水泵設計計算

1、水泵設計計算河南城建學院水泵及計水泵站課程設計平頂山工學院市政工程系0214081-2班水泵及水泵站課程設計任務書一、課程設計的目的1、通過課程設計，使學生所獲得的專業(yè)理論知識加以系統(tǒng)化，整體化，以便于鞏固和擴大所學的專業(yè)知識；2、培養(yǎng)學生獨立分析，解決實際問題的能力；3、提高設計計算技巧和編寫說明書及繪圖能力；4、為適應工作需要打一下的基礎?？紤]美觀以及便于施工等要求，根據可能和合理方案進行技術經濟比較選定工程樞紐的布局，建筑物的結構型式，材料和施工方法 等。二、設計題目：?？诔鞘袃羲畯S送水泵站二、設計原始資料1、 任務書某城市所需用水量 22.8X 10 m/d，用水最不利點地面標高 6&

2、amp;60 m、服務 水頭24m，泵站處的地面標高 65.3 m、水池最高水位 64.60m、水池最低水位標 61.60m，經計算管網水頭損失 19.93m。試進行泵站工藝設計。2、 地區(qū)氣象資料：最低氣溫：-515C，最高氣溫：3541C，最大冰凍深度 15 cm。3、 泵站地址 1/1001/500 地形圖（暫缺）4、 站址處要求抗震設計烈度為 7。5、電源資料：采用雙回路供電，電壓等級為：220V、380 V、10KV。四、課程設計內容城鎮(zhèn)給水廠送水泵站擴初設計。五、設計成果：1.說明書：概述：包括設計依據、機組選擇、臺數、泵站形式和建筑面積、 啟動方式等。2.計算書：按教材中所要求步

3、驟計算，寫明計算過程并附必要草圖。圖紙：泵站平、剖面圖各一張（比例 1 / 501/ 200）。第 1 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計六、設計依據1、水泵與水泵站教材2、給排水設計手冊第一、十、十一冊3、快速給排水設計手冊第四、第五冊七、設計時間安排 給水排水工程泵站課程設計時間 18 周一周（2010 年 12 月 27 日31 日）， 要求學生集中時間完成全部內容，時間安排如下：1、基礎資料收集 0.5d 2、泵站規(guī)模計算及運行方式確定1d3、水泵選型及泵房布置 0.5d4、泵房平面圖、剖面圖繪制 2d5、整理設計計算書和說明書 1d八、設計紀律要求1、設計中要自主完成，杜絕抄襲現(xiàn)象

4、。2、 正常上課期間所有設計學生必須到教室進行設計，上午800 12：00，下午 2：00 3：45，不得遲到和早退。3、 設計期間指導教師實行不定期點名制度，兩次無故不到者設計成績降級。四次無故不到者設計成績?yōu)椴患案瘛?、由于設計時間較緊，希望同學們克服困難，按時、認真完成本 次設計任務。九、成績評定 學生的課程設計成績由指導老師根據學生在設計期間的設計圖紙、設計計算說明書、答辯、出勤等情況綜合評定。成績分：優(yōu)、良、中、及格、不 及格五個等級。其中，設計圖紙占 50% ，設計說明書占 30% ，答辯占 10% ，出勤占 10%。 成績評定標準如下：優(yōu)：能認真完成設計指導書中的要求，設計過程中

5、，嚴格要求自己，獨立完成設計任務，圖紙整潔、繪制標注規(guī)范，設計方案合理，思路清晰，設計說明書內容充實工整，應用理論正確，有創(chuàng)新性。答辯正確，設計期間出第 2 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計滿勤。良：能較好的完成設計指導書中的要求，能獨立完成設計任務，設計思 路較清晰，平面布置合理、圖紙繪制標注規(guī)范、整潔，設計認真，應用理論 正確，答辯正確，設計期間出滿勤。中：能完成設計指導書中的要求，平面布置基本合理、圖紙繪制規(guī)范、字 體和數字標注較整潔，設計較認真，應用理論基本正確，答辯基本正確，設計 期間出滿勤。設計方案基本合理。及格：能基本完成設計指導書中的要求，設計思路欠佳，平面布置欠合理、 圖

