给排水管道工程课程设计

1、目目 录录 第一章第一章 设计资料设计资料1 1 第二章第二章 计算说明计算说明22 2.12.1、设计概要、设计概要 22 2.22.2、泵站设计参数的确定、泵站设计参数的确定22 2.32.3、选择水泵的型号、选择水泵的型号22 2.42.4、水泵机组的基础设计、水泵机组的基础设计44 2.52.5、水泵吸水管路和压水管路设计、水泵吸水管路和压水管路设计77 2.62.6、布置机组和管道、布置机组和管道99 2.72.7、精确选泵并消防校、精确选泵并消防校 核核1010 2.82.8、泵房内部标高及泵房高、泵房内部标高及泵房高 度度1111 2.92.9 泵房平面尺寸泵房平面尺寸.12.1

2、2 2.102.10、辅助设备的选择、辅助设备的选择1313 2.112.11、设计二级泵站平面图及剖面图、设计二级泵站平面图及剖面图1414 第三章第三章 总结及致谢总结及致谢 1515 参考文献参考文献1616 第一章第一章 设计资料设计资料 1.11.1 设计题目设计题目： 驻马店市城市净水厂送水泵站 1.21.2 设计原始资料设计原始资料 驻马店市城市所需用水量 37800m3/d，用水最不利点地面标高 83.5m、服务水头 20 m， 泵站处的地面标高 77.1m、水池最高水位 76.5 m、水池最低水位标 73.5m，经计算管网水头损 失 11.98m。试进行泵站工艺设计。 1、

3、地区气象资料： 最低气温：-515，最高气温：3541，最大冰冻深度 15。 2、 泵站地址 11001500 地形图（暂缺） 3、 站址处要求抗震设计烈度为 7。 4、 电源资料：采用双回路供电，电压等级为：220V、380 V、10KV。 第二章第二章 计算说明书计算说明书 2.12.1 设计概要设计概要 二级泵站主要由水泵机组,吸压管路,引水设备,起重设备,排水设备,计量设备,采 暖及通风设备,电气设备,防水锤设备和其他设备组成 在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、 值班室、修理间等辅助房间。 二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池储存

4、，清水池中水经 管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。其工艺流程 如：清水池吸水井送水泵站输配水管网用户。二级泵站的基本特点是：泵站埋 深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、水质的变化，需要设置多 台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形状，砖混结构。 2.22.2 泵站设计参数的确定泵站设计参数的确定 2.2.1 设计流量的确定 为满足各个时段的用水，泵站的设计流量应按用户最高用水的最高时来确定。 则泵站最高工作时的设计流量： Q=2380 m3/h=660.5L/s 2.2.22.2.2 设计扬程的确定设计扬程的确定 =118.7-（77.1

5、0+0.5）+3.0+2.0=46.10m p H 2.32.3 选择水泵的型号选择水泵的型号 2.3.12.3.1 水泵选择的基本原则水泵选择的基本原则 水泵选择 选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律 大小兼顾，调配灵活 型号整齐，互为备用 合理地用尽各水泵的高效段 要近远期相结合。 “小泵大基础 ” 大中型泵站需作选泵方案比较。 2.3.22.3.2 初选水泵初选水泵 根据 Q=660.50L/s 和=46.10m，在泵的性能曲线型谱图上选取泵型分别为 14SA-H 13A 型泵和 300S58A 型的泵，性能参数如表 2-1 所示。 表 2-1 所选泵型的方案比较 流量 Q(m3/h

6、) 方案型号及台 数 3 /mh/L s 扬程 H(m) 电机功 率 (kW) 电机总 功率 (kW) 114SA-13A 两台 1800-2520500-70054-60350700 2300S58A 四台 2115.94- 3571.92 587.76-992.242-55160640 其中，14SA-13A 型泵选用两台，进行流量调节时也不是很好，耗电量还大，所以 初步选用方案 2 作为本次设计。可确定设计方案为：五台 300S58A 泵并联，其中有一 台为备用泵。300S58A 型水泵主要性能参数如下图： 图 2-1 2.3.32.3.3 分析在工况下水泵工作性能分析在工况下水泵工作性

