送水泵站課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上水泵及水泵站 課程設(shè)計(jì) 題目： 鞍山市城鎮(zhèn)給水廠 送水泵站 系 別： 環(huán)境與市政工程系 專 業(yè)： 給水排水工程 姓 名： 劉亞偉 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：朱偉萍 楊廣建 何亞麗 譚水成河南城建學(xué)院2013 年 1 月 11 日專心-專注-專業(yè)前言該設(shè)計(jì)為遼寧省鞍山市某給水廠送水泵房工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包含了選泵、機(jī)組布置、吸水管和壓水管的布置、水泵流量和揚(yáng)程的校核、輔助設(shè)備的選取、泵房平面尺寸和高程的確等大部分內(nèi)容。該送水泵房的設(shè)計(jì)主要指的是二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)，級(jí)泵站主要由水泵機(jī)組,吸壓管路,引水設(shè)備,起重設(shè)備,排水設(shè)備,計(jì)量設(shè)備,采暖及通風(fēng)設(shè)備,電氣設(shè)備,防水錘設(shè)備和其他設(shè)備

2、組成。在泵站中除設(shè)有機(jī)器間(安裝水泵機(jī)組的房間)外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。通過這次設(shè)計(jì)，使我得到了一次綜合訓(xùn)練，我把以前學(xué)到的分散、零亂的知識(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)與鞏固，并使之系統(tǒng)化，理論和實(shí)際相結(jié)合，加深了我們對(duì)城市取水泵房的整體性理解和認(rèn)識(shí)。使我在查閱文獻(xiàn)、編寫計(jì)算書和說明書、計(jì)算機(jī)繪圖等各方面的技能也得到了相應(yīng)的提高。由于自己水平有限，在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)差錯(cuò)，敬請(qǐng)老師加以指正，以促進(jìn)我進(jìn)步。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己的不足，使設(shè)計(jì)更加完善、科學(xué)、合理。Forewordthe design for a water pump station in wa

3、terworks engineering in Anshan city, Liaoning province, design contains a selection of pumps, unit placement, suction pipe, pump flow and pressure pipe arrangement and selection of head checking, auxiliary equipment, flat size and the height of the pump house, indeed most of the content. The water p

4、umping station design refers to the design of the second-stage pumping station, pumping mainly by the pump unit, pressure piping, water equipment, lifting equipment, water supply and drainage equipment, measuring equipment, heating and ventilation equipment, electrical equipment, water hammer device

5、 and other devices. Apart from a number of machines in the pumping station (installed pump room), also has a high and low voltage power distribution room, control room, a permanently manned location, repair auxiliary rooms. With this design, I got a comprehensive training, I learned to disperse and

6、confused knowledge, further strengthening and consolidating and systematizing, combining theory and practice, increased water intake pumping station of our city's overall understanding and awareness. Calculation of my literature review, writing books and manuals, computer graphic skills, among o

7、thers, has also been a corresponding rise. Because of their own limited, inevitable errors in the design, be corrected please teacher, to promote progress. Study and work in the future, I will enhance learning, not enough to make up their own, making the design more sound, scientific and reasonable.

8、目錄第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)要求1.1.1 設(shè)計(jì)題目遼寧省鞍山市某給水廠送水泵站（二級(jí)泵站）設(shè)計(jì)1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 城市送水泵站技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝部分。根據(jù)水量、水壓變化情況選泵，工作泵和備用泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)。泵房型式的選擇。機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；平面尺寸及高度。計(jì)算水泵吸水管和壓水管力直徑：選用各種配件和閥件的型號(hào)、規(guī)格種及安裝尺寸（說明特點(diǎn)）。吸水井設(shè)計(jì)：尺寸和水位。布置機(jī)組和管道。泵房中各標(biāo)高的確定：室內(nèi)地面、基礎(chǔ)頂面、水泵安裝高度、泵房建筑高度。復(fù)核水泵及電機(jī)：計(jì)算吸水管及泵站內(nèi)壓水管損關(guān)、求出總揚(yáng)程、校核所選水泵，如不合適，則重選水泵及電機(jī)。重新確定泵站的各級(jí)供水量。進(jìn)行消防和轉(zhuǎn)輸校核。計(jì)算和選擇

