水泵設(shè)計計算書參照

1、城市送水泵站技術(shù)設(shè)計計算書1 緒論泵站的日最大設(shè)計水量Qd=9.8 萬 m3/d。給水管網(wǎng)設(shè)計的部分成果：( 1 ) 泵站分兩級工作。泵站第一級工作從時至次日時， 每小時水量占全天用水量的3.10 ；泵站第二級工作從時至 時，每小時水量占全天用水量的4.90%。(2)該城市給水管網(wǎng)的設(shè)計最不利點的地面標(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1.9

2、m。最高氣溫為36 C,最低氣溫為-35 C。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)計參數(shù)的確定泵站一級工作時的設(shè)計工作流量Qi /(m 3/h)=9 800 X 3.10%=3038(843.9L/s)泵站二級工作時設(shè)計工作流量Q /(m 3/h)=9 800 X 4.90%=4802(1333.9L/s)水泵站的設(shè)計揚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)。泵站一級工作時的設(shè)計揚程Hi/m=Z：+H0+Eh+Eh 泵站內(nèi)+H安全=(65-58+4.5)+36+16.5+1.5+2=67.5其中 H i水泵的設(shè)計揚程ZC

3、一地形高差；z C = Z1 + Z2；H o 一自由水壓；!2h=總水頭損失；Eh泵站內(nèi)一泵站內(nèi)水頭損失(初估為1.5m);H 安全 為保證水泵長期良好穩(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為水泵工況點。求管路特性曲線就是求管路特性曲線方程中的參數(shù)Hbt和$因為H st/m=11.5+36+0.5=48所以S/(h 2x m5)=( E h+E h 泵站內(nèi))/Q 2=(16.5+2)/4802 2=8 X 10-7因此H=48.00+8 X 10-7d根據(jù)上述公式，在(Q-H)坐標(biāo)系中作出管路特性曲線，

4、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)比較推敲選定兩個方案：方案一:5臺350S75A型工作水泵，其工況點如圖 1 （方案一）； 方案二：4臺500S59+1臺350S75A,其工況點如圖 2 （方案二）,908070605040302010010002000300040005000600070008000H=48.00+8*10A(-7)*QA2350S75A *2350S75A*4350S75A *5350S75A*3350S75AY-350S75A圖1 方案一H=48.00+8*10A(-7)*QA2500S59*2350S75A+500S59500S59500S

5、59*3rr350S75A ( %)y1-500S59 ( %)350S75A圖2 方案二對上述兩個方案進(jìn)行比較，主要在水泵臺數(shù)、效率及其揚程浪費方面進(jìn)行比較，比較 結(jié)果見下表1 :表1 方案比較表方案編號水量變化 范圍(m3 h-1)運行水泵 型號及臺 數(shù)水泵一揚程/m管路所需揚程/m揚程浪費/m水泵效率/%力某一5臺350S75A511045505臺350S75A70.569.064.569.06.0078.082.0455037204臺350S75A70.564.559.064.511.5082.083.0372026503臺350S75A7159.053.559.016.5083.07

6、7.0力某一3臺500S59+1 臺350S75A502039803臺500S5972.568.060.568.012.0085.073.0398033502臺500S5968.060.557.060.511.0073.080.5335022101臺500S59+1 臺 350S75A70.557.05257.018.5080.581.580.076.0從表1中可以看出在揚程利用和水泵效率方面方案一均好于方案二，只是水泵臺數(shù)比方案二多一臺，增加了基建投資，但是設(shè)計計算證明由于方案一能耗小于方案二，運行費用的節(jié)省可以在幾年內(nèi)抵消增加的基建投資；而且，方案一選用同型號泵，檢修時替換零件方便。所以，

