泵房設(shè)計(jì)計(jì)劃書

1、目錄一、設(shè)計(jì)說明書- 2 -1.1工程概述- 2 -1.2、設(shè)計(jì)概要- 2 -二、設(shè)計(jì)計(jì)算- 3 -2.1 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：- 3 -2.2、初選泵和電機(jī)- 5 -2.2.1管道特性曲線的繪制- 5 -2.2.2 水泵選擇- 5 -2.2.3 水泵參數(shù)- 6 -2.3、吸水管路的設(shè)計(jì)- 7 -2.3.1流量Q- 7 -2.4、壓水管路的設(shè)計(jì)- 8 -2.5、水泵間布置- 9 -2.5.1.基礎(chǔ)尺寸確定- 9 -2.5.2.基礎(chǔ)布置- 9 -2.6.水泵房安裝高度- 11 -2.7.吸水管與壓水管的水損計(jì)算中心- 11 -2.8輔助設(shè)備設(shè)計(jì)- 13 -2.8.1.引水設(shè)備- 13

2、-2.8.2.起重設(shè)備的選擇- 14 -三、泵站噪聲及其消除- 15 -四、 參考文獻(xiàn)- 16 -一、設(shè)計(jì)說明書1.1工程概述(一) 工程概括中山市因發(fā)展需要，原有的第一水廠已不能滿足居民的用水要求，因此，規(guī)劃設(shè)計(jì)日產(chǎn)水能力為12萬m3的第二水廠，給水管線設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，現(xiàn)需設(shè)計(jì)該水廠取水泵房。(二) 設(shè)計(jì)資料中山市新建第二水廠工程近期設(shè)計(jì)水量為60000m3/d，要求遠(yuǎn)期發(fā)展到90000m3/d，采用固定取水泵房用兩條自流管從江中取水。水源洪水位標(biāo)高為30.00m（1%頻率），常水位標(biāo)高為23.00，枯水位標(biāo)高為,12.00m（97%頻率）。凈水構(gòu)筑物前配水井的水面標(biāo)高為38.00m，自流取水

3、管全長(zhǎng)100m，泵站到凈化場(chǎng)的輸水干管全長(zhǎng)700米，試進(jìn)行該取水泵站的工藝設(shè)計(jì)。 中山市位于我國華南地區(qū)，是廣東省轄地級(jí)市，位于珠江三角洲中南部， 北連廣州毗鄰港澳，自然資源豐富，交通便利，是我國沿海開放城市之一，自改革開放以來，全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，城市建設(shè)得到了迅猛發(fā)展。該地區(qū)規(guī)劃水源為北江。自然條件；1 地理位置 東經(jīng)113度 北緯22度 城市地形較平坦，其吳淞標(biāo)高為32米，氣象資料，歷年最高氣溫39度，最低氣溫-1度，常年平均溫度22，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，降雨量年均為1730毫米，冬季冰凍期為五天深度為0.1米土壤承載力2.4kg/cm2，淺層地下水離地面1.6米，地面水水源水量豐富，水質(zhì)符合

4、國家規(guī)定的飲用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因河道航運(yùn)繁忙，取水構(gòu)筑物不得影響航運(yùn)。1.2、設(shè)計(jì)概要 取水泵站在水廠中也稱一級(jí)泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵站由于它靠江臨水的確良特點(diǎn)，所以河道的水文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會(huì)影響到取水泵上本身的埋深、結(jié)構(gòu)形式以及工程造價(jià)等。其從水源中吸進(jìn)所需處理的水量,經(jīng)泵站輸送到水處理工藝流程進(jìn)行凈化處理。本次課程設(shè)計(jì)僅以取水泵房為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中通過粗估流量以及揚(yáng)程的方法粗略的選取水泵；作水泵并聯(lián)工況點(diǎn)判斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來評(píng)估經(jīng)濟(jì)合理性以及各泵的利用情況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以此節(jié)約用

