鄭州大學泵站課程設(shè)計說明書資料

1、鄭州大學課程設(shè)計題目：某取水泵站工藝設(shè)計學生姓名指導教師班 級專 業(yè)學 院2015年12月摘要.、八 、-1刖言 (1)1.1設(shè)計任務(wù) (1)1.2基本設(shè)計資料 (1)2送水泵站工藝設(shè)計 (1)2.1工程總體布置及主要設(shè)計參數(shù) (1)2.2泵站設(shè)計參數(shù) (2)2.3泵站設(shè)計揚程估算 (2)2.4初步選泵和電機 (3)2.5水泵機組的布置 (3)2.6吸水井的設(shè)計 (4)2.7管路設(shè)計與水泵校核 (4)2.8水泵安裝高程的確定 (7)2.9輔助設(shè)備選擇與布置 (7)2.10泵房建筑高度的確定 (9)2.11泵房平面尺寸的確定 (9)3結(jié)論 (9)參考文獻 (10)附圖泵站工藝平面圖和剖面圖泵站課

2、程設(shè)計說明書1摘要本設(shè)計完成了供水工程的取水泵站工藝設(shè)計，日供水能力為20000mVd，安全可靠地滿足了某企業(yè)生產(chǎn)用水量需求，包括以下幾方面內(nèi)容：首先確定該泵站的設(shè)計規(guī)模，之后進行工程總體布置，水泵選型布置，管路 設(shè)計，輔助設(shè)備選型布置，泵房類型選擇，以及泵房平面設(shè)計和剖面設(shè)計。關(guān)鍵詞：泵站水泵工藝2.1前言1）設(shè)計任務(wù)根據(jù)河流水資源的狀況，經(jīng)取水水源地方案論證，企業(yè)水廠從河流取水，本 設(shè)計完成的是水廠取水泵站工藝設(shè)計。2）基本設(shè)計資料（1）某企業(yè)擬建自用水廠一座，日供水能力 20000n3/d。水源采用地表水， 水源地位于企業(yè)西部。（2）自然條件地形描述：自主河槽到岸邊，地形變臺階，詳見河流

3、取水段地形圖。地震烈 度6度。地表水屬三類水，符合企業(yè)用水水源條件。河床最高洪水位為111.8米，（3）初步規(guī)劃部分結(jié)果為減少水廠泥沙處理費用，降低工程造價，工程規(guī)劃在河床中布置兩眼大口 井，每眼井供水10000n3/d，水井靜水位107.8米，設(shè)計動水位104.8米。兩眼井距離泵房的吸水管路長度均為200米，有喇叭口，彎頭，閘閥，漸縮 管等管件。局部阻力系數(shù)分別為0.1，0.6，0.07，0.2。凈水廠混合池設(shè)計水位124.8米，泵房到凈水廠的壓水管路長3500米，壓水 管路局部水力損失按沿程損失的10%計。2.2 工程總體布置及主要設(shè)計參數(shù)本工程河床較寬，采用河床式泵站，為減少水廠泥沙處理

4、費用，降低工程造 價，在主河槽附近布置兩眼大口井（兼作吸水井），通過引（吸）水管道將主河 槽水引至泵房水泵，在泵房東南側(cè)布置進場道路（引橋），在引橋下方設(shè)1.2m寬 臺階，在泵房周圍和進場道路兩側(cè)河床用干砌石加固，厚0.4米。泵站應(yīng)設(shè)置泵房間、配電間、值班室和檢修間（見附圖）。該取水泵房為半 地下式矩形泵房。泵站級別根據(jù)泵站設(shè)計規(guī)范參照泵站設(shè)計參數(shù)確定，泵房建筑物級別劃 分。2.3泵站主要設(shè)計參數(shù)（1）防洪標準泵房建筑物根據(jù)級別查泵站設(shè)計規(guī)范河床最高洪水位為111.8m（2）設(shè)計水位凈水廠混合池設(shè)計水位124.8米，水源設(shè)計最低水位104.8米，校核洪水位111.80m。（3）泵站設(shè)計流量由設(shè)

5、計資料可知，水廠供水規(guī)模為20000riVd，根據(jù)泵站供水方式，確定泵站設(shè)計流量 Q。Q=1.05X 20000- 24=875 m3/d=0.243 m 3/s2.4泵站設(shè)計揚程估算泵站設(shè)計揚程為H = Hst +E hev（ 1）=20+2.5+50.742 m = 73.242 m式中，H st 進水池最低水位與水廠混合池設(shè)計水位高差（mH）Hst = 124.800 104.800 = 20.000mH0。刀h為管路中的總水頭損失（mHO），包括沿程水頭損失 和局部水頭損失。輸水干管沿程水頭損失可按比阻法計算，局部水頭損失計算按沿程水頭損失10%計。輸水干管通過的設(shè)計流量為0.238m

