泵站課程設(shè)計(jì)

word文檔可自由復(fù)制編輯送水泵站設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、泵站設(shè)計(jì)控制值出水量及揚(yáng)程的確定1、設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的確定 Qmax采用城市高日高時(shí)用水量加水廠自用水量?！芫W(wǎng)最不利點(diǎn)的標(biāo)高（m），為25m；—泵站吸水池最低水面標(biāo)高（m），吸水井最低水位17.5m；—管網(wǎng)最不利點(diǎn)的自由水頭24（m）；—最高日最高時(shí)管網(wǎng)水頭損失（m），根據(jù)管網(wǎng)平差結(jié)果為2.678m；—最高日最高時(shí)輸水管水頭損失（m），有時(shí)輸水管很短，這部分常包括在內(nèi)；—泵站內(nèi)吸、壓水管管路系統(tǒng)水頭損失（m），估算為2～2.5m；1.05—安全系數(shù)；—泵站按Qmax供水時(shí)的揚(yáng)程（m）。2、校核工況點(diǎn)的確定1）高日高時(shí)加消防時(shí)校核（L/s）（2）（m）（3）式中—城市消防用水量（L/s）；—消防時(shí)泵站總供水量（L/s）；—消防時(shí)管網(wǎng)的水頭損失（m），根據(jù)消防校核平差結(jié)果為3.105m；—消防時(shí)輸水管水頭損失（m）；10—低壓制消防時(shí)應(yīng)保證的最不利點(diǎn)自由水頭（m）；—消防時(shí)泵站的揚(yáng)程（m）。（L/s）HP>滿(mǎn)足要求。二、水泵的選擇水泵的選擇包括確定水泵的型號(hào)和臺(tái)數(shù)。所選定的泵站中工作泵（并聯(lián)）的最大供水量和揚(yáng)程應(yīng)滿(mǎn)足Qmax和HP，同時(shí)要使水泵的效率較高。選擇單級(jí)雙吸泵，若現(xiàn)有水泵不合適時(shí)，可以采用調(diào)節(jié)水泵性能的方法，如切削葉輪等。1、畫(huà)設(shè)計(jì)參考線:在水泵綜合性能圖上通過(guò)以下兩點(diǎn)連直線，得選泵時(shí)可參考的管路特性曲線——設(shè)計(jì)參考線。b點(diǎn)：Q=30（L/s），H=Z0-ZP+H0+5=36.5ma點(diǎn)：Q=1070（L/s），H=38.51m式中5m是管網(wǎng)流量為最低時(shí)的總水頭損失。在水泵綜合性能圖上與設(shè)計(jì)參考線相交的且并聯(lián)后能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的泵型，都可作為擬選泵，在組成方案時(shí)加以考慮2、選泵方案結(jié)果比較:表1.1選泵方案1方案編號(hào)用水量變化范圍（L/s）運(yùn)行泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)水泵揚(yáng)程(m)所需揚(yáng)程(m)揚(yáng)程利用率%水泵效率%運(yùn)行效率%方案一：兩臺(tái)350S44兩臺(tái)300S58A670~800兩臺(tái)350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一臺(tái)350S44兩臺(tái)300S58A47~4237.8~3880~9080~8882~8676~85900~1060一臺(tái)300S58A兩臺(tái)350S4449~4138~38.577~9480~8878~8567~84注：300S58A的葉輪半徑為420mm表1.2選泵方案2方案編號(hào)用水量變化范圍（L/s）運(yùn)行泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)水泵揚(yáng)程(m)所需揚(yáng)程(m)揚(yáng)程利用率%水泵效率%運(yùn)行效率%方案二：一臺(tái)500S35兩臺(tái)350S44670~800兩臺(tái)350S4450~4237.5~37.875~9080~8466~80800~900一臺(tái)350S44一臺(tái)500S3543~4037.8~3889~9776~8476~8071~80900~1060一臺(tái)500S35兩臺(tái)350S4448~4538~38.579~8582~8452~6850~74對(duì)以上兩個(gè)方案進(jìn)行比較，有管網(wǎng)需求曲線可知，每日平均15個(gè)小時(shí)用水量集中在800~1070L/s，早晚剩余時(shí)間用水量在670~810L/s范圍中，可以看出第一套方案的運(yùn)行效率高。