二級泵站設計計算說明書

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上二級泵站設計計算說明說書學院：土木建筑工程學院專業(yè)：給水排水專業(yè)班級：081指導教師：張鑫姓名：徐琦學號：水泵站課程設計任務書一 、設計題目：送水泵站（二級泵站）設計二 、原始資料：1、泵站的設計水量為（4）萬m3/d。2、 給水管網(wǎng)設計的部分成果：根據(jù)用水曲線確定二泵站工作制度，分兩級工作。第一級，每小時占全天用水量的（2.9%）。第二級，每小時占全天用水量的（5.07%）。城市設計最不利點的地面標高為20m,建筑層數(shù)7層，自由水壓為20m。給水管網(wǎng)平差得出的二泵站至最不利點的輸水管和配水管網(wǎng)的總水頭損失為32m。清水池所在地地面標高為15m，清水池最低水位在地面以

2、下3.0m。3 、城市冰凍線為（1.5）米，城市的最高溫度為(30.0)最低溫度為(-25)4 、站所在地土壤良好，地下水位為(25m)米。5 、電源滿足用電要求，電價0.45元/Kwh。三 、設計任務城市送水泵站的技術設計的工藝部分四 、計算說明書內容1. 緒論2初選水泵和電機 根據(jù)水量、水壓變化情況選泵，工作泵和備用泵型號和臺數(shù)。3泵房形式的選擇4.機組基礎設計、平面尺寸及高度5.計算水泵吸水管和壓力管直徑選用各種配件的型號、規(guī)格種類及安裝尺寸（說明特點）。吸水井設計（尺寸和水位）6.布置管道和機組7.泵房中個標高的確定 室內地面、基礎頂面、水泵安裝高度、泵房建筑高度。8. 復合水泵電機

3、計算吸水管機泵站內壓水管損失、求出總揚程、校核所選水泵。如不合適，則重選水泵和電機。重新確定泵站的各級供水量。9.進行消防和傳輸校核10.計算和選擇附屬設備設備的選擇和布置計量設備起重設備排水泵及水錘消除器等11.確定泵站平面尺寸、初步規(guī)劃泵房總面積 泵房的長度和寬度，總平面布置包括：配電室、機器間、值班室、修理間等。五、圖紙要求 泵站平面及剖面圖（機器間），應繪出主要設備、管路、配件及輔助設備的位置、尺寸、標高，列出主要設備表和材料表（比例尺1:100）發(fā)放設計任務書日期： 2011 年 6 月 27 日交 設 計 日 期： 2011 年 7 月 8 日 設計指導教師 （簽字）：目 錄2.1

4、 水泵和電機的初步選擇 52.1.1 二級泵站的組成及特點 52.1.1.1 二級泵站的組成 52.1.1.2 二級泵站的特點 52.1.2 泵站設計參數(shù)的確定 52.1.2.1 流量的確定 52.1.2.2 揚程的確定 62.1.3 選擇水泵 62.1.3.1 水泵選擇的基本原則 62.1.3.2 初選水泵 72.1.3.3 確定電機 122.2 水泵機組的基礎計算 122.3 水泵吸水管和壓水管系統(tǒng)的設計 14 2.3.1 吸水管路 14 2.3.1.1 吸水管路的布置要求 142.3.1.2 吸水管徑 152.3.2 壓水管路 15 2.3.2.1 壓水管路的布置 152.3.2.2 壓

5、水管管徑 15 2.3.3 管路附件選配 162.4 布置機組和管道 162.5 泵房形式的選擇 172.6 吸水井的設計 182.7 各工藝標高的設計 182.8 復核水泵和電機 192.9 消防校核 192.10 設備的選擇 202.10.1 引水設備 202.10.2 計量設備 21 2.10.3 起重設備 212.10.4 泵房高度 212.10.5 排水設備 212.10.6 防水錘設備 222.11 泵房的建筑高度和平面尺寸的確定 222.12 設計二級泵站平面圖和泡面圖 222.1水泵和電機的初步選擇2.1.1二級泵站的組成及特點2.1.1.1二級泵站的組成1）水泵機組 包括水泵

