泵站工艺设计学习教案

1、会计学1泵站工艺泵站工艺(gngy)设计设计第一页，共86页。第九章第九章 泵站工艺泵站工艺(gngy)(gngy)设计设计第1页/共85页第二页，共86页。（一）（一）给水泵站工艺给水泵站工艺(gngy)(gngy)设计设计第2页/共85页第三页，共86页。第3页/共85页第四页，共86页。第4页/共85页第五页，共86页。第5页/共85页第六页，共86页。)/(3hmTaQQdr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知的系数，一般取； T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。 第6页/共85页第七页，共

2、86页。024681012141618202224流量流量, 104m3/d0.51.01.52.02.53.0流量时间，时间，h一级工况二级工况第7页/共85页第八页，共86页。安全HhHHST式中：H水泵的设计扬程（m）； HST水泵的静扬程（m）； h总水头损失（m）； H安全(nqun)安全(nqun)水头（m）。一般取2-3m。 第8页/共85页第九页，共86页。第9页/共85页第十页，共86页。第10页/共85页第十一页，共86页。第11页/共85页第十二页，共86页。第12页/共85页第十三页，共86页。第13页/共85页第十四页，共86页。第14页/共85页第十五页，共86页。

3、第15页/共85页第十六页，共86页。第16页/共85页第十七页，共86页。第17页/共85页第十八页，共86页。第18页/共85页第十九页，共86页。第19页/共85页第二十页，共86页。第20页/共85页第二十一页，共86页。I）带底座的小型水泵基础长度L=水泵底座长度L1+（）m；基础宽度(kund)B=水泵底座螺孔间距B1+(0.150.20)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150.20)m；II）不带底座的大、中型水泵基础长度 L=水泵机组底脚螺孔长度方向间距）m；基础宽度B=水泵底脚螺孔宽度方向间距B1+(0.400.50)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150

4、.20)m 。第21页/共85页第二十二页，共86页。第22页/共85页第二十三页，共86页。n要有一定宽度的人员通道，电动机功率不大于55kW时，净距应不小于，电动机功率大于55kW时，净距应不小于，设备的突出部分之间或突出部分与墙壁之间不小于，进出设备的大门口宽为最大设备宽度加1m。n非中开式水泵，要有能抽出水泵泵轴的位置，其长度为轴长加0.25m,对于电机转子要有电机转子加的位置。n大型泵应有检修的空地，其大小应使得被检修设备周围有空地，以便工人(gng rn)活动工作。n辅助泵(如真空泵、排水泵等)通常应安装在部分适当的地方，以不增加泵房面积为原则，可以靠墙、墙角布置，也可以架空布置。

5、n泵站内主要通道宽度应不小于。 第23页/共85页第二十四页，共86页。第24页/共85页第二十五页，共86页。垂直安装的喇叭口：垂直安装的喇叭口：I）淹没深度，否则应设水平隔板，水平隔板边长为）淹没深度，否则应设水平隔板，水平隔板边长为2D或或3dII）喇叭口与井底间距要大于，使水行进）喇叭口与井底间距要大于，使水行进(xngjn)流速小于吸水管进口流速流速小于吸水管进口流速III）喇叭口距吸水井井壁距离要大于（）喇叭口距吸水井井壁距离要大于（）DIV）喇叭口之间距离要大于（）喇叭口之间距离要大于（）D第25页/共85页第二十六页，共86页。水平安装的喇叭口：水平安装的喇叭口：I）淹没深度。

6、）淹没深度。II）叭口与井底间距要大于，行进流速小于吸水管进口）叭口与井底间距要大于，行进流速小于吸水管进口(jn ku)流流速速III）喇叭口之间距离要大于（）喇叭口之间距离要大于（）D 第26页/共85页第二十七页，共86页。第27页/共85页第二十八页，共86页。 水锤也称为水击，是有压水管路中由于(yuy)液体流速的突然变化而引起的压力急剧的交替升高和降低的水力冲击现象。 在简单管路中若发生关阀水锤，阀门瞬时关闭，则发生直接水锤，其压力增值：P=a（v0-v），则有：gavH0阀门关闭缓慢，则发生间接水锤，其压力增值：zZCgTLvTTgavH20第28页/共85页第二十九页，共86页

