泵与泵站课程设计1.doc

学校代码： 学 号：课程设计说明书题 目： 取水泵站课程设计学生姓名：学 院： 土木工程学院班 级： 给水排水091班指导教师： 2011年12月20日目 录、设计任务书3、设计说明书5一、设计概述及设计范围5二、设计资料5三、设计计算5 设计流量的确定和设计扬程估算：5、初选泵和电机6、吸压水管路的设计7、选泵、配电机方案8、布置机组9、水头损失计算10、泵安装高度计算12辅助设备设计12泵房建筑高度确定13泵房平面尺寸确定13四、 参考文献13 设计任务书1.1 设计题目： g取 水 泵站课程设计。1.2 原始资料：1.2.1 泵站的近期设计水量为 6 万m3/d，远期设计流量 12 万m3/d。1.2.2 泵站处地面标高为0m ，出水水压78米水头。1.2.3 河流概况1）河流流量：河流平均流量824米3/秒；河流最小流量43米3/秒；河流最大流量5390米3/秒。2）河流水位：河流最低水位-10米；河流最高水位-3米；河流正常水位-6米。3）河流流速： 河流平均最低流速1.4米/秒。4）河水温度：河水最高温度28；河水最低温度4。5）河水冰冻情况：冰冻期间11月3月；冰冻厚度5080厘米。1.2.4 城市的冰冻线为 1.5 m ，最高温度为 35，最低温度为 -24.1.2.5 泵站所在地土壤土质良好，地下水位为 -6 m 。1.2.6 泵站为双电源。1.3 设计任务： 取水泵站的工艺设计。1.4 课程设计工作量：1.4.1 设计说明书一份（a4纸打印）。1） 设计概述、设计范围、设计资料。2） 选泵、配电机方案。3） 布置机组和管道、机组基础的设计、吸水管和压水管的设计。4） 泵房平面及高程设计。5） 其它辅助建筑物或构件的设计。1.4.2 完成设计图纸泵站平面及剖面图一张，应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高，列出主要设备表和材料表（比例尺：1:100）1.4.3 进度安排及方式泵站课程设计时间一周，要求学生集中时间完成全部内容，时间安排如下：1）讲课 0.5天；2）查资料，初步计算和方案选择 0.5天； 3）设计计算 1天；4）机组布置和制图 1.5天；5）撰写设计计算说明书 1天；6）成果整理 0.5天。1.5 设计要求： 1.5.1 独立按时完成课程设计。1.5.2 要求图面正确、整洁、字迹工整。设计说明书一、设计概述及设计范围 取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。取水泵房管材用铸铁管，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。此外，取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近远期结合，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。对于机组的配置，我们可以暂时只布置四台12sh-6型水泵（一台备用，三台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。2、 设计资料泵站的近期设计水量为 6 万m3/d，远期设计流量 12 万m3/d。泵站处地面标高为0m ，出水水压78米水头。河流水位：河流最低水位-10米；河流最高水位-3米；河流正常水位-6米。3、 设计计算 设计流量的确定和设计扬程估算：1 .设计流量考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数=1.05,则近期设计流量为 q=1.0560000/24 =2625m3/h=0.729 m3/s远期设计流量为 q=1.05120000/24=5250m3/h=1.458m3/s2 .设计扬程 泵所需扬程： 枯水位hst=78+10=88m 洪水位hst=78+3=81m泵站内管路水头损失，粗估为2m则泵设计扬程为： 枯水位hst=88+2=90m 洪水位hst=81+2=83m、初选泵和电机 (1) 管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为 h=hst+=hst+sq2h-hst=39+10=49m ,把q=2625m3/h,代入上式得:s=5.9610-6 所以管路特性曲线即为:h= hst+8.10q2=41+5.9610-6q2 可由此方程绘制出管路特性曲线,见表 管路特性曲线q-h关系表q(m3/h)0100200300400500h(m04949.0649.2449.5449.9550.49q(m3/h)6007008009001000h(m)51.1451.9252.8153.8254.954三台泵并联工况点 选泵、配电机方案1 选泵方案：四台12sh-6型水泵（一台备用，三台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。2 泵参数如下：型号流量扬程h（）转速n轴功率（kw）电动机功率（kw）效率气蚀余量（）叶轮直径(mm)泵重（kg）m3/h12sh-6590981470213300743.55408579638227977.55.4由图知方案可行。3 确定电机：jr136-4电机参数如下：w=1890kg b=1080mm l=3115.5mm =23520n/m3 p=225kw n=1475w=8398.6+18522=26920.6n基础深度h=3.0w/(lb)=326920.6/(3.11.123520)=1.007m基础实际深度连同泵房底板在内，应为2m。