6、和電動機，是泵站中最重要的組成部分； 2）吸壓管路 指水泵的吸水（進水）管路和壓水（出水）管路，水泵通過吸水管從水井中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過壓水管路送至用戶； 3）飲水設備 指真空引水設備（如真空泵、引水罐等）和灌水設備。當水泵工作為吸入式啟動時，需引水設備。 4）起重設備 指泵站內的設備及管道安裝，檢修用的吊車，電動葫蘆等設備。 5）排水設備 指排水泵、排水溝、集水坑、用以排除地面污水； 6）計量設備 指流量計、壓力計、真空泵、溫度計等； 7）采暖及通風設備 指采暖用的散熱器、電熱器、火爐及通風設備； 8）電氣設備 指變電設備、配電設備； 9）防水錘設備 指水錘消除器； 10）其他設備 包括

7、照明、通信、安全與防水設施等。 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。2.1.1.2二級泵站的特點 二級泵站通常設在凈水廠內，經(jīng)水廠凈化后的水進入清水池貯存，清水池中的水經(jīng)管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水，經(jīng)加壓后送入城市輸配水管網(wǎng)。其工藝流程如：清水池吸水井送水泵站輸配水管網(wǎng)用戶。 基本特點：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。2.1.2泵站設計參數(shù)的確定2.1.2.1 流量的確定泵站一級工作時的設計工作流量 泵站二級工作時

8、的設計工作流量2.1.2.2揚程的確定其中 最不利點的地面標高和清水池最低水位的高程差（m）；自由水壓(m)；總水頭損失(m)；泵站內損失（初步估計為2.0m）。安全水頭1.5m2.1.3選擇水泵2.1.3.1水泵選擇的基本原則選泵要點 （1）大小兼顧，調配靈活 再用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的泵的臺數(shù)越多，越能適應用水量變化的要求，浪費的能量越少。（2）型號齊全，互為備用 希望能選擇同型號的泵并聯(lián)工作，這樣無論是電機、電氣設備的配套與設備管道配件的安裝與制作均會帶來很大的方便。（3）合理的用盡各泵的高效段 單級雙吸是離心泵是給水工程中常見的一種離心泵（如SH型、SA型）。

9、他們的經(jīng)濟工作范圍（即高效段），一般在之間（為泵銘牌上的額流量值）。（4）近遠相結合的觀點在選泵的過程中應給予相當?shù)闹匾?，特別是在經(jīng)濟發(fā)展活躍的地區(qū)和年代，以及擴建比較困難的取水泵站中，可考慮近期用小泵大基礎的辦法，近 期發(fā)展采用還大泵輪以增大水量，遠期采用換大泵得辦法。（5）大中型泵站需要選泵方案比較?？紤]因素：（1）泵的構造形式對泵房的大小、結構形式和泵房內部布置等有影響，因而對泵站的造價很有關系。（2）應保證泵的正常吸水條件，在保證不發(fā)生汽蝕的前提是下，應充分利用泵的允許席上真空高度，以減少泵的埋深，降低工程造價。（3）應選擇效率較高的泵，勁量選用大泵，因為一般而言大泵比小泵要要效率高，

10、（4）根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵，以滿足在事故情況下的用水要求： 再不允許減少供水量的情況下，應有兩套備用機組。 允許短時間內減少供水量的情況下，備用泵只保證事故用水量。 允許短時間內中斷供水時，可只設一臺備用泵，城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設一臺備用泵，通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。 當管網(wǎng)中無水塔且泵站內機組較多時，也可考慮增設一臺備用泵，它的型號和最長運行的工作泵相同。 （5）如果給水系統(tǒng)中就有足夠大容積的高的水池或水塔時，可以部分或全部代替泵站進行短時間供水，則泵站中可不設備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。2.1.3.2 初選水泵

