《給水工程中水泵的選取計算案例綜述》4200字

TOC\o"1-2"\h\u30172給水工程中水泵的選取計算案例綜述 172421.1設計流量和設計揚程 125179(1)設計流量Q 118180(2)設計揚程H 129821.2初選水泵和電機 224670(1)繪制管道特性曲線 219215(2)選擇水泵 377721.3水泵機組基礎尺寸的確定 416517(1)基礎長度 717224(2)基礎寬度 71781(3)基礎高度 72561.4吸水管路壓水管路的設計計算： 722711.5機組和管道布置 732686(1)機組布置 724237(2)聯(lián)絡管管徑的確定 727483(3)管道布置 8113901.6吸水井設計 8181711.7吸水管路及壓水管路中水頭損失的計算 1025476(1)泵軸的安裝高度為： 1030940(2)吸水管路的沿程水頭損失: 10110521.8泵房的各標高確定 11255111.9泵站輔助設施的選擇 116308(1)引水設備 1114420(2)排水設備 1220352(3)通風設備 1220664(4)計量設備 12(1)設計流量Q由給水管網(wǎng)來計算可得,此一個城市每小時平均日用水總量所占的百分比為8~9點達到了最高點:5.84%所以水泵的最高時供給量為Q=5.84/100×41000=2394.4m3/h=665.1L/s(2)設計揚程H泵站設計揚程式中—自由水壓，31.33—管網(wǎng)水頭損失，6.69；—泵站內(nèi)水頭損失，取1.63—安全水頭，取2.5H=（5-5.4）+4.2+31.33+18.9+1.63+2.5=56.16m。其中∑h由到最不利點的路徑中沿程水頭損失最大的路線。按照總體的局部水頭損失率為沿工期的局部水頭損失率的5%來進行計算,求出總體的水頭損失。得出總的水頭流量損失大小:∑h=18×(1+0.05)=18.9m。(1)繪制管道特性曲線此管道特性曲線方程：H=HST+∑h=HST+SQ2式中的HST——最高時的水泵靜揚程大小，m；∑h——水頭損失總數(shù)，m；S——阻抗；Q——最高時水泵流量，由上文可得：HST=ZC+H0+H1=-0.4+4.2+31.33+2.5=37.63mSQ2=∑h+∑h'=18.9+1.63=20.53mQ=2394.4/h，求得：S=20.53/Q2=20.53/2394.42=3.58×10-6h2/mH=HST+SQ2=37.63+3.58×10-6Q2按照上述的公式列處下表，并根據(jù)下表，在(Q-H)坐標系中做管路特性曲線,如圖3-5。表3-4管道特性曲線Q-H關系表Q/(m3/h)05001000150020002500300035004000Σh/(m)00.8953.588.05514.3222.37532.2243.85557.28H/(m)37.6338.82541.5145.98552.2560.30570.1581.78595.21圖3-5管路特性曲線(2)選擇水泵按照選泵的要求和選泵的水泵樣本，綜合考慮用以下方案：2臺400S-90型的工作水泵，水泵的特性曲線選點，見3-7，管路的特性曲線、水泵的特性曲線與水泵工況點，見3-6所示。（兩用一備）圖3-6水泵的特性曲線、管路的特性曲線與水泵的工況點表3-7水泵的特性曲線選點一臺泵Q(m3/h)0200400600800100012001400400S-90H(m)64.7864.4264.0763.4362.2260.1556.9152.23一臺泵Q(m3/h)1600180020002200400S-90H(m)45.8037.3526.5713.17兩臺泵Q(m3/h)0200400600800100012001400400S-90H(m)64.7864.5964.4464.2964.1163.8663.4962.99兩臺泵Q(m3/h)160018002000220024002600400S-90H(m)62.3061.4060.2458.8057.0354.89一臺泵Q(m3/h)0200400600800100012001400400S-90η0.0427.0448.5164.7676.0882.7785.1383.45一臺泵Q(m3/h)160018002000220024002600400S-90η78.0369.1657.1542.3024.895.23泵站共設有3臺400S-90型的水泵（2用1備）。