7、。zZCgTLvTTgavH002式中：a水锤波传播速度(sd)； v0水流原速度(sd)； v水流速度(sd)改变后的速度(sd),关阀水锤V=0 TC=2L/a水锤波传播一个来回的时间； TZ 阀门关闭时间。 第29页/共85页第三十页，共86页。 停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其它原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流(shuli)速度发生变化而引起的压力递变现象。发生突然停泵的原因可能有：发生突然停泵的原因可能有：（1）由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使电力供应突然中断。 （2）雨天雷电引起突然断电。 （3）水泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，水泵密封环被咬

8、住，致使水泵转动发生困难而使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切除。 （4）在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然停电。 第30页/共85页第三十一页，共86页。停泵水锤的危害：停泵水锤的危害： 一般停泵水锤事故会造成一般停泵水锤事故会造成“跑水跑水”、停水；严重、停水；严重的事故造成泵房被淹；有的还引起次生灾害，如冲坏的事故造成泵房被淹；有的还引起次生灾害，如冲坏铁路铁路(til)，中断运输；还有的设备被损坏，伤及操，中断运输；还有的设备被损坏，伤及操作人员，甚至造成人身死亡的事故。作人员，甚至造成人身死亡的事故。第31页/共85页第三十二页，共86页。水锤防护措施：水锤防护措

9、施：I）尽可能不设止回阀）尽可能不设止回阀II）管路设有止回阀时，应设置防止压力升高的措施）管路设有止回阀时，应设置防止压力升高的措施III）用缓闭止回阀、自动缓闭水力闸阀）用缓闭止回阀、自动缓闭水力闸阀IV）还可考虑）还可考虑(kol)采用增加管道直径和壁厚采用增加管道直径和壁厚 第32页/共85页第三十三页，共86页。水泵的工作(gngzu)有自灌式和吸入式两种方式。真空泵：）（）（为：真空泵的排气量计算式SSaaSPVHHTHWWKQ式中：K为漏气系数，一般； Wp为泵站中最大一台水泵泵壳空气容积（m3）； W s为泵站中最大一台水泵吸水管空气容积（m3）； Ha为大气压，用水柱高度表示

10、； H ss为水泵安装高度（m）； T为水泵引水时间（h），一般应小于5min。最大真空值最大真空值HVmax一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离H计算，即：计算，即： HVmax （ mmHg）。）。 第33页/共85页第三十四页，共86页。第34页/共85页第三十五页，共86页。第35页/共85页第三十六页，共86页。起重量（t）起重设备形式5.0固定吊钩或移动吊架手动或电动单轨吊车手动或电动单轨吊车电动桥式行车第36页/共85页第三十七页，共86页。吊车的安装高度应能保证：吊车的安装高度应能保证：（1）吊起重物）吊起重物(zhn w)后

11、，能在机器间内的最高机组后，能在机器间内的最高机组或设备顶上越过；或设备顶上越过；（2）在地下式泵站中，应能将重物）在地下式泵站中，应能将重物(zhn w)吊至运输吊至运输口；口；（3）应能将重物）应能将重物(zhn w)吊到汽车上。吊到汽车上。 泵房的高度大小与泵房内有无泵房的高度大小与泵房内有无(yu w)起重设备有关。在无吊车设备时，应不小起重设备有关。在无吊车设备时，应不小于于3m（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当有起重设备时，其高度应（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当有起重设备时，其高度应通过计算确定。通过计算确定。第37页/共85页第三十八页，共86页。第3

12、8页/共85页第三十九页，共86页。（1） 已知资料已知资料(zlio) 已知一个送水泵站，最大设计水量已知一个送水泵站，最大设计水量Qd万米万米3/日，泵站分二级工日，泵站分二级工作，建筑层数作，建筑层数6层，自由水压层，自由水压H028米，输水管和给水管网总水头损米，输水管和给水管网总水头损失失米，清水池最低水位至设计最不利点地面高差米，清水池最低水位至设计最不利点地面高差Z c米。泵站第一级米。泵站第一级工作从工作从5时到时到20时，每小时水量占全天用水量的。泵站第二级工作时，每小时水量占全天用水量的。泵站第二级工作从从20时到时到5时，每小时水量占全天用水量的。消防水量时，每小时水量占

