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文檔簡介
第四章給水泵站4.1泵站分類與特點4.2水泵選擇4.3泵站變配電設(shè)施4.4水泵機組的布置與基礎(chǔ)4.5吸水管路、壓水管路及附件4.6泵站水錘及其防護4.7泵站噪聲及其消除4.8泵站中的輔助設(shè)施4.9給水泵站的土建要求4.10深井泵站4.11給水泵站的工藝設(shè)計
§4.1泵站分類與特點4.1.1分類(1)按照水泵機組設(shè)置的位置與地面的相對標高關(guān)系:地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式,泵站可分為人工手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站。(3)在給水工程中,常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為:取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循環(huán)水泵站。4.1.2取水泵站(也稱一級泵站)
(1)組成水源吸水井取水泵房閘閥切換井凈水構(gòu)筑物(2)設(shè)計注意點A、泵房形式:山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)B、在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C、在施工過程中,要注意搶季節(jié),在河道枯水位時施工。D、在泵房投產(chǎn)后,在運行管理方面必須很好地使用通風、采光、起重、排水以及水錘防護等設(shè)施。E、在新建給水工程時,應(yīng)考慮到遠期擴建的可能性,一般方法有:預(yù)留位置,當水量增加時,增加新泵;近期用小泵工作,遠期更換大泵工作;更換葉輪,近期安裝小葉輪,遠期安裝大葉輪工作。4.1.3送水泵站(也稱二級泵站)(1)組成清水池送水泵房(長方形)吸水井管網(wǎng)高地水池(2)吸水井作用:有利于水泵吸水管道布置,也有利于清水池的維修。形式:AB二級泵房分離式清水池池內(nèi)式4.1.3加壓泵站方式:直接串接清水池及泵站加壓方式
二級泵房水庫泵站逆止閥輸水管輸水管輸水管加壓泵站4.1.4循環(huán)泵站多用在企業(yè)一般設(shè)置熱水、冷水兩組水泵。生產(chǎn)車間冷水泵冷卻構(gòu)筑物凈水構(gòu)筑物熱水井補充新鮮水循環(huán)泵站熱水泵集水池
§4.2水泵選擇4.2.1選泵的主要依據(jù)流量揚程以及其變化規(guī)律:水源水位變化大的取水泵站,宜采用特性曲線陡峭性水泵;流量變幅大的出水泵站,宜選用特性曲線平緩的泵。(注意滿足最高日最高時用水,滿足所需揚程;考慮流量變化,注意節(jié)約能量,保證水泵在高校段運行)(1)一級泵站的設(shè)計流量A、泵站從水源取水,輸送到凈水構(gòu)筑物。Qr——一級泵站中水泵所供給的流量(m3/h);Qd——供水對象最高日用水量(m3/d);α——考慮輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù),一般取α=1.05-1.1T——為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。B、二級泵站將水直接供給用戶或一級泵站送到地下集水池β——給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù),一般取β=1.01-1.02C、對于循環(huán)給水泵站,泵站的設(shè)計流量可按平均日用水量計算一級泵站揚程
(1)送水至凈化構(gòu)筑物
(2)直接供水
HST’——水源井中枯水位(或最低動水位)與給水管網(wǎng)中控制點的地面標高差(mH2O);
Σh——管路中的總水頭損失(mH20);
Hsev——給水管網(wǎng)中控制點所要求的最小自由水壓(也叫服務(wù)水頭)?!妒彝饨o水設(shè)計規(guī)范》GB50013-2006第3.0.9條規(guī)定:“當按直接供水的建筑層數(shù)確定給水管網(wǎng)水壓時,其用戶接管處的最小服務(wù)水頭,一層為10m,二層為12m,二層以上每增加一層增加4m?!?2)二級泵站的設(shè)計流量和揚程對于小城市的給水系統(tǒng),大多數(shù)采用泵站均勻供水方式,即泵站的設(shè)計流量按最高日平均時用水量計算對于大城市的給水系統(tǒng),宜采取泵站分級供水方式,即泵站的設(shè)計流量按最高日最高時用水量計算,并且運用多臺同型號或者不同型號的泵的組合來適應(yīng)用水量的變化。最大日用水量變化曲線4.2.2選泵要點(1)大小兼顧,調(diào)配靈活已知:用水區(qū)的用水量從最大為795m3/h到最小為396m3/h,逐時變化。12Sh—19型水泵特性曲線四臺不同型號水泵Q-H曲線(2)型號整齊,盡可能選擇同一型號,互為備用從泵站運行管理與維護檢修的角變來看,如果水泵的型號太多則不便于管理。在用水量和所需的水壓變化較大的情況下,選用性能不同的水泵的臺數(shù)越多,越能適應(yīng)用水量變化的要求,浪費的能量越少。綜合以上要點:如選用5臺泵的泵站,采用1:2:3:3:3,這樣配置的水泵可應(yīng)付12種工況變化。(3)合理地用盡各水泵的高效段:單級雙吸式離心泵的高效段在0.85-1.15QP之間可按不同方案計算后綜合選泵按最大日平均小時流量的70%(即0.7Q日平均時)按最大日平均小時流量的100%(即1.0Q日平均時)按最大日平均小時流量的130%(即1.3Q日平均時)(4)要近遠期相結(jié)合?!靶”么蠡A(chǔ)”(5)大中型泵站需作選泵方案比較。水泵選用類型泵站種類適合選擇的水泵類型數(shù)量取水泵站離心泵;高濁度水源取水泵房應(yīng)選低轉(zhuǎn)速、耐腐蝕離心泵至少需設(shè)2臺,并考慮設(shè)1臺備用(與泵房最大一臺水泵相同),高濁度水源,備用泵按供水量30%-50%設(shè)置送水泵站選用允許吸上真空高度較大的離心泵至少需設(shè)2-3臺,并考慮設(shè)1臺備用(與泵房最大一臺水泵相同)加壓泵站選用允許吸上真空高度較大的離心泵至少需設(shè)2-3臺,并考慮設(shè)1臺備用(與泵房最大一臺水泵相同)循環(huán)泵站根據(jù)水溫選擇離心泵既要防止水泵數(shù)量過多,造成泵站面積過大,又要滿足因季節(jié)變化對流量的調(diào)節(jié),備用泵儲備較大例根據(jù)給水管網(wǎng)設(shè)計資料,己知最高日最高時用水量為920L/s,時變化系數(shù)Kh為1.7,日變化Kd為1.3,管網(wǎng)最大用水時水頭損失為11.5m,輸水管水頭損失為1.5m。泵站吸水井最低水位到管網(wǎng)中最不利點地形高差為2m,用水區(qū)建筑物層數(shù)為3層,試進行送水泵站水泵的選型設(shè)計。Qmax=920L/sHmax=2+16+1.5+11.5+2+2=35mQmin=30L/sHmin=2+16+2+2=22mQave=920/1.3/1.7=416L/sHave=31m1)在型譜圖上繪制一條參考管道系統(tǒng)特性曲線ab。