性能參數(shù)，見3-8：表3-8400S-90水泵的性能參數(shù)泵的型號(Model)Q流量(m3/h)H揚程(m)n轉速(r/min)功率p(kw)η效率(%)r汽蝕余量(m)D2葉輪直徑(mm)泵重量(kg)電機的型號(Motormode)軸功率電機功率400S-901620751480221.3560867.9462600Y400-4搜索水泵說明書配套的電機型號說明，水泵的參數(shù)如下。400S-90型水泵采用的是無縫鋼筋砼底座,選擇了鋼筋砼塊式作為設計的基礎,其中對于基礎模板尺寸的計算方法如下:圖3-9400S-90型水泵的主視圖、左視圖圖3-10400S-90型水泵的安裝圖表3-11400S-90型水泵的外形尺寸LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n-Φd114063051045010705306205508525103102404-Φ27 表3-12400S-90型水泵的安裝尺寸型號L1HhBAn-ΦdELL2400S-9013403159455085084-Φ283002484775表3-13400S-90型水泵的法蘭尺寸進口法蘭尺寸DN1DO1D1B1n2-Φd24004004402812-Φ23出口法蘭尺寸DN2DO2D2B2n3-Φd33003503902812-Φ23(1)機組布置為了布置地更緊湊，充分地利用建筑的面積，采用橫向排列3臺機組。(2)聯(lián)絡管管徑的確定最兩邊的管徑，與壓水管的管徑相同：DN=500mm；方案2：輸水管放在兩邊，如下圖。最兩邊的聯(lián)絡管管徑2Q=vπD2/4，得管徑為：700mm。對比兩個方案，方案1比方案2的管徑小，雖然比較經(jīng)濟，但由于方案1只有一條輸水管，安全性差而且也不合理，所以最后選擇方案2：700mm的管徑。(3)管道布置為了保證使檢修水泵系統(tǒng)能夠正常工作檢修方便,各臺檢修水泵均相應配置單獨的吸水管,同時還要相應單獨設置一個兩側帶有手動的常開式自動檢修吸水閥門,取用型為z945t-10型的電動暗桿楔式檢修閘閥,其具體操作規(guī)格要求：L=480mm，DN=600mm，W=555Kg。采取偏心漸縮管：DN600×400。壓水管上設置止回閥和電動控制閥門，止回閥型H76H-10C～40對夾蝶形止回閥。其規(guī)格為：L=270mm，DN=500mm；控制閥門型號為400X流量控制閥，L=250mm，DN=500mm。采用同心漸擴管DN300×500和DN500×700。設置一個手動經(jīng)常開關的檢修閥在聯(lián)絡網(wǎng)上，型號為H76H-10C～40對夾蝶形閥，L=350mm，DN=700mm。由兩條DN=700mm的輸水干管輸送到凈水廠。輸水管采用型號為D341X的手動法蘭式蝶閥，L=350mm、DN=700mm放置于閥門井內(nèi)。圖3-16吸水井的布置吸水井的最低水位為：清洗泵站所到達處的有效地表標高-清洗吸水池的有效源頭水深深度-清洗吸水池所能到達的吸水井水泵管路的有效水頭水位損失=5.4-4-0.2=2.2m;得出的吸水井的最高水位為等于清洗池的最低水位為等于泵站所處位置的地表標高為等于5.4m。喇叭口大頭的直徑為：D≥(1.25～1.5)×d=1.25×600=750mm喇叭口的長為：H=(3.5～7.0)×(D-d）=4×(750-600)=600mm喇叭口的間距為：a≥(1.5～2.0)×D=1.5×750=1125mm（參照水泵機組間距調(diào)整為3900mm)；喇叭口到吸水井井底的距離表示為：h1(mm)≥(0.6-0.8)D=0.8×750=600mm喇叭口淹沒的深度為：h2(m)≥0.5m，多取(1.00~1.25)D=1×750m=750m喇叭口中心線和后墻的距離為：C=(0.8～1.0)×D=1×750=750mm,喇叭口中心線到進水室的距離為：L≥4D=3000mm喇叭口的每個中心點直線到喇叭側墻的直線距離及