泵与泵站课程设计计算说明书.

1、泵与泵站课程设计i水泵及水泵站课程设计题 目四川省某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计学院 建筑与环境学院专业给排水工程学生姓名 呙晓欧学 号 1043052072年级 2010 级指导教师王庆国二O 四年六月二十六日泵与泵站课程设计目录一、课程设计任务书 31.1设计任务及要求31.2设计资料31.3主要设计步骤 4二、设计流量的确定和设计扬程估算 42.1设计流量Q 422设计扬程H 4三、初选泵和电机 63.1选泵6四、机组基础尺寸的确定 9五、吸水管路与压水管路计算 105.1吸水管路的设计105.2压水管路的设计115.3吸压水管路的敷设 11六、机组与管道布置 116.1 布置原则11

2、6.2本设计分析12七、吸水管路和压水管路中水头损失的计算 12八、泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算 13九、附属设备的选择 13十、泵房建筑高度的确定 14十一、设计体会 14十二、参考资料1516一、课程设计任务书1.1设计任务及要求设计题目：四川省某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计该城镇规划近期为2020年，远期为2030年。取水泵站设计要求近远期结合， 泵房土建部分按远期设计，设备只安装近期要求的设备。1.2设计资料1.2.1城镇规划资料 设计用水量资料该城镇近期设计水量为6000+72X100=13200 ( m3/d ),远期设计水量为近期 的1.4倍。 城镇消防供水要求根据防火规

3、范要求，该城镇同时发生火灾次数为两次，每次消防用水量为 45L/S，火灾延续时间按2小时计。消防储水使用后要求 24小时内补满。 供水安全性要求要求连续供水，事故时输水管供水量不低于正常供水时流量的75%1.2.2泵站设计资料 水文、地质资料在拟建一级泵站河段处百年一遇洪水位为590.60m,常水位为585.20m, 97%保证率的枯水位为582.50m。97%保证率的枯水流量为31.5m3/s。河流断面见附 图1。河流水质符合生活饮用水水源水质标准。在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。由地质柱状图可看出，表层有2m厚的砂粘土覆盖层，以下是中密卵石层或砂岩，适合工程建设。 地形资

4、料拟建一级泵站处的地形见附图2。水厂配水井设计水位标高为600.3m。 气象资料年平均气温15.8 C,最高气温39.5 C,最低气温5.6 C,最大冻土深度 0.30m。河流冬季无结冰现象，夏季最高水温为 26C。河流主导风向，夏季为东 南风，冬季为西北风。1.3主要设计步骤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。二、设计流量的确定和设计扬程估算2.1设计流量Q为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，本设计考虑一级泵站中

5、的泵昼夜不均匀工作。 因此，泵站的设计流量 应为:式中 Qr 一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h）;Qd供水对象最高日用水量（m3/d）;a 为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取a =1.05-1.10 ;T 为一级泵站在一昼夜内工作小时数。考虑到输水干管漏损和水厂本身用水，取自用水系数 a =1.1，则近期设计流量为 Q=1.1X 13200-24=605n3/h=0.1681m3/s远期设计流量为 Q =1.1 X 1.4 X 18480- 24=847n3/h=0.2353m3/s 2.2设计扬程H 总体布置选择站址、绘制取水泵站枢纽布置图根据课程设计资料附图2,从河

6、岸到净水厂的距离为 60X 5000十1000 （m）=300m在本设计中，从取水头部到泵房吸水间的长度为25m泵站的长度为22m则输水干管的长度为300-25-22m=253m 输水干管中的水头损失 工h查给水工程界限流量表，本设计中使用两条500mn钢管并联作为原水输水干 管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%勺设计流量（按远期考虑）,即：Q=0.75X 0.2353m3/s=0.1765m3/s，管内流速 v=y A=0.8989m/s,查给水 排水设计手册得1000i=3，i=0.003。工h=1.1 X 0.003 X 253=0.84m （式中1.1系包括局部损失而加大的

7、系数）。 泵所需静扬程HST在最不利情况下，从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.003 X25m=0.08m则吸水间中最高水面标高为 590.60 0.08=590.52m，最低水面标高 为582.50 0.08=582.42m，所以泵所需静扬程 HST为：洪水位时，HST=600.3- 590.52=9.78m枯水位时，HST=600.3- 582.42=17.88m 泵站内管路中的水头损失hp粗估为2m并考虑安全水头2m则泵设计扬程为：枯水位时，H max=0.84+17.88+2+2=22.72m洪水位时，H min=0.84+9.78+2+2=14.62m三、初选泵和电机3.1选

8、泵近期选用三台凯泉第四代KQW系列单级卧式离心泵，型号为KQW200/285-37/4近期三台泵，两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵,三台工作，一台备用OUANTITY1NbhibMactisnlcal 卿刨1墓Srewfidl plugSi Pump Covtr转向牌 Ching dirBcliqni p就在凯泉网站上查到该型号泵的参数如下参数表型号TYPECapacity扬程 Head 何转速 Speed (r/min)电机 功瘫 Power(kW)必需汽烛(NPSH)r(m)asWeight(kg)(m5/h)(l/s)2 00/285-37M24234641567.2 96J 1

