給水泵站課程設(shè)計(jì)(周宇峰)

1、 取水泵站工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)期限：自 2015年 7月4日 至 2015年 7月11日 學(xué)生姓名： 周宇峰 班級(jí)學(xué)號(hào)： 1302204-19 學(xué) 院： 市政與測(cè)繪工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 給排水科學(xué)與工程 指導(dǎo)教師： 汪彩文 目錄第一章 緒論11.1設(shè)計(jì)題目:11.2課程設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)（原始數(shù)據(jù)）11.3設(shè)計(jì)要求：11.4說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：11.5設(shè)計(jì)任務(wù)：21.6設(shè)計(jì)目的2第二章 計(jì)算說(shuō)明書(shū)32.1設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算：32.2初選泵和電機(jī)42.3吸水管路與壓水管路計(jì)算72.4機(jī)組與管道布置82.5 吸水管路與壓水管路水頭損失的計(jì)算82.6泵安裝高度的確定和泵房筒體的高度計(jì)算102.7附屬設(shè)

2、備的選擇112.8泵房建筑高度的確定112.9泵房平面尺寸的確定12主要參考文獻(xiàn)13第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)題目:某水廠一級(jí)泵站設(shè)計(jì)。1.2課程設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)（原始數(shù)據(jù)）Y縣某新建水廠近期供水為30000,要求遠(yuǎn)期發(fā)展到60000，自用水系數(shù)為65%。采用固定是取水泵房（一級(jí)泵房），直接從湘江中取水。湘江從Y縣營(yíng)田入境，北至磊石山西口注入洞庭湖，境長(zhǎng)18.87公里，河面寬690925米，可通航千噸船舶。湘江干流流域集雨面積94660平方千米，根據(jù)湘潭水文站系列實(shí)測(cè)徑流資料統(tǒng)計(jì)，多年平均流量為2080m3/s，多年平均徑流量為657億立方米。根據(jù)水文總站資料：100年一遇洪水水位為33.10米，流

3、量為6630m3/s。20年一遇枯水位為25.90米，流量為154.53m3/s。正常水位為28.20米,流量為2820m3/s。取水水源水質(zhì)符合國(guó)家飲用水水源衛(wèi)生規(guī)定，河邊無(wú)冰凍現(xiàn)象?？h城防洪標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇設(shè)防，100年一遇洪水水位34.60米。電力負(fù)荷可保證二級(jí)負(fù)荷供電。凈水廠混合井的最高水面標(biāo)高為31.5米。1.3設(shè)計(jì)要求：要求每位同學(xué)獨(dú)立完成泵站設(shè)計(jì)中初步設(shè)計(jì)階段的部分內(nèi)容，成果包括設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。要求將設(shè)計(jì)成果按目錄順序裝訂成冊(cè)。1.4說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：（1）原始資料（2）機(jī)組的選擇（3）機(jī)組的基礎(chǔ)尺寸（4）機(jī)組和管路的確定（5）機(jī)組的軸線標(biāo)高的確定（6）輔助設(shè)施的選擇及其布置（

4、7）泵房尺寸的確定：長(zhǎng)、寬、高尺寸（8）精選水泵、水泵揚(yáng)程的校核1.5設(shè)計(jì)任務(wù)：針對(duì)水泵站，要求對(duì)主要水泵站的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定水泵站的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙。1.6設(shè)計(jì)目的：本課程設(shè)計(jì)的主要目的是把水泵與泵站中所獲得的理論知識(shí)加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)工作中，使所學(xué)知識(shí)得到鞏固和提高，同時(shí)培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計(jì)資料的獨(dú)立工作能力。第二章 計(jì)算說(shuō)明書(shū)2.1設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算： （1）設(shè)計(jì)流量 考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身的自用水，取自用系數(shù)=1.06，則 近期設(shè)計(jì)流量為 Q=1.06×30000/24=1325m3/h=0.3

5、68m3/s 遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為Q'=1.06×60000/24=2650m3/h=0.736m3/s（2）設(shè)計(jì)揚(yáng)程自流管設(shè)計(jì)以遠(yuǎn)期每根輸水管流量Q1=Q'/2=0.736/2=0.368m3/s。取經(jīng)濟(jì)流速V=1.0m/s。D，解得D=685mm。查設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用兩條DN700鋼管作為自流管，流速V0.96m/s，i=1.61泵所需的靜揚(yáng)程通過(guò)取水部分的計(jì)算已知在最不利的情況下，即一條自流管檢修，另一條自流管通過(guò)75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)（按遠(yuǎn)期考慮)： Q''=Q'×75%=0.736×0.75=0.552m3/s 流速V1.43m

6、/s，i=3.48取自流管管長(zhǎng)為150m,則從取水頭部到泵房吸水間全長(zhǎng)的全部水頭損失： h'=i×L=1.61%×150=0.0161×150=2.415m則吸水井的最高水面標(biāo)高為： 33.102.415=30.685m則吸水井的最低水面標(biāo)高為： 25.902.415=23.485m則吸水井的常水位水面標(biāo)高為： 28.202.415=25.785m所以泵所需的凈揚(yáng)程為：在洪水位時(shí)：31.530.685=0.815m在枯水位時(shí)：31.523.485=8.015m在常水位時(shí)：31.525.785=5.715m輸水干管中的水頭損失設(shè)采用兩條DN700鋼管并聯(lián)作為