、吸压水管路的设计每台水泵有单独的吸水管与压水管1 吸水管管路计算 （1） 流量： q=2625/3=875m3/h=0.243m3/s 选用直径：dn450 v=1.54m/s 1000i=7.17（2） 吸水管路的管件布置喇叭口设计喇叭口扩大直径 d(1.31.5)d=1.4450=630 取600 喇叭口高度 4（d-dn）=4（600-450）=600 喇叭口距墙壁的距离 a(0.751.0)d 取a=0.9600=540 取500 喇叭口距室底的距离 h1(0.60.8)d=0.75600=450 喇叭口之间距离 l1（1.52.0）d=1.5600=900 喇叭口淹没深度 h2（1.01.25）d=1.25600=750 喇叭口中心线与后墙的距离c=（0.81.0）d=0.9600=540 取500 喇叭口与进水室的距离 l3d=1800 手动闸阀 采用z45t10正齿轮转动暗杆楔式闸阀，其规格为：12sh-6： dm=450，l=540 w=730kg =0.06 偏心渐缩 12sh-6 dm=500mm l=450mm =0.17 4个 弯头12sh-6 dm=500mm 4个 =0.132 压水管管路计算 (1) 流量: q=2625/3=875m3/h=0.243m3/s 选用直径: dn350 v=2.55 m/s 1000i=27.2(2) 压水管路的管件布置 止回阀采用hh4410微阻缓闭式止回阀，其规格为 12sh-6： dn350，l=880，w=650kg，=1.8 手动闸阀设置在水管路上的常开阀门，采用z45t10暗杆闸阀，其规格为：12sh-6： dn350,l=510,w=590 kg , =0.07 偏心渐放 450 800mm 4个 =0.34 同心渐放 350 450 mm 4个 =0.13 布置机组1 机组基础尺寸确定 基础长度: 3116mm 基础宽度: 1080mm 基础深度: h=3.0w/(lb)=326920.6/(3.11.123520)=1.007m2 基础布置具体布置见取水泵站样图本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。对于房内机组的配置，我们可以采用近期购买安装四台12sh-6型水泵，三台工作，一台备用。 吸水管路、压水管路水头损失计算dn=350l6=1500dn=350l5=4000dn=450l1=1250 dn=350 dn=350 l2=4000l7=1800 l4=8000 dn=350 dn=350 l3=10001.吸水管路中水头损失hshs=hfs+hls hfs=l1is=7.174.5=0.032mhls= (1+2)v22/2g3（v12/2g)式中, 1-吸水管进口局部阴力系数， 1=0.75； 2-dn450闸阀局部阻力系数,按开户度a/d=2/8考虑, 2=0.26； 3-偏心渐缩管dn450300, 3=0.19； 则 hls=(0.750.26)1.542/2g0.192.552/2g=0.185m 故 hs=hfshls=0.032+0.185=0.217m2.压水管路水头损失hd hd=hfdhld hfd=(l2l3l4l5l6)id1l7id2 =(4.0+1.0+8.0+5.00+1.50) 0.0272+1.80.0033=0.54m hld=4v32/2g(256782910)v42/2g(111213)v52/2g=0.252.402/2g(20.510.3150.210.1521.010.18)1.072/2g(0.51.50.15)1.352/2g=0.50m 式中4-dn300450渐放管，4=0.25 5-dn450钢制450弯头, 5=0.51 6-dn600液控蝶阀, 6=0.315 7-dn600伸缩接头, 7=0.21 8-dn600手动蝶阀, 8=0.15 9-dn600钢制弯头, 9=1.01 10-dn450600渐放管, 10=0.18 11-dn1200钢制斜三通, 11=0.5 12-dn1200钢制正三通, 12=1.5 13-dn1200蝶阀, 13=0.15故 hd=hldhfd=0.54+0.50=1.04 m 从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为:h=hdhs=1.04+0.217=1.257m因此,水泵的实际扬程为:设计枯水位时,hmax=881.257+2=91.257m设计洪水位时,hmin=811.257+2=84.257m由此可见，出选的水泵机组符合要求 泵安装高度计算 （1）本泵房采用自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许安装高度，无需计算。 已知吸水间最低动水位标高为-10m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为-12m。（吸水管上缘的淹没深度为-10+12.40d/2=1.825m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.70m,则吸水间底版标高为-12-0.35/2-0.70=-12.875m 洪水位标高为-3，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为-2m。故泵房筒体高度为： h=-2-(-12)=10m 附属设备的选择1 起重设备由前面设计可知，最大设备的重量为jr136-4型电动机，其重量为1890，最大起吊高度为18.85+2=20.85m(其中2m是考虑操作平台上汽车的高度。为此，选用cd1电动葫芦即可满足要求，起吊高度24m。2引水设备水泵系自灌工作，不需引水设备。3排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。 取水泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排水泵的静扬程按17.5m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.85+5=22.85左右，可选用is6550160a型离心泵（q=1528m3/h, h=2722m, n=3kw, n=2900 r/min）2台，一台工作，一台备用，配套电机为y100l2型电机（n=4kw,380v）。 4通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空-空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台t3511型轴流风机（叶轮直径700，转速960 r/min，叶片角度15，风量10127m3/h，风压90pa，配套电机ysf8026, n=0.37 kw）。 5 计量设备 由于在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设