6、3/d，根據(jù)經(jīng)濟設(shè)計流速V2= 1.52.5 m/s，使用球墨鑄鐵管，取管徑DN400則輸水干管流速乂= 1.894m/s，查手冊比阻 A= 0.2232 m3/d。壓水管路水頭損失刀hd= 1.1kALQ2=1.1 x 1X 0.2232 x 3500X 0.243八2 = 50.742m吸水管路與泵房內(nèi)管路水頭損失估算為2.5m.泵站裝置需要揚程 H= 20 + 2.5+50.742 = 73.242 m2.5初步選泵選泵的主要依據(jù)是泵站設(shè)計揚程H=73.242和泵站設(shè)計流量Q=0.243 nVs。單 泵設(shè)計流量Q=0.119根據(jù)選泵原則和選泵步驟，淘汰明顯不合理的選泵方案，符 合選泵原則

7、要求的水泵見表1.表1初選水泵性能列表泵的流量揚程轉(zhuǎn)數(shù)軸功率電機效率允許吸葉輪重量型號(kw)功率n上真空直徑(m/s)(m(r/min )(kw)(%高度(m(mm(kg )0.1007199.470610Sh-60.13565.11470112.613576.55.5460598050.0956183706.510Sh-6A0813575643058800根據(jù)表1,列舉出以下選泵方案：(1) 方案一為：選用2臺10Sh-6，備用1臺10Sh-6，總計3臺。(2) 方案二為：選用2臺10Sh-6A，備用1臺10Sh

8、-6A，總計3臺。 方案一水泵組合流量和揚程滿足要求。初選電機：根據(jù)10Sh-6型水泵的要求，選用配套三相交流異步電動機。 查電機型號表，選擇電機為表2電機性能參數(shù)表型號額定功率轉(zhuǎn)速重量JR115-4135KW1500r/mi n1180kg2.6水泵機組的布置與基礎(chǔ)(1) 本設(shè)計采用的是3臺Sh系列單級雙吸臥式離心泵，因此機組布置采用橫向排 列方式。(2) 機組基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)，混凝土容重丫= 23520N/m,機組的基礎(chǔ)深度計 算公式為3.0W、式中，V機組總重量（N ,l基礎(chǔ)長度（m, B 基礎(chǔ)寬度（m）,Y 基礎(chǔ)所用材料的容重（N/m）0（3）查給水排水設(shè)計手冊，得到 10Sh-6型

9、水泵機組的基礎(chǔ)平面尺寸為 2800mmX 800mm機組總重量為1778kg,為1778X 9.8=17424.4N則根據(jù)公式（2） 計算出其基礎(chǔ)深度為H3.0W= 3.0 X 17424.4 -（ 2.8 X 0.8 X 23520） =0.992mL B y2.7吸水井的設(shè)計根據(jù)資料給出的初步設(shè)計結(jié)果：根據(jù)場地條件，為降低造價，泵站的吸水井采用受力條件好的半地下式圓形 吸水井兩個，為避免泥沙進入吸水井中，降低泥沙處理費，設(shè)計成大口井，各有 1根吸水管路至于井中，吸水井設(shè)計動水位為104.8m,池頂高程為108.0m。吸水井口徑為3m深度7m有效容積為28m。兩眼大口井相距120米。2.8管

10、路設(shè)計由于鋼管的強度高，接口可焊接，因此吸水管路和出水管（泵房內(nèi)）均采用 壁厚為9mm勺鋼管，壓水管根據(jù)管道壓力采用的是球墨鑄鐵管。1管線的布置每臺水泵均有單獨的吸水管，伸入大口井中。水泵吸水管上設(shè)有普通平板式 閥門。輸水干管設(shè)檢修閥門井，布置在泵房外 3m左右位置，為普通平板式閥門 三條水泵出水管路在距離泵房后墻 1.095m處兩兩連接后，與DN400的輸水干管 相連。水泵出水管上設(shè)有對夾式蝸桿傳動蝶閥（D371XP- 10）對夾式液動蝶閥（D771X- 10）和逆止閥。管線詳細布置見附圖。2管路流速計算(3)4Q D2式中，Q 管路通過的設(shè)計流量（nVs ），D 管徑（m（1）吸水管路的流

11、速計算吸水管路兩條，單泵設(shè)計供水流量為0.119m3/s根據(jù)適宜設(shè)計流速V1 =1.05 1.5 m/s，經(jīng)計算采用 D = 350mm 根據(jù)式(3) v1=4X 0.119 - 3.14 -0.35A2=1.237 m/s。(2) 喇叭口的管徑確定及流速計算按照泵站設(shè)計規(guī)范要求，吸水管的喇叭口管徑 D 1.25Di D=437.5所以取D =450mm 則根據(jù)公式(3)v5=4X 0.119 - 3.14 - 0.4375A2= 0.792 m/s，符合泵 站設(shè)計要求。(3) 泵進口及出口流速計算水泵進口直徑C3 = 250mm則根據(jù)公式(3)計算得泵進口流速V3 = 4X 0.119 -3