11、1）在型譜圖上繪制一條參考管道系統(tǒng)特性曲線ab。 其中a點坐標為 式中 管網(wǎng)最不利點的地面標高和清水池最低水位的高程差（m）自由水頭（m）輸水管和管網(wǎng)中的水頭損失（m）b點坐標為 2）過a點繪制一條的水平線。3）在ab和都相交的高效方框圖中，選23臺進行并聯(lián)組合，即在等揚程下流量相加求出并聯(lián)組合的組合方案，所選得各泵的高效段與ab線的交點，以及兩兩并聯(lián)或三臺水泵并聯(lián)曲線與ab線的交點，就是分級界限工況點。4）所選出的水泵經(jīng)管路布置、確定管徑后，在驗算初步確定的值是否合適，即精選水泵。 圖1 選泵參考特性曲線在泵綜合性能圖上作出b點。在圖1中，同時與ab線及水平線相交的方框有：12sh9、14s

12、h9A、20sh9等三種水泵，從中選出三臺泵在等揚程下并聯(lián)綜合流量的組合：方案1：一臺14sh9A與兩臺12sh9組合，如圖1所示流量為：（260+175+175）L/s=610 L/s>563.33 L/s方案2：一臺20sh9與兩臺12sh9.。還有許多的組合方案，但均不如上述兩個方案，就不再列出。方案1和方案2列表進行詳細比較，如圖1所示，主要比較養(yǎng)成利用率 ，重點比較平均日平均時附近的揚程利用率，因出現(xiàn)的幾率很低，一年中絕大部分時間在平均日平均是附近流量運行。平均日平均是用水量為535.88L/s。 表1 選泵方案比較方案編號用水變化范圍/(L/s)運行及臺數(shù)水泵揚程/m所需揚程

13、/m揚程利用率/%水泵效率/%方案1選用一臺14sh-9A兩臺12sh-9450564一臺14sh-9A70645563.5791007989兩臺12sh-97984420450一臺14sh-9A65554555691007689一臺12sh-97886 380420一臺14sh-9A56454445791007884 175380兩臺12sh-965444244651007686 175一臺12sh-9 424284方案2選用一臺20sh-9兩臺12sh-9535564一臺20sh-970645664801007783兩臺12sh-97984500564一臺20sh-966655556801

14、007884一臺12sh-97884175380兩臺12sh-965444244651007686175一臺12sh-9424284從表1可以看出，方案1能量略好于方案2，特別是在出現(xiàn)幾率較大時，如在220450 L/s的范圍內（這一范圍內用水量接近平時用水量），能量浪費較少，而且水泵臺數(shù)兩個方案均相等。可用管路特性曲線進行選泵。先求出管路特性曲線方程中的參數(shù)，因為： 所以： 表2 管路特性曲線關系表0.10.20.30.40.50.60.70.80.929.0732.2937.6545.1554.866.5980.5396.61124.48查給水排水設計手冊sh型單級雙吸離心泵的性能表可知：

15、表3 sh型單級雙吸離心泵的性能表泵型號流量Q揚程 H（m）轉速n（r/min）功率N（KW）效率 （%）最大允許席上真空高度（m）L/s軸功率 Pa配套功率 12sh-9576160651450128180804.57922205814984972270501687914sh-9A900250701450220300783.5117032565247841330370562577920sh-91150430669703405008242016560593908324506805043377根據(jù)分析反復比較選泵參考特性曲線得出結論：在兩者軸功率相同及相差不大的前提下，為了方便日后水泵的管理和維

16、修，選擇四臺不同樣型號的水泵，互為備用，第一級工作時一臺水泵單獨工作。，第二級工作時兩臺水泵并聯(lián)工作。2.1.3.3確定電機根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，選定JR138-4電機，其參數(shù)如下：。2.2 水泵機組的基礎設計表4 14sh-9型單級雙吸是離心泵（不帶底座）安裝尺寸（mm）型號電動機尺寸14sh-9345411259308756404-12600型號 出口錐管法蘭尺寸14sh-986050035046050516-22 圖2 14sh-9型單級雙吸是離心泵（不帶底座）安裝尺寸圖14sh-9A 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L地角螺釘間距+（400500）基