7、選定工作泵為 5臺350S75A型水泵。其性能參數(shù)如下： 3Q=9001332m/h ; H=5670m = =84% n=1450r/min ;電機(jī)功率 N=280kVy Hsv=5.8m；質(zhì) 量 W=1200kg5臺350S75A型水泵并聯(lián)工作時，其工況點在L點，L點對應(yīng)的流量和揚程為5110m3/h和69.0m,基本滿足泵站二級設(shè)計工作流量要求。4 臺350S75A型水泵并聯(lián)工作時，其工況點在M點，M點對應(yīng)的流量和揚程為4550m3/h和 64.5m。3臺350S75A型水泵并聯(lián)工作時，其工況點在N點，N點對應(yīng)的流量和揚程為3720m7h和59.0m,基本滿足泵站一級設(shè)計工作流量要求。再

8、選一臺同型號的 350S75A型水泵備用，泵站共設(shè)有 6臺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Y355L1-4電機(jī)，其參數(shù)如下:額定電壓 V=380V; N=280kVy n=1450r/min ; W=1860kg3水泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計350S75A型水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)，其基本計算如下:(1) 基礎(chǔ)長度L/mm=M 腳螺釘間距 + (400500)=L3+L2+B+(400500)=500+889+630+481 =2500(2) 基礎(chǔ)寬度(400500) =610+490= 1100B/mm獨腳螺釘間距+ (400500

9、)= A+(3) 基礎(chǔ)高度H/mm= （2.54.0 ） X （ Wk泵+W電機(jī)）/L X BX p 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)長度（m） ；B基礎(chǔ)寬度（m） ；p 一基礎(chǔ)密度（kg/m3）（混凝土密度p =2400 kg/m 3）。則水泵基礎(chǔ)高度為H/m=3.0 X （ 1200+1860） /2.5 X 1.1 X 2400=1.39m設(shè)計取1.5m；從而，混凝土塊基礎(chǔ)的尺寸（m）為LXBX H=2.5X1.1 X1.5。4 吸水管路和壓水管路設(shè)計計算由圖1可知1臺350S75A型水泵的最大工作流量為1400m3/h（388.9L/s）,為水泵吸

10、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=600mmf,流速v=1.38m/s 。（一般在1.21.6m/s范圍內(nèi)） 壓水管管徑在 DN=500mmf,流速v=1.98m/s 。（一般在2.02.5m/s范圍內(nèi)） 說明上述管徑選擇合適。5 吸水井設(shè)計計算吸水井尺寸應(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=#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

11、DN/mr> （1.31.5）d=1.33 X 600=800。水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長度L/mm> （3.5 7.0） X （D-d）=4.0 X （800-600）=800 。喇叭口距吸水井井壁距離 /mmn （0.751.0）D=1.0 X 800=800。喇叭口之間距離 /mm> （1.5 2.0） D=2.0 X 800=1600。喇叭口距吸水井井底距離 /mmn （0.81.0）D=1.0 X 800=800。喇叭口淹沒水深 h/mm>（0.51.0）=1.20 。所以，吸水井長度=14400mm吸水井寬度=2400mm吸水井高度=7000mm包括超高300）

12、。6 各工藝標(biāo)高的設(shè)計計算泵軸安裝高度Hss=Hs-v2/2g- E hs式中Hss泵軸安裝高度（m）;Hs水泵吸上高度（m）;匯hs水泵吸水管路水頭損失（m）。查得水泵吸水管路阻力系數(shù)E1=0.10 （喇叭口局部阻力系數(shù)）；E 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)）；E 4=0.18 （偏心減縮管局部阻力系數(shù)）。經(jīng)計算匯hs=0.10m,考慮長期運行后水泵性能下降和管路阻力增加等因素的影響，所以取匯hs=1.00m,則Hss=Hs-v2/2g- E hs=4.69-1.382/2 X 9.81-1.00=3.59泵軸標(biāo)高/m =吸水井最低水位