9、15 32T24195148C374560尺寸表型号(Type)外彤尺寸(Figure (tnenslcm)安装尺才(Installing dimensions)DNLHbb,aLiBiL.民HiA20037411259165722804-01606/04307705641850200特性曲线注：图中有三种型号的泵的特性曲线。我们需要的是标有200/285-37/4的特性曲线。3.2选电机查给水排水设计手册，根据KQW200/285-37/4型泵的要求选用电动机。 根据所要求的最大功率，转矩和转数选用电动机。 根据电动机功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。 根据工作环境和条件决定电动机

10、的外形和结构形式。根据投资少，效率高，运行简单等条件，来确定所选电动机类型 该泵对电动机的要求：电机MotorW系列鼠笼式交流电机.功率和型式符合 lEC-Norm.型式：越(KQL) B35(KQW)电源；380V, 50HZ防护等级:1P54绝缘等级：f电机轴：不镌钢轴(2CH3)或斗5钢镀错锻度=电机工作环境逞度最大到40匕占遏度高于 40先时，请降低功率使用。转向：立式泵从电机风叶端向下看为顺时针,卧式 泵从泵进口看为逆时针.本设计选用丫225S-4型三相鼠笼式异步电动机。Y225S-4 37KW 三相异步电动机是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本 系列。该系列可以满足国内外一般用途

11、的需要，机座范围80-315，是全国统一设计的新系列产品。丫 系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪音低、寿命厂、可靠性 高、维护方便、转动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准，采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为IC411。丫 系列电动机，额定电压为 380V,额定频率为50HZ绝缘等级为B级、防 护等级为IP44。3KW 以下为“Y”接法，4KW以上为“”接法。Y225S-4 37KW 电机应用于一般无特殊要求的机械设备，如农业机械、食品 机械、风机、水泵、机床、搅拌机、空气压缩机等。电机详情产品类别三相异步电动机品牌恒富型号Y225S-4极数4极额定功率3

12、7KW产品认证CCC应用范围机械设备额定电压(V)380额定转速(rpm)1500参数见下表。麒崔功率(kW)後时I1加聘唏険老转转矩用k转車!乘电 涼(A)转 速(r/rnin)效 率(伽丿功率阴故顋定电说驗宦转證377U.*414的D.S71.92.2465四、机组基础尺寸的确定KQW200/285-37/4型泵的安装尺寸厂家已给出bi隔娠蛰规構:VIBRATION ISOLATED FW3 SPECIFICATIONS:SD2-62-1 ：200/1800/345SD2-62-2r5:200/370-200/400济兰 PNIS-GSm 7241 6-109BFUNK PW1ff-eBm

13、71 JMtMDNDkdnxdLnwinm2003402Q512曲2%型号(Type)外形尺寸(Figure (tnenslcm)安装尺才(Installing dirrensions)DNLHbl4aaLiBL.民Hi A290幽3加19K9ie5712804-C20160era43077056341850200查给水排水设计手册第11册常用设备，查丫225S-4型三相鼠笼式异步 电动机的安装尺寸。安装尺屮AF (； H . K 1 M , VP5.AA3562H614960 皿】 用22519 44MI 35045（） R孕円 U t R3 3K2Ii:在本设计中，取基础长度L=（底座长度

14、+0.20）m=770+200=970mm基础宽度B=底座螺孔间距（在宽度方向上）+0.20m=560+200=760mm机组总重量 W=560+465=1025kg=10045N基础深度按下式计算：H=3.0W/（LX BX 丫）式中 L=0.97m ; B=0.76m 丫 =23520N/n3 （混凝土基础）故 H=1.74m设泵房底板为1m则基础实际深度连同泵房底板在内，为1.74+1=2.74m。五、吸水管路与压水管路计算为了保证泵有良好的吸水条件，减少临近机组的干扰，提高取水的安全性， 每台泵都布置有各自单独的吸水管和压水管。为了保证泵吸压水管路有良好的水 力条件，且使水流不在管内发

15、生淤积或冲刷， 室外给水设计规范要求吸压水 管路有不同的流速范围如下表：c/250心 16(901721. 21. EL5-2.0L.岀水 If 内L 52.02. 0-2. S2* Q2.52. 0-3.0由于近期期工作泵的台数为两用一备，则吸、压水管布置 3条，其中一条备用, 则每条水管的流量Q=168.1十2=84.05L/s。输水管路平行敷设两条管道以提高供 水安全性，则输水管每条管的流量 Q=168.1十2=84.05L/s 。5.1吸水管路的设计根据各条管的流量采用84.05L/S，根据水力计算表，采用 DN275的钢管, 其流速v=1.38m/s，1000i=10.8m，满足表中

