取水泵站的的设计

1、重庆三峡学院水源取水泵站设计书泵与泵站课程设计学院：环境与化学工程学院专业：给排水科学与工程姓名：刘军辉学号：201208054235成绩:目录一. 设计流量的确定和设计扬程的估算1.设计流量 12 设计扬程 2二. 初选泵和电机 31 管道特性曲线的绘制 42 水泵选择 5三. 机组基础尺寸的确定四吸水管路与压水管路的水头损失计算 71.吸水管路的要求 82压水管路的要求五.吸水管路与压水管路中水头损失的计算1吸水管路的水头损失 10-2压水管路的水头损失 六基础布置1机组的排列方式 12 2机组与管道布置3水泵间平面尺寸的确定14七泵安装高度的确定和泵房筒体高度的确定1泵的安装高度：152

2、泵房中各标高的确定 16八. 附属设备的选择1起重设备的选择何2引水设备：/18-3排水设备：/19 -4.通风设备:/20 -5计量设备.21 -九. 参考文献概论泵站，一个大家广为熟悉的名词 , 属于通用性的机械而广泛地应 用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展 , 采矿、冶金、 电力、石油、化工、市政以及农林等部门中 , 各种形式的泵站越来越 多 , 其规模和投资越来越大 , 功能分类也愈来愈细。 排水泵站是应用于排水系统中 ,因管道埋深太大 ,提高了造价 ,而且如 果管道埋深处于地下水位之下 ,地下水会渗入 , 增加维护管理工作的 困难度，所以才设置污水提升装置。排水泵站的基本

3、组成包括 : 机器 间、集水池、格栅、辅助间以及变电站等。排水泵站按其排水的性质 一般可分为污水 （ 生活污水、生产污水 ）泵站、雨水泵站、合流泵站和 污泥泵站。本次设计所做的便是污水泵站 , 该泵站是接纳南岸区和江 北区整个排水管网输送来的所有污水， 并将其抽送提升到污水处理厂 内构筑物的污水终点泵站。设计方案一 . 设计流量的确定和设计扬程的估算1. 设计流量考虑到输水干管漏损和 净化厂本身用水， 取自用水系数 a=1.05。 则近期设计流量为 :Q 近=1.05*100000/24m3/d=4375m3/h=1.215m3/s预计远期流量为 :Q 远=1.05*150000/24m3/d

4、=6562.5m3/h=1.822m3/s2. 设计扬程 H（ 1 ）泵所需净扬程 Hst:在最不利条件下 （即一条自流管检修， 另一条自流管通过 75%的 设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：Q=75%*Q 远=4921.875m3/h=1.367m3/s自流管直径为800mm,查表可得V=2.72m/s, i=0.0106 沿程水头损失 hf=i*l=0.0106*190=2.014m 局部水头损失hj= E v2/2g=0.826则从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：刀 h=hf+hj=2.84m则吸水间中最高水位标高为： 40.36-2.84=37.52m 吸水间

5、中最低水位标高为： 26.60-2.84=23.76m泵所需净扬程为：洪水位时： HST=58.02-37.52=20.50m枯水位时： HST=58.02-23.76=34.26m(2) 输水干管中水头损失为：设采用2条直径为800mm勺钢管并联作为原输水管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过 75%的设计流量(按远期考虑)， 即 Q=0.75*1.822m3/s=1.367m3/s, 查水 力 计 算表 得 管 内流 速 v=2.72m/s. i=0.0106. 考虑局部水头损失，采用系数 1.1，则从 取水头部到泵房吸水间勺全部水头损失为：刀 h=1.1*0.0106*1000=11

6、.66m泵站内管路中的水头损失hP,粗估为2.00m,另取2.00m的安 全水头。故泵设计扬程为：设计洪水位时： Hmin=20.50m+11.66m+2.00m+2.00m=36.16m 设计枯水位时： Hmax=34.26m+11.66m+2.00m+2.00m=49.92m 二 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=H st + 刀 h =H st+SQ2式中 H ST 最高时水泵的净扬程， m;刀h水头损失总数，m;S 沿程摩阻与局部阻力之和的系数；Q 最高时水泵流量， m3/s已知 H ST =34.26m ,把 Q=6562.5m3/h=1.822m3/s,H=

