泵站课程设计说明书分析.doc

1、天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计送水泵站设计说明书第一章泵站设计控制值出水量及扬程的确定1.1设计工况点的确定Qmax 采用城市高日高时用水量加水厂自用水量，Qmax1800 L/sH(ZZH h管网h输水h管内) 1.05（m）p0P0（ 1）式中Z0 管网最不利点的标高（ m），为22m；Z P 泵站吸水池最低水面标高（m），吸水井最低水位 16m；H 0 管网最不利点的自由水头（ m），为 28m；h 管网 最高日最高时管网水头损失（m）；h 输水 最高日最高时输水管水头损失（m），有时输水管很短，这部分常包括在 h 管网 内；h 管内 泵站内吸、压水管管路系统水头损失（m），估

2、算为 22.5m；1.05安全系数；H p 泵站按 Qmax 供水时的扬程（ m）。Qmax800 L / sH p(22162812.82.5) 1.0551.77(m) ；Q30 L /sH p(2216280.0182.5) 1.0538.34(m)1.2校核工况点的确定1）高日高时加消防时校核QQmax1Q 消 （L/s）（ 2）1天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计H p(Z0Z P10h 管网h 输水h 管内 )1.05（ m）（ 3）式中Q 消 城市消防用水量（ L/s）；Q 消防时泵站总供水量（ L/s）；h 管网 消防时管网的水头损失（m）；h 输水 消防时输水管水头损失

3、（ m）；10低压制消防时应保证的最不利点自由水头（m）；H p 消防时泵站的扬程（ m）。Q800 + 40 = 840L/sH p (22161014.1122.5) 1.0534.24mH p H p 满足要求。2天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计第二章水泵的选择水泵的选择包括确定水泵的型号和台数。所选定的泵站中工作泵（并联）的最大供水量和扬程应满足Qmax 和 HP，同时要使水泵的效率较高。选择单级双吸泵，若现有水泵不合适时，可以采用调节水泵性能的方法，如切削叶轮等。2.1画设计参考线在水泵综合性能图上通过以下两点连直线，得选泵时可参考的管路特性曲线设计参考线。b点：（），管内Q

4、=30 L/sH=Z 0-ZP+H0+ h38.3ma 点：Q=800（ L/s），H 51.8m在水泵综合性能图上与设计参考线相交的且并联后能满足设计工况点的泵型，都可作为拟选泵，在组成方案时加以考虑。2.2选泵方案比较表 2-2选泵方案比较方 案用水量变化运行泵型号及台水泵扬所需扬扬程利用率水泵效率 %编 号范 围（ L/s ）数程(m)程 (m)%方案一需要：一台 20SH-96608001台 20SH-96052505283.331008380一台 14SH-131台 12SH-9A8384两台 12SH-9A5006601台 20SH-96350495077.781008479420

5、5001台 14SH-135549484987.2710082831台 12SH-9A82833104202台 12SH-9A5948474879.6610064752303001台 14SH-135747464780.710074833天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计2301 台 12SH-1346 46 84方案二需要：1台 14SH-1383一台 14SH-136808006252505280.651003台 12SH-9A8384三台 12SH-9A5006801台 14SH-136250495079.0310082832台 12SH-9A82834205001台 14SH-1

6、35649484985.7110082831台 12SH-9A82833104202台 12SH-9A5948474879.6610064752303101台 14SH-135747464780.710074832301 台 12SH-9A46 46 84对以上两个方案进行比较，可以看出第二套方案的运行效率高，故选用第二种方案，选用一台 14SH-13 和三台 12SH-9A 组合，并选用一台 14SH-13 作为备用泵。2.3选泵后的校核选泵后，按照发生火灾的供水情况，校核泵站是否能满足消防要求。把泵站中备用泵与最大供水时所用的工作泵并联起来，画出并联曲线，可以看出消防时所需工况点（ Q，H