故選用三臺(tái)350S44兩臺(tái)300S58A其中一臺(tái)350S44作為備用泵。3、選泵后的校核選泵后，按照發(fā)生火災(zāi)的供水情況，校核泵站是否能滿(mǎn)足消防要求。把泵站中備用泵與最大供水時(shí)所用的工作泵并聯(lián)起來(lái)，畫(huà)出并聯(lián)曲線，可以看出消防時(shí)所需工況點(diǎn)（Q'，HP'）位于并聯(lián)曲線之下,校核合格。350S44水泵的外形尺寸如下表：表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號(hào)LL1L2L3BB1B2350S441232.56756005001080510690續(xù)表2.1水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號(hào)B3HH1H2H3n-Фd350S445009806203003004-34300S58A水泵的外形尺寸如下表：表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號(hào)LL1L2L3BB1B2300S58A10735885104501070530620續(xù)表2.2水泵的外形尺寸外形尺寸（mm）型號(hào)B3HH1H2H3n-Фd300S58A5508555102503104-27三、動(dòng)力設(shè)備的配置動(dòng)力設(shè)備采用電動(dòng)機(jī)，水泵選定后，根據(jù)水泵樣本載明的電動(dòng)機(jī)來(lái)選擇。列表說(shuō)明所選水泵配備之電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)數(shù)、電壓及型號(hào)。表3.1電機(jī)配置水泵型號(hào)軸功率轉(zhuǎn)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率轉(zhuǎn)數(shù)電壓重量(kg)350S441891450Y355M-422015006002020表3.2電機(jī)配置水泵型號(hào)軸功率轉(zhuǎn)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率轉(zhuǎn)數(shù)電壓重量(kg)300S58A1311450Y315M2-416014805442000四、泵站機(jī)組的布置水泵及電機(jī)性能如下表5：表4.1水泵及電動(dòng)機(jī)性能水泵型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)程（m）軸功率（kW）轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）效率汽蝕余量（m）泵重（kg）電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率（kW）350S44972501641450816.31120Y355M-4220126044177.68714763718979表4.2水泵及電動(dòng)機(jī)性能水泵型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)程（m）軸功率（kW）轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）效率汽蝕余量（m）泵重（kg）電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率（kW）300S58A5295599.21450814.4599Y355M-416072049118.6878933213179確定水泵及電動(dòng)機(jī)之后，機(jī)組（水泵與電動(dòng)機(jī)）尺寸大小，從手冊(cè)第11冊(cè)水泵樣本上查到。基礎(chǔ)的平面尺寸和深度依據(jù)機(jī)組底盤(pán)尺寸或水泵、電機(jī)的底腳螺栓的位置。