泵与泵站课程设计

1、四川某镇自来水厂的取水泵站的工艺设计学院建筑环境学院学生名蒋耀东专业给排水学号学年2011级导师郭洪光一四年一月目录第一章设计任务和设计资料1.1设计资料1.2设计任务第二章设计计算2.1取水泵站的枢纽配置42.2设计流量的确定和设计扬程的估计 42.3泵和马达的选定52.4单元的基础尺寸的确定72.5吸水管路和压水管路的计算82.6机组和配管的配置82.7吸水管路和压水管路的水头损失的计算 92.8消防校核，消防校核，消防校核2.9泵安装高度的确定和泵室筒体高度的计算112.10附属设备的选定112.11泵房的建筑高度的确定132.12泵室的平面尺寸的确定142.13图纸和参考资料14第三章

2、结语第一章设计任务和设计资料1.1设计资料1.1.1城市规划资料这个城市的计划是最近2020年，长期是2030年。 取水泵站的设计要求结合在不久的将来，泵房的建设部分设计得很长，设备只设置了不久的将来所要求的设备。(1)设计用水量资料该镇最近的设计水量为6400m3/d，长期设计水量为最近的1.4倍8960三分之三。(2)城镇消防供水要求按照防火规范要求，该镇同时发生火灾次数为2次，一次消防用水量为45L/s，火灾持续时间为2小时。 消防蓄水要求在使用后24小时内补充。(3)供水安全性要求要求连续供水，事故时供水管的供水量在正常供水时流量的75%以上。1.1.2泵站设计资料(一)水文地质资料模

3、拟一级泵站河段百年一遇的洪水水位为590.60m，常水位为585.55m，97%保证率的枯水水位为582.50m。 97%保证率的缺水流量为31.5m3/s。 河的断面如图1所示，河的水质相当于生活饮用水水源水质标准。 在建设一级泵站的河川断面和净水厂的空地上配置有钻头。 地质直方图表明，表层有2m厚的砂粘土复盖层，以下为中密砾层或砂岩，适合工程建设。(2)地形数据建设一级泵站的地形参照图2，水厂配水池设计水位水平为600.3m。(三)气象资料年平均气温15.8，最高气温39.5，最低气温-5.6，最大冻土深度0.30m。 河流冬天没有结冰的现象，夏天的最高水温是26。 河流主导风向，夏天是东

4、南风，冬天是西北风。1.2设计任务1.2.1主要设计步骤(1)确定供水泵站的设计流量，初步确定泵扬程(2)首次选定泵和电动机，包括泵形式、工作和备用泵台数(3)泵机组和吸入管路的配置和设计计算(4)进行泵站的平面配置(5)最终选择水泵，分析工作情况(6)确定起重机设备的型号，确定泵房的建筑高度(7)选定真空泵、排水泵等附属设备(8)整理说明书，总结泵站的设备和接头表(9)绘制泵站的平面剖视图，列举主要设备表和材料表。1.2.2设计成果合理选定泵，设计计算泵站的主要工艺尺寸，确定泵站的平面布置和高程布置，完成设计计算书和设计图纸。 设计的深度是初步设计的深度。 提交的设计成果主要包括：(1)泵站

5、平面和剖视图(比例1:100200 )、泵基础详细图(比例1:2050 )、设计说明、主要设备和部件表(明确记载规格和主要性能参数)。 附图采用标准的2#图或1#图。 工艺图应标明构筑物的技术设计尺寸、配置形式、主要设备和主要技术管道、附件的相对位置、海拔等，并标明管径。(2)、设计计算书的一部分。 设计说明书中包括以下内容：概述设计任务、数据分析、设计依据的规范和标准。机电一体化选定的根据和计算。泵站各建筑物的样式、结构选择依据、计算结果及其草图。泵房尺寸的依据和设备配置的说明。验证单元选择的合理性，说明使用中应该注意的问题。必要的图纸、附表、参考文献。 包括轮毂平面的布置草图和取水头或者池

6、吸水井设计草图等。结语。 包括泵站设计的评价、收获、问题等。第二章设计计算2.1取水泵站的集线器配置取水点水源岸陡，主流接近岸，岸长年水深大，缺水期也能满足取水的水深要求，水质和地质条件良好的常年水位585.55m，洪水水位590.60m，枯水水位582.50m，最大水位变化8.10m，水位变化不大。 综合这些因素，本设计选定了联合式岸边取水结构物。 建设式的主要优点是紧凑，占地面积小，泵吸水管道短，运行管理方便，有利于自动控制。 本设计的泵站的集线器配置图请参见最后一页的图。2.2设计流量的确定和设计扬程估计2.2.1设计流量q考虑到送水干线的泄漏和净化厂自身的水，如果从水系数=1.05中采

7、集的话最近设计流量Q=1.05640024=280m3/h=77.8L/s长期设计流量Q=1.05896024=392m3/h=108.9L/s2.2.2设计扬程h(1)泵所需的静扬程HST本设计采用共同式岸边取水结构物，入水方式为自灌式，因此到泵室取水的水头损失为0m。 根据地形资料，水厂配水池的设计水位水平为600.3m，泵站所需净水扬程HST如下洪水水位时： HST=600.30m-590.60m=9.70m常水位时： HST=600.30m-585.55m=14.75m枯水位时： HST=600.30m-582.50m=17.80m(2)送水干线的水头损失h将2根DN275钢管并列作为