7、P）位于并联曲线之下，如图校核合格。管网事故时泵站供水能力也按上述原则进行校核。4天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计第三章动力设备的配置动力设备采用电动机，水泵选定后，根据水泵样本载明的电动机来选择。列表说明所选水泵配备之电动机的功率、转数、电压及型号。表 3-1电机配置水泵型号水泵重轴功率转数电动机型号电动机功率转数 (r/min)电压量 (kg)（ kw）(r/min)重量(kw)( 伏 )（kg）350S4411051641891450Y355M-420202201500552300S58A80999.21311450Y315M2-4104816014805505天津仁爱学院201

8、3 年级本科生课程设计第四章泵站机组的布置确定水泵及电动机之后，机组（水泵与电动机）尺寸大小，从手册第 11 册水泵样本上查到。基础的平面尺寸和深度依据机组底盘尺寸或水泵、电机的底脚螺栓的位置。机组布置分为两种：纵向布置及横向布置。由于本设计中选用水泵为双吸式水泵，为保证进出口处的水力条件，节省电耗，故机组布置采用横向排列，轴线成一列布置。本次设计采用横线排列（直线单行），其主要优点是跨度小，管配件简单，水力条件好，检修场地较宽畅；缺点是泵房长度较大，操作管理路线较长，管配件拆装较麻烦，但适用于 S 、Sh、 SA 等双吸离心泵。机组布置应使泵站工作可靠、管理方便、管道布置简单，泵站建筑面积及

9、跨度最小，并考虑有发展的可能。机组布置应满足下列要求：（参见给水排水工程设计与施工规范）表 4-1水泵的外形尺寸型号LL12L3B12B3HH1H2H3n dLBB350S44 1232.567560050010805106905009806203003004-34300S58A 107358851045010705306205508555102503104-27续上表：型号进口法兰尺寸出口法兰尺寸DN1D01D1ndDN2D02D2nd1122350S4435046050016-2330040044012-23300S58A30040044012-2325035039012-236天津仁爱学

10、院2013 年级本科生课程设计4.1基础的尺寸计算4.1.1尺寸的计算泵机组安装尺寸如下表：表 4-2水泵机组 ( 不带底座 ) 的安装尺寸单位： mm型号电动机尺寸ELL2出口锥管法兰尺寸L 1HhBAn - dDN3D03D3n3 d3350S4415703559056306104-283002807.585435046050016-23300S58A12703158654575084-28300234775330040044012-23计算基础的尺寸：对于不带底座的大中型水泵：基础长度 L=水泵机组底脚螺孔长向间距LS +( 0.40.5) m基础宽度 B=水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距

11、较大者BS +( 0.40.5) m基础高度 H =水泵底脚螺孔的长度 l +( 0.150.20) m 其中对于 350S44 型水泵：水泵机组底脚螺孔长向间距LSL22B0.8542x0.632.114m2114mm水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距较大者 BSA 0.61m 610mm水泵底脚螺孔的长度 l40d 40x281.12m1120mm因此：对于 350S44型水泵：基础长度 LLS(0.4 0.5)m2.1140.52.614m基础宽度 BBS(0.4 0.5)m0.610.5 1.11m基础深度 Hl(0.15 0.20)m1.120.21.32m对于 300S58A 型水泵：

12、LSL22B0.7532x0.4571.667m1667mmBSA0.508m508mm7天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计l40d1120mm因此，对于 300S58A 型水泵：基础长度 LLS(0.4 0.5)m1.6670.52.167m基础宽度 BBS(0.4 0.5)m0.508 0.5 1.008m基础深度 Hl(0.15 0.20)m1.120.21.32m4.1.2尺寸高度的校核为保证机组稳定工作，应校核基础的总质量，一般基础质量应为机组总质量的 2.54.0倍。350S44型水泵取基础质量为机组总质量的2.5 倍，则m (2020 1120) 2.5 7850kg基础以

13、钢筋混凝土浇筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度hm78501.07 mB L2.5 1000 1.11 2.614和基础深度相比，取较大者1.32m。300S58A 型水泵取基础质量为机组总质量的2.5 倍，则m (809 1048) 2.5 4642.5kg基础以钢筋混凝土浇筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度hm4642.50.85 mB L2.5 1000 1.008 2.167和基础深度相比，取较大者1.32m。4.1.3机组布置应满足的要求1）相邻两个机组基础间净距：电机容量 0.8m；电机容量 55 千瓦时，过道宽度 1.2m。2）相邻两个机组的突出部分间的净