13、全天用水量的。消防水量QX=144米米3/时，消防时，输水管和给水管网总水头损失时，消防时，输水管和给水管网总水头损失hX米。米。第39页/共85页第四十页，共86页。（2）泵站设计）泵站设计(shj)参数的确定参数的确定泵站一级工作时的设计泵站一级工作时的设计(shj)工作流量；工作流量； Q米米3/日日2555米米3/时升时升/秒秒泵站二级工作时的设计泵站二级工作时的设计(shj)工作流量；工作流量； Q米米3/日日1305米米3/时升时升/秒秒泵站一级工作时的设计泵站一级工作时的设计(shj)扬程；扬程； HZcH0hh泵站内米米米米米泵站内米米米米米其中：其中：Zc地形高差；地形高差；

14、 H0自由水压；自由水压； h总水头损失；总水头损失； h泵站内泵站内泵站内水头损失（初估为米）；泵站内水头损失（初估为米）；第40页/共85页第四十一页，共86页。（3）选择水泵）选择水泵求管路特性曲线求管路特性曲线(qxin)方程中的参数：因为方程中的参数：因为H ST米米米；所米米米；所以以S（hh泵站内）泵站内）/Q=（）（）2=44秒秒2/米米5； H3644Q2； 第41页/共85页第四十二页，共86页。 经过反复比较和绘制水泵工况点，初步选定工作泵为2台14SH9A型水泵。其性能参数如下(rxi)：Q250370升/秒； H7056米；n=1450转/分； 7879；N千瓦； H

15、S米； 2台14SH9A型水泵并联工作时，其工况点在M点，M点对应的流量和扬程为升/秒和58米，恰好满足泵站一级设计工作流量要求。 1台14SH9A型水泵单独工作时，其工况点在N点，N点对应的流量和扬程为升/秒和42米，基本（稍大一些）满足泵站二级设计工作流量要求。 再选一台同型号的14SH9A型水泵备用，泵站共设有三台14SH9A型水泵。第42页/共85页第四十三页，共86页。（4）确定电机）确定电机 根据水泵样本根据水泵样本(yngbn)提供的配套可选电机，选定提供的配套可选电机，选定JS1364鼠笼鼠笼式三相交流异步电机，其参数如下；式三相交流异步电机，其参数如下；额定电压额定电压V30

16、00伏；伏； N30千瓦；千瓦； n=1475转转/分；分； W1880公斤；公斤；（JS1364型号意义为型号意义为JS鼠笼式；鼠笼式； 1机座号；机座号； 36铁芯长度；铁芯长度； 4级数；）级数；）第43页/共85页第四十四页，共86页。（5）基础设计）基础设计14SH9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，基础长度基础长度L地脚螺钉间距（地脚螺钉间距（400500） L4L6L8（400500） 65010834444272600毫米毫米(ho m)基础宽度基础宽度B地脚螺钉间距（地脚螺钉间距（400500） b（400500

17、） 7104901200毫米毫米(ho m)基础高度基础高度H（）（）（W水泵水泵W电机）电机）/LB （9501880）/ 120026002400 米米 （取米）（取米）其中：其中：W水泵水泵水泵重量（公斤）；水泵重量（公斤）； W电机电机电机重量（公斤）；电机重量（公斤）； L基础长度（公斤）；基础长度（公斤）； B基础宽度（米）；基础宽度（米）； 基础容重（混凝土容重基础容重（混凝土容重2400公斤公斤/米米3）；）；第44页/共85页第四十五页，共86页。（6） 吸水管和压水管的计算 一台14SH9A型水泵(shubng)单独工作时，其流量为升/秒，为水泵(shubng)吸水管和压水

