水泵設(shè)計(jì)計(jì)算書參照

1、.城市送水泵站技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算書1 緒論泵站的日最大設(shè)計(jì)水量Qd=9.8 萬(wàn) m3/d 。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的部分成果：（ 1）泵站分兩級(jí)工作。泵站第一級(jí)工作從時(shí)至次日時(shí)，每小時(shí)水量占全天用水量的3.10 ；泵站第二級(jí)工作從時(shí)至?xí)r，每小時(shí)水量占全天用水量的4.90%。（ 2）該城市給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)的地面標(biāo)高為65.00m，建筑層數(shù)為8 層，自由水壓為 36m。（ 3 ）給水管網(wǎng)平差得出的二泵站至最不利點(diǎn)的輸水管和配水管網(wǎng)的總水頭損失為16.5m。（ 4）消防流量為144 m3/h ，消防時(shí)的總水頭損失為24.5m。清水池所在地地面標(biāo)高為58.00m ，清水池最低水位在地面以下4.5m。城市冰凍線為

2、1.9m。最高氣溫為36，最低氣溫為-35 。泵站所在地土壤良好，地下水位為4.5m。泵站具備雙電源條件。2 初選水泵和電機(jī)2.1 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量Q /(m 3/h)=9 800× 3.10%=3038(843.9L/s)泵站二級(jí)工作時(shí)設(shè)計(jì)工作流量Q /(m 3/h)=9 800 × 4.90%=4802(1333.9L/s)水泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程與用戶的位置和高度、管路布置及給水系統(tǒng)的工作方式等有關(guān)。泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程H /m=Zc +H0+ h+h 泵站內(nèi) +H安全 =(65-58+4.5)+36+16.5+1.5+2=67.5其中H 水

3、泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程Z 地形高差； = + ；H 自由水壓；h=總水頭損失；h 泵站內(nèi) 泵站內(nèi)水頭損失（初估為1.5m）；H安全 為保證水泵長(zhǎng)期良好穩(wěn)定工作而取的安全水頭（m）；一般采用12m。2.2 選擇水泵可用管路特性曲線和型譜圖進(jìn)行選泵。管路特性曲線和水泵特性曲線交點(diǎn)為水泵工況點(diǎn)。求管路特性曲線就是求管路特性曲線方程中的參數(shù)HST和 S。因?yàn)镠/m=11.5+36+0.5=48ST所以S/(h 2× m-5 )=( h+ h 泵站內(nèi) )/Q 2=(16.5+2)/48022=8×10-7因此H=48.00+8 × 10-7 Q2根據(jù)上述公式，在（ Q-H）坐標(biāo)系中作

4、出管路特性曲線，參照管路特性曲線和水泵型譜圖，或者根據(jù)水泵樣本選定水泵。'.經(jīng)反復(fù)比較推敲選定兩個(gè)方案：方案一： 5 臺(tái) 350S75A 型工作水泵，其工況點(diǎn)如圖1（方案一）；方案二： 4 臺(tái) 500S59+1 臺(tái) 350S75A，其工況點(diǎn)如圖2（方案二）。圖1方案一'.圖2 方案二對(duì)上述兩個(gè)方案進(jìn)行比較，主要在水泵臺(tái)數(shù)、效率及其揚(yáng)程浪費(fèi)方面進(jìn)行比較，比較結(jié)果見下表1：表 1方案比較表'.方案編號(hào)水量變化運(yùn)行水泵水泵一揚(yáng)管路所需揚(yáng)程浪費(fèi)水泵效率范圍型號(hào)及臺(tái)程 /m揚(yáng)程 /m/m/%(m3· h-1 )數(shù)方案一511045505臺(tái)70.569.064.569.0

5、6.0078.082.05臺(tái)350S75A350S75A455037204臺(tái)70.564.559.064.511.5082.083.0350S75A372026503臺(tái)7159.053.559.016.5083.077.0350S75A方案二502039803臺(tái)72.568.060.568.012.0085.073.03臺(tái)500S59500S59+1398033502臺(tái)68.060.557.060.511.0073.080.5臺(tái)500S59350S75A335022101臺(tái)70.557.05257.018.5080.581.5500S59+180.076.0臺(tái)350S75A從表 1 中可以看出

6、在揚(yáng)程利用和水泵效率方面方案一均好于方案二，只是水泵臺(tái)數(shù)比方案二多一臺(tái)， 增加了基建投資， 但是設(shè)計(jì)計(jì)算證明由于方案一能耗小于方案二，運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省可以在幾年內(nèi)抵消增加的基建投資；而且，方案一選用同型號(hào)泵， 檢修時(shí)替換零件方便。所以，選定工作泵為5 臺(tái) 350S75A 型水泵。其性能參數(shù)如下：3SVQ=9001332m/h ；H=5670m； =84%； n=1450r/min；電機(jī)功率 N=280kW； H =5.8m；質(zhì)量 W=1200kg。5 臺(tái) 350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在L 點(diǎn)， L 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為5110m3/h和 69.0m, 基本滿足泵站二級(jí)設(shè)計(jì)工作流量要求