12、.14 - 0.25A2=2.425 m/s；水泵出口管徑D4= 150mm則根據(jù)公式(3)計算得 泵出 口流速 V4= 4X 0.119 - 3.14 - 0.15八2=6.737 m/s。(4) 水泵出水支管的流速計算出水管路兩條，根據(jù)經(jīng)濟設(shè)計流速V2= 1.52.5 m/s,經(jīng)計算采用C2= 300mm 根據(jù)式(3)計算其經(jīng)濟流速 V2= 4X 0.119 - 3.14 - 0.3八2=1.684 m/s 。3吸水管路和壓水管路中水頭損失的計算管路沿程水頭損失根據(jù)設(shè)計資料可按比阻法計算，對于鋼管，計算公式如下：刀 hf=E AkkzLQ(4)式中，劉一鋼管壁厚不等于10mn時寸的修正系數(shù)

13、，對于本次設(shè)計 劉=1 k 3管中平均流速小于1.2m/s的修正系數(shù)A 比阻值管路局部水頭損失計算公式如下：2刀 hm=X Z(5)2g式中，Z 局部水頭損失系數(shù)管路總水頭損失刀hs=E hf + E hm0(1)吸水管路水頭損失的計算取12Sh-6型水泵吸水喇叭口至泵房外墻為最不利計算路線。A. 沿程水頭損失計算管徑350mm鋼管查手冊可知： A= 0.4078 ，k1 = 1，k3= 1吸水管路管長為200m則根據(jù)公式(4)計算得刀 hfs = 0.4078 X 1X 1X 200X 0.119八2 = 1.155mB. 局部水頭損失計算查手冊知：喇叭口局部阻力系數(shù) Z 1= 0.1，90

14、彎頭Z 2 = 0.5，120 彎頭Z 3 = 0.4，普通平板式閥門Z 4 = 0.07，偏心漸縮管DN35X 250的局部 阻力系數(shù)Z 5= 0.2 o則根據(jù)公式(5)計算得2 2刀 hms= ( Z 1+ Z 2+ Z 3+ Z 4)也-+ Z 3笙 =(0.1 + 0.5 + 0.4 + 0.07 )2g2gX 1.237八2/(2 X 9.81) + 0.2 X 2.425八2/(2 X 9.81) = 0.143m所以，吸水管路水頭損失刀hs= 1.155 + 0.143 = 1.298m(2)壓水管路水頭損失的計算A. 泵房內(nèi)沿程水頭損失計算查給水排水設(shè)計手冊可知，k1 = 1

15、, k 2 = 1;對于DN=300 A1= 0.9392壓水管路DN300管長為4m因此根據(jù)公式(4)可得：刀 hfd = 0.9392 X 4X 0.119A2 = 0.053mB. 泵房內(nèi)局部水頭損失計算查手冊可知：同心漸擴管DN15X 300的局部阻力系數(shù)Z 6= 0.05，緩閉逆止 閥Z 7 = 0.8 , DN300對夾式蝸桿傳動蝶閥的局部阻力系數(shù) Z 8= 0.15，對夾式液 動蝶閥Z 9= 0.15，DN300鋼制90彎頭的局部阻力系數(shù) Z 10= 0.78，DN30X 400鋼制三通的局部阻力系數(shù)Z 11 = 1.86。則根據(jù)公式(2.5 )計算得2 2刀 hmc= Z 6V

16、4+( Z 7+ Z 8+ Z 9+ Z 10+ Z 11)空2g2g=0.05 X 6.737A2/2/9.81+(0.8 + 0.15 + 0.15 + 0.78 + 1.86) X 1.684八2/2/9.81=0.656m4泵站設(shè)計揚程管路總水頭損失刀 h= 1.298 + 0.053 + 0.656 + 50.742 = 52.749m。泵站設(shè)計裝置需要揚程 H= 20+ 52.749 = 72.749m。5水泵工況校核和水泵選型校核整個管路系統(tǒng)為連個同型號泵并聯(lián)向水池供水，對匯合前的單條管道，有：刀 h=S(2(6)刀h由上計算已得為刀h=E hs + 刀hfc + 刀hmc=1.

