给排水管道工程课程设计 17页

水泵及水泵站课程设计目录第一章设计资料……………………………………………………………1第二章计算说明……………………………………………………………22.1、设计概要………………………………………………………………22.2、泵站设计参数的确定…………………………………………………22.3、选择水泵的型号………………………………………………………22.4、水泵机组的基础设计…………………………………………………42.5、水泵吸水管路和压水管路设计………………………………………72.6、布置机组和管道………………………………………………………92.7、精确选泵并消防校核…………………………………………………102.8、泵房内部标高及泵房高度……………………………………………112.9泵房平面尺寸…………………………………………….……………122.10、辅助设备的选择……………………………………………………132.11、设计二级泵站平面图及剖面图……………………………………14第三章总结及致谢………………………………………………………15参考文献……………………………………………………………………16河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计第一章设计资料1.1设计题目：驻马店市城市净水厂送水泵站1.2设计原始资料驻马店市城市所需用水量37800m3/d，用水最不利点地面标高83.5m、服务水头20m，泵站处的地面标高77.1m、水池最高水位76.5m、水池最低水位标73.5m，经计算管网水头损失11.98m。试进行泵站工艺设计。1、地区气象资料：最低气温：-5~15℃，最高气温：35~41℃，最大冰冻深度15㎝。2、泵站地址1∕100~1∕500地形图（暂缺）3、站址处要求抗震设计烈度为7°。4、电源资料：采用双回路供电，电压等级为：220V、380V、10KV。河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计第二章计算说明书2.1设计概要二级泵站主要由水泵机组,吸压管路,引水设备,起重设备,排水设备,计量设备,采暖及通风设备,电气设备,防水锤设备和其他设备组成在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中水经管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。其工艺流程如：清水池—吸水井—送水泵站—输配水管网—用户。二级泵站的基本特点是：泵站埋深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、水质的变化，需要设置多台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形状，砖混结构。2.2泵站设计参数的确定2.2.1设计流量的确定为满足各个时段的用水，泵站的设计流量应按用户最高用水的最高时来确定。则泵站最高工作时的设计流量：Q=2380m3/h=660.5L/s2.2.2设计扬程的确定=118.7-（77.10+0.5）+3.0+2.0=46.10m2.3选择水泵的型号2.3.1水泵选择的基本原则水泵选择选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律①大小兼顾，调配灵活②型号整齐，互为备用③合理地用尽各水泵的高效段河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计④要近远期相结合。“小泵大基础”⑤大中型泵站需作选泵方案比较。2.3.2初选水泵根据Q=660.50L/s和=46.10m，在泵的性能曲线型谱图上选取泵型分别为14SA-13A型泵和300S58A型的泵，性能参数如表2-1所示。表2-1所选泵型的方案比较方案型号及台数流量Q(m3/h)扬程H(m)电机功率(kW)电机总功率(kW)114SA-13A两台1800-2520500-70054-603507002300S58A四台2115.94-3571.92587.76-992.242-55160640其中，14SA-13A型泵选用两台，进行流量调节时也不是很好，耗电量还大，所以初步选用方案2作为本次设计。可确定设计方案为：五台300S58A泵并联，其中有一台为备用泵。300S58A型水泵主要性能参数如下图：河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计图2-12.3.3分析在工况下水泵工作性能（1）作水泵性能曲线及总和曲线如图2-2所示。