泵站课程设计

word文档可自由复制编辑送水泵站设计说明书一、泵站设计控制值出水量及扬程的确定1、设计工况点的确定 Qmax采用城市高日高时用水量加水厂自用水量。—管网最不利点的标高（m），为25m；—泵站吸水池最低水面标高（m），吸水井最低水位17.5m；—管网最不利点的自由水头24（m）；—最高日最高时管网水头损失（m），根据管网平差结果为2.678m；—最高日最高时输水管水头损失（m），有时输水管很短，这部分常包括在内；—泵站内吸、压水管管路系统水头损失（m），估算为2～2.5m；1.05—安全系数；—泵站按Qmax供水时的扬程（m）。2、校核工况点的确定1）高日高时加消防时校核（L/s）（2）（m）（3）式中—城市消防用水量（L/s）；—消防时泵站总供水量（L/s）；—消防时管网的水头损失（m），根据消防校核平差结果为3.105m；—消防时输水管水头损失（m）；10—低压制消防时应保证的最不利点自由水头（m）；—消防时泵站的扬程（m）。（L/s）HP>满足要求。二、水泵的选择水泵的选择包括确定水泵的型号和台数。所选定的泵站中工作泵（并联）的最大供水量和扬程应满足Qmax和HP，同时要使水泵的效率较高。选择单级双吸泵，若现有水泵不合适时，可以采用调节水泵性能的方法，如切削叶轮等。1、画设计参考线:在水泵综合性能图上通过以下两点连直线，得选泵时可参考的管路特性曲线——设计参考线。b点：Q=30（L/s），H=Z0-ZP+H0+5=36.5ma点：Q=1070（L/s），H=38.51m式中5m是管网流量为最低时的总水头损失。在水泵综合性能图上与设计参考线相交的且并联后能满足设计工况点的泵型，都可作为拟选泵，在组成方案时加以考虑2、选泵方案结果比较:表1.1选泵方案1方案编号用水量变化范围（L/s）运行泵型号及台数水泵扬程(m)所需扬程(m)扬程利用率%水泵效率%运行效率%方案一：两台350S44两台300S58A670~800两台350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一台350S44两台300S58A47~4237.8~3880~9080~8882~8676~85900~1060一台300S58A两台350S4449~4138~38.577~9480~8878~8567~84注：300S58A的叶轮半径为420mm表1.2选泵方案2方案编号用水量变化范围（L/s）运行泵型号及台数水泵扬程(m)所需扬程(m)扬程利用率%水泵效率%运行效率%方案二：一台500S35两台350S44670~800两台350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一台350S44一台500S3543~4037.8~3889~9776~8476~8071~80900~1060一台500S35两台350S4448~4538~38.579~8582~8452~6850~74对以上两个方案进行比较，有管网需求曲线可知，每日平均15个小时用水量集中在800~1070L/s，早晚剩余时间用水量在670~810L/s范围中，可以看出第一套方案的运行效率高。故选用三台350S44两台300S58A其中一台350S44作为备用泵。3、选泵后的校核选泵后，按照发生火灾的供水情况，校核泵站是否能满足消防要求。把泵站中备用泵与最大供水时所用的工作泵并联起来，画出并联曲线，可以看出消防时所需工况点（Q'，HP'）位于并联曲线之下,校核合格。350S44水泵的外形尺寸如下表：表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型号LL1L2L3BB1B2350S441232.56756005001080510690续表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型号B3HH1H2H3n-Фd350S445009806203003004-34300S58A水泵的外形尺寸如下表：表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型号LL1L2L3BB1B2300S58A10735885104501070530620续表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型号B3HH1H2H3n-Фd300S58A5508555102503104-27三、动力设备的配置动力设备采用电动机，水泵选定后，根据水泵样本载明的电动机来选择。列表说明所选水泵配备之电动机的功率、转数、电压及型号。