7、輸水干管，當(dāng)一條輸水干管檢修時(shí)，另一條輸水管應(yīng)通過(guò)75%的設(shè)計(jì)流量（按遠(yuǎn)期考慮），即： Q''=Q'×75%=0.736×0.75=0.552m3/s，查水力計(jì)算表得管內(nèi)中的流速V=1.43，i=3.48%，取輸水管的管長(zhǎng)為2千米，所以輸水管的沿程水頭損失=L×i=2000×0.0348=69.6m假定泵房中管路的水頭損失為2米，安全水頭為2米，然后加上靜揚(yáng)程，可得到初選水泵的揚(yáng)程。在洪水位時(shí)：H1=0.815+2+2+69.6=74.415m在枯水位時(shí)：H2=8.015+2+2+69.6=81.615m在常水位時(shí)：H3=5.71

8、5+2+2+69.6=79.315m則泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：枯水位時(shí)，=81.615m洪水位時(shí)，=74.415m2.2初選泵和電機(jī)因?yàn)橐紤]遠(yuǎn)期水量的要求，近期的水泵型號(hào)基本一致，遠(yuǎn)期則可采用更換大泵等滿足遠(yuǎn)期水量，故要預(yù)留泵位或采用近期的小泵大基礎(chǔ)方式.水泵及電動(dòng)機(jī)初選近期設(shè)計(jì)流量為 Q=1325m3/h，=81.615m，查設(shè)計(jì)手冊(cè)知選用300S90A單級(jí)雙吸式離心泵，近期采用兩臺(tái)300S90A型離心泵（流量Q=576m3/s756m3/s，揚(yáng)程H=86m78m，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，軸功率N=190217kw)，兩臺(tái)并聯(lián)工作，1臺(tái)備用。根據(jù)300S90A單級(jí)雙吸式離心泵的要求，采用Y335

9、L1-4電動(dòng)機(jī)（功率為280kw，效率=71%74%）。300S90型泵特性曲線如下圖：機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定如下圖：型號(hào) 外 形 尺 寸 LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n-d2300S901168.564452045012464706004508985102683254-27 型號(hào) 進(jìn)口法蘭尺寸 出口法蘭尺寸DN1D01D1n1-d1DN2D02D2n2-d2300S9030040044012-23200295335 8-23根據(jù)泵的尺寸和泵基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求，本次選用混凝土式基座，其寬度和長(zhǎng)度分別是機(jī)組相應(yīng)尺寸加上0.150.20米。（取0.18米）因此尺寸的確定如下：基礎(chǔ)長(zhǎng)：L=水泵

10、地腳螺釘間距（長(zhǎng)度方向）+180基礎(chǔ)寬：B=水泵地腳螺釘間距（寬度方向）+180代入表格中數(shù)據(jù)有： L=1168.5+180=1348.2mm B=1246+180=1426mm由于設(shè)計(jì)手冊(cè)上無(wú)泵及電機(jī)重量的資料，水泵基礎(chǔ)深度H可選取底座地腳螺釘?shù)拈L(zhǎng)度L2+(0.150.20)(m)，取0.18m。 有H=0.52+0.18=0.70m2.3吸水管路與壓水管路計(jì)算每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管與壓水管（1） 吸水管已知機(jī)組運(yùn)行時(shí)有兩臺(tái)泵工作，每臺(tái)泵吸水管流量有：Q=0.368/2=0.184m3/s=662.4m3/h根據(jù)吸水管的設(shè)計(jì)要求：管徑小于250mm時(shí)，V取1.01.2m/s，管徑大于或等于25

11、0mm時(shí)，V取1.21.6m/s。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用DN400鋼管，則流速V1.42m/s，i=6.98（2） 壓水管根據(jù)壓水管的設(shè)計(jì)要求：管徑小于250mm時(shí)，V取1.52.0m/s，管徑大于或等于250mm時(shí)，V取2.02.5m/s。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用DN325鋼管，則流速V2.14m/s，i=20.62.4機(jī)組與管道布置為了遠(yuǎn)期發(fā)展供水目標(biāo)，將來(lái)更換大泵滿足遠(yuǎn)期水量，故要預(yù)留泵位。且盡可能地充分利用泵房?jī)?nèi)的面積。故將三臺(tái)機(jī)組（一臺(tái)備用）縱向排列布置。每臺(tái)水泵有單獨(dú)得吸水管，吸水管與壓水管采用直進(jìn)直出方式布置，壓水管引出泵房后兩兩連接起來(lái)。并預(yù)留一個(gè)泵位縱向排列布置。水泵出水管上設(shè)有DN7