7、。4 臺(tái) 350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在M點(diǎn)， M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為4550m3/h和 64.5m。3 臺(tái) 350S75A型水泵并聯(lián)工作時(shí)，其工況點(diǎn)在N點(diǎn)， N 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量和揚(yáng)程為33720m/h和 59.0m, 基本滿足泵站一級(jí)設(shè)計(jì)工作流量要求。再選一臺(tái)同型號(hào)的350S75A型水泵備用，泵站共設(shè)有6 臺(tái) 350S75 型水泵， 5 用 1 備。2.3 確定電機(jī)根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機(jī)，選定Y355L -4電機(jī)，其參數(shù)如下：1額定電壓 V=380V； N=280kW； n=1450r/min ； W=1860kg。3 水泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)350S75A 型水泵不帶底座，所以

8、選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)，其基本計(jì)算如下：（1）基礎(chǔ)長(zhǎng)度L/mm=地腳螺釘間距 +（ 400500） =L3+L2 +B+(400500)=500+889+630+481 =2500（2）基礎(chǔ)寬度B/mm=地腳螺釘間距+（ 400500）=A+（ 400500） =610+490= 1100（3）基礎(chǔ)高度'.H/mm=（ 2.54.0 ）×（ W水泵 +W電機(jī) ） /L × B× 其中W水泵 水泵質(zhì)量（kg）；W電機(jī) 電機(jī)質(zhì)量（kg）；L 基礎(chǔ)長(zhǎng)度（ m）；B 基礎(chǔ)寬度（ m）；33基礎(chǔ)密度（kg/m ） ( 混凝土密度 =2400 kg/m ) 。H/

9、m=3.0×（ 1200+1860）/2.5×1.1 × 2400=1.39m設(shè)計(jì)取 1.5m；從而，混凝土塊基礎(chǔ)的尺寸（m）為 L× B× H=2.5 × 1.1 ×1.5 。4 吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)計(jì)算由圖 1 可知 1 臺(tái) 350S75A型水泵的最大工作流量為1400m/h(388.9L/s),為水泵吸水管和壓水管所通過的最大流量，初步選定吸水管的管徑為DN=500mm，壓水管管徑DN=400mm。當(dāng)吸水管管徑DN=600mm時(shí)，流速 v=1.38m/s 。 ( 一般在 1.2 1.6m/s 范圍內(nèi) )壓水管管徑在D

10、N=500mm時(shí)，流速 v=1.98m/s 。 ( 一般在 2.0 2.5m/s 范圍內(nèi) )說明上述管徑選擇合適。5 吸水井設(shè)計(jì)計(jì)算吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求。吸水井最低水位/m=泵站所在地面標(biāo)高- 清水池有效水深- 清水池至吸水井管路水頭損失=58.00-4.5-0.2=53.30。吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面標(biāo)高=58.00 。水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑DN/mm (1.3 1.5)d=1.33× 600=800。水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長(zhǎng)度L/mm (3.5 7.0) × (D-d)=4.0× (800-600)=8

11、00 。喇叭口距吸水井井壁距離/mm (0.75 1.0)D=1.0 × 800=800。喇叭口之間距離/mm（ 1.5 2.0 ） D=2.0 ×800=1600。喇叭口距吸水井井底距離/mm (0.8 1.0)D=1.0 × 800=800。喇叭口淹沒水深h/mm (0.5 1.0)=1.20 。所以，吸水井長(zhǎng)度 =14400mm，吸水井寬度 =2400mm，吸水井高度 =7000mm(包括超高300) 。6 各工藝標(biāo)高的設(shè)計(jì)計(jì)算泵軸安裝高度HSS=HS-v2/2g-h S式中HSS泵軸安裝高度（m）；HS水泵吸上高度（m）； hS水泵吸水管路水頭損失（m）。

12、查得水泵吸水管路阻力系數(shù)1=0.10 （喇叭口局部阻力系數(shù)）； 2=0.60（ 90 度彎頭局部阻力系數(shù)）； 3=0.01（閥門局部阻力系數(shù)）； 4=0.18（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）。經(jīng)計(jì)算 hs，考慮長(zhǎng)期運(yùn)行后水泵性能下降和管路阻力增加等因素的影響，所以=0.10m取 hS=1.00m ，則HSS=HS-v2/2g- hS=4.69-1.382/2× 9.81-1.00=3.59泵軸標(biāo)高 /m 吸水井最低水位+Hss 53.30+3.59=56.890m'.基礎(chǔ)頂面標(biāo)高/m 泵軸標(biāo)高 -泵軸至基礎(chǔ)頂面高度h1 56.89-0.62 56.27 m泵房地面標(biāo)高/m 基礎(chǔ)頂面