9、附屬設(shè)備。設(shè)備的選擇和布置計(jì)量設(shè)備起重設(shè)備排水泵及水錘消除器等確定泵站平面尺寸、初步規(guī)劃泵站總平面。泵房的長(zhǎng)度和寬度，總平面布置包括：配電室、機(jī)器間、值班室、修理間等。1.1.3 圖紙要求泵站平面及剖面圖（機(jī)器間），應(yīng)繪出主要設(shè)備、管路、配件及輔助設(shè)備的位置、尺寸、標(biāo)高，列出主要設(shè)備表和村料表（比例尺1501200）。1.2設(shè)計(jì)資料1.2.1 任務(wù)書鞍山市最高日用水量 m3/d，最高日最高時(shí)用水量 6404.94 m3/h，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高105m、服務(wù)水頭28m，泵站處的地面標(biāo)高100 m、水池最高水位99.80 m、水池最低水位標(biāo)高95.30m，經(jīng)計(jì)算管網(wǎng)水頭損失12.94 m。1.2

10、.2 地區(qū)氣象資料最低氣溫：-30.4，最高氣溫：36.9，年平均氣溫8.8，最大冰凍線深度0.9m。泵站地址1：100地形圖。站址處要求抗震設(shè)計(jì)烈度為7°。源資料：采用雙回路供電，電壓等級(jí)為：220V、380V、10KV。第二章 計(jì)算說明書2.1 二級(jí)泵站的組成及特點(diǎn)2.1.1二級(jí)泵站的組成(1)水泵機(jī)組 包括水泵和電動(dòng)機(jī)，是泵站中最重要的組成部分。(2)吸壓管路 指水泵的吸水(進(jìn)水)管路和壓水(出水)管路，水泵通過吸水管從吸水井(池)中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過壓水管路送至用戶。(3)引水設(shè)備 指真空引水設(shè)備(如真空泵、引水罐等)和灌水設(shè)備。當(dāng)水泵工作為吸入式啟動(dòng)時(shí)，需引水設(shè)備。(4

11、)起重設(shè)備 指泵站內(nèi)設(shè)備及管道安裝，檢修用的吊車、電動(dòng)葫蘆等設(shè)備。(5)排水設(shè)備 指排水泵、排水溝、集水坑等，用以排除泵站地面污水。(6)計(jì)量設(shè)備 指流量計(jì)、壓力計(jì)、真空泵、溫度計(jì)等。(7)采暖及通風(fēng)設(shè)備 指采暖用的散熱器、電熱器、火爐及通風(fēng)機(jī)等設(shè)備。(8)電氣設(shè)備 指變、配電設(shè)備。(9)防水錘設(shè)備 指水錘消除器等。(10)其他設(shè)備 包括照明、通信、安全與防水設(shè)施等。在泵站中除設(shè)有機(jī)器間(安裝水泵機(jī)組的房間)外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。2.1.2 二級(jí)泵站的特點(diǎn)二級(jí)泵站通常設(shè)在凈水廠內(nèi)，經(jīng)水廠凈化后的水進(jìn)入清水池儲(chǔ)存，清水池中水經(jīng)管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水

12、，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?；咎攸c(diǎn)：泵站埋深較淺，通常建成地面式或半地面式，為了適應(yīng)用戶水量、水質(zhì)的變化，需要設(shè)置多臺(tái)水泵機(jī)組，因而，泵房面積較大，泵房一般為矩形形狀，磚混結(jié)構(gòu)。2.2 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定2.2.1 設(shè)計(jì)流量的確定二級(jí)泵站分兩級(jí)供水，為滿足各個(gè)時(shí)段的用水和保證供水的安全性，泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按用戶最高日最高時(shí)用水量來(lái)確定。鞍山市城市最高日最高時(shí)用水量為：Qh =6404.94 m3/h=1779 L/s則泵站的設(shè)計(jì)流量為： Q =6404.94 m3/h=1779L/s根據(jù)用水曲線確定的二級(jí)泵站工作制度，分二級(jí)工作。第一級(jí)，從