6、紙繪制規(guī)范、 字體和數字標注欠整潔， 應用理論無原則錯誤， 答辯時問題回 答不全面正確，設計期間有缺勤現(xiàn)象。設計圖紙一般。不及格：凡有下列情況之一者以不及格論：1）未達到設計指導書的基本要 求。2）設計出現(xiàn)原則性的錯誤， 圖紙繪制有明顯錯誤、 字體和數字標注不整潔， 應用理論有原則錯誤，回答問題錯誤。 3）設計缺勤累計達三分之一以上者。十、設計日期： 2010 年 12 月 27 日 31 日交圖日期： 2010 年 12 月 31 日下午 16：00十一、指導教師：朱偉萍 楊廣建 王遠紅 譚水成環(huán)境與市政系給排水教研室2010 年 12 月第 3 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計第一節(jié)概

7、述1.1 根據城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，該泵站擬建于城鎮(zhèn)南端，設計為中型送水泵站。1.2 泵站的設計水量為 22.80 萬 mVd。1.3 消防用水量 300 LJs_。1.4 經給水管網水力計算后，有：1.4.1 根據用水曲線確定二泵站工作制度，分兩級工作。第一級，從 6: 00 到 20: 00，每小時占全天用水量的 4.8 %。第二級，從 20: 00 到 6: 00，每小時占全天用水量的 2.9 %。1.4.2 最大用水時水泵站所需揚程為 59.03m，其中幾何壓水高 54.53m；1.4.3 最大用水加消防時泵站所需揚程為 56.49m，其中幾何壓水高 53.99m01.5 清水池至泵站址的水平

8、距離為 543m1.6 泵站處地面標高為 65.30m。1.7 清水池最低水位標高 64.60m，清水池最低水位在地面以下 3no1.8 地下水位標高 61.60m。1.9 給水管網的設計最不利點的地形標高為66.60m,建筑層數為 8 層，自由水壓為 36 米。1.10 冰凍深度 1.5m。河南城建學院水泵及計水泵站課程設計第二節(jié)水泵機組的選擇2.1 泵站設計參數的確定供水流量/（L/s）水頭損失/m集水井最低水位與控制點地面咼差/m自由水壓/m泵站內輸水管管網二級供水3166.6722.619.93254.53消防供水3 個火點3466.6723.124.59253.99泵站一級工作時的設

9、計流量：QA=22.8 1045% =11400m3/h =3166.67L/S泵站二級工作時的設計流量：Q二22.8 1042.9% = 6612m3/h =1836.67L/s泵站一級工作時的設計揚程為：HA二 H01 h站內 h安全=54.53 2 1m = 57.53m其中H1最大用水時幾何壓水高（m）;h站內一水泵站內水頭損失（m）（初步估計為 2m）;h保證一安全水頭（初步估計為 1m）o泵站二級工作時的設計揚程：H2二 ZcH0 h2 h泵站內h安=2+54.53+22.53 X1.32/2.22+1.5=64.5m其中vh2為二級供水時輸配水管網的壓力損失消防時:河南城建學院水

10、泵及計水泵站課程設計泵站最大用水加消防時的設計工作流量為：QC=3166.67L/s 300L/s=3466.67L/s泵站最大用水加消防時的設計揚程為：He=Hi3=57.533 = 60.53m2.2 選擇水泵為了在用水量減少時進行靈活調度，減少能源浪費，利用智能選泵系統(tǒng)選 出幾種方案，進行搭配，而在用水量少時，減少泵的運行臺數，使每臺泵都能 在高效段運行，從而達到節(jié)約能源的目的。可用管路特性曲線進行選泵，先求出管路特性曲線方程中的參數，因為Hst=236 = 38m，所以S=( h h泵站內)/Q2=(22.53 2.00)/2.22=5.07s2/m52 2因此 H 二 HSTSQ =

11、38 5.07Q繪制水泵 Q-H 曲線 管路特性曲線關系表見下:Q/m3/hQ/m3/s刀hH10000.280.438.420000.561.5939.5930000.833.4941.4940001.116.2544.2550001.399.847.860001.6714.1452.1470001.9419.0857.0880002.2224.9962.9990002.531.6969.69第 6 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計100002.7839.1877.18110003.0647.4785.47120003.3356.2294.22根據上述分析反復比較水泵特性曲線，選擇500

12、S59A 型水泵型號轉速r/min流量 m3/h揚程 m軸功率電機功率效率500S59A970150057315400741872493337521703932072在根據選泵結果來看，此次設計選用 5 臺 500S59A 型水泵，一級供水時,全部打開運行。二級供水時，運行三臺 500S59A 型水泵，完全滿足供水條件。在選用備用泵的時候，選用一臺 500S59 型，電動機功率為 450kW 這臺備用泵也完全能夠滿足用水條件河南城建學院水泵及計水泵站課程設計2.3 電機的選擇根據水泵樣本提供的配套可選電機參數如下:500S59A 的選用：Y400-54-6 N=400KW根據水泵樣本提供的配套

