泵与泵站课程设计

一、设计思路青云谱区位于南昌市的南部，是南昌市的四大老城区之一。由于其地理位置临近市中心，在九十年代时就已建成大批五层住宅，并沿用至今，现在放眼望去青云谱区的48个社区里，超过十层的住宅并不多见，所以整个青云谱区的居民生活用水的状况按社区来看是极其相似的。鉴于老城区的住房普遍为低矮的楼房，居民区面积不大，并不需要二次泵站加压供水。且青云水厂取水赣江，赣江水源充足，年降雨量两千毫米左右，丰水期和枯水期的水位高差不过十米，因此其居民生活供水主要问题就是枯水期的供水不足时的紧急供水方案。设计拟计划于水厂取水之后，将青云谱区的48个社区各作为点，在设计取水泵站时，还加设水箱以供紧急用水，由此就以点概面地反应出整个青云谱区取水泵站的设计情况。二、设计任务根据提供资料及查阅所得相关资料在指定时间内完成取水泵站的设计工作。三、设计资料1.基本情况：南昌市位于赣江、抚河下游，濒临我国第一大淡水湖鄱阳湖西南岸。全境以平原为主，东南相对平坦，西北丘陵起伏，水网密布，湖泊众多。青云谱区地处江西省中部偏北、南昌市南部。总面积为43.17平方千米，常住人口30万人，为满足城市生活及生产用水需要，拟新建给水工程。2.气象资料：南昌市地处北半球亚热带内，受东亚季风影响，形成了亚热带季风气候。市内热量丰富、雨水充沛，光照充足，且作物生长旺季雨热匹配较好，为农业生产提供了有利气象条件，素有鱼米之乡的美誉。南昌市光照充足，历年平均日照时数1772～1845小时雨水充沛，历年平均降雨量1567.7～1654.7毫米。降水分布不均匀，汛期4～6月雨量约占全年降水量的一半。气候温和，历年平均气温在17.1～17.8℃之间，≥0℃积温6256～6530℃。气温变幅大，盛夏极端最高气温达40℃以上，隆冬极端最低气温低于-10℃。3.水源资料：青云水厂取水自赣江，赣江属鄱阳湖水系,流域面积8.35万km2。水源洪水位标高24.22m，枯水位标高13.26m。采用固定取水泵泵房，并采用两条自流管，取水泵站到自来水厂的输水干管全长1500m，自流取水管全长280m。自用水系数ɑ=1.05，泵房底板高度取1m。4.用水资料：区内居住人口密集，工业厂区不多，因此工业用水量取生活用水量的25%。整个青云谱区共有48个社区，每个社区约有40幢房屋，每幢房屋内需满足150人的正常生活用水，每人每天综合生活用水定额为300升。5.净水厂设计资料：净水构筑物前配水井的水面标高为56.4m。四、设计计算1.确定设计流量和估算设计扬程（1)设计流量：每个社区日生活用水总量：Q1=40×150×300÷1000=1800m3/d紧急用水水箱日供水量：拟分十天蓄满水箱，可供紧急时一日的用水量Q2=40×150×30÷1000=180m3/d青云谱区综合生活用水总量：Q3=48×（Q1+Q2）=95040m3/d工业用水量：Q4=25%×Q3=0.25×95040=23760m3/d考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取自用水系数α=1.05近期设计流量：5197.5远期设计流量：流量是近期流量的两倍，200000.算出来8750（2）设计扬程H1）泵所需静扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下（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取1m,则吸水间中最高水面标为24.22-1=23.22m，吸水间中最低水面标高13.26-1=12.26m。所以泵所需静扬程HST为：洪水位时：HST=56.4-23.22=33.18m枯水位时：HST=56.4-12.26=44.14m输水管中的水头损失∑h设采用两条DN1000钢管并联作为原输水干管，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）。Q=0.75×8750m3/h=6562.5m3/h=1.82m3/s，查水力计算表得管内流速v=2.32m/s，1000i=5.75，所以Σh=1.1×0.00575×1500=9.49m（式中1.1系包括局部损失而加大的系数）。3）泵站内管路中的水头损失hp粗估2m，安全水头2m则泵设计扬程为：洪水位时，Hmin=33.18+9.49+2+2=46.67m枯水位时，Hmax=44.14+9.49+2+2=57.63m2.初选泵和电机近期三台500S59型泵（Q=1620~2340m3/s，H=68~47m，N=450kW），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。、（7）泵安装高度的确定和泵房简体高度计算为了便于用沉井法施工，本泵房采用自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许安装高度，无需计算。已知吸水间最低动水位标高为12.83m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为10.3m。（吸水管上缘的淹没深度为12.83-10.3—D/2=2.23m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.70m,则吸水间底版标高为12.83-（D／2+0.7）=11.83m洪水位标高为24.22m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为25.22m。故泵房筒体高度为：H=25.22-11.83=13.39m（8）附属设备的选择α、起重设备由前面设计可知，最大设备的重量为Y450-46-6型电动机，其重量为3420㎏，最大起吊高度为13.39+2=15.39m(其中2m是考虑操作平台上汽车的高度)。为此，选用环形吊车（定制，起重量为10t，双梁，跨度22.5m，CDi-10电动葫芦即可满足要求，起吊高度24m。）β、引水设备水泵系自灌工作，不需引水设备。γ、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20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按24.22-11.83=12.39m计，水头损失大约5m，故总扬程在12.39+5=17.39m左右，ζ、通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空—空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35–11型轴流风机（叶轮直径700㎜，转速960r/min，叶片角度15°，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF–8026,N=0.37kW）。λ、计算设备由于在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。（9）泵站建筑高度的确定泵房筒体高度已知为13.39m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备以及起吊高度、采光及通风的要求，吊车梁地板到操作平台的距离为8.80m，从平台楼板到房顶底净高为10.10m.。（10）泵站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