5、地，根據(jù)布置原則確定各尺寸間距及長(zhǎng)度，選取吸水管路和壓水管路的管路配件，各輔助設(shè)備之后，繪制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。設(shè)計(jì)取水泵房時(shí)，在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均應(yīng)有周詳?shù)挠?jì)算。在施工過程中，應(yīng)考慮到爭(zhēng)取在河道枯水位時(shí)施工，要搶季節(jié)，要有比較周全的施工組織計(jì)劃。在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。此外，取水泵站由于其擴(kuò)建比較困難，所以在新建給水工程時(shí)，可以采取近遠(yuǎn)期結(jié)合，對(duì)于本例中，對(duì)于機(jī)組的基礎(chǔ)、吸壓水管的穿插嵌管，以及電氣容量等我們應(yīng)該考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性，所以用遠(yuǎn)期的容量

6、及揚(yáng)程計(jì)算。對(duì)于機(jī)組的配置，我們可以暫時(shí)只布置4臺(tái)14sh-13A型水泵（一臺(tái)備用，3臺(tái)工作），遠(yuǎn)期需要擴(kuò)建時(shí)，再增加一臺(tái)同型號(hào)的水泵。二、設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：2.1.1 設(shè)計(jì)流量Q為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸，節(jié)約基建投資，在這種情況下，我們要求一級(jí)泵站中的泵晝夜不均勻工作。因此，泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為：式中 Qr一級(jí)泵站中水泵所供給的流量(m3h)；Qd供水對(duì)象最高日用水量(m3d)；為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取=1.05-1.1T為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)?？紤]到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取水自用系數(shù)=1.05,則

7、近期設(shè)計(jì)流量為 Q=1.05 =2625m3/h=0.729m3/s遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為 Q=1.05=3937.5m3/h=1.094m3/s2.1.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程HST靜揚(yáng)程HST的計(jì)算 通過取水部分的計(jì)算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條自流管道通過75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失0.225m，則吸水間中水面標(biāo)高最高為30.00-0.225=29.775m；最低水面標(biāo)，12.00-0.225=11.775m,所以泵所需靜揚(yáng)程HST 為：洪水位時(shí)，HST=38-29.775=8.225m枯水位時(shí)，HST=38-11.775=26.225m輸水干管中的水頭損失h

8、設(shè)采用兩條DN900的鑄鐵管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修，另一條輸水管應(yīng)通過75%的設(shè)計(jì)流量（按遠(yuǎn)期考慮），即Q=0.753937.5=2953.125m3/h=0.8205m3/h。根據(jù)以上水利計(jì)算表得管內(nèi)流速 v=1.29m/s,i=2.04,所以輸水管路水頭損失；=1.10.00204700=1.575m自流管：對(duì)自流管取管徑DN=900mm，v=1.29m/s，1000i=2.04，在最不利情況下，即一條自流管檢修。另一條自流管通過75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)，從取水泵站到泵房吸水間的全部水頭損失為：h=1.10.00204700=1.575m，則則吸水間中最高水面標(biāo)高Hmax=30.

9、00-0.225=29.775m吸水間中常水面標(biāo)高Hmin=23.000-0.225=22.775m吸水間中最低水面標(biāo)高H=12.00-0.225=11.775m泵所需凈揚(yáng)程Hst為：洪水位時(shí)，HST=38-29.775=8.225m常水位時(shí)，HST=38-22.775=15.225m枯水位時(shí)，HST=38-11.775=26.225m設(shè)泵站內(nèi)管路中的水頭損失hp：粗步估計(jì)為2m則泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程： 枯水位時(shí)，H=26.225+1.575+2+2=31.8m常水位時(shí)，H=15.225+1.575+2+2=20.8m 洪水位時(shí)，H=8.225+1.575+2+2=13.8m2.2、初選泵和電機(jī) 2.

10、2.1管道特性曲線的繪制管道特性曲線的方程為： H=HST+=HST+SQ2式中 HST 最高時(shí)水泵的凈揚(yáng)程，m; 水頭損失總數(shù)，m; S沿程摩阻與局部阻力之和的系數(shù)；Q最高時(shí)水泵流量，m3/sHST=26.225m ,把Q=984.375m3/h,H=31.8m,代入上式得:S=74.564，所以管路特性曲線即為:H= HST+74.564Q2=26.225+74.564Q2可由此方程繪制出管路特性曲線,見圖Q(m3/h)0 600 1000 1700 2000 h(m)0.0000 2.0712 5.7534 16.6273 23.0136 H(m)26.2250 28.2962 31.9

