泵与泵站课程设计说明书Word下载.docx

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1.设计流量和扬程的计算

1）.设计流量

为了减小输水管道各净水构筑物的尺寸，在这种情况下，输入管网时要求二级泵站中的泵昼夜不均匀工作。

因此，泵站的设计流量应为：

式中Qr——二级泵站中水泵所供给的流量（m3/h）；

Qd——供水对象最高日用水量（m3/d）；

β——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取β=1.05-1.1

T——为二级泵站在一昼夜内工作小时数。

考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.1则

近期设计流量为

Q=1.1×

×

1.4=3208.33m3/h=0.89m3/s

2）.泵站工作时的设计扬程

H1＝Zc+Hc+hs+∑h+h′

式中：

H1—二泵站工作时扬程，m；

Zc—管网控制点地面标高与清水池最低水位高差，控制点地面标高为145.5m，清水池最低水位标高为-4m，Zc＝145.5-122.5-（-4）=27;

hs—吸水管路水头损失，取2m；

—泵站至最不利点的输水管网和管网的总水头损失11.0m；

h′－安全水头，取2m；

Hc－控制点的自由水头，36m。

则

故

2.选择水泵

可用管路特性曲线进行选泵。

先求出管路特性曲线方程中的参数，因为

所以

因此，

3.管道系统特性曲线（Q-∑h）绘制

Q（L/S）

100

200

300

400

500

600

700

∑h（m）

0.15

0.62

1.40

2.49

3.9

5.623

7.65

H=Hst+SQ²

（m）

63

63.15

63.62

64.40

65.49

66.9

68.62

70.65

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

9.99

12.6

15.62

18.90

22.49

26.39

30.61

35.14

72.99

75.6

78.62

81.90

85.49

89.3

93.61

98.14

4.选泵方案的设立

根据管道系统特性曲线以及设计流量和设计扬程选泵，确定两种选泵方案。

方案一：

共选四台350S75，其中一台备用，以及工作时，三台并联，三台泵同时工作时的工况点M1（890，79.83）此时并联的每台泵的流量和扬程为点N（296.6L/s,79.83m）,由（Q-η）曲线克制350S75的水泵效率为82.38%。

其余数据见下表。

方案二：

共选四台350S125B，其中一台备用，三台并联工作，三台同时工作时的工况点M1（890，82.2）此时并联的每台泵的流量及扬程为N（296.6，82.29），由（Q-η）曲线克制350S125B的水泵效率为77.06%。

其余数据见下表

选泵方案比较

水泵型号

单泵运行参数

多泵运行参数

台数

总流量∑Q（L/S）

总扬程

总轴功率∑p（kw）

转速

n

流量

扬程

H（m）

轴功率

P（kw）

电动机功率

效率η（%）

方案

一

350S75

1450

296.6

79.83

281.8

355

82.38

3

600—890

79.8

845.5

79.7

283.2

82.78

2

300—600

566.3

79.6

1

<

283.1

方案二

350S125B

82.29

310.5

77.07

82.2

931.5

81.77

312.1

77.06

81.8

624.1

81.7

5.方案比较和选择

从扬程利用率，水泵台数，和效率综合考虑，选择方案一，三台300s75，互为备用。

6.消防校核

由Q-H曲线知当Q=Q消=3352.33m3/h时，H=77>

52m见T点。

所以所选水泵满足要求

。

7泵和电机的基本参数

8.机组基础尺寸的设计

由上可知，选Y400-39-4型号电机，则安装尺寸：

基础长度L＝地角螺钉间距+（400～500）

＝

基础宽度B＝地角螺钉间距+（400～500）

＝

，取1200mm

基础高度H＝

其中

—水泵重量（kg）;

—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）

最终确定水泵占地2.2m×

1.5m×

2.7m。

9.水泵的吸水管路与压水管路的布置

当三台泵300s75型水泵并联工作，每台泵单独工作时，其流量

；

为吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN=500mm的铸铁管，压水管管径DN＝400mm的铸铁管。

当吸水管管径DN＝500mm时，流速v=1.52m/s；

当压水管管径DN＝400mm时，流速v=2.36m/s。

每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371X型涡轮传动对夹式蝶阀，DN＝500mm，L＝127mm，W＝187kg。

