鄭州大學(xué)泵站課程設(shè)計說明書資料

1、年月鄭州大學(xué)課程設(shè)計題目：某取水泵站工藝設(shè)計學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 _班 級_業(yè)專 _學(xué) 院 _2015 12附圖 泵站工藝平面圖和目錄摘要、z 、 一1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

2、確定( 9) 3 結(jié)論 ) 9(參考文獻(xiàn) ) 10(剖面圖2泵站課程設(shè)計說明書1 摘要3/d20000m,安本設(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(jìn)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：工藝水泵 泵站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3/d。水源采用地表水，）某企業(yè)擬建自用水廠一座，日供水能力 200

3、00m 1 （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 3/d， 水井靜水位107.8米，設(shè)計動水位104.8米。井，每眼井供水10000m 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

4、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(jìn)場道路（引橋），在引橋下方設(shè)1.2m寬臺階， 在泵房周圍和進(jìn)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。3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(biāo)準(zhǔn) 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

5、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3，根據(jù)泵站供水方式，確定泵 20000m/d 由設(shè)計資料可知，水廠供水規(guī)模為 33/s20000十24=875m/d=0.243 m站設(shè)計流量 Q。Q=1.05X 2.4 泵站設(shè)計揚程估算泵站設(shè)計揚程為H = H+E h(1) evST= 20+2.5+50.742 m=73.242 m式中， H 進(jìn)水池最低水位與水廠混合池設(shè)計水位高差 (mHO) 2STH=124.800 104.800 = 20.000mHO 2STE h為管路中的總水

6、頭損失(mH)包括沿程水頭損失2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0.238m3/d ,根據(jù)經(jīng)濟(jì)設(shè)計流速v= 1.522.5 m/s，使用球墨鑄鐵管，取管徑DN400則輸水干管流速v= 1.8945m/s,查手冊比阻 A= 0.2232 m3/d。2 1.1kALQh =壓水管路水頭損失E d= 1.1 x 1 x 0.2232 x 3500X0.243八2 = 50.742m4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

7、選泵3/sm。單選泵的主要依據(jù)是泵站設(shè)計揚程 H=73.242和泵站設(shè)計流量Q=0.243 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)軸功電機效允許吸葉輪重量型號3/s)( m(m(r/mi率功率率n上真空直徑(k)n)(kw(k(%)高度(mg)w)(m)m)10Sh-0.10071147099.4135706 5.546059860.13565.1112.676.54.50.170561267410Sh-0.0956114708313570 756.5 64305886A0.1305491.

8、8735.00.15050101，列舉出以下選泵方案：根據(jù)表1,總計臺，備用臺)方案一為：選用(1210Sh-6110Sh-63臺。3臺。，總計10Sh-6A臺，備用臺)方案二為：選用(2210Sh-6A1方案一水泵組合流量和揚程滿足要求。 型水泵的要求，選用配套 三相交流異步電動機。初選電機：根據(jù)10Sh-6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。3,機組的基礎(chǔ)深度計=）機組基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)，混凝土容

9、重丫23520N/m（2算公式為3.0W（2） = H _ L B 丫 5式中，W機組總重量（N）,L基礎(chǔ)長度（m）,B 基礎(chǔ)寬度（m,3）。一基礎(chǔ)所用材料的容重（N/m丫（3）查給水排水設(shè)計手冊，得到10Sh-6型水泵機組的基礎(chǔ)平面尺寸為 2800m材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3.0WH= = 3.0 X 17424.4 -（ 2.8 X 0.8 X 23520） =0.992m _L B 丫2.7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

10、兩個，為避免泥沙進(jìn)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。3。兩眼大口井相距120米。，有效容積為28m吸水井口徑為3m,深度7m2.8管路設(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的鋼管，壓水管根據(jù)管道壓力采用的是球墨鑄鐵管。管線的布置1水泵吸水管上設(shè)有普通平板式伸入大口井中。每臺水泵均有單獨的吸水管，左右位置，為普通平板式閥門3m閥門。輸水干管設(shè)檢修閥門井，布置在泵房外的輸 水干管DN40C三條水泵出水管路在距離泵房后墻 1.095m處兩兩連接后，與）對 夾式液動蝶