8、原水送水干线管。 当两根送水管正常工作时(根据最近的考虑)，一根送水管通过的流量Q=77.82=38.9L/s，在水力计算中，管内流速v=0.64m/s，i=0.00256，h=1.1iL=1.10.00256300=0.84m (式中的1.1为包括局部损失在内的变大系数l为原水送水管的长度，在检查300m的一方送水管时，另一方送水管必须通过75%的设计流量(长期考虑)。 也就是说，Q=0.75108.9L/s=81.7L/s，水力计算中管内流速v=1.34m/s，i=0.01023，h=1.1iL=1.13000.01023=3.38m。(3)泵站内管路的水头损失hp粗估价是2米。最近运转正

9、常。洪水位时： Hmin=9.7 0.84 2 2=14.54m常水位时： H=14.75 0.84 2 2=19.59m枯水位时： Hmax=17.80 0.84 2 2=22.64m长期事故时的工作扬程：洪水时： Hmin=9.7 3.38 2 2=17.08m常水位时： H=14.75 3.38 2 2=22.13m枯水位时： Hmax=17.80 3.38 2 2=25.18m2.3选定泵和电机2.3.1泵选型方案根据用水量和扬程的要求，初步制定以下两个替代方案。建议I :最近设计选择KQW125/150-18.5/2的卧式单级单吸离心泵(Q=2550L/s，H=24.531.5m，N

10、=18.5kW，Hs=4m台，增加一台为两用准备的长期相同类型的泵建议:最近的设计选择了3台KQW150/285-18.5/4的卧式单级单吸离心泵(Q=33.657.8L/s，H=20.725.8m，N=18.5kW，Hs=3.5m )，准备的长期来说是相同类型的泵2.3.2方案的比较KQW125/150-18.5/2卧式单吸引离心泵的特性曲线和对应的参数表如下该泵扬程满足要求，高效级为3352L/s。 KQW150/285-18.5/4卧式单级单吸离心泵的特性曲线和参数表如下图所示此泵扬程可以勉强满足要求，且高效率级为4366L/s，但泵实际工作时的状况点不能落入状况点，泵的工作效率低，不仅

11、会导致电力浪费，还会影响泵的寿命。根据以上分析，将方案I作为最终的初选泵方案。 根据KQW125/150-18.5/2卧式单吸引离心泵的要求，选定了Y200L1-6型马达。2.4单元基础尺寸的确定从KQW125/150-18.5/2卧式单吸引离心泵的尺寸图和尺寸表来看，基座的长度为630mm，宽度为320mm，基座的锚定件的长度为272mm。 基底螺距(宽度方向) 530mm，基底螺距(宽度方向) 320mm。基础长度L=基础长度(150mm200mm)=630mm 170mm=800mm基础宽度B=基础螺孔间距(宽度方向) (150mm200mm)=320mm 180mm=500mm基础高度

12、H=基础锚的长度(150mm200mm)=272mm 178mm=450mmKQW125/150-18.5/2型泵机组的基础平面尺寸为800mm500mm，计算了泵、马达和底座的总质量m=330kg。 基础深度h通过下式进行验证H=1.2m式中的L基础长度，L=0.8m；B基础宽度，B=0.5m；基础使用的材料容积，本设计采用混凝土基础，=23520N/m3作为基础的平面、剖面图如下2.5吸水管道和压水管道的计算每个泵都有单独的吸水管和压水管，设备只安装最近要求的设备，所以吸水管和压水管的管径取决于最近设计的水量。2.5.1吸水管已知Q=2802=140m3/h=38.9L/s如果采用DN20

13、0的钢管，则v=1.27m/s，i=0.01402。2.5.2压水管如果采用DN175钢管，则v=1.66m/s，i=0.02867。2.6单元和配管的配置为了紧凑地配置，活用建筑面积，4台机组交替排成2列，2台正常转向，2台异常转向，订货时说明。 每个泵都有一个吸水管，一个压力管从泵室中抽出后，两个泵连接在一起。 泵的排出管设有先导蝶阀和手动蝶阀，吸水管设有手动关闭阀。 为了减少泵室的建筑面积，门阀切换井设置在泵室外，连接有DN275的送水管用DN275蝶阀，每个送水管各设置一个切换用蝶阀。2.7吸水管路和压水管路的水头损失的计算采取最不利的路线，从吸水口到把闸阀切换到送水干线管为止的计算路

14、线图如下2.7.1吸水管路中的水头损失hshs=HFSHLS式中hfs沿程水头损失hls局部水头损失hfs=l1is=2.8220.01402=0.0396mHLS=I=(1245 )=(0. 10.780.150.18 )1. 272 (29.8 )=0.0996 m式中1喇叭口式吸水管入口局部电阻系数，1=0.12DN200钢制焊接弯头90，2=0.784DN200手动蝶阀，4=0.155DN200125偏心异径管，5=0.18因此，hs=HFSHLS=0. 03960.0996=0.1392 m2.7.2压力水管路水头损失hdHD=HFDHLD式中hfd沿程水头损失hld局部水头损失HF

15、D=0.028167 (0.255米0.255米0.540米4.950米9.510米4.780米0.410米)0.500米)=0. 02816721.2米=0. 6078米HLD=I=(78981213817202020 )=(0. 260.870.150.870.210.150.870.051.50.15 )1.5 0.15)1.662(29.8)=1.0685m米7DN125175定标异径管，7=0.268DN175钢制焊接弯管90，8=0.879DN175手动蝶阀，9=0.1512DN175伸缩接头，12=0.2113DN175电动蝶阀，13=0.1517DN175275缓释异径管，17=0.0519DN275钢制正三方，19=1.520DN275电动蝶阀，20=0.15因此，HD=HFDHLD=0. 6078.0685=1.6763 m2.7.3泵的实际扬程从泵的吸水口