7、能 （1）作水泵性能曲线及总和曲线如图 2-2 所示。 H 0 Q 1台 4台 图 2-2 四台 300S58A 型号泵并联工作曲线 2.42.4 水泵机组的基础设计水泵机组的基础设计 表表 2-22-2 300S58A300S58A 型单级双吸离心泵安装型单级双吸离心泵安装(mm)(mm)（不带底座（不带底座） 泵外型尺寸(mm) 型号 电动机型 号 1 L 2 L 4 LB 1 B 3 B 6455204401070530450 H 1 H 3 H 4 H4d 110656026036034 安装尺寸(mm) L 6 L 7 L 8 L 9 L b 1138.510538758605007

8、90 5 H 8 H C1 4d 300S58AY315S-14 830510632 图 2-3 图 2-4 300S58A 型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 基础长度 468 (400 500)(400 500) 440 1053860(400 500)23524502803mm LLLL 地脚螺栓间距 基础宽度 400 500) 400 500)7904501240 B bmm 地脚螺栓间距（宽度方向）+（ （ 基础高度 H=地脚螺栓长度+（0.150.2）=24d+（0.150.2）m =2434+200=1016mm 按基础重量校核基础高度 (2.5 4.0)()3.

9、5 (12002100) 1.38m 2400 2.803 1.240 PJ H WW H LB 经比较取基础高度为 1.4m 最终确定水泵占地 LBH=2.8031.2401.061=2.74m 。 其中：水泵重量（kg） ；Wp 电机重量（kg） ； J W 基础长度（m） ；L 基础宽度（m） ；B 基础密度（kg/m3）(混凝土密度 2400 kg/m3)。 H 2.52.5 水泵吸水管路和压水管路设计水泵吸水管路和压水管路设计 当泵站为用户供水时，四台 300S58A 型单级双吸离心泵并联工作，其流量 Q1=Q/4=660.50/4(L/s)，单台泵出水量 Q=165.12L/s。

10、水泵吸、压水管所通过的流量应按 Q=165.12L/s 设计，管材采用钢管。 2.5.1 吸水管路 1、吸水管路布置要求 吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、不积 气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障。为此常采取一下措施： (1)为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。 (2)为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。 (3)吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。 (4)吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵 5min 的抽水量。 (5)吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。 (6)当吸水池水位高于水泵轴线时

11、，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。 (7)当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。 (8)吸水管设计流速一般为：DN250mm 时，v=1.01.2m/s；DN2501000mm 时， v=1.21.6m/s；DN1000mm 时，v=1.52.0m/s. 2、吸水管管径 当 Q=165.12L/s 时，由钢管水力计算表查得管径 d=400mm，流速 v=1.31m/s，管段 的水头损失 i=0.015。 3、吸水管路的管件布置 （1）喇叭口设计 喇叭口扩大直径：D(1.31.5)d=1.4400=560 取 550 喇叭口高度：4（D-DN）=4（550-400）=600 喇叭口距墙壁的

12、距离：T=(0.30.5)D 取 a=0.4550=220 取 200 喇叭口距室底的距离：P=0.62D=0.62550=341 取 400 喇叭口之间距离：l13D=3550=1650 喇叭口淹没深度：h2（1.21.4）D=1.3550=715 （2）进水闸阀：采用 Z45T10 明杆楔式闸阀，DN=400，L=480，=0.80 （3）偏心渐缩管：为了防止吸水管积有空气，其规格为：DN400 300，L=500, =0.20 （4）90弯头：DN400, T=550, =1.06 2.5.2 压水管路 1、压水管路布置要求 对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便

13、。具体如 下： (1)压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要常检修处采用法兰接 口。 (2)为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路适当位置上 设补偿接头或可挠性接头。 (3)离心泵必须要关闸启动。 (4)当不允许水倒流时，需设止回阀。 (5)压水管设计流速为：DN250mm 时，v=1.52.0m/s；DN250mm 时， v=2.02.5m/s； 2、压水管管径 当 Q=165.12L/s 时，由钢管水力计算表查得管径 D=300mm，流速 v=2.43m/s，管路 的水头损失 i=0.0308。 3、压水管路配件 （1）止回阀:采用 H44T-10 式

14、止回阀，其规格为 DN300，L=700，=0.39 （2）闸阀：设置在压水管路上的常开阀门，采用 Z45T25 闸阀，其规格为： DN300,L=420,=0.40 (3)蝶阀: 在压水管路上的阀门，采用 D371X 型蝶阀，其规格为： DN400，L=92，=0.47 （3）偏心渐扩管：压水管路上规格如下：DN250-300,L=600,=0.11 （4）三通管：其规格为：DN300-500,=0.78 （5）90弯头：DN300,T=550,=1.06 具体管路附件选配如下： 表 2-4 300S58A 型水泵进出口尺寸 进口法兰尺寸 mm出口法兰尺寸 mm 型 号 DN1D11D1n1

