《泵与泵站》课程设计课件复习进程Word格式.docx
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查规范可得：
输水铸铁管的设计流速范围1.0~1.5m/s，最高日用水量为4万m3/d，有两条输水管，按每条输水管承担2万m3/d。
通过计算，当管径为500mm时，输水管的流速为1.18m3/s，符合要求
（2）设计流量的确定
该城市管网无设置水塔，因此设计的泵站采取分级供水方式，既设计流量Q按最高日最高时用水量计算，已知：
最高日用水量Qd=4×
104m3/h，时变化系数Kh=1.6，因此最高日最高时用水量为：
（3）设计扬程的估算
1）水泵所需的静扬程的HST：
当吸水井水位最高时：
HST=20.00－17.70=2.30m
当吸水井水位最低时：
HST=20.00－14.20=5.80m
水泵所需的静扬程由供水的最不利点决定，故水泵所需的静扬程为5.80m
2）泵站至管网起点的水头损失∑h输：
泵站至管网起点的水头损失，以最不利情况计算，既当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％的设计流量。
由此计算得出每条输水管的设计流量：
Q’=0.75Q=0.75×
741L/s=556L/s
由《给水排水设计手册第一册》401页的水力计算表可查得
当Q=550L/s时，V=2.80m/s，1000i=20.7
当Q=560L/s时，V=2.85m/s，1000i=21.4
利用“内插法”可求得Q’=500L/s输水管的水力坡度i为：
1000i=21.089v=2.83m/s
所以输水管的水头损失为：
∑h输=1.1×
21.089×
10-3×
500=11.60
（其中1.1是包括局部损失而加大的系数）
3）泵站内的管道水头损失hp初估计为2m
4）安全水头初估计为2m
5）已知管网最不利点的水头损失为12m，服务水头为20m。
则水泵的设计
总扬程为：
H=HST+Hsev+∑h输+∑h网+hp+安全水头
=5.80+20.00+11.60+12.00+2+2=53.40m
三、初选泵和电机
（1）可选用的泵及其性能
在课程设计当中，只考虑sh型水泵。
当在最不利的情况下，流量和扬程要求最大时，Q=471L/s,H=53.40，在sh型水泵性能曲线型谱图上画出a点（741,53.40）
流量和扬程要求最小时，Q=30L/s,由于流量极小。
泵站、输水管和配水管网中的水头损失也很小，现假定此三者之和为2m，则该点的扬程为：
H=HST+Hsev+2+hp+安全水头H=5.80+20+2+2=29.8m，故Q=30L/s，H=29.8m。
在Sh型水泵性能曲线型谱图上画出b点（30,29.8）。
连接a、b两点，选泵的范围即落在与ab连线相交的泵高效段内。
初选结果如下：
12Sh-9A12Sh-9B20Sh-920Sh-9A
各泵的参数见下表：
泵型号
流量
（L/s）
扬程
（H）
转数
（r/min）
功率（KW）
效率（％）
吸上高度
Hs（m）
叶轮直径
（mm）
重量
（kg）
轴功率
电动机
功率
12Sh-9A
147
55
1470
99.2
155
80
4.5
402
809
200
49
115.6
83
248
42
131
78
12Sh-9B
140
47.2
135
378
190
43
232
37
20Sh-9
430
66
970
340
520
82
4
682
2570
560
59
390
680
50
433
77
20Sh-9A
58
300
380
74
640
530
347
75
630
360
（三）上海的文化对饰品市场的影响72
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（2）管道的特性曲线
管道的的沿程阻力系数和局部阻力系数之和S=（∑h输+∑h网+hp）/Q2=（11.6+12+2）/0.7412=46.66（S2/m2）
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（3）泵的组合方案及比较：
根据初选泵组合不同的方案，查手册《给水排水设计手册材料设备续册二》112页，在坐标纸上做出各泵的单泵特性曲线和不同组合下并联的特性曲线，以及管道特性曲线（见附图），结合附图与表格比较两个方案，选出最佳方案
方案编号
用水变化范围
运行泵及其台数
泵扬程
（m）
所需扬程
利用率
（％）
泵效率
方案一选用
两台12Sh-9A
一台20Sh-9A
690-760
56-55
50-55
89-100
80-83
73-78
590-690
一台12Sh-9A
54-50
44-50
81-100
81-83
70-78
520-590
50-44
40-44
78-100
290-520
56-40
32-40
63-100
75-83
＜290
＞32