2)過a點繪制一條H=Hmax的水平線。
3)在ab線和H=Hmax都相交的高效方框圖中,選出水泵4)針對這些水泵選2~3臺(一般選3臺)進行并聯(lián)組合,即在H=Hmax等揚程下流量相加求出并聯(lián)組合Q1+2+3≥Qmax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。
5)所選出的水泵經(jīng)管路布置、確定管徑后,再驗算初步確定的∑h值是否合適,即精選水泵。5501901903104201)表中分級流量界限,都是各泵高效段與ab線的交點,即單泵工作的工況點流量,或是兩泵并聯(lián)(Q-H)1+2高效段性能曲線與ab線的交點,即為兩泵并聯(lián)工作的工況點流量,如方案1中,12Sh-13與ab線的交點流量為240L/s,20Sh-13與ab線的交點流量為600L/s,兩臺12Sh-13與ab線的交點流量為460L/s,一臺12Sh-13與一臺20Sh-13并聯(lián)曲線與ab線的交點流量為750L/s,所以得分級情況為240L/s以下為一級,240~460L/s為一級,460~600L/s為一級,600~750L/s為一級,750~920L/s為一級,共分為五級供水,方案2與方案1類同,不再詳述。
2)表4-1所示的水泵揚程及所需揚程是指各分級流量工作時,水泵Q-H高效段上供給的揚程和ab線上管道系統(tǒng)所需要的揚程。方案編號用水變化范圍L/s運行泵
及其臺數(shù)水泵揚程/m所需揚程/m揚程利用率%水泵效
率%方案1選用
一臺20Sh?13
兩臺12Sh?13750~920一臺20Sh-13
兩臺12Sh-1340~3534~3585~10080~88
78~82600~750一臺20Sh-13
一臺12Sh-1339~3433~3485~10082~88
79~86460~600一臺20Sh-1338~3331~3382~10082~87240~460兩臺12Sh-1342~3128~3167~10069~84<240一臺12Sh-13>28<28<83方案2選用
一臺14Sh-13
一臺14Sh-13A
一臺12Sh-13760~920一臺14Sh-13
一臺14Sh-13A
一臺12Sh-1340~3534~3585~10083~75
82~84
78~85570~760一臺14Sh-13
一臺14Sh-13A40~3432~3480~10083~74
82~83370~570一臺14Sh-13A
一臺12Sh-1342~3230~3271~10076~82
69~84240~370一臺14Sh-13A42~3028~3067~10076~78<240一臺12Sh-13>28<28<834.2.3選泵時尚需考慮的其它因素(1)水泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置、泵站造價等有影響。(2)應(yīng)在保證不發(fā)生氣蝕的前提下,應(yīng)充分利用水泵的允許吸上真空高度,以減少泵站埋深,降低工程造價。(3)應(yīng)選用效率較高的水泵,如盡量選用大泵。(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,以滿足事故情況下用水。(5)應(yīng)盡量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當?shù)刂圃斓某上盗猩a(chǎn)的、比較定型的和性能良好的產(chǎn)品。
備用泵的選擇:(1)在不允許減少供水量的情況下,應(yīng)有兩套備用機組;(2)允許短時間內(nèi)中斷供水時,可只設(shè)一臺備用泵。(3)城市給水系統(tǒng)中的泵站,一般也只設(shè)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(nèi)機組較多時,也可考慮增設(shè)一臺備用泵,它的型號與最常運行的工作泵相同。(4)如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時,則泵站中可不設(shè)備用泵,僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。備用泵相其它工作泵一樣,應(yīng)處于隨時可以啟動的狀態(tài)。4.2.4選泵后的校核1、消防校核(1)一級泵站就消防用水來說,一級泵站的任務(wù)只是在規(guī)定的時間內(nèi)向清水池中補充必要的消防儲備用水。一般不另設(shè)消防泵,而是在補充消防儲備用水時間內(nèi),開動備用泵。
(2)二級泵站要求二級泵站的揚程除了滿足最高用水的水壓外,還應(yīng)滿足消防流量時的水壓要求。若Hpx<Hp,按最高時用水所選水泵揚程滿足消防時水壓要求若Hpx>Hp,可設(shè)置專用消防泵或放大管網(wǎng)個別管徑以減少水頭損失而不設(shè)專用消防泵。泵站供水時的水壓線
1—消防時2—最高用水時4.2.5小結(jié):1、選泵注意要點:1)在滿足最大工況要求的條件下,盡量減少能量浪費2)合理利用各泵的高效段3)盡可能選擇同型號的泵,互為備用4)盡量選擇大泵5)水頭損失變化大時,可選不同型號泵搭配運行6)保證吸水條件,照顧基礎(chǔ)平齊,減少泵站埋深7)考慮必要備用機組8)進行消防用水校核9)考慮泵站發(fā)展,近遠期結(jié)合10)盡量選擇當?shù)爻膳a(chǎn)的泵型。
2、水泵類型選擇
水泵類型主要根據(jù)揚程選擇,常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下,泵站設(shè)計揚程小于l0m,宜選用軸流泵;5-20m,宜選用混流泵;20-l00m,宜選用單級離心泵,大于100m時可選用多級離心泵。
