重慶大學(xué)給水管網(wǎng)設(shè)計完整版

1、泵與泵站課程設(shè)計 設(shè)計者：何萍 學(xué)號：20096652目錄1、確定設(shè)計流量和揚程31.1二級供水（該城市的最高日最高時用水）31.2最大轉(zhuǎn)輸（一級供水）31.3該城市的最高日最高時和消防用水時32、 初步選泵和電動機(jī)32.1 初步選泵32.2、動力設(shè)備的配置53、設(shè)計機(jī)組的基礎(chǔ)73.1、300S90A水泵組的基礎(chǔ)平面尺寸73.2、250S65水泵組的基礎(chǔ)平面尺寸84、設(shè)計泵站的形式85、水泵吸、壓水管的直徑及其流速86、泵吸水管的水頭損失：96.1、300s90A:96.2、250s65:107、最大安裝高度及泵房標(biāo)高117.1、水泵軸心標(biāo)高的確定：117.2、機(jī)器間地面標(biāo)高：117.3、決定

2、起重設(shè)備的型號,確定泵房的建筑高度：118、選擇真空泵、排水泵等附屬設(shè)備138.1、真空泵138.2、其他139、進(jìn)行泵站的平面布置，定出泵站的平面尺寸1310、設(shè)備一覽表1311、 主要參考書14重慶大學(xué)本科學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目給排水泵站綜合設(shè)計學(xué)院城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)給水排水年級2005級已知參數(shù)和設(shè)計要求：1.已知某城市最高日設(shè)計用水量及各小時用水量。2.二泵站采用兩級供水，即04點，每小時供水量為2.5%； 424點，每小時供水量為4.5%。3.該城市的最高日最高用水時情況。4.該城市的最高日最高時和消防用水時及最大轉(zhuǎn)輸時情況。5.該城市不允許間斷供水，備用泵至少應(yīng)有一

3、臺。6.二泵站（清水池附近）地質(zhì)情況：地面表層（約2米）為粘土，2米以下為頁巖。7.清水池有關(guān)尺寸。8.該水泵站海拔為200米，夏季最高水溫為30。9.已知某污水提升泵站最高日最高時設(shè)計用水量為900m3/h。污水進(jìn)水管管底高程為191.00m，管徑為DN1000mm，充滿度為0.75。出水管提升后的水面高程為204.00m，經(jīng)70米管長至出水井。泵站原地面高程為208.20m。學(xué)生應(yīng)完成的工作：根據(jù)上述資料，進(jìn)行二泵站和污水提升泵站的初步設(shè)計，編寫設(shè)計計算說明書一份，繪制二泵站的平、剖面圖一張（1#）。目前資料收集情況（含指定參考資料）：1.水泵及水泵站（第四版）（1998年） 中國建筑工業(yè)

4、出版社 姜乃昌主編2.泵與泵站（第五版）（2007年） 中國建筑工業(yè)出版社 姜乃昌主編3.給水排水設(shè)計手冊（1、3、5、9、11、12）（第二版）（2004年）中國建筑工業(yè)出版社4.給水排水設(shè)計手冊·材料設(shè)備續(xù)冊第1、2、4冊（2004年） 中國建筑工業(yè)出版社5.鋼制管件02S403、防水套管02S404、室外給水管道附屬構(gòu)筑物05S502或全國通用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集（S1、 S2、 S3，2002年）中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究所6房屋建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T50001-2001，給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T50106-2001課程設(shè)計的工作計劃：第一周：二泵站的設(shè)計計算，平、剖面圖繪制，整理計算說

5、明書；第二周：污水提升泵站的設(shè)計計算，方案布置草圖繪制，完成計算說明書。任務(wù)下達(dá)日期 2011 年 12 月 10 日完成日期 2011 年 12 月 31 日指導(dǎo)教師 （簽名）學(xué) 生 （簽名）二泵站綜合設(shè)計說明書1、確定設(shè)計流量和揚程 二泵站采用兩級供水，第一級供水，即04點，每小時供水量為2.5%；第二級供水，424點，每小時供水量為4.5%。泵站內(nèi)吸水管路水頭損失可暫估為2 m，安全水頭取2 m。1.1 二級供水（該城市的最高日最高時用水） 二泵站設(shè)計供水量： Q2= 425L/s輸配水管網(wǎng)中的水頭損失：h2=22.5m 管網(wǎng)中控制點（即水壓的不利點）所需的自由水頭：H0=20m二泵站吸