＜32
＜83
方案二选用
一台12Sh-9B
一台20Sh-9
680-760
58-55
49-55
85-100
80-82
75-78
470-680
63-49
38-49
60-100
290-470
48-38
32-38
67-100
70-77
75-82
260-290
39-31
31-32
80-100
70-75
＜260
＞31
＜31
＜80
经过对比可得出：
方案一的扬程利用率高于方案二，同时方案一的泵效率优于方案二，并且方案一泵的型号整齐简单，易管理和维护，因此最终选择方案一，既为两台12Sh-9A，两台20Sh-9A（一台20Sh-9A为备用泵）
（4）电动机的选择
查看《给水排水设计手册第十一册》第一版（其余的参考手册为第二版），从泵的功率和转数，选择与之相匹配的电动机，最终确定电动机的方案
水泵型号
电动机型号
（Kw）
电压
（V）
JS-116-4
1080
JSQ-1410-6
985
3550
6000
（5）机组基础的确定
1）机组的基础尺寸
机组基础搭配
总长
总宽
水泵重量
电机重量
总重量
12Sh-9A、JS-116-4
2254
1020
1889
20Sh-9A、JSQ-1410-6
3282
1340
6120
12Sh-9A泵与JS-116-4电动机组基础
20Sh-9A泵与JSQ1410-6电动机组基础
2）基础高度的确定
12-Sh-9A型水泵与JS-116-4型电机的基础高度：
20Sh-9A型水泵与JSQ-1410-6型电机的基础高度：
四、吸、压水管路的设计
（1）查《给水排水快速设计手册》可得吸压水管的流速要求如下：
管径（mm）
d＜250
250≤d＜1000
吸水管流速（m/s）
1.0~1.2
1.2~1.6
压水管流速（m/s）
1.5~2.0
2.0~2.5
（2）在水泵的单泵特性曲线、并联特性曲线和管道的特性曲线图上可看出：
1）单台12Sh-9A水泵单独运行时，最大流量Q=290L/s，吸水管采用钢管，查《给水排水设计手册第一册》367页：
吸水管：
D=500mm，V=1.42m/s，1000i=5.23
压水管：
D=400mm，V=2.24m/s，1000i=17.3
2）单台20Sh-9A水泵单独运行时，最大流量Q=590L/s，吸水管采用钢管，查《给水排水设计手册第一册》367页：
D=700mm，V=1.53m/s，1000i=4.0
D=600mm，V=2.02m/s，1000i=8.3
五、机组及管路布置
（1）机组布置
本设计的送水泵站为矩形，机组布置采用横向排列的方式。
每台泵都有单独的吸水管，各泵的压水管引出泵房后在连接起来，最后汇到两台DN500的铸铁管输水管中。
（2）管路的布置
管路布置见下图：
管路布置图
12Sh-9A水泵的管路的配件见下表
管路
编号
设备名称
型号规格（mm）
局部阻力
系数
数量
吸水管路
1
吸水喇叭口
DN500×
DN750
H1=530,H2=119
0.5
2
90°
同径弯头
DN500
0.64
3
柔性穿墙套管
DN500,L=500
/
手动闸阀
Z41T-10型明杆楔式
DN=500，L=540
0.06
5
柔性接头
可曲挠橡胶接头
DN=500，L=255
0.21
6
偏心渐缩管
DN300,L=715
0.2
压水管路
7
同心渐扩管
DN400×
DN300,L=510
8
DN=600，L=260
9
止回阀
H44X-10旋启式
DN=400，L=900
1.7
10
电动蝶阀
D971X型电动对夹式
DN400，L=155
11
DN500,L=400
12
异径三通
DN400
1.5
13
同径三通
14
手动蝶阀
D371X型蜗轮传动对夹式
DN=500，L=127
15
DN500，L=155
20Sh-9A水泵的管路的配件见下表
局部阻力系数
DN700×
DN1050
0.56
H1=740,H2=159
DN700
0.68
DN700,L=500
DN=700，L=660
DN=700，L=260
DN500,L=706
DN600×
DN300,L=520
0.34
H44TX-10旋启式
DN=600，L=1300
DN600，L=155
异径弯头
0.67
DN600,L=500
说明：
1）12Sh—9A的吐出锥管尺寸为DN200×
DN300，L=500mm。
20Sh—9A的吐出锥管尺寸为DN300×
DN500，L=1000mm
2）为了节省面积，闸门井设在泵房外，井的直径为2000mm，闸门井中设的是一个DN500的电动蝶阀和DN500的手动蝶阀
六、泵站内管道的水头损失计算
取一条最不利线路，从20Sh-9A吸水口经过闸门井最终到输水干管为计算线路图（如下图所示）
泵站内部最不利线路
（1）吸水管路的水头损失∑hs
本设计取吸水管长为8m，由四
（2）可得，吸水管中的流速为V1=1.53m/s，流入泵中的速度V2为：
吸水管的水力坡度1000i=4.00，因此：