機(jī)組布置分為兩種：縱向布置及橫向布置。由于本設(shè)計(jì)中選用水泵為雙吸式水泵，為保證進(jìn)出口處的水力條件，節(jié)省電耗，故機(jī)組布置采用橫向排列，軸線成一列布置。本次設(shè)計(jì)采用橫線排列（直線單行），其主要優(yōu)點(diǎn)是跨度小，管配件簡(jiǎn)單，水力條件好，檢修場(chǎng)地較寬暢；缺點(diǎn)是泵房長(zhǎng)度較大，操作管理路線較長(zhǎng)，管配件拆裝較麻煩，但適用于S、Sh、SA等雙吸離心泵。機(jī)組布置應(yīng)使泵站工作可靠、管理方便、管道布置簡(jiǎn)單，泵站建筑面積及跨度最小，并考慮有發(fā)展的可能。五、基礎(chǔ)的尺寸計(jì)算1、尺寸的計(jì)算350S44泵機(jī)組安裝尺寸如下表：表5.1水泵機(jī)組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號(hào)電機(jī)尺寸外形尺寸350S44L1HhBAn-ФdEn1-Фd115703559056306104-283004-34續(xù)表5.1水泵機(jī)組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號(hào)外形尺寸出口法蘭尺寸350S44LL2L3DN3D03D3n3-Фd32807.585450035046050016-23300S58A泵機(jī)組安裝尺寸如下表：表5.2水泵機(jī)組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號(hào)電機(jī)尺寸外形尺寸300S58AL1HhBAn-ФdEn1-Фd112703158654575084-283004-27續(xù)表5.2水泵機(jī)組(不帶底座）的安裝尺寸單位：mm型號(hào)外形尺寸出口法蘭尺寸300S58ALL2L3DN3D03D3n3-Фd3234775345030040044012-23計(jì)算基礎(chǔ)的尺寸：對(duì)于不帶底座的大中型水泵：基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=水泵機(jī)組底腳螺孔長(zhǎng)向間距+(0.4~0.5)m基礎(chǔ)寬度B=水泵或電機(jī)底腳螺栓寬度寬向間距較大者+(0.4~0.5)m基礎(chǔ)高度=水泵底腳螺孔的長(zhǎng)度+(0.15~0.20)m其中：水泵機(jī)組底腳螺孔長(zhǎng)向間距水泵或電機(jī)底腳螺栓寬度寬向間距較大者水泵底腳螺孔的長(zhǎng)度因此：對(duì)于350S44型水泵：基礎(chǔ)長(zhǎng)度基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)深度對(duì)于300S58A型水泵：基礎(chǔ)長(zhǎng)度基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)深度2、尺寸高度的校核為保證機(jī)組穩(wěn)定工作，應(yīng)校核基礎(chǔ)的總質(zhì)量，一般基礎(chǔ)質(zhì)量應(yīng)為機(jī)組總質(zhì)量的2.5~4.0倍。取基礎(chǔ)質(zhì)量為機(jī)組總質(zhì)量的2.5倍，則:基礎(chǔ)以鋼筋混凝土澆筑，密度取2.4g/cm3有平面尺寸算出其高度和基礎(chǔ)深度相比，取較大者1.27m，取1.3m。3、機(jī)組布置應(yīng)滿(mǎn)足的要求：1）相鄰兩個(gè)機(jī)組基礎(chǔ)間凈距：電機(jī)容量<55千瓦時(shí)，過(guò)道寬度>0.8m；電機(jī)容量>55千瓦時(shí)，過(guò)道寬度>1.2m。2）相鄰兩個(gè)機(jī)組的突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間的凈距：電機(jī)容量<55千瓦時(shí)，凈距>0.7m；電機(jī)容量>55千瓦時(shí)，凈距>1.0m；還應(yīng)保證泵軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時(shí)能拆卸。3）泵房主要通道寬度不小于1.2m。4）當(dāng)考慮就地檢修時(shí)，至少在每個(gè)機(jī)組一側(cè)設(shè)置大于水泵機(jī)組寬度0.5m的通道。