當混流泵與軸流泵都可使用時,應(yīng)優(yōu)選混流泵,當離心泵與混流泵都可使用時,若揚程變化較大,一般宜選用離心泵。3、水泵臺數(shù)的確定:(1)建設(shè)費與運行費。一般在同樣流量情況下,機組臺數(shù)越少,建設(shè)費和運行費越小。(2)運行管理。一般來說,機組臺數(shù)少,管理運行較方便(3)流量調(diào)節(jié)能力。機組臺數(shù)少,流量調(diào)節(jié)能力較差。(4)備用機組:對于灌溉泵站,裝機3—9臺時,其中應(yīng)有l(wèi)臺備用,多于9臺時,應(yīng)有2臺備用。對于重要城市供水泵站,工作機組3臺及3臺以下時,應(yīng)增設(shè)1臺備用機組,多于3臺,應(yīng)增設(shè)2臺備用機組。綜上所述,水泵臺數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。一般情況下,中小型泵站以3—9臺為宜。流量變化幅度大的泵站,臺數(shù)宜多;流量比較穩(wěn)定的泵站,臺數(shù)宜少?!?.3泵站變配電設(shè)施及自動測控系統(tǒng)4.3.1變配電系統(tǒng)中負荷等級及電壓選擇1、負荷等級(1)一級負荷:兩個獨立電源供電(2)二級負荷:兩回路供電或一回路專用線(3)三級負荷:無特殊要求2、電壓選擇(1)規(guī)模很小的水廠:一般為380V。(2)中小型凈水廠:6kV和10kV,10kV替代6kV。(3)大型水廠:35kV電壓。4.3.2泵站中常用的變配電系統(tǒng)現(xiàn)代都采用由電器開關(guān)廠生產(chǎn)的成套設(shè)備配電屏(又稱開關(guān)柜)。設(shè)計注意點:(1)開關(guān)柜前面的過道寬度應(yīng)不小于:低壓柜1.5m,高壓柜3.0m。(2)背后檢修的開關(guān)柜與墻壁的凈距不宜小于0.8m。低壓配電室門寬1m,并應(yīng)考慮以下情況:(1)由低壓配電室到泵房要方便(2)由低壓配電室到高壓配電室、變壓器室要方便(3)要考慮操作的路線,值班人員上下班進出方便。4.3.3變電所變電所的變配電設(shè)備是用來接受、變換和分配電能的電氣裝置,它由變壓器、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量儀表、連接母線和電纜等組成。(1)變電所的類型選擇獨立變電所(距泵房15-20m)、附設(shè)變電所(泵房外,與泵房相連)、室內(nèi)變電所(泵房內(nèi)部)(2)變電所的位置和數(shù)目位置:位于用電負荷中心,減少電耗;考慮周圍的環(huán)境;考慮布線是否合理,變壓器運輸方便;數(shù)目:由負荷的大小及分散情況所決定;考慮泵站的發(fā)展
(3)變電所的布置方案:變電所應(yīng)盡量靠近電源;低壓配電室應(yīng)盡量靠近泵房;線路應(yīng)順直且盡量短;泵房應(yīng)可以方便地通向高低壓配電室和變壓器室;建筑應(yīng)盡量與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。
變電所與水泵房的組合布置1、水泵房;2、低壓配電室(包括值班室);3、變壓器室;4、高壓配電室14.3.4常用電動機1、電動機額定功率要稍大于泵的設(shè)計軸功率。2、根據(jù)電動機的功率大小,參考外電網(wǎng)的電壓決定電動機的電壓。
(1)功率在100kW以下,選用380V/220V或220/127V的三相交流電;
(2)功率在200kW以上,選用l0kV(或6kV)的三相交流電;
(3)功率在100-200kw之間,視泵站內(nèi)電機配置情況而定,3、根據(jù)工作環(huán)境和條件決定電動機的外形和構(gòu)造形式。4、根據(jù)投資少,效率高,運行簡便等條件,確定所選電動機的類型?!?.4水泵機組的布置與基礎(chǔ)4.4.1水泵機組的布置
1、縱向排列(即各機組軸線平行單排并列)
適用于如IS型單級單吸懸管式離心泵。機組之間各部尺寸要求:(1)水管外壁和墻壁的凈距A:A=最大設(shè)備的寬度加1m,但A≮2m。
(2)水管與水管之間的凈距B:B>0.7m(3)水管外壁與配電設(shè)備的安全操作距離C:當為低壓配電設(shè)備時C≮1.5m,高壓配電設(shè)備C≮2m。
(4)水泵外形凸出部分(基礎(chǔ))與墻壁的凈距D:D≮1m。
(5)電機外形凸出部分(基礎(chǔ))與墻壁的凈距E:E=電機軸長加0.5m,但不宜<3m。(6)水管外壁與相鄰機組的突出部分的凈距F:F≮0.7m(電機容量大于55kw時,不小于1m)。2、橫向排列適用側(cè)向進、出水的水泵,如單級雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵機組之間各部尺寸要求:
(1)水泵凸出部分(基礎(chǔ))到墻壁的凈距Al:A1=最大設(shè)備的寬度加1m,但A1≮2m。(2)出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B1:Bl不宜小于3m。(3)進水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距Dl
:Dl不宜小于1m。(4)電機凸出部分與配電設(shè)備的凈距C1:C1=電機軸長十0.5m。但是,低壓配電設(shè)備應(yīng)Cl≥1.5m;高壓配電設(shè)備C1≥2.0m。
(5)水泵基礎(chǔ)之間(電機與水泵凸出部分)的凈距E1值與C1要求相同,E1=C1(6)為了減小泵房的跨度,也可考慮將吸水閥門設(shè)置在泵房外面。3、橫向雙行排列適用在泵房中機組較多的圓形取水泵站;這種布置形式兩行水泵的轉(zhuǎn)向相反需配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。1)相鄰機組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過道,電動機容量不大于55kW,凈距應(yīng)不小于0.8m,電動機容量大于55kW時,凈距不小于1.2m。
2)對于非水平接縫的水泵,水泵離墻壁或其他機組的距離應(yīng)大于泵軸長度加0.5m。
3)裝有大型機組的泵站內(nèi),應(yīng)留出適當?shù)拿娣e作為檢修機組之用。
4)泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于1.2m。
5)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置于泵房內(nèi)的適當?shù)胤剑M可能不增大泵房尺寸。4.4.2
水泵機組的基礎(chǔ)