图2-2四台300S58A型号泵并联工作曲线2.4水泵机组的基础设计河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计表2-2300S58A型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)300S58AY315S-146455204401070530450110656026036034安装尺寸(mm)b1138.51053875860500790C830510632图2-3河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计图2-4300S58A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则基础长度基础宽度基础高度H=地脚螺栓长度+（0.15~0.2）=24d+（0.15~0.2）m=24×34+200=1016mm按基础重量校核基础高度经比较取基础高度为1.4m最终确定水泵占地L×B×H=2.803×1.240×1.061=2.74m³。其中：—水泵重量（kg）；河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计—电机重量（kg）；—基础长度（m）；—基础宽度（m）；—基础密度（kg/m3）(混凝土密度ρ＝2400kg/m3)。2.5水泵吸水管路和压水管路设计当泵站为用户供水时，四台300S58A型单级双吸离心泵并联工作，其流量Q1=Q/4=660.50/4(L/s)，单台泵出水量Q=165.12L/s。水泵吸、压水管所通过的流量应按Q=165.12L/s设计，管材采用钢管。2.5.1吸水管路1、吸水管路布置要求吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障。为此常采取一下措施：(1)为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。(2)为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。(3)吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。(4)吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵5min的抽水量。(5)吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。(6)当吸水池水位高于水泵轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。(7)当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。(8)吸水管设计流速一般为：DN＜250mm时，v=1.0～1.2m/s；DN≥250～1000mm时，v=1.2～1.6m/s；DN﹥1000mm时，v=1.5～2.0m/s.2、吸水管管径当Q=165.12L/s时，由钢管水力计算表查得管径d=400mm，流速v=1.31m/s，管段的水头损失i=0.015。3、吸水管路的管件布置（1）喇叭口设计喇叭口扩大直径：D≥(1.3～1.5)d=1.4×400=560㎜取550㎜喇叭口高度：4（D-DN）=4×（550-400）=600㎜河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计喇叭口距墙壁的距离：T=(0.3～0.5)D取a=0.4×550=220㎜取200㎜喇叭口距室底的距离：P=0.62D=0.62×550=341㎜取400㎜喇叭口之间距离：l1≥3D=3×550=1650㎜喇叭口淹没深度：h2≥（1.2～1.4）D=1.3×550=715㎜（2）进水闸阀：采用Z45T—10明杆楔式闸阀，DN=400㎜，L=480㎜，ζ=0.80（3）偏心渐缩管：为了防止吸水管积有空气，其规格为：DN400300，L=500㎜,ζ=0.20（4）90°弯头：DN400,T=550㎜,ζ=1.062.5.2压水管路1、压水管路布置要求对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便。具体如下：(1)压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要常检修处采用法兰接口。(2)为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路适当位置上设补偿接头或可挠性接头。(3)离心泵必须要关闸启动。(4)当不允许水倒流时，需设止回阀。(5)压水管设计流速为：DN＜250mm时，v=1.5～2.0m/s；DN≥250mm时，v=2.0～2.5m/s；2、压水管管径当Q=165.12L/s时，由钢管水力计算表查得管径D=300mm，流速v=2.43m/s，管路的水头损失i=0.0308。