13、標(biāo)高 -0.20 56.07m7 復(fù)核水泵機(jī)組根據(jù)已經(jīng)確定得機(jī)組布置和管路情況重新計(jì)算泵房?jī)?nèi)得管路水頭損失，復(fù)核所需揚(yáng)程，然后校核水泵機(jī)組。泵房?jī)?nèi)管路水頭損失（已知=0.10 （喇叭口局部阻力系數(shù)） ； 2=1.01（ 90 度彎頭局1部阻力系數(shù)） ； 3=0.01（閥門局部阻力系數(shù)）； 4=0.20（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）；5=0.1(三通 )； 6=0.21（同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù)） h 泵站內(nèi) /m= hS+ hd =1.00+0.37=1.37所以，水泵揚(yáng)程H /m=Zc +H 0+ h+ h 泵站內(nèi) =7.00+4.50+36.00+16.50+1.37=65.47與估計(jì)揚(yáng)程基本相

14、同，選定得水泵機(jī)組合適。8 消防校核消防時(shí)，二級(jí)泵站的供水量Q 火 /(m 3· h-1 )=Qd+Qx=4802+144=4946(1374L/s)消防時(shí)，泵站的揚(yáng)程H 火 /m=Zc+H0 火 +h x+ h 泵站內(nèi) =11.5+10.0+24.5+1.37=47.37其中Zc地形高差 (m)；H0 火 自由水壓 (低壓消防制取10.0m)； h x消防時(shí)的總水頭損失 (m)； h 泵站內(nèi) 泵站內(nèi)水頭損失（ m）。根據(jù) Q火 和 H 火 ，在附圖上繪制泵站在消防時(shí)需要得水泵工況點(diǎn)，見圖中得X 點(diǎn)， X 點(diǎn)在兩臺(tái)水泵并聯(lián)特性曲線得下方， 所以，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作就能滿足消防時(shí)的水量和

15、水壓要求，說明所選水泵機(jī)組能夠適應(yīng)設(shè)計(jì)小區(qū)的消防滅火的要求。9 泵房形式的選擇及機(jī)械間的布置根據(jù)清水池最低水位標(biāo)高（ 53.50m ）和水泵 HS（4.69m ）的條件，確定泵房為矩形半地下式。水泵機(jī)組為單排順列式布置。每臺(tái)泵單獨(dú)設(shè)有吸水管，并設(shè)有手動(dòng)常開檢修閥門，型號(hào)D371J-10， DN=600mm ，L=154mm， W=380kg。壓水管設(shè)有液壓緩閉止回蝶閥，型號(hào)HD741X-10 液控止回閥， DN=500mm ， L=350mm ，W=1358kg；電動(dòng)控制閥門，型號(hào)為 D941X-10 電動(dòng)蝶閥， DN=500mm ，L=350mm，W=600kg。設(shè)有聯(lián)絡(luò)管 （ DN=600

16、mm ），聯(lián)絡(luò)后，聯(lián)絡(luò)管上設(shè)有手動(dòng)常開檢修閥門， 型號(hào)為 D371J-10，DN=600mm ， L=154mm ， W=380kg。由兩條輸水干管（ DN700mm ）送往城市管網(wǎng)，上面安設(shè)常開檢修閥門，型號(hào) D371J-10， DN=700mm ， L=165mm。泵房?jī)?nèi)管路采用直進(jìn)直出布置，直接敷設(shè)在室內(nèi)地板上。選用各種彎頭、三通和變徑管等配件，計(jì)算確定機(jī)械間長(zhǎng)度為32m 和寬度為12m 。10 泵站的輔助設(shè)備的選擇'.10.1引水設(shè)備啟動(dòng)引水設(shè)備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣量V3· s-1PSa×aSSQ /(m)=K× (W +W) &#

17、215;H /T(H -H )=1.10× （ 1.4+8.33）× 10.33/300× (10.33-3.59)=0.05式中QV真空泵的最大排氣量（m3/s）；K漏氣系數(shù)（ 1.05 1.10）；Pm3）；W最大一臺(tái)水泵泵殼內(nèi)空氣容積（Sm3）；W吸水管中空氣容積（Ha 105 Pa 下的水柱高度，取10.33m；T水泵引水時(shí)間（ h），一般取 5min ，消防水泵選3min ；H 離心泵的安裝高度（m）；SS真空泵的最大真空度HVmax/Pa=HSS×1.01 × 105/10.33=55.0×1.01 × 10 /

18、10.33=48886.74其中HVmax真空泵的最大真空（ Pa）；HSS離心泵的安裝高度（ m），最好取吸水井最低水位至水泵頂部的高差。根據(jù) QV 和 HVmax 選取 SZB-8型水環(huán)式真空泵 2 臺(tái)，一備一用，布置在泵房靠墻邊處。10.2計(jì)量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計(jì)，選取SP-1 型超聲波流量計(jì)2 臺(tái)，安裝在泵房外輸水干管上，距離泵房 7m 。在壓水管上設(shè)壓力表，型號(hào)為 Y 60Z，測(cè)量范圍為0.0 1.0MPa。在吸水管上設(shè)真空表，型號(hào)為 Z 60Z，測(cè)量范圍為 -1.01 ×105 0Pa。10.3起重設(shè)備選取單梁懸掛式起重機(jī)SDQ-2，起重量 2t，跨度7.0m ，起升高度 3.010.0m 。根據(jù)起重機(jī)的要求計(jì)算確定泵房?jī)舾叨?2