（2）水泵本身的水头损失
（3）压水管路的水头损失∑hd
本设计取压水管长为20m，由四
（2）可得，压水管中的流速为V3=2.02m/s
在DN500的输水管的流速V4为：
压水管的水力坡度1000i=8.3，因此：
（注：
根据最不利点各个三通的水流特点，
分别取0.1、0.1、1.5）
终上所述可得：
泵站内部的水头损失为：
水泵所需的实际扬程为：
H=HST+Hsev+∑h输+∑h网+∑h泵站+安全水头=5.80+20.00+11.60+12.00+2.59+2=53.99m
七、消防校核
消防按一处发生火灾进行计算可得：
消防所需扬程：
H=HST+Hsev+∑h输+∑h网+∑h泵站+安全水=5.8+10+11.60+17.50+2.59+2=49.49m（该式中消防的服务水头取10m）
消防所需流量：
Q=741+30L/s。
在坐标纸上做出点（771,49.49），可得所选的水泵在发生火灾时无需备用泵也能满足消防要求
八、辅助设备的选择和布置
（1）起重设备
水泵和电机是不带底座的，因此泵和电机可以分开起吊。
最大的起重设备为电机JSQ-1410-6，重量3550kg。
泵房大概跨度为8米多，查《给水排水设计手册第十一册》670页，选择LD-A型电动单梁起重机，跨度Lk=7.5米，起重量为5吨。
（2）真空泵的选择
启动引水设备选用真空泵，真空泵的排气量Q为
（注：
20Sh-9A的吸水口到出水闸阀的距离为3.6m）
真空泵的最大真空度Hvmax
查《给水排水设计手册第十一册》173页，选用两台SZ-1J型真空泵（一用一备）
（3）排水设备
在泵房内设排水沟200×
200，另设50QWDL-15潜水排污泵
（4）通风设备
泵房设计为半地下室泵房，采用自然通风设有高低窗，并且保证足够的开窗面积
九、泵站各部分标高的确定
（1）泵的安装高度
12Sh-9A水泵的允许吸上真空高度Hs=4.5m，20Sh-9A水泵的允许吸上真空高度Hs=4.0m，所以按20Sh-9A水泵来计算安装高度Hss（假设水温为20℃，海拔为100m）
所以安装高度取2.5m
（2）吸水井高度的确定
1）按照规范，从吸水井最低水位到喇叭口的浸没深度不应小于0.5~1.0m，取浸没深度为1.0m，故喇叭口的标高为H喇叭口=14.20－1.0m=13.20m
2）按照规范，从吸水井井底到喇叭口的距离应符合0.8D，D为喇叭口的最宽出口的直径。
即H井底=13.20－0.8×
1.050m=12.36m
（3）各泵轴、管轴和基础的标高确定
1）由九
（1）可得安装高度为2.5m，则泵轴的标高H泵轴=14.20+2.5m=16.70m，查手册《给水排水设计手册材料设备续册二》得：
泵轴与吸水管轴
的距离（mm）
泵轴与压水管轴
泵轴与基的距离（mm）
265
304
425
545
900
2）20Sh-9A各标高的确定
吸水管的管轴标高吸轴=16.70－0.425m=16.275m
压水管的管轴标高H压轴=16.70－0.545m=16.155m
基础的标高H基础16.70-0.900m=15.800m
3）12Sh-9A各标高的确定
吸水管的管轴标高吸轴=16.70－0.265m=16.435m
压水管的管轴标高H压轴=16.70－0.304m=16.396m
基础的标高H基础16.70-0.520m=16.18m
4）泵房地面标高H泵地=15.8-0.4m=15.400m（基础突出地面的高度定为0.4m）
（4）泵房工作平台的标高
泵房工作平台设计为比地面高出400mm，所以工作平台的标高：
H工作=17.20+0.4m=17.60m
（5）泵房顶的标高
根据规范和手册，查出起重机的规格和要求，列出下表：
类型
高度差（m）
离屋顶的净空高度
0.1
机架自身高度
起重机电机与挂钩的高度
1.13
绳子的长度取最宽起吊物的1.2倍
最宽设备为JQ-1410-6电机，宽度为1.75m
1.2×
1.75=2.1
最高起吊物20Sh-9A水泵的高度
1.457
起吊后离地面的净空值
综上可得，泵房到工作平台的高度H=0.1+0.56+1.13+2.1+1.457+2m=7.347m
所以，泵房顶的标高H房顶=17.50+7.347m=24.847m
（6）泵房的平面尺寸的确定
1）泵房的长度
由于电动机的功大于55KW，按照横向排列各部分的尺寸的要求所得，基础与基础之间的距离为2m，基础与墙的距离为3.2m,，所以泵房的长度为:
L=3.2×
2+2×
3+2×
2.254+2×
3.282m=23.472m
2）泵房的宽度
为了使在泵房内的设备能够易安装和拆卸检修，吸水管一侧距墙的宽度大于1.5m，考虑吸水管设有其他配件，取3m，压水管一侧距墙的宽度大于3m，考虑压水管设有较多的其他配件，取5m，所以泵房的宽度为：
B=3+5+1.340m=9.340m
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