13、可選電機參數如下:500S59 的選用：Y450-46-6 N=450KW第三節(jié)水泵機組的基礎設計500S59A 系列水泵不帶底座，所以選定其基礎為混凝土塊式基礎，根據水 泵尺寸（見附件二）、電動機安裝尺寸（見附件二），有：基礎長度 L =相應地角螺釘間距大者+ （400500）=L2L3B - （400500） 1167 580 1000 400 = 3147 mm（取3200mm）基礎寬度 8 =相應地角螺釘間距大者+ （400500）=A - （400500） 口 710 400 = 1110mm基礎高度 H=2.54.0 W?K泵M電機7 L B =3.025703000 / 3.89

14、 1.10 2400 =1.63m （取 1.7m）其中W水泵一水泵重量（kg） ;W電機一電機重量（kg）; L 基礎長度（m）B 基礎寬度（m）基礎密度（kg/m3）（混凝土密度 p 二 2400kg/m3）備用泵 500S59 系列水泵不帶底座，所以選定其基礎為混凝土塊式基礎， 根 據水泵尺寸（見附件二）、電動機安裝尺寸（見附件二），有：基礎長度 L =相應地角螺釘間距大者+ （400500）=L2L3B （400500） 1157 580 820 450 = 3007mm（取3010mm）基礎寬度 8 =相應地角螺釘間距大者+ （400500）河南城建學院水泵及計水泵站課程設計=A -

15、 （400500） = 1100 400 = 1500mm基礎高度 H=【2.5 4.0 W水泵W電機7 L B；-=3.025002720 / 3.75 0.82 2400=2.1m其中W水泵一水泵重量（kg） ;W電幾一電機重量（kg） ; L 基礎長度（m）B 基礎寬度（m） 基礎密度（kg/m3）（混凝土密度 p = 2400kg/m3）第四節(jié)水泵吸水管和壓水管的計算一臺 500S59A 型水泵工作時，其最大流量Q=1872L/s，為吸水管和壓水管 所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑 DN=600mn 壓水管管徑 DN= 500mm 根 據公式 DN=4Q/ n v 計算得：當吸水管

16、管徑 DN= 600mm 寸，流速 v=1.84m/s ;當吸水管管徑 DN= 500mm 寸，流速 v=2.64m/s ;一臺 500S59 型水泵工作時，其最大流量Q= 1363L/s，為吸水管和壓水管所通 過的最大流量，初步選定吸水管管徑 DN=500mn水管管徑 DN= 450mm 根據公 式 DNf4Q/n v計算得：當吸水管管徑 DN= 600mrr 時，流速 v=1.74m/s ;當吸水管管徑 DN= 500mn 時，流速 v=2.50m/s ;每臺水泵都單獨設有吸水管，并設有手動常開檢修閥門，型號為Z45T-10，DN= 500mm L= 540mm W/= 678kg。壓水管

17、設有電動操作閥，型號 D971X（ H、F），DN= 200mm L= 60mrpW= 57kg。手動常開檢修閥門，型號為Z45W-10，DN= 200mm L = 330mm W 117kg。并 設有聯(lián)絡管（DN= 600mm，由兩條輸水干管（DN= 2000mm 送往城市管網。河南城建學院水泵及計水泵站課程設計為預防停泵水錘，每臺水泵配有液壓緩閉蝶形止回閥，型號HBH41H-10，DN=200 L=152mm W 114kg。泵房內管路采用直進直出布置，直接敷設在室內地板上。第五節(jié) 泵房形式的選擇根據清水池最低水位標高 H=64.60m 和水泵 H=3.0m 的條件， 確定泵房為矩 形半地

18、下式。半地下室泵房結構比分機型復雜，有地上和地下結構。地上結構與分基式 泵房基本相同，地下結構是無水的干室。水泵機組安裝在干室內，泵房底板與 機器基礎常用鋼筋混凝土澆筑成整體。這種結構適用于水位變幅較大或吸水揚 程較低的水泵機組，采用干室型泵房。主機布置形式采用最常用的一行式排列。這種形式簡單，整齊，泵房跨度小，適應于臥，立式機主，但機器臺數較多時，泵房長度及集水池寬度較大。中小型臥式機主的輔助設備較少，泵房一般由主機間，檢修間組成，配電 間有可能設在泵房內，也可能另配配電間。第 10 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計第六節(jié) 吸水井的設計吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。 清