六、吸水管及壓水管的設(shè)計(jì)1、吸水管的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求1）不漏氣吸水管管壁或接頭容易漏氣，當(dāng)吸水管中壓力小于大氣壓時(shí)會(huì)漏入空氣。因此吸水管應(yīng)采用不透氣材料（鋼管），接頭采用法蘭接頭。2）不積氣為防止形成空氣氣囊，影響水泵的工作。在敷設(shè)吸水管時(shí)，應(yīng)向水泵方向連續(xù)上升，具有不小于0.005的坡度，消除形成空氣囊的條件。3）不吸氣吸水管入口進(jìn)入深度不夠時(shí)入水口處水流形成漩渦而吸入空氣。并且，每臺(tái)水泵應(yīng)有單獨(dú)的吸水管，這樣便于水泵迅速啟動(dòng)，安全運(yùn)行。為避免吸水管入口吸入空氣，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹沒(méi)深度h應(yīng)避免產(chǎn)生有害的渦旋，一般最小淹沒(méi)深度不應(yīng)小于0.5~1.0m．本次設(shè)計(jì)選定h=1.0m，采用鋼制管材。壓水管路經(jīng)常承受較高壓力，要求堅(jiān)固耐壓，采用鋼管，與閘閥和逆止閥連接處采用法蘭接頭。2、管徑計(jì)算:吸水管管徑按最大抽水量Qmax及設(shè)計(jì)流速?zèng)Q定。(Qmax指該泵在單獨(dú)或并聯(lián)工作中可能出現(xiàn)的最大出水量)設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定：DN<250mm，v采用1.0～1.2m/sDN>250mm，v采用1.2～1.6m/s當(dāng)為自灌式時(shí)，設(shè)計(jì)流速可增至1.6～2.0m/s。壓水管管徑按通過(guò)的最大流量及設(shè)計(jì)流速?zèng)Q定，設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定：DN<250mm，v采用1.5~2.0m/sDN>250mm，v采用2.0~2.5m/s總壓水管管徑在泵站內(nèi)按上述原則決定，在站外按輸水管管徑?jīng)Q定。各臺(tái)水泵的吸壓水管徑見(jiàn)表7：表6吸壓水管管徑計(jì)算表水泵型號(hào)最大抽水量（m3/h）吸水管設(shè)計(jì)流速（m/s）吸水管管徑計(jì)算(mm)吸水管管徑(mm)壓水管設(shè)計(jì)流速（m/s）壓水管管徑計(jì)算值Q/v(mm)壓水管管徑（mm）350S4414401.55836002.3471500300S58A9601.54765002.3384400因壓水管管徑DN>300mm，一般采用電動(dòng)閘閥。吸水管入口做成喇叭口，直徑D是吸水管管徑1.3~1.5倍，即300S58A:;350S44:喇叭口距吸水井底的高度h1應(yīng)按進(jìn)口阻力最小確定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料。3、管道敷設(shè)地點(diǎn)當(dāng)泵站內(nèi)管道直徑大于500mm時(shí)，管道設(shè)在管溝中不經(jīng)濟(jì)，可直接敷設(shè)在地板上。本次設(shè)計(jì)為半地下式泵站，將管道直接設(shè)在地板上。管道伸出泵房之后應(yīng)埋在冰凍線之下。七、水泵安裝高度的計(jì)算1、計(jì)算HS：由選定的水泵在水泵性能曲線上找出允許吸上真空高度HS，必須注意每臺(tái)泵的HS在抽水量不同時(shí)也不同，因而應(yīng)根據(jù)該泵在可能的工作范圍內(nèi)的最大抽水量來(lái)查出對(duì)應(yīng)的HS，如果水泵的安裝地點(diǎn)的氣壓不是10.33m水柱或水溫不是20℃時(shí)，應(yīng)對(duì)HS作出修正，變?yōu)?，按最大抽水量時(shí)的HS計(jì)算：查泵的性能曲線可知，350S44在最大抽水量1440m3/h時(shí)對(duì)應(yīng)的允許吸上真空高度為3.5m。300S58A在最大抽水量960m3/h時(shí)對(duì)應(yīng)的允許吸上真空高度為5.2m。此時(shí)大氣壓為10.33水柱，溫度35℃，查表知=0.59對(duì)于350S44水泵：對(duì)于300S58A水泵：2、計(jì)算HSS由下式計(jì)算該泵的安裝高度HSS：（5）式中—吸水管中水頭損失；—安裝真空表處的水頭損失。