臥式水泵均為塊式基礎(chǔ),其尺寸大小一般均按所選水泵安裝尺寸所提供的數(shù)據(jù)確定。(1)對于小泵:基礎(chǔ)長度L=底座長度L1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)寬度B=底座螺孔間距(在寬度方向上)B1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)高度H=底座地腳螺釘?shù)拈L度l十(0.15-0.20)(m)(2)對于不帶底座的大、中型水泵:可根據(jù)水泵或電動機(取其寬者)地腳螺孔的間距加上0.4-0.5m?;A(chǔ)高度確定方法同上?;蛘撸?.4.3布置機組小結(jié):(1)相鄰機組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過道(2)方便檢修(3)泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于1.2m。(4)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置于泵房內(nèi)的適當?shù)胤?,盡可能不增大泵房尺寸。(2)對于不帶底座的大、中型水泵:
基礎(chǔ)寬:可根據(jù)水泵或電動機(取其寬者)地腳螺孔的間距加上0.4-0.5m。(B=d+0.4-0.5m)基礎(chǔ)長L=水泵寬向地腳螺孔間距a+機泵地腳螺孔間距b+電動機地腳螺孔間距c+0.4-0.5m基礎(chǔ)高度確定方法同上?;蛘撸篐=(2.5-4)×機組總質(zhì)量W/L/B/基礎(chǔ)材料容重γl0l0l0l1l1泵房跨度示意圖§4.5吸水管路與壓水管路4.5.1對吸水管路的要求(1)不漏氣管材及接逢——吸水管路一般采用鋼管(2)不積氣管路安裝——吸水管沿水流方向連續(xù)上升的坡度i,一般大于0.005(3)不吸氣吸水管進口位置在最低水位下的淹沒深度h不應(yīng)小于0.5-1.0m。吸水管在吸水井中的位置(1)淹沒深度h(不應(yīng)小于0.5-1.0m,否則應(yīng)安裝隔板)(2)吸水管的進口到井底距離(不應(yīng)小于0.8D)D為吸水管直徑的1.3-1.5倍(3)吸水管喇叭口邊緣到井壁距離不小于0.75-1D(4)吸水喇叭口之間距離不小于1.5-2.0D吸水管末端的隔板裝置底閥:作用是水只能吸入泵,而不能從吸水喇叭口流出水上式底閥使用條件:吸水管路水平段有足夠的長度,以保證泵沖水啟動后,管中能產(chǎn)生足夠的真空值。水上式底閥1吸水管;2底閥;3濾罩;4工作臺吸水管中的設(shè)計流速建議數(shù)值:管徑小于250mm時,為1.0-1.2m/s;管徑等于或大于250mm時,為1.2-1.6m/s。在吸水管路不長且地形吸水高度不很大的情況下,可采用比上述數(shù)值大些的流速,如1.6—2.0m/s。例如水泵為自灌式工作時,則吸水管中流速就可適當放大4.5.2對壓水管路的要求(1)不漏水——鋼管焊接接口(2)方便檢修——法蘭連接(3)安全——橡膠接頭、止回閥(4)操作方便——閘閥直徑≥400mm時,采用電動閥止回閥設(shè)置:(1)井群給水系統(tǒng)。(2)輸水管路較長,突然停電后,無法立即關(guān)閉操作閘閥的送水泵站(3)吸入式啟動的泵站,管道放空后,再抽真空困難。(4)遙控泵站無法關(guān)閘。(5)多水源、多泵站系統(tǒng)。(6)管網(wǎng)布置位置高于泵站,如無止回閥時,在管網(wǎng)內(nèi)可能出現(xiàn)負壓。止回閥安裝:水泵與壓水閘閥之間優(yōu)點:檢修時,防止水倒灌水泵啟動時,閥板受力均衡缺點:壓水閘檢修時需放空壓水管路的設(shè)計流速為:
管徑小于250mm時,為1.5—2.0m/s;管徑等于或大于250mm時,為2.0—2.5m/s;上述設(shè)計流速取值較給水管網(wǎng)設(shè)計中的平均流速要大,因為泵站內(nèi)壓水管路不長,流速取大一點,水頭損失增加不多,但可減少管子和配件的直徑。4.5.3吸水管路和壓水管路的布置(1)吸水管三臺水泵時吸水管路的布置(2)壓水管(A)能使任何一臺水泵及閘閥停用檢修而不影響其他水泵的工作(B)每臺水泵能輸水至任何一條輸水管。輸水管不同方式比較三臺水泵時壓水管路的布置(a)檢修閥1時,兩泵一管工作;檢修閥2時,一泵一管工作(b)保證兩臺泵向一條輸水管送水(c)縮小了泵房的跨度4.5.4吸水管路和壓水管路的敷設(shè)
保證使用和修理上的便利。(1)管道外壁距離0.4-0.5m(2)為了承受管路中壓力所造成的推力,設(shè)置支墩及拉桿(3)管路上設(shè)置放水口,供放空管路用(4)泵站水管不能直接埋入土中,應(yīng)視情況敷設(shè):a、設(shè)置在地溝中:DN≤500b、地板上:設(shè)置便橋和梯子。(5)管道引出泵房后,需埋設(shè)在冰凍線以下、有防腐防震措施(6)不宜架空,若地下深度較大泵房不得不架空管道時,應(yīng)做好支柱或支架,且不允許將管道架設(shè)在電氣設(shè)備的上方地溝中敷設(shè)1)從管壁到溝的頂蓋距離L1應(yīng)不小于100~200mm。
2)從溝底到下管壁的距離L3不應(yīng)小于350mm。
3)直徑在200mm以下的水管應(yīng)敷設(shè)在地溝的中間,溝壁與水管側(cè)面的距離L2應(yīng)不小于350mm。直徑為250mm或更大水管不對稱的敷設(shè)于溝中,管壁到溝壁的距離,一側(cè)L2不小于350mm,另一側(cè)不小于450mm
4)溝底應(yīng)有向集水坑或排水口傾斜的坡度i,一般為0.01。管溝斷面尺寸管道在地溝中敷設(shè)吸水管在地面上,壓水管在地溝中敷設(shè)管道在地板上敷設(shè)管路配件一、閥門閥門的種類很多,給水排水工程中常用的閥門按閥門結(jié)構(gòu)形式和功能可分為截止閥、閘閥、蝶閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、節(jié)流閥、止回閥、減壓閥、安全閥、排氣閥、疏水閥、多功能水力控制閥、電磁閥等類。按照驅(qū)動動力分為手動、電動、液壓、氣動等四種方式。按照其公稱壓力分高壓、中壓、低壓三類,給排水工程中常用的大都為低壓和中壓閥門。
襯氟截止閥型號:J41F46-16口徑:DN15-350壓力:1.6MPa材質(zhì):鑄鋼鍛鋼截止閥型號:J41Y-100口徑:DN15-100壓力:1.6MPa-16MPa材質(zhì):鍛鋼