11、784 42.8523 49.2386 2.2.2 水泵選擇選泵的主要依據(jù)：流量、揚(yáng)程以及其變化規(guī)律大小兼顧，調(diào)配靈活 型號(hào)整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ) ”大中型泵站需作選泵方案比較。根據(jù)上圖選擇水泵如下：在近期選用四臺(tái)14sh-13A型泵，三用一備，在遠(yuǎn)期則再增加一臺(tái)同型號(hào)泵，即在遠(yuǎn)期將是四用一備。再選用JR-126-4型號(hào)的電機(jī)進(jìn)行配套使用。根據(jù)以上的泵與電機(jī)的性能數(shù)據(jù)可知選用此泵可以滿足該泵房的取水要求。2.2.3 水泵參數(shù) 14sh-13A型泵：流量范圍為864-1332m3/h,揚(yáng)程為31.5-42m,轉(zhuǎn)速為1470，最大吸上真空高度為3.5m

12、,泵重為1000公斤，價(jià)格大概為2761元每臺(tái)。JR-126-4型電機(jī)：功率為225千瓦，轉(zhuǎn)速1470，重1660公斤，價(jià)格大概在6500元每臺(tái)。14sh-13A水泵的性能及外形尺寸： 14sh-13A型泵的外形尺寸形式圖： 2.3、吸水管路的設(shè)計(jì)2.3.1流量QQ1=987.375m3/h = 0.274m3/s2.3.2吸水管路的要求 不漏氣 管材及接逢 不積氣 管路安裝 不吸氣 吸水管進(jìn)口位置 設(shè)計(jì)流速： 管徑小于250時(shí)，V取1.01.2 m/s， 管徑等于或大于250時(shí)，V取1.21.6 m/s2.3.3 吸水管路直徑 采用DN500鋼管，則V=1.35m/s,1000i=4.712

13、.3.4 吸水管路的設(shè)計(jì)吸水管與洗水間采用平接，所以不需要用喇叭管，只采用了異徑管和閘閥。2.4、壓水管路的設(shè)計(jì)2.4.1 .流量QQ1=984.375m3/h = 0.274m3/s2.4.2.壓水管路要求要求堅(jiān)固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)可高法蘭接口。為了防止不倒流，應(yīng)在泵壓水管路上設(shè)置止回閥。壓水管的設(shè)計(jì)流速：管徑小于250時(shí)，為1.52.0 m/s,管徑等于或大于250時(shí)，為2.02.5 m/s壓水管的選取采用DN400鋼管，則V=2.12m/s，1000i=15.62.4.3.壓水管路配件 止回閥 采用HH4410微阻緩閉式止回閥，其規(guī)格為 5

14、00S35-20sh-13:DN400，L=1180，=0.39 電動(dòng)閘閥 采用Z945T10電動(dòng)暗桿楔式閘閥，其規(guī)格為： 500S35-20sh-13:DN400, L=600,W=1018 kg , =0.06同心漸擴(kuò)管 壓水管路上的漸擴(kuò)管規(guī)格如下：500S35-20sh-13：DN400, L=600, =0.11.設(shè)在聯(lián)絡(luò)管上的漸擴(kuò)管規(guī)格： DN400 900,L=800, =0.34三通管： DN400-900-900,L=1200, =0.782.5、水泵間布置2.5.1.基礎(chǔ)尺寸確定 機(jī)組基礎(chǔ)的作用是支撐和固定機(jī)組，便其運(yùn)行不致發(fā)生劇烈震動(dòng)，更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷。因此對(duì)基礎(chǔ)的要求

15、如下：a) 堅(jiān)實(shí)牢固，除能承受機(jī)組的靜荷載外，還能承受機(jī)械振動(dòng)荷載。b) 要澆在較堅(jiān)實(shí)的地基上，不宜澆在松軟的地基或新填土上，以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷。結(jié)合以上要點(diǎn)及所選泵的類型，本次設(shè)計(jì)選用混凝土塊式基礎(chǔ)。由于所選泵均不帶底座，所以基礎(chǔ)尺寸的確定如下：基礎(chǔ)長(zhǎng)：L=水泵地腳螺釘間距（長(zhǎng)度方向）+（400500）基礎(chǔ)寬：B=水泵地腳螺釘間距（寬方向）+（400500）基礎(chǔ)高：H=（2.54.0）（Wp+Wm）/(L*r)因此，500S35-12sh-13型泵： L=B+B1+L2+L3+（400500）=630+1020+760+580+450=3226,取3300m B=A+400=710