17、礎寬度B地角螺釘間距+（400500） 基礎高度H 其中 水泵重量（kg） 電機重量（kg）基礎長度（m）基礎寬度（m）基礎密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3)最終確定水泵占地2.3m×1.1m×1.6m。表5 14sh-9型單級雙吸是離心泵外形尺寸（mm）型號 外形尺寸14sh-915338225104401300650900360110656050型號外形尺寸進口法蘭尺寸 出口法蘭尺寸14sh-926014-2335046050016-2325035039012-23 14sh-9型單級雙吸式離心泵外形尺寸圖 2.3 水泵吸水管和壓水管系統(tǒng)的設計當泵站為

18、以及供水時，一臺12sh-9型單級雙吸是離心泵單獨工作時，其流量。 當水泵為二級供水時，一臺14sh-9A和兩臺12sh-9單級雙吸是離心泵并聯(lián)工作，其流量，其單臺出水泵最大流量為，水泵吸水管和壓水管所通過的流量應按最大流量設計，管材采用鋼管。 2.3.1吸水管路 2.3.1.1吸水管路的布置要求 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時不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產生故障，為此常采用以下措施： 為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴格。 為使水泵能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。 吸水管的安裝與鋪設應該避免管道內形成氣囊。 吸水管安

19、裝在吸水井內，吸水井的有效容積不應小于最大一臺泵5min的抽水量。 吸入式的水泵，每臺水泵都應單獨設立吸水管。 當吸水池的水位高于水泵的軸線時，吸水管上應設閘閥，以利于水泵檢修。 當水中有大量雜質時，喇叭口下應設置濾網(wǎng)。 吸水管路設計的流速一般為：時，；時，；時，2.3.1.2 吸水管徑 當時，由鋼管水力計算表查的管徑，流速， 單位管短的損失每臺水泵都單獨設有吸水管，并設有手動常開檢修閥門，型號為D371J-10，DN600mm，L154mm，W380kg2.3.2 壓水管路 2.3.2.1壓水管路的布置 對壓水管路的基本要求就是耐高壓，不漏水，供水安全，安裝及檢修方便。 壓水管路常采用鋼管，

20、采用焊接接口，與設備連接處或需要經(jīng)常檢修的地方采用法蘭連接。 為了避免管路上的應力傳至水泵，以及安裝和拆卸的方便，可在壓水管路適當?shù)奈恢蒙显O補償接頭或可繞性接頭。 離心泵必須要關閥啟動。 當不允許水倒流時，需設置止回閥。 壓水管路設計流速時，；時，； 2.3.2.2 壓水管管徑 當時，由鋼管水力計算表查的管徑，流速， 單位管短的損失，壓水管設有多功能水泵控制閥，型號JD745X-25，DN500mm，L1100mm，W1200kg。并設有聯(lián)絡管（DN600mm），由兩條輸水干管（DN600mm）送往城市管網(wǎng)。2.3.3 管路附件選配 名稱型號規(guī)格單位數(shù)量喇叭口DN800 600個390度彎頭D

21、N600個3蝶閥D371J-10DN600 L154個7三通DN600 600個3多功能閥JD745X-25DN500 L1100個3同心漸擴管DN350 500個3同心漸擴管DN500 600個3 吸水管、壓水管連同泵一起安裝在機器間的地板上，管道直進直出，彎頭少，可節(jié)約電耗。在選擇配件時，選擇的是全國通用的產品。2.4 布置機組和管道水泵機組布置的基本要求是；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；1） 縱向排列適用于IS型單級單吸掛壁式離心泵。采用這種排列形式的可以保持吸水管順直，機組布置較為緊湊整齊，檢修方便，泵房長度較小但

22、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）橫向排列這種排列形式適用于側向進水、側向出水的SH型雙吸式水泵，進出水管道順直，水利條件好，這種布置形式雖然泵房長度大膽跨度小，吊裝設備采用單軌電車即可。3） 橫向雙行排列橫向雙行排列這總布置形式更為緊湊，節(jié)省建筑面積。泵房跨度大、起重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時彼此相反的，因此，在泵訂購時應向泵廠特別說明，一邊水泵廠配置不同轉向的軸套止鎖裝置。2.5 泵房形式的選擇 根據(jù)清水池最低水位標高和水泵的條件，確定泵房為矩形地面式。泵房左側設有

