泵與泵站課程設(shè)計梁兆鵬

1、煙臺大學土木工程學院 泵與泵站課程設(shè)計泵與泵站課程設(shè)計計算書 已知題目 某污水管網(wǎng)中途泵站設(shè)計資料：（1）某城鎮(zhèn)污水干管由于埋深過大需設(shè)置中途泵站，污水干管平均日污水量見參數(shù)表；（2）泵站地面標高、泵站前污水管道末端檢查井內(nèi)底標高、下游出水檢查井內(nèi)底標高均見參數(shù)表：（3）泵站至出水檢查井管長（即壓力管段）見參數(shù)表；表1 污水管網(wǎng)參數(shù)表學號地面標高（m）入口標高(m)出口標高(m)管長(m)平均日流量(萬噸)02114.00102.11125.98785.005.20一：計算流量、初算揚程，設(shè)計流量采用最高日最高時污水量。已知平均日流量=5.2萬噸=601.85L/S用內(nèi)插法求污水總量變化系數(shù)K

2、z : 得Kz=1.38得出最高日最高時污水量=Kz=1.38601.85=830.55L/s=2989.99/h揚程的計算： 一般大型泵站(污水量>5000立方米)應設(shè)34套機組,壓水管的流速一般不小于1.5m/s，每臺水泵的壓水管上應裝置閥門，不需裝止回閥。由給排水設(shè)計手冊第一冊第二版鋼管和鑄鐵管水力計算查得v和1000i 的值，如圖所示：Q DN(mm) 600 700 800840L/S v 1000i v 1000i v 1000i 2.97 18.4 2.18 8.11 1.67 4.00所以，根據(jù)經(jīng)濟效益考慮，選擇DN800V1.671000i 4.00 鑄鐵管。靜水揚程：

3、h=入口標高出口標高=125.98-102.11=23.87m安全水頭：h=2水頭損失：（局部水頭損失按沿程水頭損失的30%計算）所以，水頭損失，（m）所以，設(shè)計揚程 H=29.95 （m）二、選泵選泵的要求是在滿足最大排水量的條件下，減少投資，節(jié)約電耗，運行安全可靠，維護管理方便，最好選同型號的泵，這樣對設(shè)備的購置，設(shè)備與配件的備用，安裝施工，維護檢修都有利。一般大型泵站(污水量>5000立方米)設(shè)34套機組,壓水管的流速一般不小于1.5m/s，每臺水泵的壓水管設(shè)閘閥。根據(jù)上一步所得出的設(shè)計揚程（H=29.95m）和流量(Qm=2989.99L/s),可選兩個方案：方案一、3用1備：q

4、=Q/3=996.66/h H=29.95m方案二、4用1備：q=Q/4=747.50/h H=29.95m由上海凱泉泵業(yè)（集團）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書的P30粗選泵。詳情見附圖1進一步的進行篩選，滿足條件的兩個方案可選泵組為：方案流量(/h)型號揚程(m)一、3用1備996.66WQ2520-640-300 132 29.95二、4用1備747.50WQ2520-614A-250 110 29.95兩種泵的性能曲線見附圖2.根據(jù)性能曲線可得在設(shè)計流量下的對應軸功率，=110kw,=90kw方案一： 73.87%方案二：=67.72%所以選擇方案一的效率高，選用3用1備，泵型號

5、為WQ2520-640-300 132 。三、泵的初步校核校核泵組是否符合工況需求，需要畫出泵并聯(lián)后的特性曲線和管道特性曲線來求得并聯(lián)工況點，由工況點看并聯(lián)后的泵組是否符合設(shè)計流量和揚程的要求。同型號的泵并聯(lián)特性曲線可以根據(jù)橫加法原理畫出，與管道的特性曲線相交。具體做法如下：（1）泵機組有4臺常用泵和1臺備用泵組成，單泵出水Q=996.66/h由給水排水設(shè)計手冊，查得：Q（L/S）DN(mm)400450996.66v1000iv1000i2.2117.21.759.24 單泵出水管選擇DN450-V1.75-1000i9.24 的鑄鐵管，即作為單泵連接壓力干管的壓力支管。集水池容積的初步計算

