《取水工程》課程設(shè)計任務(wù)書匯編

1、水資源利用與保護課程設(shè)計任務(wù)書本課程設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)所給定的原始資料設(shè)計某城市新建水源工程的取水泵房。一、設(shè)計目的本課程設(shè)計的主要目的是把泵與泵站、水資源利用與保護中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計工作中，使所學(xué)知識得到鞏固和提高，同時培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計資料的獨立工作能力。二、設(shè)計基本資料1、近期設(shè)計水量8萬米3/日，要求遠期12萬米3/日（不包括水廠自用水）。2、原水水質(zhì)符合飲用水規(guī)定。河邊無冰凍現(xiàn)象，根據(jù)河岸地質(zhì)地形以決定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管從取水頭部取水，取水頭部采用箱式。取水頭部到吸水井的距離為100米。3、水源洪水位標(biāo)高為73.2米（

2、1%頻率）；估水位標(biāo)高為65.5米（97%頻率）；常年平均水位標(biāo)高為68.2米。地面標(biāo)高70.00。4、凈水廠混合井水面標(biāo)高為95.20米，取水泵房到凈水廠管道長380米。5、地區(qū)氣象資料可根據(jù)設(shè)計需要由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供。6、水廠為雙電源進行。設(shè)計流量的確定和揚程的估計。（1）設(shè)計流量Q?？紤]到輸水干管漏損和凈化場本身用水。取自用水系數(shù)a=1.05則：近期設(shè)計流量為Q=1.05*80000/24=3500mA3/h=0.972mA3/s遠期設(shè)計流量為Q=1.05*12000/24=5250mA3/h=1.458mA3/s（2）設(shè)計揚程泵的揚程由所需要的靜揚程和管道的水頭損失。1，泵的靜揚程：由

3、吸水井的水面和凈水廠混合井的水面的高程差得到，吸水井的水面高度我們需要知道河水的洪水期和枯水期的水面高度以及自流管的水頭損失來得到。在極端情況下，一條管檢修，另外一條管承擔(dān)75%的流量是時Q'=1.458mT/s*0.75=1093.5L/S。自流管的流速V=Q'/D,我們在Q=1100L/S情況下查得Dg=900，v=1.73,1000i=3.67。壁厚為10mm時，k=l。我們選擇的鋼管為DN900X10的，沿程水頭損失為。H=kil=l*100*3.67/1000=0.367m。還有格柵進入口和出水口的局部水頭損失。查表得Z1=0.5,Z2=1.0,H=(Z1+Z2)VA

4、2/(2g)=0.23m。平板格柵的水頭損失為0.1m?？偟乃^損失為0.23+0.367+0.1=0.607m。但是這是自流管，你的流速要達到1.73m/s，通過坡度來實現(xiàn)的我們用謝才公式來V=C(RJ)人0.5來計算。其中根據(jù)曼寧公式C=(1/n)RA(1/6)=59.97OJ=0.0037。h=100*0.0037=0.37所以最低水位到吸水井的高差為H=0.607+0.37=0.997。所以泵所需要的靜揚程為枯水期：Hst=0.997+29.7=30.697m。洪水期：Hst=0.997+22=22.997m2輸水干管上的水頭損失為。我們根據(jù)輸水管的極端情況一條檢修一條為承擔(dān)75%的流

5、量是時Q、=1.458mT/s*0.75=1093.5L/S。輸水管的流速一般在：直徑小于250mm時，為1.52.0m/s。直徑在2501000mm時，為2.02.5m/s;直徑大于1000mm時，為2.03.0m/s查表得的、Dg=800時v=2.19,1000i=6.85。厚度為10mm，我們選擇的為鑄鐵管DN=800X10，k=1.0.水頭損失為h=kil=1*380*6.85/1000=2.603m3. 泵站內(nèi)的水頭損失粗估為2m。則泵的揚程為：枯水期：H=30.697+2.603+2+2(安全水頭)=37.3m洪水期：H=22.997+2.603+2+2(安全水頭)=29.6m泵與

6、電機的選擇。我們選擇泵的時候必須知道泵的管道特性曲線。為了是我們的泵滿足我們的需求，泵的最大靜揚程為Hst=30.697m。S=h/(QA2)=5.53OH=30.697+5.53(QA2)O我們知道泵的并聯(lián)的流量之和并不是簡單地疊加。在流量等于近期0.972mA3/s和遠期的1.458mA3/s情況下我們所選擇的并聯(lián)后泵都能符合要求。前期與后期泵的性能與管道特性曲線流量之比為2:3。由于并聯(lián)泵的數(shù)量比較少，所以我們前期為泵站機組為兩用一備，后期為三用一備。在并聯(lián)時每個泵的流量為0.486mT/s。所以單泵工況點的流量是稍微大于0.486mT/s。但是無論單個還是都落在高效段內(nèi)。我們查表得泵的