應(yīng)從吸水池最低水位算至泵軸（對(duì)大泵則算至吸水口上端）。包括從吸水喇叭口至真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部）?？梢愿鶕?jù)最大抽水量和真空表處的過(guò)水?dāng)嗝娣e來(lái)計(jì)算。其中吸水管中局部水頭損失局部應(yīng)按水力公式計(jì)算，其中局部阻力系數(shù)由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。這時(shí)由于立管長(zhǎng)度未定(見(jiàn)下圖1)，沿程水頭損失未知，但水平的長(zhǎng)度L已知，可近似地令：L=6.0m（認(rèn)為HSS=X）。LL真空表HssX圖1吸水管示意圖計(jì)算結(jié)果如下：350S44型泵：表7.1局部水頭損失計(jì)算表管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口9000.4014400.630.0200.008鋼制焊接90o彎管6001.0114401.410.100.101伸縮接頭6000.2114401.410.100.021異徑管(L=0.65m)600-3500.2014404.160.8830.177水泵入口3501.014404.160.8830.883∑h局1.190300S58A型泵：表7.2局部水頭損失計(jì)算表管件管徑(mm)局部阻力系數(shù)ξ最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)喇叭口7500.409600.600.0180.007鋼制焊接90o彎管5000.979601.360.0940.091伸縮接頭5000.209601.360.0940.019異徑管(L=0.65m)500-3000.189603.770.7250.131水泵入口3001.09603.770.7250.725∑h局0.973表8最大安裝高度計(jì)算表型號(hào)1000iL(m)(m)(m)(m)1+i(m)350S4466.000.0361.1900.8833.151.0061.071300S58A66.000.0360.9730.7254.851.0062.690由上式計(jì)算的為最大抽水量所對(duì)應(yīng)的允許安裝高度，在選定水泵的安裝高度時(shí)可以比小，而不能大。因而按最小的HSS為最不利情況，以此為標(biāo)準(zhǔn)（該臺(tái)泵泵軸標(biāo)高起控制作用）來(lái)確定其余各泵和管道的安裝高度，所以HSS=1.071m，為保證安全取1.000m。八、泵站平面及尺寸的設(shè)計(jì)泵房設(shè)置要求：矩形泵房寬度，根據(jù)水泵尺寸，進(jìn)出水管道上的閥門(mén)，配件等尺寸確定，若采取標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件屋面梁，泵房跨度為6、9、12、15、18、21m等。本次設(shè)計(jì)選泵房跨度為9m、半地下式泵房。泵房主要通道寬度不小于1.2m，取1.5m?？捎孟聢D2的方法初步確定泵站（機(jī)器間）的平面尺寸B和L。圖中a—機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)度：2.48m和2.16mb—機(jī)組基礎(chǔ)間距，電機(jī)軸長(zhǎng)+0.5m=2.07m；c—機(jī)組基礎(chǔ)與墻距離，2m。，B取14m考慮到檢修面積、配電設(shè)備、值班室、變壓器及主通道等面積，泵站平面尺寸：

ccababacLB泵機(jī)器間圖2機(jī)器間平面布置示意圖九、二泵站吸水井1、吸水井的高度計(jì)算吸水井最低水位為1.75m，最高水位為20m保護(hù)高度0.5m。最小掩埋深度取2.0m，則吸水井總高度5m。2、吸水井的平面尺寸計(jì)算采用最小尺寸法計(jì)算吸水井容積，最小容量法校核吸水井容積。1）最小尺寸法：吸水管在吸水井中的位置應(yīng)滿(mǎn)足：相鄰吸水管中心線間距(1.5~2.0)，取1.5；喇叭口中心線至側(cè)墻的距離取1.5，喇叭口中心線至后墻的距離取(0.8~1.0)，取，喇叭口中心線至吸水井進(jìn)口距離同喇叭口距后墻距離取。