15、-d1DN2D12D2n2-d2 300S58A35040044512-2225035039512-22 表 2-5 管路附件选配表 名称型号规格单位数量 喇叭口 DN550-400 个 5 90 度弯头 DN400 个 2 蝶阀D371X 型DN300，L92个 5 进水闸阀 Z41T-10 DN400，L=480个 5 出水闸阀Z45T25：DN300,L=420个 5 三通管 DN300-700 个 3 止回阀 H44T-10 DN300，L=700个 5 偏心渐缩管 DN400-300 个 5 同心渐扩管 DN250-300 个 5 2.62.6 布置机组和管道布置机组和管道 水泵机组

16、布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置简短、安装与维护方便、 机组排列整齐、起重设备简单并留有扩建余地。 常见的布置形式有： 1、纵向排列:适用于 IS 型单级单吸悬臂式离心泵。采用这种排列形式可以使吸水管 保持顺直，机组布置较为紧凑整齐，检修方便，泵房长度较小但宽度较大(IS 型水泵 轻，可以用移动式吊装设备)。 2、横向排列(泵轴线呈一直线布置):横向排列这种布置形式适用于侧向进水、侧向 出水的 Sh 型双吸式水泵，进出水管顺直，水力条件好，这种布置形式虽然泵房长度大 些但跨度小，吊装设备采用单轨吊车即可。 3、横向双行排列:横向双行排列这种排列更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大、 起重

17、设备需考虑采用桥式行车。适用于泵房中机组较多的圆形取水泵站。但这种布置 形式两行泵的转向从电机方向看去是彼此相反的，因此，在泵订货时应向水泵厂特别 说明，以便水泵厂配置不同转向的轴套止锁装置。 A1 B1 C 1 D 1 E 1 根据比较机组采用横向排列。横向排列的各部尺寸应符合下列要求： （1）泵凸出部分到墙壁的净距 A1等于最大设备的宽度加 1m，但不得小于 2m。=b+1000=790+1000=1790mm,取=5000mm。 1 A 1 A （2）出水侧泵基础与墙壁的净距应按水管配件安装的需要确定。但是考虑到泵 1 B 出水侧是管理操作的主要通道，故3m。取 B1=6860mm。 1

18、 B （3）进水侧泵基础与墙壁的净距，也应根据管道配件的安装要求决定，但不小于 1 1 D m.。取=2000mm。 1 D （4）电机凸出部分与配电设备的净距，应保证电机转子在检修时能拆卸，并保持 1 C 一定安全距离，其值要求：=电机轴长+0.5m。但是，低压配电设备应1.5 1 C 1 C m.；高压配电设备2.0 m。=L+500=1545+500=2045mm，取 =2200mm。 1 C 1 C 1 C （5）泵基础之间的净距 E1值与要求相同，即 E1=。如果电机和泵凸出基础，E1 1 C 1 C 值表示为凸出部分的净距。取 E1=2000mm。 （6）控制室和配电室长度别取 3

19、000mm。 2.72.7 精确选泵并消防校核精确选泵并消防校核 2.7.12.7.1 吸水管路中的损失吸水管路中的损失(设吸水管长 10m) 吸水管路沿程水头损失:h吸=hf+hi 其中 hf =il=1510=0.15m 局部水头损失 hj =（v2/2g）=(0.8+0.2+1.06)1.312/19.6=0.18m h吸=0.15+0.18=0.33m 2.7.22.7.2 压水管路损失压水管路损失(设压水管路长 30m) h压=hf+hj 其中 hf =il=30.830=0.924m hj=（v2/2g）=(0.40+0.39+0.47+0.11+1.06)2.432/19.6=0

20、.732m h压=0.924+0.732=1.656m 2.7.32.7.3 水头损失水头损失 h=h吸+h压=0.33m+1.656=1.986m2.0m 故选择的水泵合适。 2.7.42.7.4 消防校核消防校核 消防时，泵站的供水量 Q=Q+Qx=661.5+80=741.5L/s 消防时，泵站的扬程 H=Zc+H0+H+h+H安=49.426m 所选机组能满足消防时的水量和扬程的要求。 2.82.8 泵房内部标高及泵房高度泵房内部标高及泵房高度 2.8.12.8.1水泵安装高度水泵安装高度 Hss=Hsvhshva g Pa 式中Hss安装高度,泵轴至最低水位的几何高度； Pa水面上的