14、距以及突出部分与墙壁间的净距：8天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计电机容量 0.7m；电机容量 55 千瓦时，净距 1.0m；还应保证泵轴和电机转子在检修时能拆卸。3）泵房主要通道宽度不小于1.2m。4）当考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5m的通道。第五章吸水管及压水管的设计5.1吸水管的设计要求1）不漏气吸水管管壁或接头容易漏气，当吸水管中压力小于大气压时会漏入空气。因此吸水管应采用不透气材料（钢管），接头采用法兰接头。2）不积气为防止形成空气气囊，影响水泵的工作。在敷设吸水管时，应向水泵方向连续上升，具有不小于0.005 的坡度，消除形成空气囊的条件。3）不

15、吸气吸水管入口进入深度不够时入水口处水流形成漩涡而吸入空气。并且，每台水泵应有单独的吸水管，这样便于水泵迅速启动，安全运行。为避免吸水管入口吸入空气，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹没深度h 应避免产生有害的涡旋，一般最小淹没深度不应小于0.51.0m本次设计选定 h=1.0m，采用钢制管材。压水管路经常承受较高压力，要求坚固耐压，采用钢管，与闸阀和逆止阀连接处采用法兰接头。5.2管径计算吸水管管径按最大抽水量Qmax 及设计流速决定。(Qmax 指该泵在单独或并联工作中可能出现的最大出水量 )设计流速可按下述数据决定：DN250mm，v 采用 1.2 1.6m/s当为自灌式时，设计流速可增至

16、1.62.0m/s。压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定，设计流速可按下述数据决9天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计定：DN 250mm，v 采用 2.0 2.5m/s总压水管管径在泵站内按上述原则决定，在站外按输水管管径决定。各台水泵的吸压水管径见表5-1：表 5-1吸压水管管径计算表水泵型水泵最大流水泵最大设量水量 流水量号（m/s ） （ m/s） （ mm）（m3/h） （L/s ）计（mm）流速吸水管管径1000i设计流速压水管管径1000i350S4411163101.585006.372.4740021.1300S58A8282301.474506.382.393502

17、3.3因压水管管径 DN300mm，一般采用电动闸阀。吸水管入口做成喇叭口，直径D 是吸水管管径 1.31.5 倍，即350S44型号水泵 , D=1.5 x500=750mm。喇叭口距吸水井底的高度h1 应按进口阻力最小确定，根据实验资料, h=0.8D=0.8 x 750=600mm。300S58A型号水泵 , D=1.5 x 450=675mm。喇叭口距吸水井底的高度h1 应按进口阻力最小确定，根据实验资料, h=0.8D=0.8 x 675=540mm。5.3管道敷设地点当泵站内管道直径大于 500mm 时，管道设在管沟中不经济，可直接敷设在地板上。本次设计为半地下式泵站，将管道直接设

18、在地板上。管道伸出泵房之后应埋在冰冻线之下。10天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计第六章水泵安装高度的计算6.1计算 HS由选定的水泵在水泵性能曲线上找出允许吸上真空高度 HS，必须注意每台泵的 HS 在抽水量不同时也不同，因而应根据该泵在可能的工作范围内的最大抽水量来查出对应的 HS，如果水泵的安装地点的气压不是 10.33m 水柱或水温不是 20时，应对 HS 作出修正，变为 H S ，按最大抽水量时的HS 计算：查泵的性能曲线可知， 12Sh-9A 最小水量所对应的允许吸上真空高度为4.5m，14Sh-13 最小水量所对应的允许吸上真空高度为3.5m，且查表知水温为35时饱和蒸汽压