表3.1电机配置水泵型号轴功率转数电动机型号功率转数电压重量(kg)350S441891450Y355M-422015006002020表3.2电机配置水泵型号轴功率转数电动机型号功率转数电压重量(kg)300S58A1311450Y315M2-416014805442000四、泵站机组的布置水泵及电机性能如下表5：表4.1水泵及电动机性能水泵型号流量（m3/h）扬程（m）轴功率（kW）转数（r/min）效率汽蚀余量（m）泵重（kg）电动机型号电动机功率（kW）350S44972501641450816.31120Y355M-4220126044177.68714763718979表4.2水泵及电动机性能水泵型号流量（m3/h）扬程（m）轴功率（kW）转数（r/min）效率汽蚀余量（m）泵重（kg）电动机型号电动机功率（kW）300S58A5295599.21450814.4599Y355M-416072049118.6878933213179确定水泵及电动机之后，机组（水泵与电动机）尺寸大小，从手册第11册水泵样本上查到。基础的平面尺寸和深度依据机组底盘尺寸或水泵、电机的底脚螺栓的位置。机组布置分为两种：纵向布置及横向布置。由于本设计中选用水泵为双吸式水泵，为保证进出口处的水力条件，节省电耗，故机组布置采用横向排列，轴线成一列布置。本次设计采用横线排列（直线单行），其主要优点是跨度小，管配件简单，水力条件好，检修场地较宽畅；缺点是泵房长度较大，操作管理路线较长，管配件拆装较麻烦，但适用于S、Sh、SA等双吸离心泵。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最小，并考虑有发展的可能。五、基础的尺寸计算1、尺寸的计算350S44泵机组安装尺寸如下表：表5.1水泵机组(不带底座）的安装尺寸单位：mm型号电机尺寸外形尺寸350S44L1HhBAn-ФdEn1-Фd115703559056306104-283004-34续表5.1水泵机组(不带底座）的安装尺寸单位：mm型号外形尺寸出口法兰尺寸350S44LL2L3DN3D03D3n3-Фd32807.585450035046050016-23300S58A泵机组安装尺寸如下表：表5.2水泵机组(不带底座）的安装尺寸单位：mm型号电机尺寸外形尺寸300S58AL1HhBAn-ФdEn1-Фd112703158654575084-283004-27续表5.2水泵机组(不带底座）的安装尺寸单位：mm型号外形尺寸出口法兰尺寸300S58ALL2L3DN3D03D3n3-Фd3234775345030040044012-23计算基础的尺寸：对于不带底座的大中型水泵：基础长度L=水泵机组底脚螺孔长向间距+(0.4~0.5)m基础宽度B=水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距较大者+(0.4~0.5)m基础高度=水泵底脚螺孔的长度+(0.15~0.20)m其中：水泵机组底脚螺孔长向间距水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距较大者水泵底脚螺孔的长度因此：对于350S44型水泵：基础长度基础宽度基础深度对于300S58A型水泵：基础长度基础宽度基础深度2、尺寸高度的校核为保证机组稳定工作，应校核基础的总质量，一般基础质量应为机组总质量的2.5~4.0倍。取基础质量为机组总质量的2.5倍，则:基础以钢筋混凝土浇筑，密度取2.4g/cm3有平面尺寸算出其高度和基础深度相比，取较大者1.27m，取1.3m。3、机组布置应满足的要求：1）相邻两个机组基础间净距：电机容量<55千瓦时，过道宽度>0.8m；电机容量>55千瓦时，过道宽度>1.2m。2）相邻两个机组的突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间的净距：电机容量<55千瓦时，净距>0.7m；电机容量>55千瓦时，净距>1.0m；还应保证泵轴和电机转子在检修时能拆卸。3）泵房主要通道宽度不小于1.2m。4）当考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5m的通道。六、吸水管及压水管的设计1、吸水管的设计应满足以下要求1）不漏气吸水管管壁或接头容易漏气，当吸水管中压力小于大气压时会漏入空气。因此吸水管应采用不透气材料（钢管），接头采用法兰接头。2）不积气为防止形成空气气囊，影响水泵的工作。在敷设吸水管时，应向水泵方向连续上升，具有不小于0.005的坡度，消除形成空气囊的条件。