污水泵站設(shè)計(jì)計(jì)算(給排12級)

1、污水泵站設(shè)計(jì)計(jì)算專業(yè)班級 姓 名 學(xué) 號 1 熟悉原始資料及總體設(shè)計(jì)原則在開始設(shè)計(jì)之前應(yīng)仔細(xì)研究設(shè)計(jì)的原始資料，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)教材的有關(guān)部分，收集需用的規(guī)范手冊及參考資料。并明確設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)原則、工程情況等基礎(chǔ)資料。污水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間。2 格柵設(shè)計(jì)2.1 柵條間隙數(shù)根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊五第192頁，選用中格柵， 設(shè)過柵流速取v=0.9 m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝傾角=60，柵前水深h=0.5m。則柵條間隙數(shù)n=取 n = 462.2 格柵尺寸取柵條寬度s=0.01m，則格柵寬度取進(jìn)水渠寬,漸寬部分展開角，則進(jìn)水渠道漸寬部分

2、長度：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：取柵前渠道超高，則柵前槽高柵槽總長度：2.3 過柵水頭損失式中，過柵水頭損失，m； 計(jì)算水頭損失，m； 重力加速度，9.81； 系數(shù)，一般取3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時(shí)， 3 污水泵機(jī)器間設(shè)計(jì)3.1 污水泵流量的確定、設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算3.1.1 污水泵流量取最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)水量為提升泵站的設(shè)計(jì)流量。Qmax=1400m3/h3.1.2 污水泵楊程估算設(shè)泵吸壓水管路的總損失初估為2-4m,安全水頭為1-2m，有效水深為1.52m,2個(gè)閘門的水頭損失都取0.05m。計(jì)算水泵最低吸水水位。水泵揚(yáng)程可初步按下式計(jì)算： H=HST+h+2=

3、Hss+Hsd+hs+hd+2式中 Hss吸水管地形高度(m),為集水池內(nèi)最低水位與水泵軸線之高差； Hsd壓水地形高度（m），為泵軸線與輸水最高點(diǎn)（即壓水管出口處）之高差；hs和hd污水通過吸水管路和壓水管路中的水頭損失（包括沿程損失和局部損失）。其中12m為安全水頭，取2m。取有效水深為1.7m格柵前水位=來水管設(shè)計(jì)水位-閘門1水頭損失=-4.30-0.05=-4.35m格柵后水位=格柵前水位-過柵水頭損失=-4.35-0.09=-4.44m最高水位=格柵后水位-閘門2水頭損失=-4.44-0.05=-4.49m最低水位=最高水位-有效水深=-4.49-1.7=-6.19mHST=沉砂池設(shè)

4、計(jì)水位標(biāo)高-最高水位=4.20-（-6.19）=10.39mH=HST+h+2=10.39+3+2=15.4m 3.1.3 選泵參考特性曲線(ab線)的求算 b點(diǎn)：Qb坐標(biāo)原點(diǎn)流量 Hb=Hss+Hsd+2圖1 QW潛污泵型譜圖3.2 污水泵設(shè)計(jì)方案確定3.2.1 提方案所選方案應(yīng)為可行方案。選泵時(shí)應(yīng)注意： a在滿足最大工況要求的條件下，應(yīng)盡量減少能量的浪費(fèi)。 b合理利用各水泵的高效段。 c盡可能選用型號泵，使型號整齊，互為備用。 d盡量選用大泵，但也應(yīng)按實(shí)際情況考慮大小兼顧，靈活調(diào)配。eh值變化大，則可選不同型號泵搭配運(yùn)行。f保證吸水條件，照顧基礎(chǔ)平齊，減少泵站埋深。s考慮必要的備用機(jī)組。h

5、考慮泵站的發(fā)展，實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合。所提方案如下表：表1 選泵方案方案編號用水變化范圍（m3/ h）運(yùn)行泵及其臺數(shù)第一方案選用兩臺9401臺300QW800-15-55940-14002臺300QW800-15-55第二方案選用三臺7351臺250QW600-15-45735-13402臺250QW600-15-451340-14003臺250QW600-15-45（1）繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線 在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解出Sx和HX，求出Q-