18、管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN600毫米，压水管管径DN500毫米。当吸水管DN600毫米时，流速V米/秒，(1.21.6m/s) 压水管DN500毫米时，流速V米/秒，(2.02.5m/s) 说明上述管径选择合适。第45页/共85页第四十六页，共86页。（7 7）泵房形式的选择及机械间布置）泵房形式的选择及机械间布置 根据清水池最低水位标高米和水泵根据清水池最低水位标高米和水泵HSHS米的条件，确定泵房为矩形半地下式。水米的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用单排顺列式布置。泵机组采用单排顺列式布置。 每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为每台水泵都单独设

19、有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371JD371J1010，DNDN600600毫米，毫米，L L154154毫米，毫米，W W380380公斤。公斤。 压水管设有液压缓闭止回蝶阀，型号为压水管设有液压缓闭止回蝶阀，型号为HD741X-10HD741X-10液控止回阀，液控止回阀，DN500DN500，L=350L=350毫米毫米，W=1358W=1358公斤；电动控制阀门，型号为公斤；电动控制阀门，型号为D941XD941X1010电动蝶阀电动蝶阀 ，DNDN500500毫米，毫米，L L350350毫米毫米，W W600600公斤。并设有联络管（公斤。并设有联络管（DNDN600

20、600毫米）联络后，由两条输水干管（毫米）联络后，由两条输水干管（DNDN700700毫米毫米）送往城市管网。）送往城市管网。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。 选用各种弯头选用各种弯头(wn tu)(wn tu)、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为米和宽度、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为米和宽度米。米。第46页/共85页第四十七页，共86页。（8 8） 吸水井设计吸水井设计 吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口(jn ku)(jn ku)喇叭口的要求。喇叭口的要求。吸水井最低水

21、位清水池最低水位清水池至吸水井水头损失吸水井最低水位清水池最低水位清水池至吸水井水头损失 米米吸水井最高水位清水池最高水位米吸水井最高水位清水池最高水位米水泵吸水管进口水泵吸水管进口(jn ku)(jn ku)喇叭口大头直径喇叭口大头直径DNDN（）（）d d600=800600=800毫米毫米水泵吸水管进口水泵吸水管进口(jn ku)(jn ku)喇叭口长度喇叭口长度LL（）（）（D Dd d） （800800600600）800800毫米毫米喇叭口距吸水井井壁距离喇叭口距吸水井井壁距离（）（）D D800800800800毫米毫米喇叭口之间距离喇叭口之间距离（）（）D D800800160

22、01600毫米毫米喇叭口距吸水井井底距离喇叭口距吸水井井底距离800800800800米米喇叭口淹没水深喇叭口淹没水深hh米米米米所以，吸水井长度所以，吸水井长度72007200毫米，（注：最后根据水泵机组之间距离调整为毫米，（注：最后根据水泵机组之间距离调整为2000020000）吸水井宽度）吸水井宽度24002400毫米（注：最后调整为毫米（注：最后调整为30003000），吸水井高度），吸水井高度65006500毫米（包括超高毫米（包括超高300300）。）。第47页/共85页第四十八页，共86页。 （9 9）各工艺标高的确定）各工艺标高的确定泵轴安装泵轴安装(nzhung)(nzhun

23、g)高度高度HSSHSSHSHSV2/2gV2/2ghShS查得查得11（喇叭口局部阻力系数），（喇叭口局部阻力系数），22（9090弯头局部阻力系数），弯头局部阻力系数），33（阀门局（阀门局部阻力系数），部阻力系数），44（偏心减缩管局部阻力系数）。（偏心减缩管局部阻力系数）。经过计算经过计算hShS米米 ( (考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，取米考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，取米) )所以，所以，HSSHSS2/22/2米米泵轴标高吸水井最低水位泵轴标高吸水井最低水位HSSHSS米米基础顶面标高泵轴标高泵轴至基础顶面高度基础顶面标高泵轴标高泵轴至基础顶面高度

24、（H1H1）117.40 117.40 米米泵房地面标高基础顶面标高米泵房地面标高基础顶面标高米第48页/共85页第四十九页，共86页。（1010）复核水泵和电机）复核水泵和电机 根据已经确定的机组布置和管路情况根据已经确定的机组布置和管路情况(qngkung)(qngkung)重新计算泵房重新计算泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。泵房内管路水头损失泵房内管路水头损失hh泵站内泵站内hShShdhd米米米米米米所以，水泵扬程所以，水泵扬程HHZcZcH0H0hhhh泵站内米米米米泵站内米米米米米米与估计扬程基本相同，选定的水