13、（23）時(shí)到（5）時(shí)，每小時(shí)占全天用水量的（2.86）%；第二級(jí)，從（5）時(shí)到（23）時(shí)，每小時(shí)占全天用水量的（4.5）%。泵站一級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量： Q1 = ×2.86% =3117.5 m3/h=866.0L/s泵站二級(jí)工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量 Q2 = ×4.5% =5559.2m3/h=1362.6L/s2.2.2 設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算的一些設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如下表2.1所示：供水流量(L/s)水頭損失/m清水池最低水位與控制點(diǎn)地面高差/m自由水壓/m泵站內(nèi)輸水管管網(wǎng)供水流量177920.4812.944.528消防2個(gè)火點(diǎn)2×6020.5821.814

14、.510表2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算成果則與設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的管路系統(tǒng)的水頭損失h =（2+0.48+12.94）=15.42 m取安全水頭為2 m，揚(yáng)程的常數(shù)項(xiàng)HST = (2+4.5+28)=34.5 m則設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：H = HST + h=（34.5+28）=62.5 m2.3水泵和電機(jī)的初步選2.3.1選擇水泵1、水泵選擇的基本原則（1）所選水泵機(jī)組應(yīng)滿足用戶最高日各個(gè)時(shí)刻（含最大的）流量和揚(yáng)程的要求，保證供水的安全可靠性。（2）依據(jù)所選水泵建造的泵站的造價(jià)低。（3）水泵機(jī)組長(zhǎng)期在高效率下工作，運(yùn)行及管理費(fèi)用低。（4）水泵性能好，使用壽命長(zhǎng)，便于安裝和檢修。（5）在水泵供水能力上應(yīng)考慮近、遠(yuǎn)期結(jié)合，

15、留有發(fā)展余地。 2、初選水泵圖2.1 sh型離心泵性能曲線型譜圖根據(jù)Q1 = 866.0L/s和Q2 =1362.6L/s,=62.5m，參考性能曲線圖，選取與性能曲線圖相交的水泵并聯(lián),其泵型分別為32sh-19型、24sh-9A型, 綜合考慮泵房選用24Sh-9A型離心泵。性能參數(shù)如表2.2所示表2.2 sh型單級(jí)雙吸離心泵的性能表型號(hào)流量Q(m3/h)揚(yáng)程H(m)轉(zhuǎn)速n(r/min)軸功率N(kW)效率()允許吸上真空高度Hs(m)泵重(kg)24Sh-9A316888061970585902.5430032Sh-194700646013051795253573058080.44.3549

16、90求出管路特性曲線方程中的參數(shù)，因?yàn)椋核裕焊鶕?jù)上表泵的性能參數(shù)以及泵的特性曲線，可確定設(shè)計(jì)方案為：四臺(tái)24Sh-9A泵并聯(lián)，其中有一臺(tái)為備用泵。一級(jí)供水（兩臺(tái)泵并聯(lián)工作），工況點(diǎn)如二級(jí)供水時(shí)(三臺(tái)水泵并聯(lián)工作)，工況點(diǎn)（見M點(diǎn)） 圖2.2 三臺(tái)24sh-9A型號(hào)泵并聯(lián)工作曲線2.4泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 表2.3 24sh-9A型單級(jí)雙吸離心泵安裝(mm)（不帶底座）型號(hào)泵外型尺寸(mm)24sh-9A 108511009006001800800HH1H2H3H417069505553266324sh-9A型水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)2.5水泵吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)當(dāng)泵站為一級(jí)

17、供水時(shí)，兩臺(tái)14sh-9型單級(jí)雙吸離心泵并聯(lián)工作，其流量Q=434.028L/s，單臺(tái)泵出水量Q=217.014 L/s。當(dāng)泵站為二級(jí)供水時(shí)，三臺(tái)14sh-9型單級(jí)雙吸離心泵并聯(lián)工作，其流量Q=842.014L/s，單臺(tái)水泵出水量Q=280.671L/s；水泵吸、壓水管所通過的流量應(yīng)按Q=280.671L/s(最大)設(shè)計(jì)，管材采用鋼管。2.5.1吸水管路 1、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(duì)吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會(huì)使水泵的工作產(chǎn)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(yán)格。(2) 為使水泵及時(shí)排走吸水管路中的氣體，吸水管