11、閥相連。水泵出水管上設(shè)有對夾式蝸桿傳動蝶閥（D3710 10P （D771X 10）和逆止閥。管線詳細(xì)布置見附圖。2管路流速計算Q4= v ） （32 D3/s ），管徑（m式中，一管路通過的設(shè)計流量（n） QD （1）吸水管 路的流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v= 11.051.5m/s,經(jīng)計算采用 D- 350mm根據(jù)式（3）v1=4X 0.119 - 3.14 - 10.35A2=1.237 m/s。6（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 1.25D D=437.5所以取D =450mm 則根據(jù)公式(3)

12、v5=4X 0.119 - 3.14 - 0.4375八2= 0.792 m/s，符合泵站 設(shè)計要求。(3)泵進(jìn)口及出口流速計算水泵進(jìn)口直徑D= 250mm則根據(jù)公式(3)計算得泵進(jìn)口流速v = 4X 0.11933十3.14 -0.25A2=2.425 m/s ;水泵出口管徑D- 150mm則根據(jù)公式(3)計算得4泵出 口流速v-4X 0.119 - 3.14 - 0.15八2=6.737 m/s。4 (4) 水泵出水支管的流速 計算出水管路兩條，根據(jù)經(jīng)濟(jì)設(shè)計流速 v - 1.52.5 m/s，經(jīng)計算采用D- 300mm 22 根據(jù)式(3)計算其經(jīng)濟(jì)流速v-4X 0.119 - 3.14 -

13、 0.3八2=1.684 m/s 。 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：2(4LQ 刀h=E Akk2開式中，k鋼管壁厚不等于10mm時寸的修正系數(shù)，對于本次設(shè)計 k 1 11 k 管中平均流 速小于1.2m/s的修正系數(shù)3 A 比阻值管路局部水頭損失計算公式如下：2V刀h-EZ(5) m g2 局部水頭損失系數(shù)式中，Z管路總水頭損失刀h-E h + Eho msf( 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

14、，k1 - 1，k3 - 1吸水管路管長為200m則根據(jù)公式(4)計算得E hfs - 0.4078 X 1 X 1 X 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22W13)0.4 + 0.07 + +( 3 Z) 4+Z 2+Z-E hms (1 Z+ 3Z + - 0.10.5一 g2g2z0.143m -X 9.81)9.81) + 0.2 X 2.425

15、八2/(2 XX 1.237八2/(21.298口- +0.143所以，吸水管路水頭損失E hs- 1.155壓水管路水頭損失的計算)(2泵房內(nèi)沿程水頭損失計算A.0.9392 -，A1- 1;對于DN=300查給水排水設(shè)計手冊可知，k1 - 1 k 2 )可 得：，因此根據(jù)公式(4壓水管路DN300管長為4m0.053m -X 0.119八2 - 0.9392 X 4E hfd泵房內(nèi)局部水頭損失計算B.，緩閉逆止-0.05300的局部阻力系數(shù)Z 6DN150查手冊可知：同心漸擴(kuò)管X, 對夾式液一0.15DN300對夾式蝸桿傳動蝶閥的局部阻力系數(shù)Z 8閥Z 7-0.8，X，DN3001- 0.