16、+450=1160， 取1200 H=3.0（1000+1660）9.8（3.31.223520）=1.12m 連同泵房底板在內(nèi)電機(jī)基礎(chǔ)高H取3.82米.2.5.2.基礎(chǔ)布置基礎(chǔ)布置情況見取水泵站詳圖。泵機(jī)組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小以節(jié)約成本。機(jī)組的排列方式采用機(jī)組橫向排列方式，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡(jiǎn)單，且水力條件好。同時(shí)因各機(jī)組軸線在同一直線上，便于選擇起重設(shè)備。 機(jī)組與管道布置本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，此類泵房平面面積相對(duì)較小，可以減少工程造價(jià)。為了盡可能地充分利用泵房?jī)?nèi)的面積將四臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列

17、成兩排，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反向轉(zhuǎn)向，在訂貨時(shí)應(yīng)予以說明。每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來。對(duì)于房?jī)?nèi)機(jī)組的配置，我們可以采用近期購買安裝4臺(tái)14sh-13A型水泵，3臺(tái)工作，一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期需擴(kuò)建時(shí)，再添加一臺(tái)14sh-13A型水泵，4臺(tái)工作，一臺(tái)備用。水泵間平面尺寸的確定水泵機(jī)組采用四臺(tái)交錯(cuò)并列布置成兩排,泵房采用長(zhǎng)方形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵房?jī)?nèi)水泵的排布位置和尺寸的具體數(shù)據(jù)圖： 泵房平面布置圖 橫向排列各個(gè)部分尺寸應(yīng)滿足下列要求： D1:進(jìn)水側(cè)泵與墻壁的凈距 D11000，取D1=2200B1:出水側(cè)泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 B13000,取B1=3000A1:泵凸出部分到墻壁的凈

18、距 A1=最大設(shè)備寬度+0.5m=1250+500=1750取2200C1:電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距 C1=電機(jī)軸長(zhǎng)+0.5m。但是,低壓配電設(shè)備應(yīng)C11.5m; 高壓配電設(shè)備應(yīng)C12m,C1取2000應(yīng)該是滿足的。E1:泵基礎(chǔ)之間的凈E1值與C1要求相同,即E1=C1=2000B:管與管之間的凈距 B0.7m F:管外壁與機(jī)組突出部分的距離 對(duì)于功率大于50KW的電機(jī)，F(xiàn)要求大于1000，取F=2000A2:泵及電機(jī)突出部分長(zhǎng)度 A2=200250D1:壓水管路管徑 D1=500L:機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)度 L=3300所以L= 1000*2+3560+9000*4+2660*2+2150+950*

19、2=19430 ，B=9472+1000*2=11472mm。2.6.水泵房安裝高度已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為11.775，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為10.285m（吸水管上緣的淹沒深度為11.775-10.285-0.25=1.24）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7m，則吸水間底板標(biāo)高10.285-0.25-0.7=9.335.洪水位標(biāo)高為30.00m,考慮1.0m的浪高，則操作平臺(tái)標(biāo)高為30.00+1.0=31.00m。故泵房筒體高度為：31.00-9.335=21.665m。泵房頂標(biāo)高=操作平臺(tái)標(biāo)高+泵房地上部分高度 =32.00+6.8=38.8m總的高度=泵房頂標(biāo)高

20、泵房?jī)?nèi)底標(biāo)高 =38.89.306=29.494m2.7.吸水管與壓水管的水損計(jì)算中心取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖7.1.吸水管路中水頭損失h s: h s=h fs+h ls1、吸水管路沿程水頭損失:h fs=l1is=0.002443.993=0.0092m2、局部水頭損失:h ls=(1+2) + 3式中 1吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，1=0.0752 DN5008鋼管閘閥局部阻力系數(shù)，按開啟度=0.125考慮，2=0.45；3 偏心漸縮管DN500500 ,3=0.80則 h ls=（0.75+0.40）1.351.35/(29.8) +0.22.122.1