內(nèi)螺紋截止閥型號:J11W-16口徑:DN20-DN50壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):鑄鋼,不銹鋼角式法蘭截止閥型號:J44H-16口徑:DN50-DN200壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):鑄鋼,不銹鋼截止閥
不銹鋼閘閥型號:Z41W-16口徑:DN40-DN500壓力:1.0MPa-2.5MPA材質(zhì):不銹鋼
手動刀型閘閥型號:BYPZ73H_X_Y口徑:50~1200mm壓力:1.0MPa、1.6MPa材質(zhì):不銹鋼、碳鋼
波紋管閘閥型號:WZ41H-16口徑:DN15-DN300壓力:1.6MPA-25MPA材質(zhì):鑄鋼
楔式單閘板閘閥型號:Z545T-6/10口徑:DN400~DN1200壓力:PN0.6/1.0MPa材質(zhì):鑄鋼閘閥
手動對夾式蝶閥型號:D71X-10口徑:DN25-200壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):鑄鐵
GI高真空蝶閥型號:GI口徑:DN32-DN400壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):鑄鋼,不銹鋼
不銹鋼蝶閥型號:D373H-16P口徑:DN25-400壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):不銹鋼
伸縮蝶閥型號:SD341X-10口徑:DN40-DN500壓力:1.0MPa-1.6MPa材質(zhì):鑄鋼蝶閥
蝶式緩沖止回閥型號:HDH47X-16口徑:DN50-500壓力:1.6mpa-4.0mpa材質(zhì):不銹鋼,鑄鋼,鍛鋼
對夾式雙蝶板止回閥型號:口徑:DN50~1200mm壓力:PN1.0~1.6MPa材質(zhì):
微阻緩閉止回閥型號:HH44ZX-10口徑:40~800mm壓力:1.0~2.5MPa材質(zhì):鑄鋼、鑄鐵、不銹鋼
消聲止回閥型號:HC41X-16口徑:DN50-500壓力:1.6mpa材質(zhì):不銹鋼,鑄鋼,鍛鋼止回閥二、管道接口、伸縮管、彎頭和三通伸縮管:漸放管DN600×1000管道接口:剛性接口、柔性接口、焊接接口、法蘭接口等彎頭:DN1000鋼制45°彎頭
DN1000鋼制90°彎頭三通:DN1400鋼制斜三通
DN1400鋼制正三通三、壓力表型號結(jié)構(gòu)形式型號結(jié)構(gòu)形式Y(jié)-60徑向無邊Y-100Z
軸向無邊Y-60T徑向帶后邊Y-100ZQ軸向帶前邊
彈簧管壓力表膜盒壓力表
P1547、P1548、
P1549、P1550
P1553、P1554、P1557、P1558膜片壓力表P1651、P1831
P2330、P2332
YB-150B精密真空表四、流量計FA24系列玻璃轉(zhuǎn)子流量計
HWLDE型智能電磁流量計V10F差壓式流量計LUGB渦街流量計
BST-100固定式超聲波流量計
JDCF型明渠流量計§4.6泵站水錘及其防護4.6.1停泵水錘1、水錘:在壓力管道中,由于流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象,稱為水錘(又叫水擊)。2、泵站水錘有啟動水錘、關(guān)閥水錘、停泵水錘。啟動水錘:在空管情況下,管內(nèi)空氣不能及時排出而被壓縮時才會加劇水流壓力變化關(guān)閥水錘:在正常操作時不會引起過大水錘壓力。
停泵水錘:指水泵機組因突然失電或其他原因,造成開閥停車時,在水泵及管路中水流速度發(fā)生遞變而引起的壓力遞變現(xiàn)象。
3、停泵水錘的主要特點:
突然停電(泵)后,水泵工作特性開始進入水力暫態(tài)(過渡)過程,在此階段中,由于停電主驅(qū)動力矩消失,而機組由于慣性作用仍繼續(xù)正轉(zhuǎn),但轉(zhuǎn)速降低。機組轉(zhuǎn)速的突然降低導致流量減少和壓力降低,先在泵站處產(chǎn)生壓力降低。此壓力降以波的方式由泵站及管路首端向末端的高位水池傳播,并在高位水池處引起升壓波(反射波),此反射波由水池向管路首端及泵站傳播。壓力水管中的水在斷電最初瞬間,主要依靠慣性作用,以逐漸減慢的速度,繼續(xù)向高位水池方向流動,然后使其流速降為零,隨之在重力水頭作用下,管路中的水倒流,速度由零逐漸增大。有閥系統(tǒng):停泵水錘危害主要來自止回閥的突然關(guān)閉。無閥系統(tǒng):泵的葉輪反轉(zhuǎn),其最大升壓要比有止回閥時小。4泵管路系統(tǒng)中的水柱分離現(xiàn)象和斷流(彌合)水錘水柱分離:管路中某處的壓力降到當時水溫的飽和蒸氣壓以下時,水發(fā)生汽化,破壞水流連續(xù)性,造成水柱分離(又叫水柱拉斷),而在該處形成“空腔段”。斷流(彌合)水錘:當分離開的水柱重新彌合時或“空腔段”重新被水充滿時,由于兩股水柱間的劇烈碰撞會產(chǎn)生壓力很高的“斷流(彌合)水錘”。斷流水錘危害性:其升壓值比一般水錘的升壓要大。斷流水錘發(fā)生點:(A)圖中陡轉(zhuǎn)點B點(B)在平緩的管路中,正常流速過大,機組慣性又小4.6.3停泵水錘防護措施(1)防止水柱分離A、管路布置:盡量平緩B、設(shè)置調(diào)壓塔(2)防止升壓過高的措施A、設(shè)置水錘消除器B、設(shè)空氣缸:氣墊作用C、采用緩閉閥:通過緩閉,減少管路系統(tǒng)中水的倒流和消除水錘壓力波動D、取消止回閥,水流倒回時,可以經(jīng)過泵泄回吸水井。但是倒回水流會沖擊泵倒轉(zhuǎn),有可能導致軸套退扣。
A、水錘消除器下開式水錘消除器1、閥板;2、分水錐;3、重錘;4、排水口;5、三通管;6、壓力表;7、放氣門8、閘閥空氣缸A-沒有氣囊;B-有氣囊§4.7泵站噪聲及其消除4.7.1噪聲的定義物理學觀點:噪聲就是各種不同頻率和聲強的聲音無規(guī)律的雜亂組合。生理學觀點:凡是使人煩噪的、討厭的、不需要的聲音都叫噪聲。4.7.2泵站中的噪聲源
1、工業(yè)噪聲空氣動力性噪聲機械性噪聲電磁性噪聲
2、泵站中的噪聲源:電機噪聲、泵和液力噪聲(由流出葉輪時的不穩(wěn)定流動產(chǎn)生)、風機噪聲、閥件噪聲和變壓器噪聲等。其中以電機轉(zhuǎn)于高速轉(zhuǎn)動時,引起與定子間的空氣振動而發(fā)出的高頻聲響為最大。4.7.3噪聲的危害(1)可以造成職業(yè)性聽力損失(2)噪聲引起多種疾病(3)噪聲影響正常生活(4)噪聲降低勞動生產(chǎn)率4.7.4噪聲的消除(1)吸音(2)消音(3)隔音(4)隔振§4.8泵站中的輔助設(shè)施4.8.1計量