3、压水管路配件（1）止回阀:采用H44T-10式止回阀，其规格为DN300，L=700㎜，ζ=0.39（2）闸阀：设置在压水管路上的常开阀门，采用Z45T－25闸阀，其规格为：DN300,L=420㎜,ζ=0.40(3)蝶阀:在压水管路上的阀门，采用D371X型蝶阀，其规格为：DN400，L=92，ζ=0.47（3）偏心渐扩管：压水管路上规格如下：DN250-300,L=600㎜,ζ=0.11（4）三通管：其规格为：DN300-500,ζ=0.78（5）90°弯头：DN300,T=550㎜,ζ=1.06具体管路附件选配如下：河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计表2-4300S58A型水泵进出口尺寸型号进口法兰尺寸mm出口法兰尺寸mmDN1D11D1n1-Фd1DN2D12D2n2-Фd2300S58A35040044512-Ф2225035039512-Ф22表2-5管路附件选配表名称型号规格单位数量喇叭口DN550-400个590度弯头DN400个2蝶阀D371X型DN300，L＝92个5进水闸阀Z41T-10DN400，L=480个5出水闸阀Z45T－25：DN300,L=420个5三通管DN300-700个3止回阀H44T-10DN300，L=700个5偏心渐缩管DN400-300个5同心渐扩管DN250-300个52.6布置机组和管道水泵机组布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置简短、安装与维护方便、机组排列整齐、起重设备简单并留有扩建余地。常见的布置形式有：1、纵向排列:适用于IS型单级单吸悬臂式离心泵。采用这种排列形式可以使吸水管保持顺直，机组布置较为紧凑整齐，检修方便，泵房长度较小但宽度较大(IS型水泵轻，可以用移动式吊装设备)。2、横向排列(泵轴线呈一直线布置):横向排列这种布置形式适用于侧向进水、侧向出水的Sh型双吸式水泵，进出水管顺直，水力条件好，这种布置形式虽然泵房长度大些但跨度小，吊装设备采用单轨吊车即可。3、横向双行排列:河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计横向双行排列这种排列更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大、起重设备需考虑采用桥式行车。适用于泵房中机组较多的圆形取水泵站。但这种布置形式两行泵的转向从电机方向看去是彼此相反的，因此，在泵订货时应向水泵厂特别说明，以便水泵厂配置不同转向的轴套止锁装置。根据比较机组采用横向排列。横向排列的各部尺寸应符合下列要求：（1）泵凸出部分到墙壁的净距A1等于最大设备的宽度加1m，但不得小于2m。=b+1000=790+1000=1790mm,取=5000mm。（2）出水侧泵基础与墙壁的净距＞应按水管配件安装的需要确定。但是考虑到泵出水侧是管理操作的主要通道，故≥3m。取B1=6860mm。（3）进水侧泵基础与墙壁的净距，也应根据管道配件的安装要求决定，但不小于1m.。取=2000mm。（4）电机凸出部分与配电设备的净距，应保证电机转子在检修时能拆卸，并保持一定安全距离，其值要求：=电机轴长+0.5m。但是，低压配电设备应≥1.5m.；高压配电设备≥2.0m。=L+500=1545+500=2045mm，取=2200mm。（5）泵基础之间的净距E1值与要求相同，即E1=。如果电机和泵凸出基础，E1值表示为凸出部分的净距。取E1=2000mm。（6）控制室和配电室长度别取3000mm。2.7精确选泵并消防校核2.7.1吸水管路中的损失(设吸水管长10m)吸水管路沿程水头损失:∑h吸=hf+hi其中hf=i×l=15‰×10=0.15m局部水头损失hj=∑ζ×（v2/2g）=(0.8+0.2+1.06)×1.312/19.6=0.18m河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计∑h吸=0.15+0.18=0.33m2.7.2压水管路损失(设压水管路长30m)∑h压=hf+hj其中hf=i×l=30.8‰×30=0.924mhj=∑ζ×（v2/2g）=(0.40+0.39+0.47+0.11+1.06)×2.432/19.6=0.732m∑h压=0.924+0.732=1.656m2.7.3水头损失∑h′=∑h吸+∑h压=0.33m+1.656=1.986m<2.0m故选择的水泵合适。2.7.4消防校核消防时，泵站的供水量Q’=Q+Qx=661.5+80=741.5L/s消防时，泵站的扬程H′=Zc+H0+∑H+∑h′+H安=49.426m所选机组能满足消防时的水量和扬程的要求。2.8泵房内部标高及泵房高度2.8.1水泵安装高度Hss=－Hsv－∑hs－hva式中Hss—安装高度,泵轴至最低水位的几何高度；Pa—水面上的绝对大气压；Hsv—水泵的气蚀余量；∑hs—吸水管路总水头损失；hva—实际水温下的饱和蒸汽压力。河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计300S58A:Hss=－8.4－0.33－0.43=0.94m吸水间最低水位=73.5m泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=73.5+0.94=74.44m2.8.2泵房内部标高(1)泵房内底地面标高=泵轴标高－h1－0.4=74.44－1.3－0.4=72.74m（0.4为基础突出地面高）(2)水泵基础顶标高=泵轴标高+H1=74.44+0.5=74.94m(3)水泵基础底标高=74.44－0.8=73.64m(4)电机基础顶标高=74.94+1.2=76.14m(5)水泵进水口中心标高=泵轴标高-H2=74.44－0.37=74.07m(6)水泵出水口中