6、：根據(jù)工作泵組停車時啟動備用泵組所需時間來算，一般可采用不小于泵站中最大一臺泵5分鐘出水量體積，即v=276.8560510-3=83.01集水池水深取3m，寬3m，長10m，v=3310=90>83.01，合格。（2） 計算泵的吸水管、壓水管水頭損失。吸水管路水頭損失，由給排水設(shè)計手冊局部水頭損失查表得（詳情見附圖3），帶喇叭口袋的進水口0.1，水在泵中流速v=3.91m/s，格柵損失水頭為0.1m，h=0.18壓水管路水頭損失，壓力支管長度由豎直長度加上水長度取25m局部水頭損失：2個90度彎頭，一個異徑三通，一個閘閥，一個止回閥，一個異徑管。由給水排水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子

7、書中查得（詳情見附圖3）：900鑄鐵彎頭阻力系數(shù)，= 0.67；異徑三通阻力系數(shù)，等徑丁字管值+突放之值=0.1+0.47=0.57；閘閥阻力系數(shù)（按開度為全開），；止回閥阻力系數(shù)，2.0；漸放管：0.1；由資料得，資料見附圖3：一個支管上的局部水頭損失系數(shù)之和包括2個彎頭損失，1個閘閥損失，1個異徑三通損失，1個漸放管損失，1個喇叭狀吸水口損失，即=20.67+0.25+2.0+1.2=4.79mmm取兩支管的距離為2m（資料見附圖4）。A處的流量為單泵流量Q=996.66/h，依次類推，列表的Q(/h)v1000276.850.5530.495553.701.111.80830.551.6

8、74.00h1=3.12m h2=0.013A處90°彎管阻力系數(shù)為0.67，B、C、D處異徑三通阻力系數(shù)為0.57所以h=0.127綜合上訴步驟分析，設(shè)計揚程應為：H=0.18+0.98+0.013+0.127+23.87+3.12=28.29m（3） 校核泵并聯(lián)后的總工況是否在并聯(lián)曲線高效段內(nèi)： 核后的靜揚程所以，得出管道特性曲線方程：；由此，可畫出管道并聯(lián)后的特性曲線,詳情見附圖54 設(shè)計泵機組的基礎(chǔ)泵的有關(guān)參數(shù)見附圖6：基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機組，使他運行平穩(wěn)，不至發(fā)生劇烈震動，更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷，基礎(chǔ)一般的要求是：堅實牢固，除能承受機組的靜荷載外，還能承受機械震動荷載；要

9、澆制在較堅實的地基上，以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉降。對于不帶底座的大中型水泵可選： 基礎(chǔ)長度L=1.4m 基礎(chǔ)寬度B=1.3m 基礎(chǔ)高度H=0.3m采用混凝土澆筑安裝尺寸見附圖6。5 決定泵站的形式布置原則：水泵機組間距一定不妨礙操作和維修的需要，應保證運行安全，裝卸，維修和管理方便，選用縱向平行排列的方式。6 水泵機組和壓水管路的布置機組之間各部尺寸應符合下列要求：（1） 泵房大門口要求通暢，既能容納最大的設(shè)備，又有操作余地。B>0.7m,保證工作人員能夠較為方便的通過。（2） 當為低壓配電設(shè)備時C值不小于1.5m,高壓配電設(shè)備C值不小于2m。（3） 為了便于就地檢修水泵，D不宜小于1

10、m。（4） E值一般為電機軸長加0.5m，但不宜小于3m。F應不小于0.7m。如電機容量大于55kW時，F(xiàn)應不小于0.7m7、 格柵除泥機的選擇本設(shè)計為污水提升泵站，在進水口除需要設(shè)置格柵除污機來除去污水中的雜物，以免沉淀或造成堵塞。由前面計算推得泵站地下部分設(shè)計深度7米。由給水排水設(shè)計手冊.第11冊電子書中P521中查得(詳情見附圖7)，在滿足各項條件下選擇GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機為宜。關(guān)于GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機的說明如下：（2）適用范圍：GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機適用于各種泵站的前處理。給水排水提升泵站和污水處理廠的進水口處，均應設(shè)置格柵，用來攔截、清除漂浮物，如草木、垃圾、橡塑等物