23、設備出入的大門，右側設有控制室，配電室等。泵的布置形式（一）縱向排列 此種排列方式適用于如IS型單級單吸掛壁式離心泵。因為懸臂式系頂端進水，采用縱向排列能使吸水管保持順直狀態(tài)，如果泵房中兼有側向進水和側向出水的離心泵，則縱向排列的方案就值得商量。如果是SH型泵占大多數(shù)，縱向排列方案就不可取。（二）橫向排列 側向進、出水的泵，如單級雙吸臥式離心泵SH型、SA型采用橫向排列比較好。橫向排列雖然稍增長了泵房的長度，膽跨度可減小，進出水順直，水利條件好，節(jié)省電耗故被廣泛采用。根據(jù)以上藥店和實際情況，本泵站采用橫向布置，橫向排列的各部尺寸應符合下列要求： 根據(jù)機組和管道布置經(jīng)反復比較，最終取水泵間距2m

24、，水泵與配電設備間距2.5m，水泵距大門口5m，水泵距吸水管側墻2.5m，水泵距出水管側墻4.5m。泵房總長度： 泵房總寬度： 2.6 吸水井的設計吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。吸水井最低水位清水池最低水位清水池至吸水井水頭損失3-0.22.8m； 具體尺寸要求：（1） 吸水管進口淹沒水深h>0.5-0.1m,否則映射水平隔板，水平隔板長為2D或3D（D為喇叭口大頭直徑，d為吸水管直徑），取h=1.5m（2） 水泵進水口應設喇叭口，以便吸水管進口水流穩(wěn)定，減少損失。水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑D（1.31.5）d=1.33×600=800mm，水泵吸水管進口喇

25、叭口長度L（3.07.0）×（Dd）=4×（800-600）=800mm； 喇叭口距吸水井井壁距離（05.71.0）D1.0×800800mm； 喇叭口之間的距離（1.52.0）D2.0×8001600mm；喇叭口距吸水井井底距離（0.81.0）D800mm；喇叭口淹沒水深h（0.51.0）1.2m。所以，吸水井長度為7200mm，但考慮水泵機組之間間距，將吸水井長度確定為8000mm，吸水井寬度為2400mm（最終調整為3000），吸水井高度為6500mm(包括超高300)。經(jīng)計算吸水井有效容積為，大于泵站內最大一臺泵5min的抽水量，故滿足要求2.7

26、 各工藝標高的設計14sh-9型水泵允許吸上真空高度可在水泵性能曲線上查的，當時，泵軸安裝高度，查表得5（喇叭口局部阻力系數(shù)）；（90度彎頭局部阻力系數(shù)）；（閥門局部阻力系數(shù)）；（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）；（三通）；（同心漸擴管局部阻力系數(shù)）；（同心漸擴管局部阻力系數(shù)）；（偏心減縮管局部阻力系數(shù)）。經(jīng)計算，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。泵軸標高吸水井最低水位+Hss2.8+3.73=6.53m，?；A頂面標高泵軸標高-泵軸至基礎頂面高度6.53-0.516m。泵房地面標高基礎頂面標高-0.205.80m。2.8 復核水泵和電機根據(jù)已經(jīng)確定得機組布置和管路情況重新計算泵房內得管路水頭損失，復核所需揚程，然后校核水泵機組。 泵房內管路水頭損失，所以，水泵揚程，與估計揚程基本相同，選定得水泵機組合適。2.9 消防校核消防時，泵站的供水量消防時，泵站的揚程：其中 地形高差(m)；自由水壓(低壓消防制取20m)；總水頭損失(m)；泵站內損失（m）。 根據(jù)和，在附圖上繪制泵站在消防時需要得水泵工況點，見圖中得X點，X點在兩臺水泵并聯(lián)特性曲線得下方，所以，兩臺水泵并聯(lián)工作就能滿足消防時的水量和水壓要求，說明所選水泵機組能夠適應設計小區(qū)的消防滅火的要求。2.10 設備的選擇2.1