6、H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，600），（12.9,700）。解出Sx=1.510-5 , HX=20.8取點(diǎn)列表：表2 1臺水泵一Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)0100200300400500600700800H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512.9810.56表3 2臺水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512.9810.56表4 3臺水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456Q（m

7、3/h)030060090012001500H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.8描點(diǎn)法繪圖得：圖2 單泵及并聯(lián)特性曲線（2）繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解得S和HX值，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，800），（13.5,900）。解出Sx=8.8210-6 ,HX=20.64表5 1臺水泵二Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)010020030040

8、0500600700800900H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5表6 2臺水泵二并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)020040060080010001200140016001800H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5描點(diǎn)法繪圖得：圖3 水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線3.2.2 進(jìn)行方案比較后，確定設(shè)計(jì)方案表7 選泵方案比較表方案編號用水變化范圍運(yùn)行泵及其臺數(shù)泵揚(yáng)程（m）所需揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率（%）泵效率（%）第一方案選用兩臺300QW800-15-

9、55940一臺300QW800-15-5512.812.810082.789401400兩臺300QW800-15-5512.8-16.312.813.78410082.78第二方案選用三臺250QW600-15-451020cm3.4 水泵機(jī)組布置本泵站分三期建設(shè)，本設(shè)計(jì)為最后一期工程。（1）水泵機(jī)組布置原則機(jī)組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機(jī)組布置應(yīng)保證運(yùn)行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短、接頭配件最少、水頭損失最小，降低平時(shí)運(yùn)行費(fèi)用，并應(yīng)考慮泵站有擴(kuò)展的余地。水泵機(jī)組的排列決定泵房建筑面積的大小，應(yīng)盡量縮小泵房面積，降低造價(jià)。（2）泵站排列方式污水泵站一般有圖5三種排列方

10、式：圖6 污水泵站排列方式3.5 確定泵站類型根據(jù)泵站的平面形式，泵站的布置形式有圓形和方形；根據(jù)泵站機(jī)器間地面與室外地面相對標(biāo)高，泵站又分為地面式、半地下式和地下式泵站。應(yīng)根據(jù)吸水面高度、地質(zhì)情況、供水要求的可靠程度、水泵的充水方式、水泵允許吸上真空高度等因素選擇。污水泵站啟動頻繁，應(yīng)采用自罐式吸水方式；方形泵房有利于設(shè)備布置。3.6 計(jì)算吸、壓水管及聯(lián)絡(luò)管直徑表9 吸、壓水管及聯(lián)絡(luò)管管徑計(jì)算表泵型管道最大流量Q（m3/h）估計(jì)流速V（m/s）計(jì)算管徑D（mm）選用管徑D（mm）實(shí)際流速V（m/s）300QW800-15-55吸水管無吸水管壓水管8502.003884001.88聯(lián)絡(luò)管148

11、51.505916001.463.7 布置機(jī)組與管道，確定泵房平面尺寸（1）機(jī)組、設(shè)備間距布置要求（參見tb,P164-166）圖7 泵房機(jī)組間布置圖（2）吸水口間距和離墻距離應(yīng)符合圖8要求（附尺寸標(biāo)注示意）圖8 吸水口間距及離墻距離 圖9 機(jī)器間尺寸計(jì)算圖（3）確定機(jī)器間長、寬，并畫出機(jī)器間布置如圖9 （4）壓水管路設(shè)計(jì)要求泵站內(nèi)的壓水管路要求堅(jiān)固而不漏水，因污水宜腐蝕管道，采用鑄鐵管。為便于拆裝與檢修，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)法蘭接口。為了安裝上方便和避免管路上的應(yīng)力傳至水泵，一般應(yīng)在壓水管路設(shè)置伸縮節(jié)或柔性的橡膠接頭。為了承受管路中內(nèi)壓力所造成的推力，在一定的部位上(各彎頭處)應(yīng)設(shè)置專門的支墩或拉桿