16、吸水管流速要求。吸水管路的设计参数：a. 设计中通常取吸水管喇叭口（或底阀）扩大部分的直径D为吸水管直径的1.31.5倍，根据吸水管直径为DN275可知D取为350mm则本设计中吸水管进 口高于井底不小于0.8D，即取250mmb. 吸水管喇叭口边缘距离井壁不小于（0.751.0 ） D,取为250mmc. 在同一井中安装有几根吸水管时，吸水喇叭之间的距离不小于（1.52.0 ）D,取为 550mmd. 本设计采用的是自灌式吸水，则为了减少吸水管进口处的水头损失， 吸水管 进口通常采用喇叭口形式，不设滤网；e. 吸水管进口，即喇叭口在最低水位下的淹没深度不小于0.51.0m，本设计取 1.0m

17、。5.2压水管路的设计根据各条管的流量采用84.05L/S，根据水力计算表，采用 DN225的钢管， 其流速v=2.13m/s，1000i=34.0m，满足表中压水管流速要求。5.3吸压水管路的敷设敷设平行时，管道外壁相距 0.5m，以便维修人员能够无阻地拆装接头和配 件；管路上必须设置供放空管路用的放水口；管道应敷设在地沟、地下室或地板上；六、机组与管道布置6.1布置原则 布置尽量紧凑，充分利用建筑面积。 为保证安全供水，输水干管通常设置两条。 能使任何一台泵及闸阀停用检修而不影响其他泵的工作。 每台泵能输水至任何一条输水管。 管路及其附件的布置和敷设应当保证使用和修理上的便利。 管理方便。

18、6.2本设计分析 将四台机组交错并列布置橙两排， 两台为正常转向，两台为反常转向，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。 每台泵能输水至任何一条输水管。 泵出水管上设有液控蝶阀和手动蝶阀，吸水管上设手动闸板闸阀和手动蝶阀。 为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面。 附图取水泵站剖面图和取水泵站平面图。七、吸水管路和压水管路中水头损失的计算取最不利线路为计算线路。吸水管中水头损失工hs艺 hs=2 hfs +艺 his艺 hfs =0.0108 X 1.255=0.014m艺 his=( Z 计 Z 2) V22/ (2g) + Z 3 V12/ (2

19、g)Z 1吸水管进口局部阻力系数，本设计取0.75 ;Z 2闸阀局部阻力系数，本设计取0.15 ;Z 3偏心减缩管的阻力系数，本设计取0.2 ;则艺 his= (0.75+0.15 ) X 1.382-2g+0.20 X2.72-2g=0.162m 故艺 hs=2 hfs + 2 his=0.014+0.162m=0.176m压水管路水头损失刀hd:刀 hd=E hfd+ 刀 hld、1、压水管路沿程水头损失：刀 hfd =il=0.06m2、局部水头损失：刀 hld= ( Z 1 + Z 2+Z 3+Z 4+Z 5) V12/2g+( Z 6+Z 7) V272g式中Z 1止回阀局部阻力系数

20、Z 2手动闸阀局部阻力系数Z 3压水管上的电动闸阀局部阻力系数Z 4同心渐扩管局部阻力系数Z 5连接三通的同心渐扩管局部阻力系数Z 6出水管上的电动机闸阀局部阻力系数Z 7三通局部阻力系数V1压水管的流速V2压水管并流后的流速计算得：刀hld=1.29m所以压水管路总水头损失为刀hd=E hfd+刀hld=0.06+1.29=1.35m则泵站内水头损失：刀 h=E hs+E hd=0.176m+1.35m=1.53m枯水位时，H max=0.84+17.88+1.53+2=22.25m洪水位时，H min=0.84+9.78+1.53+2=14.15m符合要求。八、泵安装高度的确定和泵房筒体高

21、度计算为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一高度， 因 而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于起允许吸上真空高度，无需计算。本设计中，吸水间最低动水位标高为 581.5m,为保证吸水管的正常吸水，吸取 水管的中心标高为 579.8,吸水管上缘的淹没深度为 581.5m-579.8-0.275/2=1.56m。本设计中，吸水管下缘距吸水间底板 0.7m，贝U 吸水间底板标高为 579.8- (0.275/2+0.7 ) =578.96mo洪水位标高为590.60m, 考虑一米的浪高，并且考虑到0.1m的安全高度，则操作平台标高为 590.60+1+0.1=591.70m。故泵

22、房筒体高度为：H=591.7-578.96=12.74m九、附属设备的选择9.1起重设备最大起重量为 KQW200/285-37/4型泵的重量 Wp=560kg最大起重高度为 12.74+2=14.74m(其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度)。为此，选用吊梁。 9.2引水设备泵系自灌式工作，不需引水设备9.3排水设备由于泵房较深，本设计中采用电动泵排水。沿泵房内壁设置排水沟，将水汇 集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。选用两台离心泵，一台工作，一台备 用。9.4通风设备由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空 -空冷却，但是由 于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。9.5计量设备在净化厂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备。十、泵房建筑高度