給排水管道工程課程設計

1、目目 錄錄 第一章第一章 設計資料設計資料1 1 第二章第二章 計算說明計算說明22 2.12.1、設計概要、設計概要 22 2.22.2、泵站設計參數的確定、泵站設計參數的確定22 2.32.3、選擇水泵的型號、選擇水泵的型號22 2.42.4、水泵機組的基礎設計、水泵機組的基礎設計44 2.52.5、水泵吸水管路和壓水管路設計、水泵吸水管路和壓水管路設計77 2.62.6、布置機組和管道、布置機組和管道99 2.72.7、精確選泵并消防校、精確選泵并消防校 核核1010 2.82.8、泵房內部標高及泵房高、泵房內部標高及泵房高 度度1111 2.92.9 泵房平面尺寸泵房平面尺寸.12.1

2、2 2.102.10、輔助設備的選擇、輔助設備的選擇1313 2.112.11、設計二級泵站平面圖及剖面圖、設計二級泵站平面圖及剖面圖1414 第三章第三章 總結及致謝總結及致謝 1515 參考文獻參考文獻1616 第一章第一章 設計資料設計資料 1.11.1 設計題目設計題目： 駐馬店市城市凈水廠送水泵站 1.21.2 設計原始資料設計原始資料 駐馬店市城市所需用水量 37800m3/d，用水最不利點地面標高 83.5m、服務水頭 20 m， 泵站處的地面標高 77.1m、水池最高水位 76.5 m、水池最低水位標 73.5m，經計算管網水頭損 失 11.98m。試進行泵站工藝設計。 1、

3、地區(qū)氣象資料： 最低氣溫：-515，最高氣溫：3541，最大冰凍深度 15。 2、 泵站地址 11001500 地形圖（暫缺） 3、 站址處要求抗震設計烈度為 7。 4、 電源資料：采用雙回路供電，電壓等級為：220V、380 V、10KV。 第二章第二章 計算說明書計算說明書 2.12.1 設計概要設計概要 二級泵站主要由水泵機組,吸壓管路,引水設備,起重設備,排水設備,計量設備,采 暖及通風設備,電氣設備,防水錘設備和其他設備組成 在泵站中除設有機器間(安裝水泵機組的房間)外，還設有高低壓配電室、控制室、 值班室、修理間等輔助房間。 二級泵站通常設在凈水廠內，經水廠凈化后的水進入清水池儲存

4、，清水池中水經 管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水，經加壓后送入城市輸配水管網。其工藝流程 如：清水池吸水井送水泵站輸配水管網用戶。二級泵站的基本特點是：泵站埋 深較淺，通常建成地面式或半地面式，為了適應用戶水量、水質的變化，需要設置多 臺水泵機組，因而，泵房面積較大，泵房一般為矩形形狀，磚混結構。 2.22.2 泵站設計參數的確定泵站設計參數的確定 2.2.1 設計流量的確定 為滿足各個時段的用水，泵站的設計流量應按用戶最高用水的最高時來確定。 則泵站最高工作時的設計流量： Q=2380 m3/h=660.5L/s 2.2.22.2.2 設計揚程的確定設計揚程的確定 =118.7-（77.1

5、0+0.5）+3.0+2.0=46.10m p H 2.32.3 選擇水泵的型號選擇水泵的型號 2.3.12.3.1 水泵選擇的基本原則水泵選擇的基本原則 水泵選擇 選泵的主要依據：流量、揚程以及其變化規(guī)律 大小兼顧，調配靈活 型號整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段 要近遠期相結合。 “小泵大基礎 ” 大中型泵站需作選泵方案比較。 2.3.22.3.2 初選水泵初選水泵 根據 Q=660.50L/s 和=46.10m，在泵的性能曲線型譜圖上選取泵型分別為 14SA-H 13A 型泵和 300S58A 型的泵，性能參數如表 2-1 所示。 表 2-1 所選泵型的方案比較 流量 Q(m3/h

6、) 方案型號及臺 數 3 /mh/L s 揚程 H(m) 電機功 率 (kW) 電機總 功率 (kW) 114SA-13A 兩臺 1800-2520500-70054-60350700 2300S58A 四臺 2115.94- 3571.92 587.76-992.242-55160640 其中，14SA-13A 型泵選用兩臺，進行流量調節(jié)時也不是很好，耗電量還大，所以 初步選用方案 2 作為本次設計?？纱_定設計方案為：五臺 300S58A 泵并聯，其中有一 臺為備用泵。300S58A 型水泵主要性能參數如下圖： 圖 2-1 2.3.32.3.3 分析在工況下水泵工作性能分析在工況下水泵工作性