3）不吸气吸水管入口进入深度不够时入水口处水流形成漩涡而吸入空气。并且，每台水泵应有单独的吸水管，这样便于水泵迅速启动，安全运行。为避免吸水管入口吸入空气，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹没深度h应避免产生有害的涡旋，一般最小淹没深度不应小于0.5~1.0m．本次设计选定h=1.0m，采用钢制管材。压水管路经常承受较高压力，要求坚固耐压，采用钢管，与闸阀和逆止阀连接处采用法兰接头。2、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：DN<250mm，v采用1.0～1.2m/sDN>250mm，v采用1.2～1.6m/s当为自灌式时，设计流速可增至1.6～2.0m/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：DN<250mm，v采用1.5~2.0m/sDN>250mm，v采用2.0~2.5m/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。各台水泵的吸压水管径见表7：表6吸压水管管径计算表水泵型号最大抽水量（m3/h）吸水管设计流速（m/s）吸水管管径计算(mm)吸水管管径(mm)压水管设计流速（m/s）压水管管径计算值Q/v(mm)压水管管径（mm）350S4414401.55836002.3471500300S58A9601.54765002.3384400因压水管管径DN>300mm，一般采用电动闸阀。吸水管入口做成喇叭口，直径D是吸水管管径1.3~1.5倍，即300S58A:;350S44:喇叭口距吸水井底的高度h1应按进口阻力最小确定，根据实验资料。3、管道敷设地点当泵站内管道直径大于500mm时，管道设在管沟中不经济，可直接敷设在地板上。本次设计为半地下式泵站，将管道直接设在地板上。管道伸出泵房之后应埋在冰冻线之下。七、水泵安装高度的计算1、计算HS：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℃时，应对HS作出修正，变为，按最大抽水量时的HS计算：查泵的性能曲线可知，350S44在最大抽水量1440m3/h时对应的允许吸上真空高度为3.5m。300S58A在最大抽水量960m3/h时对应的允许吸上真空高度为5.2m。此时大气压为10.33水柱，温度35℃，查表知=0.59对于350S44水泵：对于300S58A水泵：2、计算HSS由下式计算该泵的安装高度HSS：（5）式中—吸水管中水头损失；—安装真空表处的水头损失。应从吸水池最低水位算至泵轴（对大泵则算至吸水口上端）。包括从吸水喇叭口至真空表安装处的所有水头损失（沿程与局部）。可以根据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算。其中吸水管中局部水头损失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1)，沿程水头损失未知，但水平的长度L已知，可近似地令：L=6.0m（认为HSS=X）。LL真空表HssX图1吸水管示意图计算结果如下：350S44型泵：表7.1局部水头损失计算表管件管径(mm)局部阻力系数ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口9000.4014400.630.0200.008钢制焊接90o弯管6001.0114401.410.100.101伸缩接头6000.2114401.410.100.021异径管(L=0.65m)600-3500.2014404.160.8830.177水泵入口3501.014404.160.8830.883∑h局1.190300S58A型泵：表7.2局部水头损失计算表管件管径(mm)局部阻力系数ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口7500.409600.600.0180.007钢制焊接90o弯管5000.979601.360.0940.091伸缩接头5000.209601.360.0940.019异径管(L=0.65m)500-3000.189603.770.7250.131水泵入口3001.09603.770.7250.725∑h局0.973表8最大安装高度计算表型号1000iL(m)(m)(m)(m)1+i(m)350S4466.000.0361.1900.8833.151.0061.071300S58A66.000.0360.9730.7254.851.0062.690由上式计算的为最大抽水量所对应的允许安装高度，在选定水泵的安装高度时可以比小，而不能大。