12、。在不允許水倒流的給水系統(tǒng)中，應(yīng)在水泵壓水管上設(shè)置止回閥。（5）確定泵房機(jī)器間平面尺寸要求查出閥門、管件長度，并圖示。圖10 機(jī)器間尺寸計(jì)算圖3.8 確定水泵機(jī)組安裝標(biāo)高和機(jī)器間標(biāo)高圖11 高程計(jì)算圖3.9 吸、壓水管的水頭損失計(jì)算（1）沿線水頭損失計(jì)算管道沿程水頭損失hy=iL其中：L管段長度i水力坡降（單位長度管段的水頭損失) AB管HAB=B點(diǎn)標(biāo)高-A點(diǎn)標(biāo)高A點(diǎn)標(biāo)高=喇叭口距池底標(biāo)高0.8D+池底標(biāo)高池底標(biāo)高=柵前水位標(biāo)高-柵前水深取柵前水深0.3m，柵前水位標(biāo)高=-4.35m0.8D=0.24m（D為喇叭口直徑DN300）則A點(diǎn)標(biāo)高=-4.41mB點(diǎn)標(biāo)高=聯(lián)絡(luò)管埋深高度=0.7+聯(lián)絡(luò)管

13、半徑 圖12 局部水頭損失計(jì)算圖=0.7+0.3=1m故HAB=1-（-4.41）=5.41m故LAB=豎管+橫管=5.41+2.38+1.47+0.48（閘閥長度）+0.31（止回閥長度）+0.255（伸縮節(jié)長度）=10.31mBC管段LBC=2.38mCD管段LCD=1.59+沉砂池設(shè)計(jì)水位標(biāo)高-B點(diǎn)標(biāo)高=1.59+4.20-1.0=4.8mAB管采用DN400壓力管，流速1.88m/s，1000i=12.4BC、CD管段采用DN600，流速1.46m/s，1000i=4.4則hy=iL=（2）計(jì)算局部水頭損失 表10 局部水頭損失計(jì)算表序號管件名稱管件局部阻力流量Q最大流速v(m)局部水

14、頭損失(m)直徑系數(shù)(m3/h)(m/s)（mm）1喇叭口4000.18503.340.570.0572彎頭2個(gè)4000.68501.880.180.113漸擴(kuò)管3004000.138503.340.570.074490彎頭2個(gè)6001.114851.460.110.125漸擴(kuò)管4006000.128501.880.180.02166球形伸縮節(jié)4000.218501.880.180.0387閘閥4000.078501.880.180.01268止回閥4002.58501.880.180.45990彎頭3000.528503.340.570.296.10三通管2個(gè)4006001.6214851.

15、460.110.1781.757（3）總水頭損失 各管段水頭損失為沿程水頭損失和局部水頭損失之和。再計(jì)算總水頭損失，即計(jì)算A-D管路水頭損失，為AB管段、BC管段、CD管段水頭損失之和。則水泵所需總揚(yáng)程：H=10.39+1.92+2=14.31m3.10 水泵工況點(diǎn)的校核（1）水泵管道特性曲線比阻=1.76/14852=7.98*10-7管道曲線，列出流量與楊程計(jì)算表，再描點(diǎn)作圖：表11 管道特性曲線計(jì)算（最低水位）取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)10.3910.4210.5210.6810.9011.1911.5411.9512.43表12 管道特性曲線計(jì)算（最高水位）取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)8.698.728.828.989.29.499.8410.2510.73畫出最低水位和最高水位時(shí)的管道、單泵和并聯(lián)泵的特性曲線圖，如下圖所示：圖13 提升泵工況校核曲線圖檢驗(yàn)單泵運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由泵得性能圖得知該泵4個(gè)工況點(diǎn)都在高效段，所選泵合理。 4 集水池容積校核集