7、能 （1）作水泵性能曲線及總和曲線如圖 2-2 所示。 H 0 Q 1臺 4臺 圖 2-2 四臺 300S58A 型號泵并聯工作曲線 2.42.4 水泵機組的基礎設計水泵機組的基礎設計 表表 2-22-2 300S58A300S58A 型單級雙吸離心泵安裝型單級雙吸離心泵安裝(mm)(mm)（不帶底座（不帶底座） 泵外型尺寸(mm) 型號 電動機型 號 1 L 2 L 4 LB 1 B 3 B 6455204401070530450 H 1 H 3 H 4 H4d 110656026036034 安裝尺寸(mm) L 6 L 7 L 8 L 9 L b 1138.510538758605007

8、90 5 H 8 H C1 4d 300S58AY315S-14 830510632 圖 2-3 圖 2-4 300S58A 型水泵不帶底座，所以選定其基礎為混凝土塊式基礎，則 基礎長度 468 (400 500)(400 500) 440 1053860(400 500)23524502803mm LLLL 地腳螺栓間距 基礎寬度 400 500) 400 500)7904501240 B bmm 地腳螺栓間距（寬度方向）+（ （ 基礎高度 H=地腳螺栓長度+（0.150.2）=24d+（0.150.2）m =2434+200=1016mm 按基礎重量校核基礎高度 (2.5 4.0)()3.

9、5 (12002100) 1.38m 2400 2.803 1.240 PJ H WW H LB 經比較取基礎高度為 1.4m 最終確定水泵占地 LBH=2.8031.2401.061=2.74m 。 其中：水泵重量（kg） ；Wp 電機重量（kg） ； J W 基礎長度（m） ；L 基礎寬度（m） ；B 基礎密度（kg/m3）(混凝土密度 2400 kg/m3)。 H 2.52.5 水泵吸水管路和壓水管路設計水泵吸水管路和壓水管路設計 當泵站為用戶供水時，四臺 300S58A 型單級雙吸離心泵并聯工作，其流量 Q1=Q/4=660.50/4(L/s)，單臺泵出水量 Q=165.12L/s。

10、水泵吸、壓水管所通過的流量應按 Q=165.12L/s 設計，管材采用鋼管。 2.5.1 吸水管路 1、吸水管路布置要求 吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對吸水管路的基本要求是不漏氣、不積 氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產生故障。為此常采取一下措施： (1)為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴格。 (2)為使水泵及時排走吸水管路中的氣體，吸水管應有沿水流方向連續(xù)上升的坡度。 (3)吸水管的安裝與敷設應避免在管道內形成氣囊。 (4)吸水管安裝在吸水井內，吸水井有效容積應不小于最大一臺泵 5min 的抽水量。 (5)吸入式工作的水泵，每臺水泵應設單獨的吸水管。 (6)當吸水池水位高于水泵軸線時

11、，吸水管上應設閘閥，以利于水泵檢修。 (7)當水中有大量雜質時，喇叭口下面應設置濾網。 (8)吸水管設計流速一般為：DN250mm 時，v=1.01.2m/s；DN2501000mm 時， v=1.21.6m/s；DN1000mm 時，v=1.52.0m/s. 2、吸水管管徑 當 Q=165.12L/s 時，由鋼管水力計算表查得管徑 d=400mm，流速 v=1.31m/s，管段 的水頭損失 i=0.015。 3、吸水管路的管件布置 （1）喇叭口設計 喇叭口擴大直徑：D(1.31.5)d=1.4400=560 取 550 喇叭口高度：4（D-DN）=4（550-400）=600 喇叭口距墻壁的

12、距離：T=(0.30.5)D 取 a=0.4550=220 取 200 喇叭口距室底的距離：P=0.62D=0.62550=341 取 400 喇叭口之間距離：l13D=3550=1650 喇叭口淹沒深度：h2（1.21.4）D=1.3550=715 （2）進水閘閥：采用 Z45T10 明桿楔式閘閥，DN=400，L=480，=0.80 （3）偏心漸縮管：為了防止吸水管積有空氣，其規(guī)格為：DN400 300，L=500, =0.20 （4）90彎頭：DN400, T=550, =1.06 2.5.2 壓水管路 1、壓水管路布置要求 對壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修方便

13、。具體如 下： (1)壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設備連接處或需要常檢修處采用法蘭接 口。 (2)為了避免管路上的應力傳至水泵，以及安裝和拆卸方便，可在壓水管路適當位置上 設補償接頭或可撓性接頭。 (3)離心泵必須要關閘啟動。 (4)當不允許水倒流時，需設止回閥。 (5)壓水管設計流速為：DN250mm 時，v=1.52.0m/s；DN250mm 時， v=2.02.5m/s； 2、壓水管管徑 當 Q=165.12L/s 時，由鋼管水力計算表查得管徑 D=300mm，流速 v=2.43m/s，管路 的水頭損失 i=0.0308。 3、壓水管路配件 （1）止回閥:采用 H44T-10 式