7、49.92m代入上式得：S=4.72s2/m5所以管路特性曲线即为：H= Hst +4.72Q2=34.26+4.72Q2可由此方程绘制出管路特性曲线，见图1Q(m3/h)0600120018002400刀 h(m)00.1310.5241.1802.097H(m)34.2634.39134.15934.7836.357Q(m3/h)30003600480054006000刀 h(m)3.2774.728.39110.6213.111H(m)37.53738.9842.65144.8846.3712 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

8、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。根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图和选泵参考书综 合考虑初步拟定以下：近期选择三台 500S59A 20H-9A 型泵（Q=19082268 mVh,H=42 58m, N=360kW，Hs=4.0m），两台工作，一台备用。远期 增加一台700S56型泵，三台工作一台备用。根据500S59A 20H-9A型泵的要求选用电动机型号为 Y400-54-6 型异步电动机，配电机功率为 400 kw，效率为72 %74%型谱图(selection cliarts )100 血 期 财 501)血助财刚 LOUD 10&

9、#187;3000 4uju 5OX)UW?OXJ WOQOrG W XUQUW 9 S 7 6 5Ju%如70创5040.3030表2 500S59A 20-9A型水泵外型尺寸（不带底座）（单位：m）进口法兰尺寸序号DN1D01D1nl-dl尺寸mu50062067020-26岀口法兰尺寸序号D曲D02D2n2-d2尺寸mu35046050516-22序号 LLIL2O513&O8!|18001200 2235NL3BE1580 lOOOlH B10HlH2H3800370480片宅机n-Td3000114-35a 5W1S5<IA 20SH.产呂谆惜肖言丘因U件呆产品>

10、>品脚型号；41500559A 20SI-l-gA件龍：耐聲辐輛所舌：帥式SJfeli HCM 10M 2268 fflS/h叶解目；1扬程；53-50-42 - rn)汽性联里；"咄挪E 300-347 360 (KW)BftADli： 1 (mm>砒口逐1 <nm)删匣理：中开泵三.机组基础尺寸的确定机组基础的作用是支撑和固定机组，便其运行不致发生剧烈震动,更不允许产生基础沉陷。因此对基础的要求如下：1. 坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。2. 要浇在较坚实的地基上，不宜浇在松软的地基或新填土上，以免 发生基础下沉或不均匀沉陷。结合以上要点

11、及所选泵的类型， 本次设计选用混凝土块式基础。 由于 所选泵均不带底座，所以基础尺寸的确定如下：基础长：L二水泵地脚螺钉间距（长度方向）+ （400500）基础宽：B二水泵地脚螺钉间距（宽方向）+ （400500）基础高：H=（2.54.0 ）X（ W水泵+W电机）/（L Bp ）因此，500S59A 20H-9A 型泵：L二B+L2+L3+（ 400500） =1000+1167+580+453=3200mmB二A+450=710+450B+450=1250 取 1250 mmH=3.0X（ 3000+2235）-（ 3.2 X 1.25 X 2400） =1630 取 1700 m 电机基

12、础高 H 0 =1700+800-400=2100 m四. 吸水管路与压水管路的计算 :1. 吸水管路的要求 :（a）不漏气管材及接逢（b）不积气管路安装（c）不吸气 吸水管进口位置（d）设计流速：管径小于250 mm时，V取1.01.2 m/s管径等于或大于250 m时，V取 1.21.6 m/s 。2. 压水管路要求 :（a）. 要求坚固而不漏水 , 通常采用钢管 , 并尽量焊接口 , 为便于拆装 与检修, 在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵设置止回阀。(b)压水管的设计流速：管径小于 250 mm时，为1.5 2.0 m/s , 管径等于或大于250 mm时，为2.0 2.5

13、 m/s。每台泵有单独的吸水管与压水管， 吸水管：已知Qi=6562.5/3=2187.5m3/h=0.607m3/s采用 DN800m钢管，贝卩 V=1.21m/s, i=0.00211。 压水管：采用 DN600m钢管，则 V=2.09m/s, i=0.00887。五吸水管路与压水管路中水头损失的计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图1吸水管路中水头损失刀 h s :刀 h s =Eh fs + E h is(1)吸水管路沿程水头损失 :刀 h fs 二i*l=0.00211 x 1.255=0.0026m(2)局部水头损失 :刀h is =(E i +Z 2 )