6、水池最低水位到控制點的地面高差：Zc=14.5m 設(shè)計揚程：H2= Zc+ H0+h2+h吸水管+h安全 =14.50+20.00+22.50+2.00+2.00=61.00m 由知： 1.2最大轉(zhuǎn)輸（一級供水） 二泵站設(shè)計供水量：Q1=Q×2.5%=33975×2.5%m3/h=236L/s 輸配水管網(wǎng)中的水頭損失：12 m；二泵站吸水池最低水位到對置水塔最高水位的高差：48m 設(shè)計揚程：H1= Zc + H0+h1+ h吸水管+h安全=48+12+2+2=641.3該城市的最高日最高時和消防用水時二泵站設(shè)計供水量：Q3= 5.47%*33975*1000/3600L/s

7、+60 L/s=576 L/s輸配水管網(wǎng)中的水頭損失，由式子：h3=41.3m管網(wǎng)中要求的最低自由水頭：H0=10m二泵站吸水池最低水位到控制點的地面高差：Zc=16m 設(shè)計揚程：H3= Zc+ H0+h3+h吸水管+h安全 =16+10+41.3+4=69.8m2、 初步選泵和電動機(jī)2.1 初步選泵參考泵與泵站（第五版）“SH 型離心泵型譜圖”和給水排水設(shè)計手冊-常用設(shè)備(第11冊)的資料，選出可用泵型號:（1）畫設(shè)計參考線: 在水泵綜合性能圖上通過以下兩點連直線，得選泵時參考的管路特性曲線設(shè)計參考線。Q=0， H=Z0-Zp+H0Q=Qmax， H=(Z0-Zp+H+h管網(wǎng)+h輸水+h站內(nèi)

8、)×1.05在水泵綜合性能圖上與設(shè)計參考線相交的且并聯(lián)后能滿足設(shè)計工況點的泵型，都可作為擬選泵，在組成方案時加以考慮。通過篩選后總結(jié)有泵如下：300S90A、300S90B、350S75A、250S65。（2）選泵方案比較方案比較表選泵方案狀態(tài)流量m3/h運行泵型水泵揚程m需要揚程m浪費揚程m揚程利用率%軸功率kW汽蝕余量m并聯(lián)單泵一臺250s65+兩臺300s90A工作泵一臺備用泵300S90A一級-940一臺300s90A 6764395.92250二級1530530一臺250S65 一臺300S90A 6261198.3812510006261198.38260消防207485

9、0兩臺300S90A 一臺250S657170198.592508507170198.592503747170198.5980一臺250S65+兩臺350s75A；一臺備用泵350S75A一級-850一臺350S75A7164790.14230二級15301000一臺350S75A一臺250S657061987.142405306261198.38125消防2074274一臺250S65兩臺350s75A7570593.33809007170195.892209007170195.89220對于設(shè)計方案應(yīng)考慮以下設(shè)計原則：A、在滿足最大工況要求的水量和水壓條件下，應(yīng)盡量減少能量的浪費。B、力求

10、泵型統(tǒng)一，使型號整齊，互為備用。當(dāng)用水量與值變化大時，應(yīng)考慮大小水泵搭配，但型號不宜過多，電機(jī)電壓應(yīng)盡量一致。C、事故時泵站不允許斷水，但可以適當(dāng)降低供水量，其事故供水保證率與管網(wǎng)相同。D、保證吸水條件，減少泵站埋深，以節(jié)省基建投資。由表中可以看出，選泵滿足最高時供水工況的流量和揚程要求，兩種方案的效率和揚程利用率都較高，且滿足消防時的要求。方案一和方案二都選用了兩種型號的泵，符合大小兼顧、靈活調(diào)配的原則，揚程利用率和效率都較高，基本都處于高效段利用范圍內(nèi)。從運行費用上考慮兩種方案在相同工況下第二種方案的較第一種方案的揚程利用率低，浪費較大一些，并且方案一的效率要高于方案二的，比較節(jié)約能源；從