17、298 + 0.053 + 0.656=2.007m 設(shè)計單條吸水管的流量 Q=0.119n3/s,將刀h、Q代入(6)得匯合前單條進水管道阻抗 S單=141.73m5 / s2輸水管阻抗：S輸=1 .1KA L = 1.110.22323500 = 859 .32 m 2/ s由上得整個管路的管路特性方程為H = Hst（匹 S輸）0- 20 894. 7525Cf2.9水泵安裝高程的確定吸水井設(shè)計動水位(最低)104.8 米，水溫20 C , 先修正HS為Js,Hs= HS-( 10.33 10.2 )= 5.37H ss= H svg(8)安=低+ Uss吸水井最低動水位104.800m

18、,水溫20r，先修正Hs為Js,根據(jù)以上校 核時所算實際流量，由表1插值得Hs= 5.676m則由此計算安裝高度：Hs= Hs( 10.33 10.2 )= 5.546m2Hss= Hs h2g=5.546 1.237A2/(2 X 9.81) 1.298 = 4.17m安=低+ Hss = 104.8 + 4.17 = 108.97m2.10輔助設(shè)備的選擇與布置(1)起重設(shè)備查給水排水設(shè)計手冊得到，JR115 4型交流異步電動機重量為1180kg,10Sh-6型水泵重量為598kg。因此，最大起重量為1778kg。泵房底板標高=安-0.450-0.3=107.925m上層樓板標高=111.8

19、00+1=112.800m最大起吊高度 H= 112.800 107.925 + 1.5 + 0.3 + 1 = 7.675m因此，本設(shè)計采用的電動單軌葫蘆型號為 CD1 9D (起重量3t，起升高度9n,自重 340kg) 0(2)排水設(shè)備泵房吸水管路一側(cè)沿壁邊設(shè)置排水槽，尺寸為21000mX 300mrX 50mm泵房底板以坡度0.1 %向排水槽傾斜，水流匯集到集水井后由排水泵排出至道路雨水 口，集水井尺寸為 500mrX500mnX 100mm由于泵房較深，故采用電動排水泵排水。泵房排水量按2040nVh考慮，排水泵靜揚程按17.5m計，水頭損失大約5m,故排水泵的揚程估算為17.5 +

20、 5 =22.5m,因此可選用IS65 50 160A型離心泵兩臺，一臺工作，一臺備用，配套 電機為Y100L 2oIS65 50 - 160A型離心泵是根據(jù)國際標準ISO02858規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計 的，其優(yōu)點是檢修方便。排水泵性能表如下：表4排水泵性能列表型號流量(m3/h )揚程(m轉(zhuǎn)速(r/min )功率 (kw)電機型號電機功率(kw)效率(%IS65 - 50 - 160A30222811242229003Y100L- 2463%(3)通風設(shè)備由于泵房為半地下式，所以需要專用的通風設(shè)備進行冷卻， 選用軸流通風機 進行通風換氣。30K4- 11型軸流通風機屬低壓通風機，具有結(jié)構(gòu)簡單

21、、噪音較小 等優(yōu)點，適用于廠房、倉庫、辦公室等。本次設(shè)計選用2臺30K4- 11型軸流通風機，根據(jù)泵房窗戶尺寸選用其中的8號風機，其性能表如下：表5軸流風機性能列表風機型號葉輪直 徑(mr)葉片 數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)(r/mi n )葉片 角度風量(m3 /h )空氣效率(%理論 功率(kw)電機 型號電機功 率(kw)8800614502527400635.0JO- 515.5(4)計量設(shè)備為了有效地調(diào)度泵站的工作，并進行經(jīng)濟核算，泵站內(nèi)必須設(shè)置計量設(shè)施。 本設(shè)計采用LWC型插入式渦輪流量計(DN400。該流量計具有水頭損失小、節(jié)能、 易于遠傳、顯示以及可不斷流即可在管道上安裝和拆卸等優(yōu)點，因此可以將其直

22、接安裝在管道中，而無須安裝旁通管道。(5) 水環(huán)式真空泵真空泵臺數(shù)為1臺，型號選擇如下：真空泵用于離心泵引水時，選泵依據(jù)主要根據(jù)泵和吸水管所需的抽氣量和振 動值的大小而定。V p Vs抽氣量按下式計算：(2.7 )Q真空泵抽氣量(n3/min )K-漏氣系數(shù)，取1.05Vp -泵站內(nèi)最大泵泵殼容積，相當于泵吸水口面積乘以水泵進口至泵出口壓水管第一個閥門距離，此處距離取1m.Vs-吸水管內(nèi)容積T-引水時間，取5min計算得：VP =1 二 0.125 0.049m3表6不同管徑每米管長空氣容積D (mm200250300350400V ( m3 / m )0.0310.0710.0920.0960.12Vs =200 0.092 = 18.400m3; T=5min以上數(shù)據(jù)代入（2.7 ）得：QV =3.874 m3 /min最大真空值 HV = Hss 3973 = 292mmHg13.613.6根據(jù)以上計算，查手冊可選擇水環(huán)式真空泵為 SZ-3型水環(huán)式真空泵，配 套電機型號為JO-41-4 。2.11泵房建筑高度的確定根據(jù)水泵安裝高