i=0.0106沿程水头损失hf=i*l=0.0106*190=2.014m局部水头损失hj=v2/2g=0.826则从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：h=hf+hj=2.84m则吸水间中最高水位标高为：40.36-2.84=37.52m吸水间中最低水位标高为：26.60-2.84=23.76m泵所需净扬程为：洪水位时：HST=58.02-37.52=20.50m枯水位时：

5、HST=58.02-23.76=34.26m(2)输水干管中水头损失为：设采用2条直径为800mm的钢管并联作为原输水管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75*1.822m3/s=1.367m3/s,查水力计算表得管内流速v=2.72m/s. i=0.0106. 考虑局部水头损失，采用系数1.1，则从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：h=1.1*0.0106*1000=11.66m(3)泵站内管路中的水头损失hp,粗估为2.00m，另取2.00m的安全水头。故泵设计扬程为：设计洪水位时：Hmin=20.50m+11.66m+2.00m+2.0

6、0m=36.16m设计枯水位时：Hmax=34.26m+11.66m+2.00m+2.00m=49.92m二 初选泵和电机1 管道特性曲线的绘制管道特性曲线的方程为H=H ST +h =H ST +SQ2式中 H ST 最高时水泵的净扬程， m;h 水头损失总数， m;S 沿程摩阻与局部阻力之和的系数；Q 最高时水泵流量，m3/s已知H ST =34.26m ,把 Q=6562.5m3/h=1.822m3/s,H=49.92m,代入上式得:S=4.72s2/m5所以管路特性曲线即为: H= H ST +4.72Q2=34.26+4.72Q2可由此方程绘制出管路特性曲线,见图 1Q(m3/h)0

7、600120018002400h(m)00.1310.5241.1802.097H(m)34.2634.39134.15934.7836.357Q(m3/h)30003600480054006000h(m)3.2774.728.39110.6213.111H(m)37.53738.9842.65144.8846.371 2 .水泵选择选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律 大小兼顾，调配灵活 型号整齐，互为备用 合理地用尽各水泵的高效段 要近远期相结合。“小泵大基础大中型泵站需作选泵方案比较。根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：近期选择三台500S59A

8、 20H-9A型泵（Q=19082268 m3/h,H=4258m，N=360kW，Hs=4.0m），两台工作，一台备用。远期增加一台700S56型泵，三台工作一台备用。根据500S59A 20H-9A型泵的要求选用电动机型号为 Y400-54-6 型异步电动机，配电机功率为 400 kw ，效率为 72 %74% 表2 500S59A 20-9A型水泵外型尺寸（不带底座） （单位：m）三机组基础尺寸的确定机组基础的作用是支撑和固定机组， 便其运行不致发生剧烈震动， 更不允许产生基础沉陷。因此对基础的要求如下：1. 坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。2. 要浇在较坚实的地

9、基上，不宜浇在松软的地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。结合以上要点及所选泵的类型，本次设计选用混凝土块式基础。由于所选泵均不带底座，所以基础尺寸的确定如下：基础长：L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400500）基础宽：B=水泵地脚螺钉间距（宽方向）+（400500）基础高：H=（2.54.0）×（W 水泵 +W 电机 ）/(L)因此，500S59A 20H-9A 型泵：L=B+L2+L3+（400500）=1000+1167+580+453=3200 B=A+450=710+450B+450=1250 取 1250 H=3.0×（3000+2235）

10、7;（3.2×1.25×2400）=1630 取 1700 电机基础高 H 0 =1700+800-400=2100 四. 吸水管路与压水管路的计算:1.吸水管路的要求:（a）不漏气 管材及接逢 (b) 不积气 管路安装 (c)不吸气 吸水管进口位置 (d)设计流速： 管径小于250时，V取1.01.2 m/s管径等于或大于250时，V取1.21.6 m/s。2.压水管路要求:(a). 要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵设置止回阀。(b) 压水管的设计流速：管径小于250时，为1.52.0 m/s，

11、管径等于或大于250时，为2.02.5 m/s。每台泵有单独的吸水管与压水管， 吸水管：已知 Q1=6562.5/3=2187.5m3/h=0.607m3/s采用DN800mm钢管，则V=1.21m/s，i=0.00211。 压水管：采用DN600mm钢管，则V=2.09m/s, i=0.00887。五.吸水管路与压水管路中水头损失的计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图1.吸水管路中水头损失 h s : h s = h fs + h is(1)吸水管路沿程水头损失: h fs =i*l=0.00211×1.255=0.0026m(2)局部水头损失:h ls

12、 =( 1 + 2 )V22/2g+ 3*V12/2g式中 1 吸水管进口局部阻力系数， 1 = 0.75 2 DN700钢管闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑， 2 =0.15； 3 偏心渐缩管 DN700×500 , 3 = 0.20则 h ls =（0.75+0.15）*1.59*1.59/(2*9.8)+0.2*3.0*3.0/(2*9.8)=0.201m所以吸水管路总水头损失为: h s = h fs + h ls = 0.0026+0.202=0.203m2. 压水管路水头损失 h d h d = h fd + h ld(1)压水管路沿程水头损失: h fd =