19、为0.43，因此：对于 350S44型水泵 H SH S(ha0.24)3.5 (0.43 0.24)3.31(m)对于 300S58A 型水泵 H SH S(ha0.24)4.5 (0.43 0.24)4.31(m)6.2计算 HSS由下式计算该泵的安装高度HSS：HSSHSSv12（5）h2g式中hS 吸水管中水头损失；2v1 安装真空表处的水头损失。2gH SS 应从吸水池最低水位算至泵轴（对大泵则算至吸水口上端） 。 hS 包11天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计括从吸水喇叭口至真空表安装处的所有水头损失（沿程与局部） 。 v12可以根2g据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算

20、。其中吸水管中局部水头损失hS1 局部应按水力公式计算，其中局部阻力系数由设计手册查得。这时由于立管长度未定 ( 见下图 1) ，沿程水头损失未知，但水平的长度 L 已知，可近似地令： L=10m（认为 HSS=X ）。L真空表HssX图 1吸水管示意图v1 2H SSH Sh局部(H SSL)i2gH SS计算结果如下：v1 2H Sh局部h水平2g1i表 6-1局部水头损失计算表局部水头损失计算表350S44管件管径 (mm)局部阻力系最大抽水量最大流速v12/2gh=X(v2/2g)数 (m3/h)(m/s)喇叭口7500.111160.700.0250.0025钢制焊接5000.961

21、1161.580.1270.121990弯头伸缩接头5000.2111161.580.1270.026712天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计偏心渐缩500 3500.1911163.220.530.1007管闸阀5000.0611161.580.1270.0076局部水头0.2594损失总和局部水头损失计算表300S58A管件管径 (mm)局部阻力系最大抽水量最大流速v12/2gh=*(v2/2g)数 (m3/h)(m/s)喇叭口6750.18280.640.0210.0021钢制焊接4501.018281.470.110.111190弯头伸缩接头4500.218281.470.110

22、.0231偏心渐缩450 3000.198283.250.540.1026管闸阀4500.078281.470.110.0077局部水头0.2466损失总和表 6-2最大安装高度计算表型号1000iL(m)iLh局v12/2gHs（m）（m）（ m）1+iHss（ m）350S446.37100.06370.25940.533.311.006372.44300S58A6.38100.06380.24660.544.311.006383.44由上式计算的 H SS 为在 H SS =X 即不安装喇叭口时，吸水管末端安装隔板装置并且与水平面恰好相切的情况下，最大抽水量所对应的允许安装高度，在选定水

23、泵的安装高度时可以比H SS 小，而不能大。因而按比HSS稍小为最不利情况，以此为标准（该台泵泵轴标高起控制作用）来确定其余各泵和管道的安装高度。13天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计第七章泵站平面及尺寸的设计泵房设置要求：矩形泵房宽度，根据水泵尺寸，进出水管道上的阀门，配件等尺寸确定，若采取标准预制构件屋面梁，泵房跨度为6、9、12、 15、18、 21m 等。本次设计选泵房跨度为 9m、半地下式泵房。泵房主要通道宽度不小于 1.2m。可用下图 2 的方法初步确定泵站（机器间）的平面尺寸B和L。图中 a机组基础长度，350S44型 a =2.614m300S58A 型 a =2.167

24、m；b机组基础间距，电机轴长 +0.5m，355S44型，型1；b= L1 +0.5=2.07m 300S58Ab=L +0.5=1.77mc机组基础与墙距离， 2.11m。L 2a 3a 4b 2c24.229m，B 取 8m考虑到检修面积、配电设备、值班室、变压器及主通道等面积，泵站平面尺寸： L B 29.03m 9.6m14天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计cababac泵BL机器间图 2机器间平面布置示意图第八章二泵站吸水井8.1吸水井的高程计算吸水井最低水位为 16m，最高水位为 18m，地面标高为 19m，地下水位为 16.5m，考虑到本次设计吸水管不设阀门，泵轴线应高于或

25、等于吸水井最高水位，这里取泵轴线标高 18.00m，则实际安装高度 HSS应小于或等于2m，给予安全考虑，取 HSS =2m，但根据上述计算结果， 350S44型泵的 HSS =2.44m，吸水井淹没深度应小于或等于 0.44m，吸水喇叭口高 0.53m,距井底 0.6m,则吸水井总高度 19-16+0.44+0.53+0.6=4.57m。则对于 300S58A 型泵，吸水井淹没深度为0.5m，吸水喇叭口高取0.53m，距井底 0.54m。8.2吸水井的平面尺寸计算采用最小尺寸法计算吸水井容积，最小容量法校核吸水井容积。15天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计1）最小尺寸法：吸水管在吸水井