压水管设有多功能水泵控制阀，型号JD745X型阀，DN＝400mm，L＝980mm，W＝850kg。

并设有联络管（DN＝500mm），由两条输水干管（DN＝500mm）送往城市管网。

泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。

10.泵房形式的选择

根据清水池最低水位标高H=118.5m，

由：

NPSHR—汽蚀余量，已知取值5.8m

Hg—水泵安装地点的大气压力（mH2O），查表取Hg=9.5m

Hz—液体相应温度下的饱和蒸汽压力水头（m），查表取值0.42m

V1—水泵吸入口流速，取1.52m/s

Hs—水泵样本中给出的最大允许吸上真空高度（m）

所以，Hs=3.32m

综上确定泵房为矩形半地下式，四台台泵（三用一备）成横向单行排列。

吸水管道与压水管道直进直出，减少水头损失，

11.吸水井的设计

吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求，喇叭口采用垂直布置的形式。

吸水井最低水位＝清水池最低水位－清水池至吸水井水头损失＝118.5-0.3＝118.2m；

（0.3为吸水井水头损失粗略估计）

水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.25～1.5）d=1.4×

500=700mm；

水泵吸水管进口喇叭口长度L≥3.0×

D=3×

700=2100mm；

喇叭口距吸水井后井壁距离≥（0.8-1.0）D＝1.0×

700＝700mm；

喇叭口之间的距离H`≥（1.5～2.0）D＝2.0×

700＝1400mm；

喇叭口距吸水井井底距离≥（0.6～0.8）D＝560mm；

喇叭口距吸水井侧井壁距离≥1.5D=1050mm；

喇叭口淹没水深h≥（1.0～1.25）H`＝3000m。

所以，吸水井长度为14000mm，吸水井宽度为4200mm（调整为5000mm），吸水井高度为6800mm（包括超高300）。

12.管道配件的选取

13.各工艺标高的设计

泵轴安装高度

，查表得

但考虑到长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，取∑hs=1.0m.

水泵的安装高度为：

HSS＝HS′－v12/2g－∑hs）

其中，HSS——水泵的安装高度（m）

HS′——修正后的允许吸上真空高度（m）

HS′＝HS－（10.33－ha）－（hva－0.24）

其中,hva——实际水温下的饱和蒸汽压力.查表取值0.42m

HSV＋HS＝（ha－hva）＋v12/2g

其中,HSV——水泵的气蚀余量（m）5.8m.

HS——水泵厂给定的允许吸上真空高度（m）.

300S75型水泵的安装高度为：

5.8＋HS＝（10.33－0.42）＋1.522/2g,得HS=4.22m

HS′＝4.22－（10.33－10.33）－（0.42－0.24）=4.04m

HSS＝4.04－1.522/2g－1.0=2.92m

泵轴标高＝吸水井最低水位+Hss＝118.5+2.92=121.42m。

基础顶面标高＝泵轴标高-泵轴至基础顶面高度＝121.42-0.95＝120.47m。

泵房地面标高＝基础顶面标高-0.50＝119.97m。

泵房高度的确定：

采用LD-A型电动单梁起重机

泵房高度

泵房地上部分高度（米）

从天花板到梁部距离，取0.3m

行车梁高度，取0.55m

行车梁底至起重钩中心的距离，取0.93m

起重绳的垂直长度，取1.5m

最大一台水泵或电机的高度，取2.1m

汽车高度，取0.8m

吊起物与汽车高度差，取0.2m

检修平台厚，取0.2m

，

泵房地下部分高度（米）

由于室外地面标高为126.7.m泵房地面标高为122.5m。

故H2=126.7-122.5=4.2m

综上，泵房高度H=H1+H2=6.58+4.2=10.78。

水泵机组采用单排顺列式布置。

水泵间距1.5m，水泵与配电设备间距3.5m，水泵距大门口4m；

水泵距吸水管侧墙2.3m；

泵房长40m,宽8.8m，净高10.78m。

14.复核冰冻线

出水管的中心标高为242.42m，所以出水管埋深为3.08m>

最小覆土厚度＝0.7m，所以埋深满足要求。

15.附属设备的选择

1.起重设备

最大起重量为300S75型水泵重量Wp＝1200kg；

最大电机重量为：

Wp＝4500kg。

为此，选用LDH型电动单梁环形轨道起重机（定制，起重量3T，单梁，跨度9.5m，起吊高度12m），配套电动机型号ZDY21-4。

2.引水设备

真空泵的排气量

—真空泵的最大排气量（m3/s）；

—漏气系数（1.05～1.10）；

—最大一台水泵泵壳内空气容积（m3）；

—吸水管中空气容积；

—一个大气压的水柱高度，取10.33；

—水泵引水时间（h），一般小于5min；

—离心泵的安装高度（m）；

真空泵的最大真空度

—真空泵的最大真空度（mmHg）；

—离心泵的安装高度（m），最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差。

根据

和

选取SZ-4J型水环式真空泵2台，一备一用，电动机选型号Y315S-8布置在泵房靠墙边处。

3.排水设备

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（也可以直接排到地面）。

泵房的排水量一般按20-40m3/h考虑，排水泵静扬程按5.49m计，水头损失大约3米，故总扬程在5.49+3＝8.49m左右，可选用IS80-65-160型离心泵（Q＝15-30m3/h，H＝7.2-9m，N＝1.5Kw，n＝1450r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为90L-4。

4.通风设备

半地下式泵房，泵房埋深不大，无需专门的通风设备。

5.计量设备

安装电磁流量计统一计量，型号为德国E+H，参数为Promag50/53W。

13.根据上述计算作图：

详见A3图纸

参考资料：

《给水排水设计手册》第1、3、11、12册

给水排水工程快速设计手册

室外给水设计规范（GB50013－2006）

姜乃昌.《泵与泵站》（第五版）.建筑工业出版社，2007.

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