(注：取較大的即900mm)則吸水井長(zhǎng)度應(yīng)大于：考慮到泵站吸水管直線連接，減少吸水阻力，吸水井實(shí)際長(zhǎng)度寬度大于實(shí)際長(zhǎng)度取2m。平面尺寸：吸水井的尺寸：2）采用最小容量法校核吸水井容積：（6）式中—最小容量(m3)；—水泵最大流量(m3/s)；t—給定時(shí)間(s)，中小型水泵，t=30~140s；大型水泵，。上式為計(jì)算單泵吸水井的公式，對(duì)于聯(lián)合吸水井，最小容量為所有水泵計(jì)算容量之和。由吸水井尺寸可知，吸水井容積，滿(mǎn)足校核要求。十、起重機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)手冊(cè)，起重量大于2.0t，起重設(shè)備形式應(yīng)選擇電動(dòng)起重設(shè)備，由泵及電機(jī)的重量可知，起重機(jī)可以選擇額定起重量為3.0t的LX型電動(dòng)單梁起重機(jī)。相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及外形尺寸如下：表9LX型電動(dòng)單梁起重機(jī)外形尺寸額定起重量(t)跨度(m)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)葫蘆電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度(m/min)型號(hào)運(yùn)行速度(m/min)起升高度(m)起升速度(m/min)功率(kW)型號(hào)36.52×0.4ZDY12-420、30CD1或MD120、306、9、12、18、24、308、8/0.8續(xù)表9LX型電動(dòng)單梁起重機(jī)外形尺寸外形尺寸LAB8000750278.51519309043954201500起重機(jī)的車(chē)輪工作直徑（一組車(chē)輪）130mm，軌道工字鋼130a~145c，起重機(jī)總重量（包括電動(dòng)葫蘆）1.32t。十一、泵房高度計(jì)算單梁懸掛式吊車(chē)泵房高度計(jì)算如下：對(duì)于地下式泵房：式中H1——泵房地上部分高度(m)；H2—泵房地下部分高度(m)。（7）式中H—泵房高度（m）；a1—行車(chē)軌道的高度（m）；h—吊起物底部與泵房進(jìn)口處室內(nèi)地坪的距離，不小于0.3~0.5m，取0.5m；c1—行車(chē)軌道底至起重鉤中心的距離（m）；d—起重繩垂直高度（m），（對(duì)于水泵為0.85xm，對(duì)于電動(dòng)機(jī)為1.2xm，x為起重部件寬度）；e—最大一臺(tái)水泵或電動(dòng)機(jī)的高度（m）；根據(jù)起重機(jī)的外形尺寸可知泵房地坪標(biāo)高為21m，同時(shí)吸水井的最低水位為17.5m，Hss為1.0m，故軸線的標(biāo)高為17.5+1.0=18.5m，則H2=21-18.5+1.3=3.8m則泵房高度，取8m十二、泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇管道上的附件如閘閥、逆止閥及喇叭口均在管道設(shè)計(jì)時(shí)選定，這部分附件已列入材料設(shè)備表。1、真空泵的選擇一般為了降低泵站造價(jià)，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起動(dòng)，真空泵應(yīng)按起動(dòng)最大的一臺(tái)水泵計(jì)算，真空泵的抽氣量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽氣時(shí)，實(shí)際所抽取空氣的壓力是變化的，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)可以取水泵安裝高度作為計(jì)算真空度：抽氣量(m3/h)（8）真空度式中—為泵殼體積（m3）；—吸水管體積（m3）；K—漏氣系數(shù)，一般取1.05～1.10；T—起動(dòng)時(shí)間（min），對(duì)生活用水泵取5分鐘，消防泵3分鐘；Ha—大氣壓的水柱高度（m）；—真空度（m），可用水銀柱或百分?jǐn)?shù)表示。表10殼和吸水管體積計(jì)算表泵型號(hào)泵殼DP（m）泵殼LP（m）泵殼體積(m3)吸水管管徑DS（m）吸水管管長(zhǎng)LS（m）吸水管體積(m3