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，所以HSS=1.071m，为保证安全取1.000m。八、泵站平面及尺寸的设计泵房设置要求：矩形泵房宽度，根据水泵尺寸，进出水管道上的阀门，配件等尺寸确定，若采取标准预制构件屋面梁，泵房跨度为6、9、12、15、18、21m等。本次设计选泵房跨度为9m、半地下式泵房。泵房主要通道宽度不小于1.2m，取1.5m。可用下图2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：2.48m和2.16mb—机组基础间距，电机轴长+0.5m=2.07m；c—机组基础与墙距离，2m。，B取14m考虑到检修面积、配电设备、值班室、变压器及主通道等面积，泵站平面尺寸：

ccababacLB泵机器间图2机器间平面布置示意图九、二泵站吸水井1、吸水井的高度计算吸水井最低水位为1.75m，最高水位为20m保护高度0.5m。最小掩埋深度取2.0m，则吸水井总高度5m。2、吸水井的平面尺寸计算采用最小尺寸法计算吸水井容积，最小容量法校核吸水井容积。1）最小尺寸法：吸水管在吸水井中的位置应满足：相邻吸水管中心线间距(1.5~2.0)，取1.5；喇叭口中心线至侧墙的距离取1.5，喇叭口中心线至后墙的距离取(0.8~1.0)，取，喇叭口中心线至吸水井进口距离同喇叭口距后墙距离取。(注：取较大的即900mm)则吸水井长度应大于：考虑到泵站吸水管直线连接，减少吸水阻力，吸水井实际长度宽度大于实际长度取2m。平面尺寸：吸水井的尺寸：2）采用最小容量法校核吸水井容积：（6）式中—最小容量(m3)；—水泵最大流量(m3/s)；t—给定时间(s)，中小型水泵，t=30~140s；大型水泵，。上式为计算单泵吸水井的公式，对于联合吸水井，最小容量为所有水泵计算容量之和。由吸水井尺寸可知，吸水井容积，满足校核要求。十、起重机设计根据手册，起重量大于2.0t，起重设备形式应选择电动起重设备，由泵及电机的重量可知，起重机可以选择额定起重量为3.0t的LX型电动单梁起重机。相关技术数据及外形尺寸如下：表9LX型电动单梁起重机外形尺寸额定起重量(t)跨度(m)起重机运行机构电动葫芦电动机运行速度(m/min)型号运行速度(m/min)起升高度(m)起升速度(m/min)功率(kW)型号36.52×0.4ZDY12-420、30CD1或MD120、306、9、12、18、24、308、8/0.8续表9LX型电动单梁起重机外形尺寸外形尺寸LAB8000750278.51519309043954201500起重机的车轮工作直径（一组车轮）130mm，轨道工字钢130a~145c，起重机总重量（包括电动葫芦）1.32t。十一、泵房高度计算单梁悬挂式吊车泵房高度计算如下：对于地下式泵房：式中H1——泵房地上部分高度(m)；H2—泵房地下部分高度(m)。（7）式中H—泵房高度（m）；a1—行车轨道的高度（m）；h—吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，不小于0.3~0.5m，取0.5m；c1—行车轨道底至起重钩中心的距离（m）；d—起重绳垂直高度（m），（对于水泵为0.85xm，对于电动机为1.2xm，x为起重部件宽度）；e—最大一台水泵或电动机的高度（m）；根据起重机的外形尺寸可知泵房地坪标高为21m，同时吸水井的最低水位为17.5m，Hss为1.0m，故轴线的标高为17.5+1.0=18.5m，则H2=21-18.5+1.3=3.8m则泵房高度，取8m十二、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，这部分附件已列入材料设备表。1、真空泵的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，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：抽气量(m3/h)（8）真空度式中—为泵壳体积（m3）；—吸水管体积（m3）；K—漏气系数，一般取1.05～1.10；T—起动时间（min），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（m）；—真空度（m），可用水银柱或百分数表示。表10壳和吸水管体积计算表泵型号泵壳DP（m）泵壳LP（m）泵壳体积(m3)吸水管管径DS（m）吸水管管长LS（m）吸水管体积(m3