18、應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度。(3) 吸水管的安裝與敷設(shè)應(yīng)避免在管道內(nèi)形成氣囊。(4) 吸水管安裝在吸水井內(nèi)，吸水井有效容積應(yīng)不小于最大一臺(tái)泵5min的抽水量。(5) 吸入式工作的水泵，每臺(tái)水泵應(yīng)設(shè)單獨(dú)的吸水管。(6) 當(dāng)吸水池水位高于水泵軸線時(shí)，吸水管上應(yīng)設(shè)閘閥，以利于水泵檢修。(7) 當(dāng)水中有大量雜質(zhì)時(shí)，喇叭口下面應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)。(8) 吸水管設(shè)計(jì)流速一般為：DN250mm時(shí)，v=1.01.2m/s；DN2501000mm時(shí)，v=1.21.6m/s；DN1000mm時(shí)，v=1.52.0m/s。故吸水管管徑DN1=700mm,V1=1.37m/s, 1000i=3.2m2.5.2 壓水管路1 、

19、壓水管路布置要求對(duì)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。(1) 壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設(shè)備連接處或需要經(jīng)常檢修處采用法蘭接口。(2) 為了避免管路上的應(yīng)力傳至水泵，以及安裝和拆卸方便，可在壓水管路適當(dāng)位置上設(shè)補(bǔ)償接頭或可撓性接頭。(3) 離心泵必須要關(guān)閘啟動(dòng)。(4) 當(dāng)不允許水倒流時(shí)，需設(shè)止回閥。(5) 壓水管設(shè)計(jì)流速為：DN250mm時(shí)，v=1.52.0m/s；DN250mm時(shí)，v=2.02.5m/s；2、 壓水管管徑當(dāng)Q=280.671L/s時(shí)，由鋼管水力計(jì)算表查得管徑D=400mm，流速V=2.17m/s，阻力系數(shù)i=16.3mm/m2.5.3 管路

20、附件選配每臺(tái)水泵都單獨(dú)設(shè)有吸水管，并設(shè)有閘閥，型號(hào)為Z41T-10，DN500mm，L540mm，W681Kg。壓水管設(shè)有止回閥，型號(hào)為H44T(X)-10，DN400mm，L900mm，W508kg。水泵控制閥，型號(hào)D371X(H、F)，DN400mm，L102mm，W128kg。具體管路附件選配如下：表2.4 24Sh-9A型水泵進(jìn)出口尺寸型號(hào)進(jìn)口法蘭尺寸mm出口法蘭尺寸mmDN1D01D1n1-d1DN2D12D2n2-d224Sh-9A60072578020-3040051556516-252.6布置機(jī)組和管道水泵機(jī)組布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡(jiǎn)短、安裝與維護(hù)方便、機(jī)組排

21、列整齊、起重設(shè)備簡(jiǎn)單并留有擴(kuò)建余地。常見的布置形式有：1、縱向排列適用于IS型單級(jí)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(jī)組布置較為緊湊整齊，檢修方便，泵房長(zhǎng)度較小但寬度較大(IS型水泵輕，可以用移動(dòng)式吊裝設(shè)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(cè)向進(jìn)水、側(cè)向出水的Sh型雙吸式水泵，進(jìn)出水管順直，水力條件好，這種布置形式雖然泵房長(zhǎng)度大些但跨度小，吊裝設(shè)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、起重設(shè)備需考慮采用橋式行車。適用于泵房中機(jī)組較多的圓形取水泵站。但這種布置形式兩行泵的轉(zhuǎn)向從電機(jī)方向看去是彼

22、此相反的，因此，在泵訂貨時(shí)應(yīng)向水泵廠特別說明，以便水泵廠配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。橫向排列側(cè)向進(jìn)、出水的泵，如單級(jí)雙吸臥式離心泵Sh型、SA型采用橫向排列比較好。根據(jù)以上要點(diǎn)和實(shí)際情況，本泵站采用橫向布置，2.7吸水井的設(shè)計(jì)水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑為1.4d即1000mm；喇叭口淹沒深度為0.6D,即600mm；吸水喇叭口距井底距離為0.8D,即800mm；喇叭口凈距為1.6D,即1600mm；喇叭口距吸水井井壁距離為0.8D,即80mm； 吸水井長(zhǎng)：L=16000mm吸水井寬：L=4800mm吸水井高：L6500mm吸水井有效容積應(yīng)不小于最大一臺(tái)泵5min的抽水量，取吸水井高度為620