7、型號為：20sh-13.。5040302010°050010001500L/S根據(jù)我們所選擇的泵，我們的電機選擇主要有JS-137-6,JR-137-6,JR-138-6,JS-138-6。由于為原型地下室。為了節(jié)省開挖量我們選擇的是電機和泵的基礎(chǔ)尺寸最小的哪一型號的電機，電機選型為JS-137-6。根據(jù)選型，我們可以得到我們泵的基礎(chǔ)的尺寸（icon1）?；A(chǔ)尺寸的確定。根據(jù)泵與電機樣本，計算20sh-13的平面尺寸為3960X1450。機組的總重為2340kg+1900kg=4300kg，W=4330*9.8=42434N機組的深度H可以按照：H=3W/（LBy）其中L基礎(chǔ)長度，L

8、=3.96m。B-基礎(chǔ)寬度，B=1.45m。Y-基礎(chǔ)所用材料的容重，我們選擇的混凝土基礎(chǔ)的Y=23520N/MA3.通過計算H=0.98m。吸水管路與壓水管路的計算（1）吸水管已知Q1=1.458/3=0.486mA3/s,鋼管DN600X10。采用查表當(dāng)Q=190L/S的時候Dg=600，V=1.68,1000i=5.72，厚度10mm，K=1（2）壓水管采用：查表當(dāng)Q=190L/S的時候Dg=500mm。V=2.41，1000i=14.9厚度10mm,K=l,鋼管DN500X10取水頭部我們的取水為河床式取水構(gòu)筑物,根據(jù)河流的水質(zhì)條件我們的取水頭部選擇箱式取水頭部。(1)在進水孔處設(shè)置格柵

9、。F=Q/(VK1K2)F平格柵的面積Q設(shè)計流量V過網(wǎng)速度,一般為0.2-0.6K1格網(wǎng)堵塞后面積減小系數(shù)。K2因為網(wǎng)絲引起的面積減小系數(shù)。我們選擇的柵條直徑S為10mm,T柵條凈距為100mm,K2=T/(T+S)K2=0.91根據(jù)計算我們得到面積F=0.729/(0.75*0.5*0.91)=2.136根據(jù)90S503格柵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)我們選擇B1XH1=1500X1900,Fs=2.21的90S321-3型的格柵。它的BXH=1600X2000,(2)箱式取水頭部的寬度和長度的確定我們的取水頭部采用淹沒式，我們根據(jù)格柵的長度我們知道格柵的長為1.6m，兩邊的角我們?nèi)?0度，寬取2.6m，那么我

10、們的長為5.4m。機組與管道布置因為取水泵站為圓形，我們遠期泵的機組為四臺，所以我們將四臺機組兩兩沿著直徑對稱布置。其中兩臺的轉(zhuǎn)速需要反轉(zhuǎn)。每臺泵上面都有獨立的吸水管壓水管及其閥門附件。吸水管上，DN=600閘閥：Z41T-10型明桿楔式閘閥，開啟度A/B=0.125時Z=0.15,90°鋼制彎頭Z=1.01偏心漸縮管DN600X500Z=0.18可曲撓橡膠接頭Z=0.21吸水喇叭口：我們選擇A型DN600X10,D1=680,H=640,Z=0.1壓水管：DN=500蝶閥：D71X型手柄傳動對夾式蝶閥全開時Z=0.15止回閥：HH49X-10型微阻緩閉消聲蝶式止回閥Z=1.8吐出錐

11、管：DN350X500Z=0.2145°鋼制彎頭：Z=0.48輸水管管：DN800X10漸大管DN500X800，Z=0.0.03鋼制斜三通：Z=0.5蝶閥：D971X（H、F）開啟度為5度Z=0.24等徑丁字管Z=1.5高程的確定高程的確定我們根據(jù)泵的安裝高度為核心開始確定的，查表我們知道20sh-13型水泵的允許最大吸上真空高度為4m。Hss=Hv-H（吸水管路上的水頭損失）H（吸水管路上的水頭損失）=（Z1+Z2+Z3+Z4+Z5）VA2/（2g）+kil閘閥：Z41T-10型明桿楔式閘閥，開啟度A/B=0.125時Z3=0.15,90°鋼制彎頭Z2=1.01偏心漸縮

12、管DN600X500Z5=0.18可曲撓橡膠接頭Z4=0.21吸水喇叭口：我們選擇A型DN600X10,D1=800,H=640,Z5=0.1泵房的平面尺寸我們不知道所以管線的長度但是我們根據(jù)大致估算吸水管的長度不會超過6m。(Z1Z5為最不利管線上面的15閥門或者附件)根據(jù)計算我們知道H=(0.15+1.01+0.18+0.21+0.1)1.68人2/19.6+6*1*5.72/1000=0.261m,所以Hss=4-0.261=3.739m,我們?nèi)”玫奈诘妮S線高于最低水位3.5m根據(jù)開始計算我們知道，河岸的枯水位的高程為65.5m，扣除從河流到吸水井的水頭損失0.997m吸水井的最低水