水廠泵站中常用的計量設(shè)施有電磁流量計、超聲波流量計、插入式渦輪流量計、插入式渦街流量計,以及均速流量計等。流量計的工作原理:基本上都是由變送器(傳感元件)和轉(zhuǎn)換器(放大器)兩部分組成。傳感元件在管流中所產(chǎn)生的微電訊號或非電訊號,通過變送、轉(zhuǎn)換放大為電訊號在液晶顯示儀上顯示或記錄。電磁流量計WL-1A型超聲波明渠流量計電磁流量計的特點
(A)其變送器結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠。(B)水頭損失小,且不易堵塞,電耗少。(C)無機械慣性,反應(yīng)靈敏,可以測量脈動流量,流量測量范圍大.低負荷亦可測量;而且輸出訊號與流量成線性關(guān)系,計量方便;測量精度約為±1.5%。(D)安裝方便。(E)重量輕,體積小,占地少。(F)價格較高,怕潮、怕水浸。電磁流量計的選擇流量計的測量量程應(yīng)比設(shè)計流量大,一般正常工藝流量為量程的65%-80%,而最大流量仍不超過量程。例:設(shè)計管道直徑為700mm,設(shè)計流量為1500m3/h,就可以選用LD-600型電磁流量計,其量程范圍為0-2000m3/h。在這種情況下,正常工作時最大流量為最大量程的75%。(4)電磁流量計的安裝
(A)電磁流量計的安裝環(huán)境,應(yīng)選擇周圍環(huán)境溫度為-25-60℃。
(B)盡量遠離大電器設(shè)備,如電動機、變壓器等,以防電磁場干擾。
(C)對于地下埋設(shè)的管道,電磁流量計的變送器應(yīng)裝在鋼筋混凝土水表井內(nèi)。
(D)在流量計的下游側(cè)安裝伸縮接頭,以便于儀表的拆裝。
4.8.2引水(1)吸水管帶有底閥A、人工引水:將水從泵頂?shù)囊坠嗳氡脙?nèi),同時打開排氣閥B、用壓水管中的水倒灌引水水泵從壓水管引水(2)吸水管不帶底閥A、真空泵引水水環(huán)式真空泵Qv:真空泵的排氣量(m3/h);Wp:泵站中最大一臺水泵泵殼內(nèi)空氣容積(m3),相當于水泵吸入口面積乘以吸入口到出水閘閥間的距離;Ws:從吸水井最低水位算起的吸水管中空氣容積(m3),根據(jù)吸水管直徑和長度計算,一般可查表4—7求得;Ha:大氣壓的水柱高度,取10.33m;Hss:離心泵的安裝高度(m);T:水泵引水時間(h),一般應(yīng)小于5min,K:漏氣系數(shù),一般取1.05-1.10。真空泵的選擇(1)Qv
(2)最大真空值比值Hvmax可由吸水井最低水位到水泵最高點間的垂直距離計算。例:吸水井最低水位到水泵最高點間的垂直距離距離為3.5m根據(jù)Qv和Hvmax選泵,真空泵管路直徑d=25-50mm。泵站中真空泵往往設(shè)置兩臺,一用一備。水射器引水B、水射器引水
4.8.3起重(1)起重設(shè)備的選擇泵房中必須設(shè)置起重設(shè)備以滿足機泵安裝與維修需要。常用的起重設(shè)備有移動吊架、單軌吊車梁和橋式行車(包括懸掛起重機)。起重量可作為設(shè)計時的基本依據(jù),查表可得。起重量/t可采用起重設(shè)備形式小于0.5移動吊架或固定吊鉤0.5~2.0手動或電動單軌吊車2.0~5.0手動或電動橋式行吊大于5.0電動式行吊2)起重設(shè)備布置
起重機的設(shè)置高度:從泵房天花板至吊車最上部分應(yīng)不小于0.1m;從泵房的墻壁至吊車的突出部分應(yīng)不小于0.1m
吊起重物后,能在機器間內(nèi)的最高機組或設(shè)備頂上越過。
在地下式泵站中,應(yīng)能將重物吊至運出口。
如果汽車能開進機器間中,則應(yīng)能將重物吊到汽車上。DL型電動單梁橋式起重機外形圖
注:廠房屋頂高度應(yīng)比起重機最高尺寸大于等于100mmU型單軌吊車梁布置圖1進水閥門;2出水閥門;
3單軌吊車梁;4大門橋式行車工作范圍1進水閥門;2出水閥門;
3吊車邊緣工作點軌跡;4死角區(qū)3.泵房高度的確定1)無起重設(shè)備時,泵房高度應(yīng)不小于3m(指進口處室內(nèi)地坪或平臺至屋頂梁底的距離)。
2)單軌吊車a、地面式H=單軌吊車梁的高度a+滑車高度b+起重葫蘆鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長度c+起重繩的垂直長度d(對于水泵為0.85x,對于電動機為1.2x,x是起重部件的寬度)+最大一臺水泵或電機的高度e+吊起物底部和最高一臺機組頂?shù)木嚯x(0.5m)f+最高一臺水泵或電動機頂至室內(nèi)地坪高度gb、地下式:H=泵房地上部分高度(H1)+地下部分(H2)H1=a+b+c+d+e+h(吊起物底部與泵房進口處的室內(nèi)地坪或平臺的距離,一般為0.2m)3)橋式吊車a、地面式H=n+a2+c1+d+e+f+gb、地下式H=n+a2+c1+d+e+h+H2n——一般不小于0.1ma2——行車梁高度c1——行車梁底至起重吊鉤中心的距離4.8.4通風與采暖(1)通風:自然通風:高低窗機械通風抽風式、排風式(2)采暖在寒冷地區(qū),泵房應(yīng)考慮采暖設(shè)備。泵房采暖溫度:對于自動化泵站,機器間為5℃,非自動化泵站,機器間為16℃,輔助房間室內(nèi)溫度在18℃以上。對于小型泵站可采用火爐取暖,大中型泵站可考慮集中采暖。4.7.5其它設(shè)施(1)排水:在泵房內(nèi)地面上均需設(shè)置地溝集水或?qū)⑺?,地下泵站,一般按排水?0-40m3/h考慮選擇排水泵及電機;地面式考慮自流(2)通訊:值班室安裝電話機(3)防火與安全:避雷針、避雷線、避雷器、滅火器材4.9給水泵站節(jié)能1、節(jié)能設(shè)計工況變化大的泵站:水源水位漲落幅度大:取水泵站的揚程變化大;用水量變化大的城市:送水泵站流量變化大.泵組合也難達到節(jié)能的要求,此時,就必須采用調(diào)速或切削葉輪的方式。(1)考慮調(diào)速裝置的選泵原則
1)為適應(yīng)各種工況變化,宜采用調(diào)速泵與定速泵聯(lián)合運行。
2)仍以最不利工況作為選泵依據(jù),即調(diào)速泵以額定轉(zhuǎn)速與定速泵聯(lián)合運行時,應(yīng)滿足最大用水時的流量和揚程要求。當流量減少時,可通過關(guān)停泵或降低調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速來適應(yīng)工況的變化。