11、，從而保護水泵送水，亦減少后續(xù)設(shè)備的處理負荷。（2）結(jié)構(gòu)與特點：GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機采用懸掛式雙級蝸輪蝸桿減速機，使傳動鏈輪與傳動鏈條的嚙合調(diào)整保持良好狀態(tài)。整機水上部分采用鋁合金型材、板材；水下部分為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。清污耙固定在兩根牽引鏈條之間，可隨鏈條回轉(zhuǎn)。每個耙齒都插入柵隙內(nèi)一定深度。當耙齒轉(zhuǎn)到柵體頂部牽引鏈條換向時耙齒也隨之翻轉(zhuǎn)，污物脫落。該機有緊急停車及電動機過載保護裝置，帶有氣動緩沖卸料機構(gòu)，有獨到的框架結(jié)構(gòu)和定距結(jié)構(gòu)，易于安裝和更新，尤其適用于老泵站的改造。根據(jù)要求設(shè)置該格柵除污機，詳情見附圖7。確定泵的電動葫蘆型號為CD13-18D，N=4.5KW，用于格柵除污機的電動葫蘆型

12、號為CD15-18D，N=7.5KW具體設(shè)置見圖紙。 設(shè)計說明書設(shè)計說明：1、 本圖尺寸以毫米計，高程以標高計，標高采用絕對標高，管理層地面標高為17.2m，進水口標高10.20m,采用黃海高程系。2、 本污水提升泵房依據(jù)：設(shè)計污水提升量為6.4萬立方米/日，污水提升設(shè)備安裝潛水泵型號為WQ2400-605A-300 90 四用一備。3、 潛水泵均配置自耦裝置。4、 管件防腐：鑄鐵和鋼管件徹底除銹達Sa2.5級后，水下立管刷環(huán)氧涂料底漆兩道，面漆兩道；其余管件外壁刷氯化橡膠底漆兩道，氯化橡膠面漆兩道；內(nèi)壁以1：1水泥砂漿襯里，襯里厚10±2mm。5、 水泵的開啟：水泵的開停根據(jù)污水泵

13、房的水位高低來考慮，水位下降至最低開泵水位時停泵，當水池水位上升至最高水位時開泵，具體停泵水位可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。6、 泵房通風采用自然通風。注：（1） 圖紙上的材料表中出水管材料算至13鋼制法蘭盤為止，法蘭盤后接玻璃鋼管不包括在本泵站設(shè)計范圍內(nèi)。（2） 水平安裝閥門，止回閥，三通及彎頭下面均應設(shè)磚支墩。（3） 短管及長管長度，若與實際情況有出入之處可酌情調(diào)整。（4） 管道配件防腐處理，詳見施工圖設(shè)計說明書。 附圖1： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書的P29粗選泵。附圖2：WQ2520-640-300 132 (1號線)： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集

14、團）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書的P70性能曲線圖。WQ2520-614A-250 110（4號線）： 該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書的P66性能曲線圖。附圖3：各水頭損失阻力系數(shù)標準900鑄鐵彎頭阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子書中P673中查得鑄鐵管彎頭標準鑄鐵90度彎頭d(mm)751001251502002503003500.340.420.430.480.480.580.520.59d(mm)4004505006007008009000.600.670.640.670.680.700.71旋啟式止回閥阻力系數(shù)：由給水排

15、水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子書中P669中查得旋啟式止回閥d（mm）1502002503003504005006006.55.54.53.532.51.81.7閘閥阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子書中P669中查得閘閥當全開時（即a/d=D）d（mm)1520-5080100150200-250300-450500-800900-10001.50.50.40.20.10.080.070.060.05當各種開啟度時：a /d 1/82/83/84/85/86/87/8w開啟/w總 0.9480.8560.7400.6090.4660.3150.1590.150.260.81

16、2.065.5217.097.8異徑三通阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子書中P672中查得名稱圖示異徑丁字管=等徑丁字管之值+突放（或突縮）之值異徑管阻力系數(shù)：由給水排水設(shè)計手冊.第一冊.常用資料電子書中P668中查得名稱圖示規(guī)格偏心漸縮管漸放管漸縮管異徑管Dd4503000.190.250.20水泵入口阻力系數(shù)：名稱圖示水泵入口1.0附圖4：附圖6：該截圖選自上海凱泉泵業(yè)（集團）有限公司出版的WQ系列潛水排污泵電子書的P70主要參數(shù)和安裝尺寸圖。附圖7:GH連型回轉(zhuǎn)格柵除污泥機性能規(guī)格及外形尺寸公稱柵寬（m）槽深H(mm）安裝角度安裝間隙（mm）電動機功率（Kw）柵條截面積（mm）整機重量（kg）生產(chǎn)廠1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.42.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.