14、止回閥，其規(guī)格為 DN300，L=700，=0.39 （2）閘閥：設置在壓水管路上的常開閥門，采用 Z45T25 閘閥，其規(guī)格為： DN300,L=420,=0.40 (3)蝶閥: 在壓水管路上的閥門，采用 D371X 型蝶閥，其規(guī)格為： DN400，L=92，=0.47 （3）偏心漸擴管：壓水管路上規(guī)格如下：DN250-300,L=600,=0.11 （4）三通管：其規(guī)格為：DN300-500,=0.78 （5）90彎頭：DN300,T=550,=1.06 具體管路附件選配如下： 表 2-4 300S58A 型水泵進出口尺寸 進口法蘭尺寸 mm出口法蘭尺寸 mm 型 號 DN1D11D1n1

15、-d1DN2D12D2n2-d2 300S58A35040044512-2225035039512-22 表 2-5 管路附件選配表 名稱型號規(guī)格單位數量 喇叭口 DN550-400 個 5 90 度彎頭 DN400 個 2 蝶閥D371X 型DN300，L92個 5 進水閘閥 Z41T-10 DN400，L=480個 5 出水閘閥Z45T25：DN300,L=420個 5 三通管 DN300-700 個 3 止回閥 H44T-10 DN300，L=700個 5 偏心漸縮管 DN400-300 個 5 同心漸擴管 DN250-300 個 5 2.62.6 布置機組和管道布置機組和管道 水泵機組

16、布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡短、安裝與維護方便、 機組排列整齊、起重設備簡單并留有擴建余地。 常見的布置形式有： 1、縱向排列:適用于 IS 型單級單吸懸臂式離心泵。采用這種排列形式可以使吸水管 保持順直，機組布置較為緊湊整齊，檢修方便，泵房長度較小但寬度較大(IS 型水泵 輕，可以用移動式吊裝設備)。 2、橫向排列(泵軸線呈一直線布置):橫向排列這種布置形式適用于側向進水、側向 出水的 Sh 型雙吸式水泵，進出水管順直，水力條件好，這種布置形式雖然泵房長度大 些但跨度小，吊裝設備采用單軌吊車即可。 3、橫向雙行排列:橫向雙行排列這種排列更為緊湊，節(jié)省建筑面積。泵房跨度大、 起重

17、設備需考慮采用橋式行車。適用于泵房中機組較多的圓形取水泵站。但這種布置 形式兩行泵的轉向從電機方向看去是彼此相反的，因此，在泵訂貨時應向水泵廠特別 說明，以便水泵廠配置不同轉向的軸套止鎖裝置。 A1 B1 C 1 D 1 E 1 根據比較機組采用橫向排列。橫向排列的各部尺寸應符合下列要求： （1）泵凸出部分到墻壁的凈距 A1等于最大設備的寬度加 1m，但不得小于 2m。=b+1000=790+1000=1790mm,取=5000mm。 1 A 1 A （2）出水側泵基礎與墻壁的凈距應按水管配件安裝的需要確定。但是考慮到泵 1 B 出水側是管理操作的主要通道，故3m。取 B1=6860mm。 1

18、 B （3）進水側泵基礎與墻壁的凈距，也應根據管道配件的安裝要求決定，但不小于 1 1 D m.。取=2000mm。 1 D （4）電機凸出部分與配電設備的凈距，應保證電機轉子在檢修時能拆卸，并保持 1 C 一定安全距離，其值要求：=電機軸長+0.5m。但是，低壓配電設備應1.5 1 C 1 C m.；高壓配電設備2.0 m。=L+500=1545+500=2045mm，取 =2200mm。 1 C 1 C 1 C （5）泵基礎之間的凈距 E1值與要求相同，即 E1=。如果電機和泵凸出基礎，E1 1 C 1 C 值表示為凸出部分的凈距。取 E1=2000mm。 （6）控制室和配電室長度別取 3

19、000mm。 2.72.7 精確選泵并消防校核精確選泵并消防校核 2.7.12.7.1 吸水管路中的損失吸水管路中的損失(設吸水管長 10m) 吸水管路沿程水頭損失:h吸=hf+hi 其中 hf =il=1510=0.15m 局部水頭損失 hj =（v2/2g）=(0.8+0.2+1.06)1.312/19.6=0.18m h吸=0.15+0.18=0.33m 2.7.22.7.2 壓水管路損失壓水管路損失(設壓水管路長 30m) h壓=hf+hj 其中 hf =il=30.830=0.924m hj=（v2/2g）=(0.40+0.39+0.47+0.11+1.06)2.432/19.6=0