11、基建上考慮300s90A的泵的尺寸比350s75A的泵尺寸小，從而進(jìn)行計算得出的基礎(chǔ)尺寸較小，占地面積小，比較節(jié)約成本、從發(fā)展?jié)摿ι峡紤]方案一具有良好的發(fā)展和改善空間，可提供流量揚程要求更高的未來城市用水。在以上原則基礎(chǔ)上，通過上面表格比較以及繪制水泵特性曲線圖（見草圖），決定選用方案1（3臺300S-90A和1臺250S-65），其中1臺為備用泵（300S-90A）。2.2、動力設(shè)備的配置動力設(shè)備采用電動機(jī)，在水泵選定后，根據(jù)水泵樣本載明的電動機(jī)來選擇。水泵樣本參見下面樣圖。選擇電機(jī)時考慮四個因數(shù)：水泵的軸功率N軸，水泵的轉(zhuǎn)數(shù)m，周圍的環(huán)境和電源電壓。在該方案中水泵樣本中常配有合適的電機(jī)，可

12、據(jù)此選擇，并據(jù)此確定的電機(jī)參數(shù)。列出水泵配套電動機(jī)選用表：水泵相關(guān)尺寸：型號電動機(jī)電動機(jī)尺寸(mm)ELL2出口錐管法蘭尺寸（mm）型號功率(kw)電壓(v)L1HhBAn-dDN3D03D3n3-d3300S90AY355L1-4280600015703559056306104-285002743.584830040044012-23型號電動機(jī)尺寸(mm)底座尺寸(mm)ELL2出口錐管法蘭尺寸（mm）L4hHL1L2L3bb 1n-dDN3D03D3n3-d3250S651340865315184425012006107604-2750060024001502402858-23選出電機(jī)型號

13、：水泵型號軸功率(KW)電動機(jī)型號額定電壓（v）功率（KW）轉(zhuǎn)速（r/min）電動機(jī)重量(Kg)300S90A190247Y355L1-43802801450250S6592.8129.6Y315M1-43801321450水泵尺寸樣圖： 3、設(shè)計機(jī)組的基礎(chǔ)查s型水泵的性能表，有300S90A型泵和250S65的外形安裝圖（見上頁示意圖），確定機(jī)組的基礎(chǔ)為整體式基礎(chǔ)。臥式離心泵基礎(chǔ)按與泵房結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)方式分為分離式（混凝土材料，常用于地面式泵房）、整體式基礎(chǔ)（鋼筋混凝土材料，一般用于半地下室及地下式泵房，屬結(jié)構(gòu)設(shè)計部分）。3.1、300S90A水泵組的基礎(chǔ)平面尺寸（L、B應(yīng)符合建筑模數(shù)）300S

14、90A水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)，則:基礎(chǔ)長度L水泵和電動機(jī)長度方向最外螺孔間距L1+（400500）=L2+L3+B+(400500)450+848+630+4002400mm=2.4m基礎(chǔ)寬度B地角螺釘間距A+（400500）A+(400500)=610+400=1010mm1500mm=1.5m基礎(chǔ)高度H底座地腳螺栓的長度+（0.100.15） =20*（地腳螺栓孔）+（0.030.05）m+(0.100.15） =20*0.028+0.04+0.14=0.74m=750mm=0.75m>(2.54.0)×(W水泵+W電機(jī))/（L×B×

15、;）=0.52m其中 水泵重量（kg）; 電機(jī)重量（kg）;基礎(chǔ)長度（m） 基礎(chǔ)寬度（m）;基礎(chǔ)密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3)最終確定水泵占地2.4m×1.5m×0.75m。3.2、250S65水泵組的基礎(chǔ)平面尺寸（L、B應(yīng)符合建筑模數(shù)）250S65帶底座,其基礎(chǔ)計算如下：基礎(chǔ)長度L水泵和電動機(jī)長度方向最外螺孔間距L1+（400500）=L1+(400500)1844+400=2240mm=2.25m基礎(chǔ)寬度B地角螺釘間距A+（400500）A+(400500)=760+400=1160mm1200mm=1.2m基礎(chǔ)高度H底座地腳螺栓的長度+（0.10

16、0.15） =20*（地腳螺栓孔）+（0.030.05）m+(0.100.15） =20*0.027+0.04+0.14=0.73m0.750m>(2.54.0)×(W水泵+W電機(jī))/（L×B×）其中 水泵重量（kg）; 電機(jī)重量（kg）;基礎(chǔ)長度（m） 基礎(chǔ)寬度（m）;基礎(chǔ)密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3)最終確定水泵占地2.25m×1.2m×0.75m。4、設(shè)計泵站的形式（包括水泵機(jī)組和吸壓水管路的布置）吸水管的進(jìn)口高于井底不小于0.8D，D為吸水管喇叭口擴(kuò)大部分的直徑，取D為吸水管直徑的1.4倍，吸水喇叭口邊緣距離