13、面高程為64.503m，吸水井底部水位為62.503泵軸的高程為68.003m泵基礎(chǔ)的高程為根據(jù)泵軸到基礎(chǔ)的高度為0.8m,所以基礎(chǔ)高程為67.203m下墊面的高程為67.003m，基礎(chǔ)埋深為0.98-0.2=0.78m泵的吸水口的軸線的高程為68.003m,吸水管的高程：67.953m壓水管的高程：68.003m輸水干管管軸的高程為70-2.4=67.6m洪水位為73.2m，考慮1m的浪高，操作平臺的高程為74.2m最不利管線吸水管路和壓水管路水頭損失的計算在計算吸水管和壓水管的水頭損失的時候我們?nèi)∫粭l最不利的管線，每臺泵的吸水管和壓水管的閥門是一樣多的，很明顯靠近取水泵站墻壁的機組的管線長

14、而且相對于靠近中間的多了更多的彎頭和擴大管，所以選擇靠近墻壁的機組的壓水管和吸水管的管線在上面計算泵的安裝高度的時候我們計算了吸水管上的水頭損失為0.261m,最不利管線上面的吸水管的水頭損失是小于0.261m的，我們?nèi)?.261m。接下來是壓水管上的水頭損失：我們知道壓水管為DN500X10,V=2.41m壓水管上局部水頭損失：H=(Z6+Z7+Z8+Z9+Z10+Z11+Z12+Z13+Z14+z15+Z16+Z17)VA2/(2g)蝶閥：D71X型手柄傳動對夾式蝶閥全開時Z7=0.15止回閥：HH49X-10型微阻緩閉消聲蝶式止回閥Z8=1.8吐出錐管：DN350X500Z6=0.214

15、5°鋼制彎頭：z9=z10=z11=0.48漸大管DN500X800,z12=0.03鋼制斜三通：z13=0.5等徑丁字管最大Z14=Z16=1.5蝶閥：D971X(H、F)開啟度為5度z15=z17=0.24雖然在壓水管后面在連接輸水干管時候的管徑有所增大流速有所減小,但是我們?yōu)榱朔奖阌嬎阄覀兘y(tǒng)一使用壓水管上的流速來計算H=(0.21+0.15+1.8+0.48*3+0.03+0.5+1.5*2+0.24*2)2.41A2/19.6=2.26m我們?nèi)核艿拈L度為15m，同樣由于DN500X10和DN800X10,k相同而且i稍大，所以為了方便計算H=kil=15*1*14.9/1

16、000=0.224m壓水管路水頭損失為H=0.224+2.26=2.484m泵站內(nèi)的水頭損失為：H=2.484+0.261=2.745m則泵的揚程為：枯水期：H=30.697+2.603+2.745+2（安全水頭）=38.045m洪水期：H=22.997+2.603+2.745+2（安全水頭）=30.345m由此我們可以知道我們選擇的泵是適合的。泵房的平面尺寸以及高度的確定我們的泵房為底下式取水泵房，為圓形，電機的軸長為1496mm，電機泵的基礎(chǔ)的長度為29630mm（電機與泵不突出）同時我們根據(jù)泵機組的布置我們的布置方法為橫向雙排列，我們根據(jù)排列要求中間兩臺泵的距離，按照規(guī)范最小距離應(yīng)該為l

17、m,但是由于兩臺泵的吸水管的吸水喇叭口在吸水井中需要被隔墻隔開，而且吸水喇叭口到井壁邊緣需要不小于（0.751.0）D,中間兩臺泵的吸水管距離為0.8*1+0.6=1.4m,所以我們以此為參考，兩臺泵的基礎(chǔ)取2m，泵到墻壁的距離需要大于lm,我們?nèi)?.5m電機到水管的距離需要大于lm,我們?nèi)?.5m，綜上所述，我們的內(nèi)徑應(yīng)該=3+2.963+1.5+0.6+2+0.6+1.5+2.963+3=18.126m為了使檢修方便中間的距離放大我們?nèi)≈虚g兩臺泵的距離為2.874m,再加一米安全距離，所以泵房的內(nèi)徑我們?nèi)〈笠稽c為20m。泵房的高度根據(jù)頂棚的高程為79.2m，泵房下墊面的高程為67.003m，泵房的高度為12.197m。附屬設(shè)備的選擇（1）起重設(shè)備我們的的最泵的重量為2340kg，電機的質(zhì)量為1900kg，最大起重質(zhì)量為2340kg，最大起吊高度不超過12m，跨度為24m（定制），起重的重量也不是特別大我們選擇SSQ-5手動雙梁起重機。（2）排水設(shè)備由于泵房為較深，采用電動排水，在泵房內(nèi)設(shè)置排水溝，將水集中到排水坑，由泵抽走，排水量按照80130mT/h計算排水泵的靜揚程按照排水溝底部到洪水位為7m，加上水頭損失2m，我們揚程為9m，選擇IS-100-80-106型離心泵，配套電機為Y312S1-2,一臺工作一臺備用。（3）引水設(shè)備我們的引水設(shè)備選擇水環(huán)式真空