心标高=泵轴标高-H4=74.44－0.47=73.97m2.8.3泵房高度取吊物底部至最高一台机组顶距f=0.5m,则g+f=1.106+0.5=1.606m泵房间地面以上高度为：H1=h1+h2+h3+h4+h5+h6=4.851-2.06=2.791mh1—为吊车梁高度,取0.414mh2—滑车高度,0.231mh3—为葫芦钢丝绕紧状态长度，0.5mh4—起重绳的垂直长度,电机总宽为0.79m，则取d=1.2×0.79=1mh5—最大一台设备高度1.110mH2—为泵房地下部分的高度所以，泵房总高度为H1+H2=6.871m，为了以后的发展需要，取H=10m2.9泵房平面尺寸河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计水泵机组采用单排横向排列形式布置泵房右端设一进出设备的大门，控制室、配电室、值班室设在泵房左侧地上一层。水泵间距：L=2000mm水泵与配电设备间距：L=2200mm水泵距大门间距：L=5000mm水泵距吸水管侧墙的距离：L=2000mm泵房长:L＝35000mm泵房宽：L=10000mm泵房净高：L＝10000mm2.9.1泵房总长度L=+4×++5×L安装+(L控制+L配电）=5000+4×2200+2200+5×3084+3000=32420mm（调整为35000）2.9.2泵房总宽度B==2000+1240+4500=7740mm(最后调整为10000mm)2.10辅助设备的选择1充水设备当吸水井水位低于泵轴线时，水泵需要采用真空泵充水。其中，充水的方法有很多，对于小型水泵装置在进水管路进口安装有底阀的，一般用人工充水，不带底阀时，用真空水箱充水；对于大、中型泵，多采用真空泵充水。2计量设备在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。在压水管上设压力表，型号为Y－60Z，测量范围为0.0～1.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z－60Z，测量范围为0～760mmHg。3起重设备根据电机和水泵的重量结合水泵房的高度选择起重机型号。选择起重机时，应根据相关规范及起重机的尺寸要求选择合适的起重机。4供水设备河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计泵站供水包括：技术供水、消防供水和生活供水。5排水设备（1）排水沟一般采用纵向布置，矩形明沟，宽0.05～0.25m，深0.05～0.3m，坡度1/50，本设计排水沟宽0.1m，深0.1m，坡度1/50。（2）集水井一般采用0.6m×0.6m至1.0m×1.0m，深度1.5～2.0m。本设计集水井采用1.0m×1.0m深2.0m的形式。（3）采用电动泵排水。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。6通风设备每两根立柱之间设窗户，下面的窗户离地面1.2m，尺寸（宽×高）是2.0m×2.0m。有16扇玻璃。上面的窗户下沿离下面窗户的上沿0.5m，上面窗户尺寸（宽×高）为2.0m×1.5m2.11设计二级泵站平面图及剖面图泵站平面及剖面图，应绘出主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高，列出主要设备表和材料表(比例1：100)(见图纸)河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计第三章总结及致谢为期一周的水泵与水泵站的课程设计结束了，我虽然颇为忙碌，但心里觉得充实而有收获。这样的课程设计是十分有意义的。平时，我们上课学了一些东西，但理解的不深，有些知识点其实还是感到很迷茫的。通过对一个泵站的整体设计与规划，我又对整个水泵及水泵站书中的知识点又过了一遍，对那些原来感到茫然的知识又有了清晰地认识，对那些原来自己不知道的内容，也有了了解。当然，如果我们以后真正的去实践工作时，也会有全新的认识与更多的收获。在设计的过程中，自己犯了很多的错误，其中很多是因为粗心的缘故，作为一名工科的学生，将来很可能要与工程打交道，一定要细心啊。在设计刚刚开始的时候，我的进度很慢，究其原因，还是因为自己的知识掌握的不够牢固，另外，对计算机应用的不是很好，比如自己在处理表格和作图的时候，因为不能熟练掌握计算机技巧而耗费了不少的时间。设计的过程中，感觉自己在做事的还是有点急了，这一点不好，不仅对自己的工作有影响，也对周边的人造成了不好的影响。大三的上学期就要结束了，这学期我们学了好几门专业课，这是我们真正的接触的专业知识课，这些课程很重要，也正是这样的课程设计让我们对专业知识掌握的更好。在课程设计的过程中，老师给与我了很多的指导，身边的同学们也给了我很大的帮助，在此特感谢老师和同学们。河南城建学院16\n水泵及水泵站课程设计参考文献[1]《水泵与水泵站》机械工业出版社[2]《给水排水设计手册》（第1册）中国建筑工业出版社[3]《给水排水设计手册》（第10册）中国建筑工业出版社[4]《给水排水设计手册》（第11册）中国建筑工业出版社[5]《给水排水管道系统》机械工业出版社[6]《快速给排水设计手册》第4、5册河南城建学院16