17、井壁不小于（0.75-1.0）D。取D=1.4*500=700mm，吸水管進(jìn)口高于吸水井井底為1000mm，喇叭口邊緣距離井壁為800mm。吸水管進(jìn)口在最低水位下的淹沒深度h不應(yīng)小于0.5-1.0m，取為h=1m對于水泵機(jī)組的布置，橫向排列雖然稍微增長泵房的長度，但跨度可減小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，節(jié)省電耗，故采用橫向排列布置。橫向排列的各部尺寸應(yīng)符合下列要求：泵基礎(chǔ)到墻壁的凈距A1等于最大設(shè)備的寬度加1m，但不得小于2m。取A1=2300mm；出水側(cè)泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B1不宜小于3m。取B1=6000mm；進(jìn)水側(cè)泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距D1不小于1m。取D1=2700mm；泵基礎(chǔ)與配電設(shè)備要求

18、C1=電機(jī)軸長+0.5m且C1>1.5m。取C1=1900mm；泵基礎(chǔ)之間的凈距E1 檢修平臺寬度取F1=3000mm。泵站寬10500mm、長33000mm5、水泵吸、壓水管的直徑及其流速為保證流速在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)，有：300s90A：吸水管路 V=1.42m/s，DN=500 壓水管路V=2.21m/s, DN=400250s65：吸水管路 V=1.53m/s，DN=350 壓水管路V=2.12m/s, DN=300聯(lián)絡(luò)管：V=2m/s, DN=600聯(lián)絡(luò)管后送水管：DN=6006、泵吸水管的水頭損失：6.1、300s90A:按照最不利管路進(jìn)行水損計算：吸水管路：喇叭口彎管閘閥偏心大

19、小頭柔性管水泵進(jìn)水口DN700500500500300300300數(shù)量111111局部阻力系數(shù)0.10.960.060.20.211流速0.71.41.41.42.32.3局部水頭損失0.01 0.10 0.01 0.02 0.17 0.79 壓水管路：柔性管止回閥安全閥閘閥同心大小頭水泵出水口DN300400400400300400300數(shù)量111111局部阻力系數(shù)0.212.50.070.070.131流速3.932.212.212.212.213.93局部水頭損失0.17 0.62 0.02 0.02 0.03 0.79 聯(lián)絡(luò)管： DN=600 閥門：=0.06 h=0.012m 三通管

20、: =1.5 h=0.3m Hj=0.01+0.10+0.01+0.02+0.17+0.79+0.17+0.62+0.02+0.02+0.03+0.79=2.9m沿程水頭損失：吸水管路：i=3.4×10-3 Hi=3.4×10-3×2.7=0.009m壓水管路：i=0.01 Hi=0.01×6=0.006m聯(lián)絡(luò)管：i=0.007 Hi=0.007×17.5=0.12m總水頭損失：h=hj+hl =0.012+0.3+2.9+0.009+0.006+0.12=3.3m<4m6.2、250s65:按照最不利管路進(jìn)行水損計算：吸水管路：喇叭口彎

21、管閘閥偏心大小頭柔性管水泵進(jìn)水口DN490350350350250250250數(shù)量11111局部阻力系數(shù)0.1130.180.211流速2.91.531.531.530.780.78局部水頭損失0.04 0.12 0.36 0.02 0.01 0.03 壓水管路：柔性管止回閥安全閥閘閥同心大小頭水泵出水口DN250300300300250300和300600250數(shù)量111121局部阻力系數(shù)0.213.50.070.070.171流速2.122.122.122.122.122.9局部水頭損失0.048 0.803 0.016 0.016 0.078 0.429 Hj =1.3+0.5=1.8m

22、聯(lián)絡(luò)管： DN=600 閥門：=0.06 h=0.012m 三通管: =1.5 h=0.3m沿程水頭損失：吸水管路：i=6.8×10-3 Hi=6.8×10-3×2.7=0.018m壓水管路：i=0.016 Hi=0.016×6=0.0096m聯(lián)絡(luò)管：i=0.007 Hi=0.007×17.5=0.12m總水頭損失：h=hj+hl =0.012+0.3+2.6+0.018+0.0096+0.12=3.12m<4m總結(jié)：兩種型號泵均小于4m，所以符合要求。7、最大安裝高度及泵房標(biāo)高7.1、水泵軸心標(biāo)高的確定：7.1.1、允許吸上真空高度：清