26、中的位置应满足：相邻吸水管中心线间距 ()D喇叭 ，1.52.0取 1.5D 喇叭 ；喇叭口中心线至侧墙的距离取1.5 D 喇叭 ，喇叭口中心线至后墙的距离取 (0.81.0) D 喇叭 ，取 D 喇叭 ，喇叭口中心线至吸水井进口距离同喇叭口距后墙距离取D喇叭。以最大型号的泵 350S44 作为参考，则吸水井长度应大于L14D 喇叭10.5m考虑到泵站吸水管直线连接，减少吸水阻力吸水井长度 L 21.354m 宽度大于B3D 喇叭2.25m平面尺寸： LB21m2.25m吸水井的尺寸： LBH21m2.25m4.57m2）采用最小容量法校核吸水井容积：W Qmax t（6）式中W 最小容量 (

27、 m3) ；Qmax 水泵最大流量 ( m3/s) ；t给定时间 ( s) ，中小型水泵，t=30140s；大型水泵， t15s。上式为计算单泵吸水井的公式，对于联合吸水井，最小容量为所有水泵计算容量之和。Q800 10080m3由吸水井尺寸可知，吸水井容积Q21 2.254.57215.93m3Q Q ，满足校核要求。16天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计第九章起重机设计根据手册，起重量大于2.0t，起重设备形式应选择电动起重设备，由泵及电机的重量可知，起重机可以选择额定起重量为3.0t 的 LDH型电动单梁起重机。相关技术数据及外形尺寸如下：表 9-1LDH 型电动单梁起重机外形尺寸

28、起重机运行机构电动葫芦额定跨起重量度电动机运行运行起升起升(t)(m)功率速度型号速度高度速度(kW)型号(m/min)(m/min)(m)(m/min)2 0.8ZDYMD1或6、 9、12、311.12-445CD120、3018、 24、 308、8/0.17天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计58续表 9-1LDH 型电动单梁起重机外形尺寸单位： mmHH1H2C1C2W1W25801201150819134120002500起重机总重量（包括电动葫芦）2.72t。第十章泵房高度计算单梁悬挂式吊车泵房高度计算如下：对于地下式泵房：HH1H2式中H1泵房地上部分高度 ( m) ；H2

29、泵房地下部分高度( m) 。111d e h n（ 7）Hac式中H泵房高度（ m）；18天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计a1行车轨道的高度（ m）；h吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，不小于0.30.5m，取0.315m；c1行车轨道底至起重钩中心的距离（ m）；d起重绳垂直高度（ m），（对于水泵为0.85xm，对于电动机为1.2xm，x 为起重部件宽度）；e最大一台水泵或电动机的高度（m）；n行车梁距房顶的距离，一般不小于0.3m,取 0.3m;根据起重机的外形尺寸可知a1580mmc1819mmd1.2610732mme905mmH15808197329053003153.

30、651m泵房地坪标高为22.651m，地面标高 19m,同时吸水井最低水位为16m，H SS 为 2m，故轴线的标高为 16+2m=18m，则 H2=19-18+0.62+0.2=1.82m则泵房高度 H3.6511.825.471m，取 5.5m第十一章泵站内主要附属设备的选择管道上的附件如闸阀、逆止阀及喇叭口均在管道设计时选定，这部分附件已列入材料设备表。11.1真空泵的选择一般为了降低泵站造价，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起动，真空泵应按起动最大的一台水泵计算，真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的，19天津仁爱学院2013 年级本科生课程设计真空泵在抽气时，实际所抽取空气的压力是变化的，为了简化起见可以取水泵安装高度作为计算真空度：抽气量QK(WPWs )a ( m3)（8）T(H aH/hH ss)真空度HV max H SS式中WP 泵