23、0mm，（其中超高300mm），吸水量顯然滿足要求。2.8 各工藝標(biāo)高的設(shè)計(jì)24sh-9A型水泵允許吸上真空高度為2.5m。水泵允許安裝高度：Hss=Hs-V2/2g-hs吸水管長(zhǎng)度暫按8m估算，吸水管管徑DN1=700mm,1000i=3.2m其沿程水頭損失：iL= 0.03m局部水頭損失：式中：吸水管進(jìn)口喇叭口局部阻力系數(shù)，取0.3；90°彎頭局部阻力系數(shù)，取0.668；閥門局部阻力系數(shù)，取0.06；偏心漸縮管局部阻力系數(shù)，取0.20；吸水管中流速，1.38m/s 水泵進(jìn)口處流速，2.69 m/s吸水管總水頭損失為hs=iL+V2 /2g=0.03+0.54=0.57m 則 水泵

24、安裝高度為：Zs<Hss=3.34,考慮到安全取3.3m水泵軸心標(biāo)高為：Z=Z1+Zs=95.3+3.3=98.6 m 其中Z1為吸水井最低水位標(biāo)高 二泵房室內(nèi)地坪標(biāo)高為98.6-0.1-0.9=97.6m，其中0.1為水泵基礎(chǔ)高出室內(nèi)地平高度；0.9為水泵底座至軸心高度。泵房所在的室外地坪標(biāo)高為100m，二泵房室內(nèi)地面低于室外2.4m。兩泵房為半地下式泵房。2.9復(fù)核水泵和電機(jī)根據(jù)已經(jīng)確定的機(jī)組布置和管路情況重新計(jì)算泵房?jī)?nèi)的管路水頭損失，復(fù)核所需揚(yáng)程，然后校核水泵機(jī)組。泵房?jī)?nèi)管路水頭損失其中 ：吸水管總水頭損失 壓水管總水頭損失 =iL=1.1×16.3mm/m×2

25、0=0.359m（系數(shù)1.1表示壓水管路中局部損失按沿程損失的10%計(jì)算.）泵房?jī)?nèi)管路水頭損失為1.359m。所以，水泵泵揚(yáng)程為與估計(jì)揚(yáng)程基本相同，說明選定的水泵機(jī)組合適。2.10 輔助設(shè)備的選擇2.10.1選擇真空泵水泵需要采用真空泵引水真空泵的抽氣量W：其中：W真空泵的抽氣量 （m3/s）；漏氣系數(shù)（1.051.10）取1.05；W1吸水管中空氣體積，取0.385 m3/m；W2泵殼內(nèi)空氣體積，0.39 m3；水泵引水時(shí)間，一般應(yīng)小于5min，取4min，Hg10.33 m；Zs3.3 m；選取SZ-2型真空泵2臺(tái)，一備一用，布置在泵房靠墻邊處,配帶動(dòng)力10Kw，水消耗量30L/min,一

26、字布置，L=4100mm,l=1500mm,B=700mm2.10.2排水泵選1臺(tái)2BA-6A,Q=1030 m3/h,H=28.520m,N=2.55Kw,n=2900r/min2.10.3計(jì)量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計(jì)，選取SP-1型超聲波流量計(jì)2臺(tái)，安裝在泵房外輸水干管上，距離泵房7m。在壓水管上設(shè)壓力表，型號(hào)為Y60Z，測(cè)量范圍為0.01.0MPa。在吸水管上設(shè)真空表，型號(hào)為Z60Z，測(cè)量范圍為0760mmHg。2.10.4起重設(shè)備24sh-9A型水泵的重量4300 Kg，JRQ-47-6型電機(jī)的重量是2100 Kg根據(jù)電機(jī)和水泵的重量結(jié)合水泵房的高度選擇起重機(jī)的重量的型號(hào)為L(zhǎng)H型電動(dòng)葫蘆雙梁式，重機(jī)起重量5t,跨度16.5m，起升高度9m。2.10.5房的高度 選用LH5t電動(dòng)葫蘆雙梁橋式起重機(jī)，泵房間地面以上高度為：H1 =a+c+d+e+h+n =1400+1120×1.2+1270+100+200 =4314 mm =4.314 m式中：a為行車梁高度, mmc為行車梁底至其重鉤中心的距離，a2+