其表示距離為：L≥1.5D=1125mm所以吸水井長度=喇叭口之間距離×2+喇叭口中心線與側墻的距離×2=3900×2+1125×2=10050mm(注：最后還要參考水泵機組間距調(diào)整高度來確定)吸水井寬度=喇叭口中心線到后墻的距離×2=750×2=1500mm(注：最后還要參考水泵機組間距調(diào)整高度來確定)吸水井高度=泵站喇叭地面吸水標高同最低氣壓水位之差+泵站喇叭口內(nèi)被淹沒水的深度h2+泵站喇叭口埋地距離若吸水井位于井底的吸水距離+超高,則又被稱為泵站吸水超高井高度=5400-2200+750+600+450mm=5000mm(包括超高450)。所以吸水井尺寸為：長×寬×高=10.05m×1.5m×5.0m。(1)泵軸的安裝高度為：式中Hss——安裝在排出泵軸線上到達最低點時排出泵水位的一個幾何固定高度;Hsv——水泵的氣蝕余量(m)；∑hs——吸水管路的總水頭損失(m)；Pa——標準大氣壓，1.01×105pa；——液體的密度(kg/m3)；hva——實際水溫下的飽和蒸汽壓力，當水溫為20℃時取0.24；g——重力加速度(m/s2)。吸水管路的水頭損失為：∑hs=∑hfs+∑hls(2)吸水管路的沿程水頭損失:∑hfs=l1×is=6.5×1.8/1000=0.011m(3)局部的水頭損失:∑hls=(ζ1+ζ2+ζ3)+ζ4ζ1———吸水管進口的局部阻力的系數(shù)（當喇叭口淹沒深度/吸水管直徑＜4時，取0.20~0.56，h/d=1.25，這里取0.20）ζ2———用鋼管閘閥的全局部阻力關閉系數(shù),按全局開啟程度進行考慮，ζ2取0.05ζ3———90度彎頭的局部損失的系數(shù)，ζ3=1.01ζ4———偏心漸縮管DN600×500,ζ4=0.190∑h1s=(0.20+0.05+1.01)×1.59/2/9.8+0.190×2.29/2/9.8=0.124m(4)管路的總水頭損失為:∑hs=∑hfs+∑hls=0.011+0.124=0.135m考慮到長期使用后,水泵在工作時的性能可能會有所下降和管道的阻力也會有所增加等影響因素，取∑hs=1.00mHSS=1.01×105/1000/9.8-7.9-1-1.59/(2×9.8)=1.325m吸水井的最低水位為2.2m泵軸標高等于吸水井最低水位加上Hss，得到泵軸標高為2.2+1.325=3.525m（1）水泵基礎頂面標高=水泵軸線標高+泵體軸至基礎頂面的高度（見表4-9400S-90型水泵安裝尺寸H1=0.510m）基礎頂面標高=3.525－0.510=3.015m（2）泵房內(nèi)底的地面標高=基礎頂面的標高－0.2=3.015－0.2=2.815m(1)引水設備選用一臺水環(huán)型真空泵作為開關引水裝置,真空泵的最大排氣容積計算方法如下Qv(m3/s)=k×[(Wp+Ws)]/[T×(Ha-Hss)]式中Qv——真空泵最大排氣量(m3/h)；K——漏氣系數(shù)(1.05~1.10)；Wp——最大一臺大型水泵在整個泵殼內(nèi)部應具有一個最大空氣輸出容量(m3),即一臺水泵底部吸入泵出口的平均面積是它乘以從一臺水泵底部吸入泵出口頂部開始到最終進出一臺水泵泵閥門的平均距離Ws——最大的一臺高壓水泵吸入式排氣管的空間容量(m3)，即吸入式排氣管的橫截面積乘之為長度，一般可查得；Ha——大氣壓，用水柱高度表示(mH2O),一般采用10.33m;Hss——離心泵的安裝高度(m);T——水泵的引用水時間(h),一般要求水泵引用時間應小于1/12h，消防用水泵的引用時間應不宜大于1/20h。因Wp=(π×0.4/4)×2=0.63m3Ws=(π×0.3/4)×6.5=1.53m3Qv(m3/s)=k×[(Wp+Ws)]/[T×(Ha-Hss)]=1.10×(0.63+1.53)×10.33/[300×(10.33-1.325)]=9.08×10-3m3/s真空泵的最大真空度：Hvmax(Pa)=Hss×1.01×105/10.33=1.325×1.01×105/10.33=12955式中Hvmax——真空泵的最大真空(Pa)；Hss——離心泵的設計安裝高度(m)，取吸入式水井的最低排氣量到泵頂部的標準高差。選取2臺SZ–1j型高效液壓