21、绝对大气压； Hsv水泵的气蚀余量； hs吸水管路总水头损失； hva实际水温下的饱和蒸汽压力。 300S58A: Hss=8.40.330.43=0.94m 10 10 4 5 0 . 1 01 . 1 吸水间最低水位=73.5m 泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=73.5+0.94=74.44m 2.8.22.8.2 泵房内部标高泵房内部标高 (1)泵房内底地面标高=泵轴标高h10.4=74.441.30.4=72.74m （0.4为基础突出地面高） (2)水泵基础顶标高=泵轴标高+H1=74.44+0.5=74.94m (3)水泵基础底标高=74.440.8=73.64m (4)电机基础

22、顶标高=74.94+1.2=76.14m (5)水泵进水口中心标高=泵轴标高-H2=74.440.37=74.07m (6)水泵出水口中心标高=泵轴标高-H4=74.440.47=73.97m 2.8.32.8.3 泵房高度泵房高度 取吊物底部至最高一台机组顶距 f=0.5m,则 g+f=1.106+0.5=1.606m 泵房间地面以上高度为： H1=h1+h2+h3+h4+h5+h6=4.851-2.06=2.791m h1为吊车梁高度 , 取 0.414m h2滑车高度,0.231m h3为葫芦钢丝绕紧状态长度，0.5m h4起重绳的垂直长度 ,电机总宽为 0.79m，则取 d=1.20.

23、79=1m h5最大一台设备高度 1.110m H2为泵房地下部分的高度 所以，泵房总高度为 H1+H2=6.871m，为了以后的发展需要，取 H=10m 2.92.9 泵房平面尺寸泵房平面尺寸 水泵机组采用单排横向排列形式布置泵房右端设一进出设备的大门，控制室、配 电室、值班室设在泵房左侧地上一层。 水泵间距：L=2000mm 水泵与配电设备间距：L=2200mm 水泵距大门间距：L=5000mm 水泵距吸水管侧墙的距离：L=2000mm 泵房长:L35000mm 泵房宽：L=10000mm 泵房净高：L10000mm 2.9.12.9.1 泵房总长度泵房总长度 L=+4+5L安装+( L控

24、制+ L配电） 1 A 1 E 1 C =5000+42200+2200+53084+3000=32420mm（调整为 35000） 2.9.22.9.2 泵房总宽度泵房总宽度 B=2000+1240+4500=7740mm(最后调整为 10000mm) 11 DBB 基础 2.102.10 辅助设备的选择辅助设备的选择 1 1 充水设备充水设备 当吸水井水位低于泵轴线时，水泵需要采用真空泵充水。其中，充水的方法有很 多，对于小型水泵装置在进水管路进口安装有底阀的，一般用人工充水，不带底阀时， 用真空水箱充水；对于大、中型泵，多采用真空泵充水。 2 2 计量设备计量设备 在压水管上设超声波流量

25、计，选取 SP-1 型超声波流量计 2 台，安装在泵房外输水 干管上，距离泵房 7m。 在压水管上设压力表，型号为 Y60Z，测量范围为 0.01.0MPa。在吸水管上设 真空表，型号为 Z60Z，测量范围为 0760mmHg。 3 3 起重设备起重设备 根据电机和水泵的重量结合水泵房的高度选择起重机型号。选择起重机时，应根 据相关规范及起重机的尺寸要求选择合适的起重机。 4 4 供水设备供水设备 泵站供水包括：技术供水、消防供水和生活供水。 5 5 排水设备排水设备 （1）排水沟一般采用纵向布置，矩形明沟，宽 0.050.25m，深 0.050.3m，坡度 1/50， 本设计排水沟宽 0.1 m，深 0.1 m，坡度 1/50。 （2）集水井一般采用 0.6 m0.6 m 至 1.0m1.0m，深度 1.52.0m。 本设计集水井采用 1.0m1.0m 深 2.0m 的形式。 （3）采用电动泵排水。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。 6 6 通风设备通风设备 每两根立柱之间设窗户，下面的窗户离地面 1.2 m，尺寸（宽高）是 2.0 m 2.0 m。有 16 扇玻璃。上面的窗户