12、00電動(dòng)對(duì)夾式蝶閥（D971X/H、F型）和DN700傳動(dòng)法蘭式蝶閥（D341X型），吸水管上設(shè)DN400手動(dòng)閘閥（D341X型）.泵房面積由于考慮了吸水井喇叭口與吸水井各個(gè)方向上的最小的距離，泵機(jī)室有足夠的長(zhǎng)度布置吸壓水管上的管道附件。兩條DN325輸水管用2個(gè)DN350傳動(dòng)法蘭式蝶閥（D341X型）連接起來(lái)，每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥（D341X型）一個(gè)。2.5 吸水管路與壓水管路水頭損失的計(jì)算取一條最不利的線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖（1） 吸水管路中水頭損失 =1.5×9.98%=1.5×0.0698=0.1047m hls=(1+2)v22/

13、2g+3v12/2g式中 1吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，1=0.75 2DN400手動(dòng)閘閥（D341X型）局部阻力系數(shù)，2=0.15 3DN400鋼管的沿程阻力系數(shù)，3=0.15hls=（0.75+0.15）×1.422/2g+0.15×1.432/2g=1.015mhs=hfs +hls=0.1047+1.015=1.1197m（2）壓水管路水頭損失hd=hfd+hldhfd=(l-l7）×id1 +l7×id2hfd=30×20.6%+2×3.48%=6.2496mhld =4×v32/2g+(5+6+7+8+9+10）v4

14、2/2g+(+12+)×v52/2ghld=0.04×1.422/2g+(0.15+0.21+0.15+1.01）×2.142/2g+（0.5+1.5+0.15）×0.962/2g=0.0041m+0.3528m+0.1011m=0.4580m式中 DN325×400漸放管，=0.04DN325鋼制45°彎頭，=0.51DN325液控蝶閥， =0.15DN325伸縮接頭，=0.21DN325手控蝶閥， =0.15DN325鋼制90°彎頭，=1.01DN325×700漸放管，=0.29DN700鋼制斜三通，=0.5D

15、N700鋼制正三通，=1.5DN700蝶閥， =0.15。故： hd=hld+hfd=0.4580m+6.2496m=6.7076m從泵吸水口到輸水干管上切換閘閥閥間的全部水頭損失為： h=hs+hd=6.7076+0.4580m=7.1656m因此,泵的實(shí)際揚(yáng)程為，設(shè)計(jì)枯水位時(shí)，Hmax =81.615+7.1656+8.015+2=98.79m設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，Hmin =74.415+7.1656+8.015+2=91.60m 由此可見(jiàn)，初選的泵機(jī)組符合要求。2.6泵安裝高度的確定和泵房筒體的高度計(jì)算為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而泵為自灌式工作，所以泵的

16、安裝高度小于其允許席上高度，無(wú)需計(jì)算。已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為23.485m。為保證吸水管的正常吸水，需要求取吸水管的中心標(biāo)高。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，吸水喇叭口直徑D一般采用： D=（1.31.5）d（mm）式中d吸水管直徑，mm 又吸水管采用的是DN400鋼管，d=400mm吸水管喇叭口的最小淹沒(méi)水深h2: h2=0.5m1.0m 取1.0m吸水管的中心標(biāo)高=23.485-(1.0+d/2)=22.285m取吸水管下緣距吸水間底板為0.75m，則吸水間的底板標(biāo)高為22.285-（D/2+0.75）=19.535m。洪水位標(biāo)高為33.10m，考慮1.0m的浪高，則操作臺(tái)的標(biāo)高為33.10+1.0=3

17、4.10m。故泵房筒體高度為：34.10-19.535=14.565m2.7附屬設(shè)備的選擇（1）起重設(shè)備最大起重量為型Y335L1-4電動(dòng)機(jī)重量1945KG=19061N，最大起吊高度為14.565+2.0=16.565m(其中2.0是考慮操作臺(tái)上汽車(chē)的高度)。為此，選用環(huán)形吊車(chē)（起重量10t，雙梁，跨度22.5m，電動(dòng)葫蘆，起吊高度24m）。（2）引水設(shè)備泵為自灌式工作，不需飲水設(shè)備。（3）排水設(shè)備由于泵房較深，故采用電動(dòng)泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，水溝寬設(shè)為55mm將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間。取水泵房的排水量一般按考慮，排水泵的凈揚(yáng)程按23.485m計(jì)，水頭損失大約5m，故總

18、揚(yáng)程在23.485+5=28.485m，可選用型離心泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配套電機(jī)為。（4）通風(fēng)設(shè)備一般是以每小時(shí)將筒體體積810倍進(jìn)行選擇。選用兩臺(tái)型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑700mm，轉(zhuǎn)速960r/min，葉片角度，風(fēng)量10127，風(fēng)壓90，配套電機(jī)）。（5） 計(jì)量設(shè)備一般在泵房不采用。2.8泵房建筑高度的確定泵房通體高度已知為14.565m，操作平臺(tái)以上的建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備及起吊高度、電梯井機(jī)房的高度、采光及通風(fēng)的要求，吊車(chē)梁底板到操作平臺(tái)樓板的距離為8.80m，從平臺(tái)樓板到房頂?shù)装宓膬舾叨葹?1.30m。2.9泵房平面尺寸的確定根據(jù)泵機(jī)組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機(jī)組和通風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備的設(shè)置情況，從