13、 +Hss= 53.30+3.59=56.890m基礎(chǔ)頂面標(biāo)tWj /m =泵軸標(biāo)tWj -泵軸至基礎(chǔ)頂面tWj度hi = 56.89-0.62 = 56.27 m泵房地面標(biāo)高/m =基礎(chǔ)頂面標(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算泵房內(nèi)得管路水頭損失，復(fù)核所需揚程，然后校核水泵機(jī)組。泵房內(nèi)管路水頭損失（已知E i=0.10 （喇叭口局部阻力系數(shù)）；E 2=1.01 （90度彎頭局 部阻力系數(shù)）；£3=0.01 （閥門局部阻力系數(shù)）；七4=0.20 （偏心減縮管局部阻力系數(shù)）；七 5=0.1（三通）；E 6=0.21 （同心漸擴(kuò)管局部阻力

14、系數(shù)）E h 泵站內(nèi)/m=E hs+匯 hd=1.00+0.37=1.37所以，水泵揚程Hi /m=Z= +Hg+E h+E h 泵站內(nèi)=7.00+4.50+36.00+16.50+1.37=65.47與估計揚程基本相同，選定得水泵機(jī)組合適。8 消防校核消防時，二級泵站的供水量Q 火/（m3 - h-1）=Qd+Qx=4802+144=4946（1374L/s） 消防時，泵站的揚程H火/m=Zc+Ho火+Ehx+Eh 泵站內(nèi)=11.5+10.0+24.5+1.37=47.37其中Zc地形高差（m）;Hg火一自由水壓（低壓消防制取10.0m）;匯hx-消防時的總水頭損失（m）;Eh 泵站內(nèi) 泵站

15、內(nèi)水頭損失（m） 。根據(jù)Q火和“火，在附圖上繪制泵站在消防時需要得水泵工況點，見圖中得 X點，X點 在兩臺水泵并聯(lián)特性曲線得下方，所以， 兩臺水泵并聯(lián)工作就能滿足消防時的水量和水壓要求，說明所選水泵機(jī)組能夠適應(yīng)設(shè)計小區(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。每臺泵單獨設(shè)有吸水管，并設(shè)有手動常開檢修閥門，型號D371J-10， DN=600mm，L=154mm， W=380kg。壓水管設(shè)有液壓緩閉止回蝶閥，型號HD741X-10 液控止回閥，DN=500mm， L

16、=350mm，W=1358kg；電動控制閥門， 型號為 D941X-10 電動蝶閥，DN=500mm , L=350mm, W=600kg。設(shè)有聯(lián)絡(luò)管（ DN=600mm） ， 聯(lián)絡(luò)后， 聯(lián)絡(luò)管上設(shè)有手動常開檢修閥門，型號為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D371J-10， DN=700mm， L=165mm。泵房內(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，計算確定機(jī)械間長度為32m 和寬度為12m。10 泵站的輔助設(shè)備的選擇10.1 引水

17、設(shè)備啟動引水設(shè)備，選用水環(huán)式真空泵，真空泵的最大排氣量Qv/（m 3 - s-1）=KX （Wp+W） X Ha/T X （Ha-Hss）=10.10 （1.4+8.33 ） X 10.33/300 X （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)（1.051.10）;Wl最大一臺水泵泵殼內(nèi)空氣容積（m3）；Ws吸水管中空氣容積（m3）；Ha105Pa下的水柱高度，取 10.33m；T水泵引水時間（h）, 一般取5min ,消防水泵選3min ;HSS離心泵的安裝高度（m）;真空泵的最大真空度HVmax/Pa=HSSX 1.01 x 105/10.33=

18、55.0X 1.01 X 10/10.33=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，一備一用，布置在泵房靠墻邊處。10.2 計量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計，選取sP-1 型超聲波流量計2 臺，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，型號為Y 60Z,測量范圍為0.01.0MPa。在吸水管上設(shè)真空表， 型號為Z- 60Z,測量范圍為-1.01 X1050Pa。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