21、2/(29.8) =0.153m 所以吸水管路總水頭損失為:h s=h fs+h ls=0.153+0.0092=0.162m2.7.2.壓水管路水頭損失h d:h d=h fd+h ld1、壓水管路沿程水頭損失: h fd=il=0.01423.2+0.013516.75=0.257m2、局部水頭損失:h ld=（1+2+3+4+5+6+7） 式中 1止回閥局部阻力系數(shù):0.41； 2手動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù):0.06；3壓水管上的電動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù):0.06； 4同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù):0.21； 5連接三通的同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù):0.31； 6出水管上的電動(dòng)機(jī)閘閥局部阻力系數(shù):0.06;

22、 7三通局部阻力系數(shù):1.02； v2壓水管的流速:2.12m/s。h ld=（0.41+0.063+0.21+0.31+1.02）2.122.12/(29.8) =0.486m所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.486+0.257=0.743m則泵站內(nèi)水頭損失:h=s+d=0.743+0.162=0.905m2m，比實(shí)際兩米的水頭損失小故符合假設(shè)的實(shí)際水頭損失。2.8輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 2.8.1.引水設(shè)備選用真空泵作為引水設(shè)備，其特點(diǎn)是水泵引水快，運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，真空泵的排氣量計(jì)算：Qv= 式中 Qv真空泵排氣量，單位為m3/min; Wp泵站內(nèi)最大一臺(tái)水泵泵殼

23、內(nèi)的空氣容積，相當(dāng)于泵吸入口到出水閘閥 的距離乘以吸入口面積，單位為m3; k漏氣系數(shù)，取k=1.05; Ws 吸水井最低水位算起到吸水管中空氣容積，單位為m3; Ha 大氣壓的水柱高度，取10.33m; Hss 離心泵安裝高度，單位為m; T 水泵充水時(shí)間，取5 min。 500S35-20sh-13型水泵的各部分參數(shù)： Wp=0.7210=3.85 Ws=0.52(0.6+1.18+0.267)=0.40 則 Qv= =1.27 m3/min最大真空值： Hsmax=Hss73.6=3.20673.6=235.96Hg 因此選擇2臺(tái)SZ2型水環(huán)真空泵（一臺(tái)備用），其性能如下： 抽氣量1.3

24、6 m3/min,極限真空度-88.5Kpa,耗水量10 L/min，重量W=140kg,配套電機(jī):Y112M-4，功率4Kw，轉(zhuǎn)速n=1450 r/min. 69 SZ-2型真空泵外形尺寸（帶底座）：（單位：mm）LL1L2L3L4B11001809590527190495B2B3B4H1H2H344539334347228282 基礎(chǔ)尺寸： 基礎(chǔ)長(zhǎng)度=809+（150200）=809+200=1009，取1000 基礎(chǔ)寬度=445+155=600 基礎(chǔ)高=82+（150200）=82+200=282，取3002.8.2.起重設(shè)備的選擇 1.選型 由前面設(shè)計(jì)可知，最大設(shè)備的重量為JR-137

25、-6型電動(dòng)機(jī)，其重量為2310，泵房寬8970,據(jù)此選用LDT3.2S型電動(dòng)雙梁式起重機(jī)，最大起重量為3200，配電葫蘆型號(hào)為AS416162/1，配UE小車，起升速度8m/min工字鋼630。其安裝尺寸: W=2500, E=476, H=687, L1=1131, L2=1790, b1=11252.泵房高度確定 泵房高度: H1=a+c+d+e+h式中 a雙軌吊車高度，0.687m； c行車軌道底至起重機(jī)鉤中心的距離，1.125m； d起重繩的垂直長(zhǎng)度（電動(dòng)機(jī)1.2x，x為起重機(jī)部件長(zhǎng)度，1.86m）； e電機(jī)高度，1.2m； h起吊物與平臺(tái)距離，取0.5m。則泵房地上部分高度H1=0.687+1.125+1.862+1.2+0.5=5.744m,為了安全起見取11m所以泵房總高度=31+11=42.00m3.排水設(shè)備 由于泵房較深，故采用電動(dòng)泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。 取水泵房的排水量一般按2040 m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按17.5m計(jì)，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在17.5+5=22.5m左右，可選用IS6550160A型離心泵（Q=1528m3/h, H=2722m, N=3kW, n=2900 r/min）兩臺(tái)，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，配套電機(jī)為Y100L2。 4.通風(fēng)