16、78 Z- 0.15，DN300鋼制90彎頭的局部阻力系數(shù)動蝶閥Z 91.86 o Z 11-400鋼制三通的局部阻力系數(shù)2.5 )計算得 則根據(jù)公式(22W24 11 ) 9+Z 10+Z-Z 6Z +(7+Z 8+Z hm(Eg2g21.684A2/2/9.81 ) X0.15 + + 0.78 + 1.86 - 0.05 X 6.737八2/2/9.81 +(0.8 + 0.150.656m - 4 泵站設(shè)計揚程 52.749m。 0.656 + 50.742 - 1.298 管路總水頭損失E h-+ 0.053 + 。52.74920 + = 72.749m泵站設(shè)計裝置需要揚程 H=水

17、泵工況校核和水泵選型校核5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：)2( 6刀h=SQ由上計算已得為刀h0.656=2.007m+ 0.053 + + +刀hEh =1.298刀h=E hmdsfd)得匯合前單條進(jìn)水6Q代入(hQ=0.119m3/s,將E、設(shè)計單條吸水管的流量 管26sS/141.73m道阻抗單輸水管阻抗：6m 1.1KAL 1.1 1 S0.2232 3500 859.322輸s由上得整個管路的管路特性 方程為S單22SHIQ752589420) ( Q . ST_ 輸482.9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20C,1

18、 H，先修正H為SS15.3710.2 )= H( 10.33 H= SS2V1 8 ) hH = H 似 g2 = + H SS安低1，根據(jù)以上校 H C，先修正H為 吸水井最低動水位104.800m,水溫20SS核時所算實際流量，由表1插值得 H= 5.676mS則由此計算安裝高度：匸 H( 10.33 H10.2)= 5.546mSS2V1h H = H 1SSS_ g2= 5.546 1.237A2/(2 X 9.81) 1.298 = 4.17m = + H = 104.8 + 4.17 = 108.97mSS低安2.10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，JR

19、115- 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(biāo)高=安-0.450-0.3=107.925m上層樓板標(biāo)高=111.800+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CD13-9D (起重量3t，起升高度9m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

20、口， 集水井尺寸為500mnX 500mrX 100mm3/h40m考慮，排由于泵房較深，故采用電動排水泵排水。泵房排水量按20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 + 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- 2。9IS65 - 50 - 160A型離心泵是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)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)揚程轉(zhuǎn)速功率電機型電機功效率(3hm/(m(r/mi(kw號率(kw)(%)n)-160A IS6530 2211

21、29003Y100L -463-5028242%22(3) 通風(fēng)設(shè)備由于泵房為半地下式，所以需要專用的通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行冷卻， 選用軸流通風(fēng)機進(jìn)行 通風(fēng)換氣。30K4- 11型軸流通風(fēng)機屬低壓通風(fēng)機，具有結(jié)構(gòu)簡單、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(fēng)機，根據(jù)泵房窗戶尺寸選用其中的8號風(fēng)機，其性能表如下：表5軸流風(fēng)機性能列表風(fēng)葉輪直葉轉(zhuǎn)數(shù)葉片風(fēng)量空氣理論電機電機機徑片(r/min角度()3hm/效率功率型號功率型(mm數(shù))(%)(kw)(kw)號)8800614502527400635.0JO -5.551(4) 計量設(shè)備為了有效地調(diào)度泵站的工作，并

22、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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（DN4O0。該流量計具有水頭損失小、節(jié)能、 易于遠(yuǎn)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。抽氣量按下式計算：V V（2.7） SPK Q_ VTQV真空泵抽氣量（m3/min）K-漏氣系數(shù)，取1.05-泵站內(nèi)最大泵泵殼容積，相當(dāng)于泵吸水口面積乘以水泵進(jìn)口至泵出口壓 VP水管 第一個閥門距離，此處距離取1m.-吸水管內(nèi)容積VST-引水時間，取5min23 計算得：m0490. V1 0125 .P10表6不同管徑每米管長空氣容積D (mm )200250300350400)V (3m/m0.0310.0710.0920.0960.123T=5min ; m 18.400 V 2000.092s=3.8742.7）得：以上數(shù)據(jù)代入（Qsminm/VH3973 最大真空值ssmmHg292 HV613.13.6型水環(huán)式真空泵，配根據(jù)以上計算，查手冊可選擇水環(huán)式真空泵為 SZ-3 -41-4。套電機型號為JO泵房建筑高度的確定 2.11根據(jù)水泵安