25、泵机组合适。与估计扬程基本相同，选定的水泵机组合适。第49页/共85页第五十页，共86页。（1111）消防校核）消防校核 消防时，二级泵站的供水量消防时，二级泵站的供水量Q Q火火Q d +QX=2555Q d +QX=2555米米3/3/时时+144+144米米3/3/时时=2699=2699米米3/3/时升时升/ /秒秒 消防时，二级泵站扬程消防时，二级泵站扬程H H火火ZcZcH0H0火火hhhh泵站内米米米米米泵站内米米米米米其中：其中：ZcZc地形高差；地形高差； H0 H0火火自由水压；自由水压；H0H0火米（低压消防制）火米（低压消防制） h h总水头损失；总水头损失； h h泵

26、站内泵站内泵站内水头损失；泵站内水头损失； 根据根据Q Q火和火和H H火，绘制泵站在消防时需要的水泵工况点，在两台水泵并联特性曲线的下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应火，绘制泵站在消防时需要的水泵工况点，在两台水泵并联特性曲线的下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应(shyng)(shyng)设计小区的消防灭火的要求。设计小区的消防灭火的要求。第50页/共85页第五十一页，共86页。第51页/共85页第五十二页，共86页。（1212）引水设备）引水设备启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气

27、量：启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量：QVQVK K（WPWPWSWS）HaHa/ /T T（H aH aHSSHSS）（）（）/ /300300（）（）米米3/3/秒秒式中：式中：QVQV真空泵的最大排气量（米真空泵的最大排气量（米3/3/时）；时）； K K漏气系数（）；漏气系数（）； WP WP最大一台水泵泵壳内空气容积（米最大一台水泵泵壳内空气容积（米3 3）；）； WS WS吸水管中空气容积（米吸水管中空气容积（米3 3）；）； Ha Ha一个大气压的水柱高度，取米；一个大气压的水柱高度，取米； T T水泵引水时间（小时），一般取水泵引水时间（小时），一般取5 5分钟

28、，消防水泵小于分钟，消防水泵小于3 3分钟；分钟； HSS HSS离心泵的安装高度（米）；离心泵的安装高度（米）；真空泵的最大真空度真空泵的最大真空度HVMAXHVMAXHSSHSS毫米毫米HgHg柱柱 4 4毫米毫米HgHg柱柱284mmHg284mmHg式中：式中：HVMAXHVMAX真空泵的最大真空度（真空泵的最大真空度（mmHgmmHg）；）； HSS HSS离心泵安装高度（米），最好取吸水井离心泵安装高度（米），最好取吸水井(shujng)(shujng)最低水位至水泵顶部最低水位至水泵顶部的高差；的高差；根据根据QVQV和和HVMAXHVMAX选取选取SZBSZB8 8型水环式真空

29、泵型水环式真空泵2 2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。第52页/共85页第五十三页，共86页。（13）计量设备）计量设备(shbi) 在压水管上设超声波流量计，选取在压水管上设超声波流量计，选取SP1型超声波流量型超声波流量计计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7米。米。 在压水管上设压力表，型号为在压水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为兆帕，测量范围为兆帕。在吸水管上设真空表，型号为。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为，测量范围为-7600毫米汞柱。毫米汞柱。第53页/共85页第五十四页，共86

30、页。（14）起重设备）起重设备 选取选取(xunq)单梁悬挂式起重机单梁悬挂式起重机SDQ，起重量，起重量2吨，吨，起升高度米。起升高度米。 根据起重机的要求计算确定泵房净高度根据起重机的要求计算确定泵房净高度12米。米。第54页/共85页第五十五页，共86页。（15）排水设备）排水设备 设潜水排污泵设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为台，一用一备，设集水坑一个，容积为米米3。 选取型潜水排污泵，其参数选取型潜水排污泵，其参数(cnsh)为：为：Q15米米3/小时；小时； H7米；米；n2820转转/分；分； N千瓦；千瓦；第55页/共85页第五十六页，共86页。第56页/共85页第五十七页，共86页。（一）（一