3)基本出發(fā)點:在絕大多數(shù)的工況下,定速泵與調(diào)速泵均應(yīng)工作在高效范圍內(nèi)。4)調(diào)速泵一般不上調(diào)。下調(diào)時,轉(zhuǎn)速不能過低(下限),否則效率會下降。轉(zhuǎn)速下降到一定程度時,由于其Q-H性能曲線下移過多,零流量時的靜態(tài)揚程小于定速泵的工作揚程,導致調(diào)速泵出水受阻,使調(diào)速泵不能與定速泵并聯(lián)運行。調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速一般控制在其額定轉(zhuǎn)速的50%左右。5)當考慮調(diào)速裝置后,泵站內(nèi)的泵型號一般不超過兩種。調(diào)速泵應(yīng)按主力泵考慮,其臺數(shù)以不多于兩臺為宜,以使調(diào)速泵經(jīng)常處于高效范圍內(nèi)運行,并可避免定速泵的頻繁啟、停。(2)選泵方法設(shè)有一送水泵站,已知最高日最大時供水量為Q,泵站揚程為HP,考慮變速調(diào)節(jié)后進行選泵:選用調(diào)速泵兩臺,其額定轉(zhuǎn)速時設(shè)計工況點流量為Q1;選用定速泵n臺,其額定轉(zhuǎn)速時設(shè)計工況點流量為Q2。為適應(yīng)泵站工況點的變化(流量的變化),泵的開啟情況見下表
注:Qmin為管網(wǎng)最小用水量。工況I
II
III
IV流量Qmin~Q1
Q1~Q1+Q2
Q1+Q2~2Q1+Q2
2Q1+Q2
~2Q1+nQ2
開泵情況一調(diào)一調(diào)一定兩調(diào)一定兩調(diào)n定調(diào)速泵最小流量Qmin
Q1-Q2
Q1/2
Q1-Q2/2工況I:理論上,調(diào)速泵的最小流量為Qmin
,當Qmin較小時,要求調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速就比較低,很可能使其效率降低太多。為了保持泵的高效率,調(diào)速泵的流量一般不宜低于其額定流量的一半,即Q1/2。當流量處于Q1/2~Q1的范圍,變速調(diào)節(jié);流量小于Q1/2,調(diào)速泵不調(diào)速,閘閥調(diào)節(jié)。工況II:要求Q1-Q2≧Q1/2
Q1≧2Q2工況III:滿足調(diào)速泵的最小流量(Q1/2)大于等于其額定流量一半的要求。工況IV:只要滿足Q1≧2Q2,恒有Q1-Q2/2≧Q1/2;Q1≧2Q2為選泵的控制條件之一,通常,取Q1=2Q2
工況IV的最大流量應(yīng)2Q1+nQ2≧Q(管網(wǎng)最大日最大時流量)。由于送水泵站一般實行出口恒壓控制,故泵的揚程基本不變,即:H=HP。表4—10描述了泵站的流量變化范圍,選泵的控制條件:
2Q1+nQ2=Q;Q1=2Q2;H=HP式中:
Q—最大日最大小時管網(wǎng)流量;
HP—泵站出口設(shè)定壓力;
Q1—調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時設(shè)計工況點的流量;
Q2—定速泵設(shè)計工況點的流量;
H—定速泵和調(diào)速泵的揚程;
n—定速泵的臺數(shù)。組式中,已知:Q;HP。求:Q1;Q2;n;H,缺一個方程。實際選泵時,多案取優(yōu),先定幾個n值,得相應(yīng)的幾個方案,結(jié)合泵樣本及參數(shù),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較,定最佳方案。若調(diào)速泵與定速泵選同一種型號,則泵站開泵情況見下表:選泵的控制條件:(2+n)Q1=Q;H=HP選泵方法同前。工況I
II
III
IV流量Qmin~Q1
Q1~2Q1
2Q1~3Q1
Q1~(2+n)Q1開泵情況一調(diào)兩調(diào)兩調(diào)一定兩調(diào)n定調(diào)速泵最小流量Qmin
Q1/2
Q1/2
Q1/2核定:表4-10或表4-11中的各工況時泵(包括調(diào)速泵與定速泵)是否工作在高效區(qū)內(nèi)。若超出高效區(qū)內(nèi),則重新選泵。(3)算例已知某供水泵站,其最大日最大時供水量為Q=1.8m3/s,經(jīng)管網(wǎng)平差后,相應(yīng)的泵站出口壓力為HP=33.5m。1)選用不同型號的泵方案一:設(shè)n=1,則根據(jù)式(4-32),可求得Q2=0.36m3/s,Q1=0.72m3/s,H=33.5m。由(Q2,H)選用一臺定速泵14Sh-13A;由(Q1,H)選用兩臺調(diào)速泵24Sh-19。方案二:設(shè)n=2,則據(jù)式(4-32),
可求得Q2=0.3m3/s,Q1=0.6m3/s,H=33.5m。由(Q2,H)選用兩臺定速泵14Sh-13A;
由(Q1,H)選用兩臺調(diào)速泵20Sh-13。方案三:設(shè)n=3,則根據(jù)式(4-32),可Q2=0.257m3/S,Q1=0.514m3/s,H=33.5
由(Q2,H)選用三臺定速泵12Sh-13A;
由(Q1,H)選用兩臺調(diào)速泵20Sh-13。方案比較:三案中方案二好,即:兩臺定速泵14Sh-13A,兩臺調(diào)速泵20Sh-13。2)選用同型號泵方案一:設(shè)n=l,據(jù)式(4-33),
得Q1=0.6m3/s,H=33.5m。
選用3臺20Sh-13(一定,兩調(diào))方案二:設(shè)n=2,據(jù)式(4-33),得Q1=0.45m3/s,H=33.5m。
如仍選Sh泵,只能四臺20Sh-13(兩定,兩調(diào))比較:顯然一案比二案合理(二案泵數(shù)多),采用方案一??紤]泵站的布置及管理,型號少;泵臺數(shù)少為佳?!?.11給水泵站的土建要求4.11.1一級泵站一般地下式、沉井施工、充分利用空間4.11.2二級泵站地面式或半地下式、土建與供電要一并考慮(節(jié)電)4.11.3循環(huán)泵站一般選用同型號泵并聯(lián);對供水安全要求高;采用自灌式工作,泵站埋設(shè)深。某化工廠地下式取水泵房某化工廠地下式取水泵房取水泵站(1)泵房結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗浮、抗滑、抗?jié)B等要求地下式一級泵站由于“臨水深埋”,在結(jié)構(gòu)上要求承受土壓和水壓,泵房筒體和底板要求不透水,應(yīng)保持自身穩(wěn)定。
(2)泵房布置緊湊,盡可能采用圓形泵房在保證供水安全、安裝和檢修方便的前提下盡可能縮小其平面尺寸,以降低其工程造價。
(3)在地質(zhì)條件允許時,盡可能采用沉井法施工對于埋深較大的泵房,地質(zhì)條件較差,如有流砂等情況,采用沉井法施工比較安全,并節(jié)省開挖工程量。(4)泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)排水系統(tǒng)泵房室內(nèi)的地面應(yīng)有1%的坡度,坡向泵房內(nèi)壁四周的排水溝,水匯集到水坑中,然后用排水泵抽走。