20、.732m h壓=0.924+0.732=1.656m 2.7.32.7.3 水頭損失水頭損失 h=h吸+h壓=0.33m+1.656=1.986m2.0m 故選擇的水泵合適。 2.7.42.7.4 消防校核消防校核 消防時，泵站的供水量 Q=Q+Qx=661.5+80=741.5L/s 消防時，泵站的揚程 H=Zc+H0+H+h+H安=49.426m 所選機組能滿足消防時的水量和揚程的要求。 2.82.8 泵房內部標高及泵房高度泵房內部標高及泵房高度 2.8.12.8.1水泵安裝高度水泵安裝高度 Hss=Hsvhshva g Pa 式中Hss安裝高度,泵軸至最低水位的幾何高度； Pa水面上的

21、絕對大氣壓； Hsv水泵的氣蝕余量； hs吸水管路總水頭損失； hva實際水溫下的飽和蒸汽壓力。 300S58A: Hss=8.40.330.43=0.94m 10 10 4 5 0 . 1 01 . 1 吸水間最低水位=73.5m 泵軸標高=吸水間最低水位+Hss=73.5+0.94=74.44m 2.8.22.8.2 泵房內部標高泵房內部標高 (1)泵房內底地面標高=泵軸標高h10.4=74.441.30.4=72.74m （0.4為基礎突出地面高） (2)水泵基礎頂標高=泵軸標高+H1=74.44+0.5=74.94m (3)水泵基礎底標高=74.440.8=73.64m (4)電機基礎

22、頂標高=74.94+1.2=76.14m (5)水泵進水口中心標高=泵軸標高-H2=74.440.37=74.07m (6)水泵出水口中心標高=泵軸標高-H4=74.440.47=73.97m 2.8.32.8.3 泵房高度泵房高度 取吊物底部至最高一臺機組頂距 f=0.5m,則 g+f=1.106+0.5=1.606m 泵房間地面以上高度為： H1=h1+h2+h3+h4+h5+h6=4.851-2.06=2.791m h1為吊車梁高度 , 取 0.414m h2滑車高度,0.231m h3為葫蘆鋼絲繞緊狀態(tài)長度，0.5m h4起重繩的垂直長度 ,電機總寬為 0.79m，則取 d=1.20.

23、79=1m h5最大一臺設備高度 1.110m H2為泵房地下部分的高度 所以，泵房總高度為 H1+H2=6.871m，為了以后的發(fā)展需要，取 H=10m 2.92.9 泵房平面尺寸泵房平面尺寸 水泵機組采用單排橫向排列形式布置泵房右端設一進出設備的大門，控制室、配 電室、值班室設在泵房左側地上一層。 水泵間距：L=2000mm 水泵與配電設備間距：L=2200mm 水泵距大門間距：L=5000mm 水泵距吸水管側墻的距離：L=2000mm 泵房長:L35000mm 泵房寬：L=10000mm 泵房凈高：L10000mm 2.9.12.9.1 泵房總長度泵房總長度 L=+4+5L安裝+( L控

24、制+ L配電） 1 A 1 E 1 C =5000+42200+2200+53084+3000=32420mm（調整為 35000） 2.9.22.9.2 泵房總寬度泵房總寬度 B=2000+1240+4500=7740mm(最后調整為 10000mm) 11 DBB 基礎 2.102.10 輔助設備的選擇輔助設備的選擇 1 1 充水設備充水設備 當吸水井水位低于泵軸線時，水泵需要采用真空泵充水。其中，充水的方法有很 多，對于小型水泵裝置在進水管路進口安裝有底閥的，一般用人工充水，不帶底閥時， 用真空水箱充水；對于大、中型泵，多采用真空泵充水。 2 2 計量設備計量設備 在壓水管上設超聲波流量

25、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。 在壓水管上設壓力表，型號為 Y60Z，測量范圍為 0.01.0MPa。在吸水管上設 真空表，型號為 Z60Z，測量范圍為 0760mmHg。 3 3 起重設備起重設備 根據電機和水泵的重量結合水泵房的高度選擇起重機型號。選擇起重機時，應根 據相關規(guī)范及起重機的尺寸要求選擇合適的起重機。 4 4 供水設備供水設備 泵站供水包括：技術供水、消防供水和生活供水。 5 5 排水設備排水設備 （1）排水溝一般采用縱向布置，矩形明溝，寬 0.050.25m，深 0.050.3m，坡度 1/50， 本設計排水溝寬 0.1 m，深 0.1 m，坡度 1/50。 （2）集水井一般采用 0.6 m0.6 m 至 1.0m1.0m，深度 1.52.0m。 本設計集水井采用 1.0m1.0m 深 2.0m 的形式。 （3）采用電動泵排水。沿泵房內壁設排水溝，將水匯集到集水坑內，然后用泵抽回到吸 水間去。 6 6 通風設備通風設備 每兩根立柱之間設窗戶，下面的窗戶離地面 1.2 m，尺寸（寬高）是 2.0 m 2.0 m。有 16 扇玻璃。上面的窗戶