19、水池最低水位（視為吸水池最低水位） =清水池最低水位清水池至吸水 井水頭損失二 64.60-3=61.60m ;水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑 D（ 1.31.5 ） d=1.40 X 600=840mm 水泵吸水管進口喇叭口長度 L（ 3.07.0 ）X（ d） =4X（ 800-600） =800mm；喇叭口距吸水井井壁距離（0.751.0 ） D= 0.95 X 800= 760mm喇叭口之間的距離（1.52.0 ） D= 2.0 X 800= 1600mm喇叭口距吸水井井底距離（0.81.0 ） D= 640mm 喇叭口淹沒水深 h=1.5m。備用泵的各持寸為：D=800mn 距井壁距離

20、 700mm 距井底 600mm所以，吸水井長度為 7400m（根據管道布置調整為 7400mm,吸水井寬度為 3200mm（最終調整為 3200mm,吸水井高度為 3.24mm第 11 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計第七節(jié)管道配件的選取列表配件選取表名稱規(guī)格單位數量備注真空泵SZB-8臺2一臺備用同心漸擴管DN600 500個6L=900 安裝在吸水管上同心漸擴管DN600 600個6L=900 安裝在吸水管上多功能閥門DN500 L=1100個6JD745X-25三通DN600 600個2L=940mmH=470mm安裝在吸水管上四通DN600 600 600個2L=940mmH=9

21、40mm安裝在吸水管上蝶閥DN600 L=150mn1 個14D371J-10 安裝在吸水管上90 度彎頭DN600個6L=905m m 安裝在吸水管上水泵500S59A500S59臺6一臺備用電機Y400-54-6臺6Y400-54-6400kW喇叭口DN700-500個6L=800m m 安裝在第 12 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計吸水管上超聲波流量計DN600個2SP-1潛水排污泵50QW15-7-0.75 :臺2一臺備用起重機SC臺1起升高度 3-12m跨度 7m,重量20.6kg第八節(jié)泵房尺寸的確定泵房長度：對于配電間在內部的，泵房長度應為主機間與檢修間尺寸的和再加上配電間尺

22、寸，計算可得泵房長度為30m泵房寬度：是指根據機主外形尺寸，進出水管路的布置及其閥間的長度，安裝檢修操作所必需的空間，計算可得泵房寬度為12.7m。泵房高度的確定：H=hi+h2+h3+h4+h5H=H+h6+h7H0電動機層樓板至起重機梁軌面的高度hi起吊時電動機高出電動機層地坪的高度h2-吊件與電動機之間的安全矩，取 0.30.5mh3最大長度吊件，一般為泵軸，有時也包括葉輪h4吊鉤與吊件之間捆扎長度（mh5吊鉤與起重機梁軌面的最小距離（m，有起重機樣本查的h6起重機梁軌面與起重機頂面高度（m，有起重機樣本查的 h7起重機頂面至屋頂下弦的距離，一般取 0.30.5m故 H=H+h6+h7=

23、 12m。根據 500S59A 系列水泵及其配套電動機安裝尺寸可得：H = 355mm，H1= 898mm，H2= 268mm。則水泵軸線標高=66.821m。泵房挖深=2.855m。泵房底面標咼=泵站地面標咼-泵房挖深=65.3-2.855=62.445m。第 13 頁河南城建學院水泵及計水泵站課程設計基礎埋入水泵房底平面 1.5m第九節(jié) 輔助設備的選擇9.1 引水設備啟動引水設備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣 .9.2 計量設備在送水管設有電磁流量計，采用 MT900F 系列，DN500m。電磁流量計的選擇，主要是按被測管道中設計流量的 1.2-1.4 倍選擇相應最大流量的流量計。在壓水管上設壓力表，型號為 Y 602,測量范圍為 0.01.0MPa ;吸水管上設真空表，型號為 Z-602，測量范圍為 0.0760mmH9。9.3 起重設備選取 LD-A 型電動單梁起重機，運行速度 30m/min,起重重量 2t，跨度 14m起升高度 12m。根據起重機的要求計算確定泵房凈高度 12m。9.4 排水設備為了保持泵房環(huán)境整潔和安全運行，必須排出水泵填料盒滴水、閘閥和管 道接口的