23、水池最低水位標(biāo)高為Z=-5.0m，經(jīng)初步計算泵的吸水管水頭損失不足1m，但考慮長期運行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，所以取,查設(shè)計手冊知250S65泵的允許吸上真空高度Hs=6.2m;300S90A的允許吸上真空高度Hs=4.7m。該水泵站海拔為200m，大氣壓為10.1mH2O，夏季最高水溫為30,修正系數(shù)0.43故經(jīng)修正后的允許吸上真空高度 250S65:Hs'=Hs-(10.33-10.10)-(0.43-0.24)=5.78m300S90A: Hs'=Hs-(10.33-10.10)-(0.43-0.24)=4.28m由于允許吸上真空高度越大對于泵吸水安全度保證率越

24、高，故取允許吸上真空高度較小值4.28進(jìn)行水泵軸心標(biāo)高計算。7.1.2、泵最大安裝高度Hss=Hv-V12/2*g-hsV1 :取300S90A水泵吸水管路中流速最大值：1.42m/shs：取1mHss=Hv-V12/2*g-hs=4.28-1.422/2*9.8-1=3.18m7.1.3、水泵軸標(biāo)高水泵軸標(biāo)高=-5+3.18=-1.82m7.2、機(jī)器間地面標(biāo)高：機(jī)器間地面標(biāo)高=-1.82-0.51-0.15=-2.48m-1.82：水泵軸心標(biāo)高0.51：泵軸到基座高度0.15：基座留在地面上高度取地面標(biāo)高為：-2.50m7.3、決定起重設(shè)備的型號,確定泵房的建筑高度：7.3.1、選用LD-A

25、型電動單梁起重機(jī)其基本性能參數(shù)如下表所示： LD-A型電動單梁起重機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)運行機(jī)構(gòu)運行速度 m/min 減速比電動機(jī)型號功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min） 30 26ZDY21-420.81380起重機(jī)構(gòu)及電動葫蘆運行機(jī)構(gòu)電動機(jī)葫蘆型號起升速度（m/min）起升高度（m）運行速度（m/min）電動機(jī) CD1 8 620/30錐形鼠籠型工作制度電源車輪直徑（mm）軌道面寬（mm）中級JL=25%3相50HZ 380V22037-70LD-A型電動起重機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)外型及安裝尺寸起重量（t)跨度（m）起重機(jī)總重（t）最大輪壓（kN）最小輪壓（kN）h1h2319.53.8426.857.74800660

26、電動CD13-6D型電動葫蘆外型尺寸clehL1L2L3ABH305mm930mm140mm285mm205mm390mm924mm144mm103mm930cm7.32、泵房高：H>=1+h（電機(jī)或水泵較高者）+（0.51.0）+梁+起重設(shè)備 =1+0.898+1+0.9+0.5=4.3取高H=4.58、選擇真空泵、排水泵等附屬設(shè)備8.1、真空泵真空泵引水其優(yōu)點是泵啟動快，運行可靠，易于實現(xiàn)自動化。我們選用水環(huán)式真空泵。通過計算得：真空泵的排氣量Qv=K*（Wp+Ws）*Ha/T*(Ha-Hss)=1.2 m3/min最大真空值Hvmax=36.7kPa根據(jù)Qv和Hvmax查詢，選用水環(huán)式真空泵兩臺，采取一用一備。8.2、其他由于泵房最低沒有超過5m，泵房積水經(jīng)集水槽排至城市污水管網(wǎng)，故不設(shè)排水泵。輸水干管上的閥門若安裝在流量計的前端，應(yīng)距離流量計5D，若安裝在流量計的后端，應(yīng)距離流量計2D。在管道通過墻體時，還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的過墻套管。通風(fēng)設(shè)備:選用面積較大的推拉窗通風(fēng)計量設(shè)備:選用水表作為計量設(shè)備9、進(jìn)行泵站的平面布置，定出泵站的平面尺寸通過一系列的綜合比較設(shè)計，確定整個泵房設(shè)計長度為33.000m，寬度為10.500m，詳細(xì)尺寸與布置詳見泵房