(5)應(yīng)有良好的照明、通風與交通條件為了保證泵房內(nèi)有良好的照明與通風條件,應(yīng)在泵房的縱墻方向開窗,窗戶面積最好大于地板面積的1/4,泵站大門寬度比最大設(shè)備外形尺寸大0.25m,泵站內(nèi)機器間的電力照明按每平方米地板面積20~25W計算。
(6)近遠期相結(jié)合取水泵站由于其擴建比較困難,所以在新建給水工程時,應(yīng)考慮將來的擴建問題,即通常泵房一次建成,設(shè)備分期安裝。設(shè)有Sh型水泵的半地下式平面布置圖
1操作室與配電室;2地下式泵房;3走道;4短梯5水泵基礎(chǔ);6、真空泵基礎(chǔ);7集水坑§4.12給水泵站的工藝設(shè)計4.11.1設(shè)計資料
(l)基礎(chǔ)資料基礎(chǔ)資料對設(shè)計具有決定性作用和不同程度的約束性。主管部門對設(shè)計工作的主要指示、決議、設(shè)計任務(wù)書、有關(guān)的協(xié)議文件、工程地質(zhì)、水文與水文地質(zhì)、氣象、地形等等,都屬于這類資。
(2)參考資料參考資料僅供參考,不能作為設(shè)計的依據(jù),如各種參考書籍,口頭調(diào)查資料,某些歷史性記錄及某些尚未生產(chǎn)的產(chǎn)品目錄等。4.11.2泵站工藝設(shè)計步驟和方法(1)確定設(shè)計流量和揚程。(2)初步選泵和電動機或其它原動機,包括水泵的型號,工作泵和備用泵的臺數(shù)。(3)設(shè)計機組的基礎(chǔ)。(4)計算水泵的吸水管和壓水管的直徑。(5)布置機組和管道。(6)精選水泵和電動機。(7)選擇泵站中的附屬設(shè)備。(8)確定泵房建筑高度。(9)確定泵房的平面尺寸,初步規(guī)劃泵站總平面。(10)向有關(guān)工種提出設(shè)計任務(wù)。(11)審校,會簽。(12)出圖。(13)編制預(yù)算。1.設(shè)計資料1)二級泵站設(shè)計地點的地面海拔高程為2.0m,冰凍深度為1.0m,地下水位為-4m。
2)城市最高日最高時用水量為471L/s,消防水量按50L/s考慮。
3)清水池最高水位與地面相平,其標高為2.0m,池底標高為-2.0m,最低水位為-1.0m。
4)管網(wǎng)控制點標高為8m,所需自由水頭為12m,管網(wǎng)總水頭損失最大時為10m,消防時為13m。送水泵站設(shè)計實例1)泵的主體構(gòu)成:機器間、配電室、值班室、控制室等2)機器間采用半地下式,便于布置吸壓水管路與室外管網(wǎng)平接,減少彎頭水力損失,并僅靠清水池北側(cè)布置,直接從清水池取水壓送至管網(wǎng)總平面布置如圖2.二級泵站工藝設(shè)計要點總平面布置圖
設(shè)計中需要的材料表格方案比較表
水泵性能表
電動機配置
基礎(chǔ)計算
吸壓水管徑計算
管路附件選用
水泵進口參數(shù)
吸水管路局部水頭損失計算表
壓水管路局部水頭損失計算表
材料表1)設(shè)計揚程。Hmax=HST+Hser+Σh+1.5=8+1+12+10+2+1.5=34.5m
2)設(shè)計流量:最高時Qmax=471L/s
3)為了在用水量減小時進行靈活調(diào)度,減少能量浪費,利用水泵綜合性能圖選擇幾臺水泵并聯(lián)工作來滿足最高時用水流量和揚程需要,而在用水量減小時,減少并聯(lián)水泵臺數(shù)或單泵運行供水都能保持在各水泵高效段工作。Qmin=30L/s;Hmin=8+1+12+3+1.5=25.5m(假設(shè)泵站和管網(wǎng)中水頭損失共3m)
4)消防校核:按最不利情況考慮,消防用水量與最高時用水量之和為521L/s,需要最高揚程為37.5m。(1)水泵選擇方案比較表(一)
兩臺12Sh?13
一臺10Sh?9A400~471兩臺12Sh?13
一臺10Sh?9A37~34.532~34.586~10082~85
75~80300~400兩臺12Sh?1340~3231~3278~10080~85230~300一臺12Sh?13
一臺10Sh?9A37~36.531.5~36.585~10082~85
75~76160~230一臺10Sh?1338~30.532~30.584~10082~8190~150一臺10Sh?9A35.5~3028~3079~10078~80方案編號用水量變化范圍/(L/s)運行水泵水泵揚程/m所需揚程/m揚程利用
率(%)水泵效率
(%)(二)
一臺14Sh?13A;一臺12Sh?13;一臺10Sh?9A350~471一臺14Sh?13A
一臺10Sh?9A41~34.531~34.576~10080~82
74~80230~350一臺14Sh?13A40~3130.5~3176~10081~81150~230一臺12Sh?1338~30.530~30.579~10082~81水泵性能表水泵型號流量/
(L/s)揚程/m轉(zhuǎn)速/
(r/min)軸功率/
kW電動機
功率/kW效率(%)允許吸上真空
高度/m12Sh?13160~23038~31145076.2~8610083~804.510Sh?9A90~15035.5~27.5145041.8~49.85575~796電動機配置水泵型號軸功率/kW轉(zhuǎn)速/(r/min)電動機型號電動機功率/kW12Sh?1376.2~861470J93?410010Sh?9A41.8~49.81470J91?4551)機組布置:采用單行排列布置,便于吸、壓管路直進直出布置,減少水力損失,同時也可簡化起吊設(shè)備。
2)基礎(chǔ)尺寸的確定查《給排水設(shè)計手冊:第11冊·常用設(shè)備》Sh型泵安裝尺寸(帶底座)算出。12Sh-13:基礎(chǔ)長L=底座長度L1+(0.15-0.2)=1.89+0.2=2.1m基礎(chǔ)寬B=b1+(0.15+0.2)=0.93+0.2=1.1m10Sh-9A:基礎(chǔ)長L=底座長度L1+(0.15-0.2)=1.8m基礎(chǔ)寬B=b1+(0.15+0.2)=0.9m基礎(chǔ)計算水泵電動機(Wp+Wm)/kgL/mB/mH/m型號/kg型號/kg12Sh?13709J93?470014092.11.10.810Sh?9A428J91?45389661.80.90.7(4)吸壓水管道設(shè)計1)管路布置。
2)管徑計算。吸壓水管徑計算水泵型號流量
/(L/s)吸水
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