13、 il =（5.172+1.153+8.112+5.039+1.351）*0.00887+1.855*0.0106=0.204m(2)局部水头损失: h ld =4*V32/2g+(25 + 6 + 7+ 8 + 29 + 10）*V42/2g+(11+12+13)*V2/2g式中 4DN450*600渐放管，4=0.185 DN600钢制45。弯头 ，5=0.51；6 DN600液控蝶阀，=0.3；7DN600伸缩接头，=0.21；8 DN600手动蝶阀，=0.3；9DN600钢制90。弯头，=1.01;10DN600*800渐放管，=0.21；11DN800钢制斜三通，=0.5；12DN8

14、00钢制正三通，=1.513DN800蝶阀，=0.3则h ld = 0.18*5.56*5.56/2g+(2*0.51+0.3+0.21+0.3+2*1.01+0.21)*2.09*2.09/2g+(0.5+1.5*2+0.3*2)*1.21*1.21/2g=0.284+0.905+0.306=1.495m所以压水管路总水头损失为 h d = h fd + h ld =0.204+1.495=1.699m则泵站内水头损失:h=l s +h d =1.699+0.201=1.9m，符合假设的实际水头损失。故泵实际扬程为：设计洪水位时：Hmin=20.50m+11.66m+1.9m+2.00m=3

15、6.06m设计枯水位时：Hmax=34.26m+11.66m+1.9m+2.00m=49.82m由此可见，初选泵的机组符合要求。六. 基础布置基础布置情况见取水泵站祥图。泵机组布置原则：在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。1.机组的排列方式采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同时因各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。2.机组与管道布置本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，

16、两台为反向转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。对于房内机组的配置，我们可以采用近期购买安装三台 500S59A20H-9A 型水泵，两台工作，一台备用。远期需扩建时，再添加一台 500S59A20H-9A型水泵，三台工作，一台备用。3.水泵间平面尺寸的确定水泵机组采用四台交错并列布置成两排 , 泵房采用圆形钢筋混凝土结构横向排列各个部分尺寸应满足下列要求： D1 :进水侧泵与墙壁的净距 D1 1000 ，取 D1=1500 B1 :出水侧泵基础与墙壁的净距 B1 3000, 取 B1=350 0 A1: 泵 凸 出 部 分 到 墙 壁 的 净 距 A1

17、= 最 大 设 备 宽 度+0.5m=1250+1000=2250 取 2700 C1:电机凸出部分与配电设备的净距 C1=电机轴长+0.5m。所以 C1=1860+500=2360 但是,低压配电设备应 C1 1.5m; 高压配电设备应 C1 2m,C1 取 2360 应该是满足的。 E1:泵基础之间的净 E1 值与 C1 要求相同,即 E1=C1=2360 B:管与管之间的净距 B 0.7m F :管外壁与机组突出部分的距离 对于功率大于 50KW 的电机， F 要求大于 100 0 ，取 F=1500 A2:泵及电机突出部分长度 A2=200250 D1:压水管路管径 D1=600 L:

18、机组基础长度 L=3200 所以可得圆形泵房的半径： R=B1+F+0.5D1+L+0.5E1=3500+300+1500+3200+1180=10000 七泵安装高度的确定和泵房筒体高度的确定1.泵安装高度H ss =p*a/g H sv hs h va式中 H ss 安装高度,泵轴至最低水位的几何高度；P a 水面上的绝对大气压；H sv 水泵的气蚀余量； hs 吸水管路总水头损失；h va 实际水温下的饱和蒸汽压力。500S59A20H-9A： H ss =1.01*100000/(1.0*10000)40.2030.43=5.467 m吸水间最低水位=26.60-190×0.

19、0106=24.58 m泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=24.58+5.467=30m2.泵房中各标高确定已知吸水间最低动水位标高为26.6-2.84=23.76m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高21.80（吸水管的上缘淹没深度为23.76-21.80-(D/2)=1.56m）。取吸水管下缘距吸水间地板0.8m,则吸水间底板标高为21.80-（D/2+0.8）=20.6m。洪水位标高为40.36m,考虑1.0m的浪高，则操作平台的标高为40.36+1.0=41.36m，故泵房筒体高度为：H=41.36-20.6=20.76m。八.附属设备的选择（1）起重设备的选择选型 由前面设计

20、可知，最大设备的重量为 Y400546 型电动机，其重量为 Wm=300 0，泵房宽18000,据此选用LDT3.2S 型电动双梁式起重机，最大起重量为 320 0，配电葫芦型号为AS416 162 /1，配UE小车，起升速度8m/min工字钢630。其安装尺寸: W=250 0, E=476, H=687, L 1 =1131, L 2 =1790, b 1 =1125 泵房高度确定泵房高度:H 1 =a+c+d+e+h式中 a 双轨吊车高度，0.687m；c 行车轨道底至起重机钩中心的距离，1.125m；d 起重绳的垂直长度（电动机1.2x，x为起重机部件长度，1.86m） ；e 电机高度，1.2m；h 起吊物与平台距离，取1.0m。则泵房地上部分高度H 1 =0.6