14、V22/2g+ E 3*Vi2/2g式中Z i吸水管进口局部阻力系数，Z i = 0.75Z 2DN700钢管闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8 考虑， Z 2 =0.15；Z 3 偏心渐缩管 DN700x500 , Z 3 = 0.20则刀 his = ( 0.75+0.15) *1.59*1.59/(2*9.8)+0.2*3.0*3.0/(2*9.8)=0.201m 所以吸水管路总水头损失为 :刀 h s =E h fs + 刀 h ls = 0.0026+0.202=0.203m2.压水管路水头损失刀h d刀 h d =E h fd + 刀 h ld(1) 压水管路沿程水头损失 :

15、刀 h fd = il =(5.172+1.153+8.112+5.039+1.351) *0.00887+1.855*0.0106=0.204m(2) 局部水头损失 :刀 h ld =Z 4*V32/2g+(2E 5 + Z 6 + Z 7+ Z 8 + 2Z 9 + Z 1°) *V42/2g+(E 11+E 12+E 13)*V2/2g式中 Z 4DN450*600 渐放管，E 4=0.18Z 5 DN600 钢制 45。弯头,E 5=0.51;Z 6DN600 液控蝶阀，E =0.3;Z 7-DN600 伸缩接头，E =0.21;Z8 DN600 手动蝶阀，E =0.3；Z9

16、-DN600钢制90。弯头,E =1.01;Z 10 DN600*800 渐放管，E =0.21;E 11-一DN800钢制斜三通，E =0.5;E 12-一DN800钢制正三通，E =1.5E 13DN800 蝶阀，E =0.3则刀hld =0.18*5.56*5.56/2g+(2*0.51+0.3+0.21+0.3+2*1.01+0.21)*2.09*2.09/2g+(0.5+1.5*2+0.3*2)*1.21*1.21/2g=0.284+0.905+0.306=1.495m所以压水管路总水头损失为刀 h d 二匸 h fd + 刀 h id =0.204+1.495=1.699m则泵站内

17、水头损失 :刀h=E l s +刀h d =1.699+0.201=1.9m,符合假设的实际水头损失。故泵实际扬程为：设计洪水位时： Hmin=20.50m+11.66m+1.9m+2.00m=36.06m 设计枯水位时： Hmax=34.26m+11.66m+1.9m+2.00m=49.82m 由此可见，初选泵的机组符合要求。六 . 基础布置基础布置情况见取水泵站祥图。泵机组布置原则： 在不妨碍操作和维修的需要下， 尽量减少泵房 建筑面积的大小，以节约成本。1. 机组的排列方式 采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨 度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同

18、时因 各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。2. 机组与管道布置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三台 500S59A20H-9A型水泵，两台工作，一台备用。远期需扩建时，再添 加一台 500S59A20H-9A型水泵，三台工作，一台备用。3. 水泵间平面尺寸的确定水泵机组采用四台交错并列布置成两排 , 泵房采用圆形钢筋混 凝土

19、结构横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：D1 :进水侧泵与墙壁的净距 D1 > 1000，取D仁1500 mm B1 :出水侧泵基础与墙壁的净距 B1 > 3000,取B1=350 0 m A1:泵凸出部分到墙壁的净距 A仁最大设备宽度+0.5m=1250+1000=2250mm取 2700 m C1:电机凸出部分与配电设备的净距 C仁电机轴长+0.5m。所以 C1 = 1860+500=2360mm但是，低压配电设备应 C1 > 1.5m;高压配电设备应C1 >2m,C1取2360 m应该是满足的。 E1:泵基础之间的净E1值与C1要求相同，即E仁C1=2360 m

20、B:管与管之间的净距B > 0.7m F : 管外壁与机组突出部分的距离 对于功率大于 50KW 的电机，F 要求大于 100 0 mm,取 F=1500 mm? A2:泵及电机突出部分长度 A2=200250 m? D1: 压水管路管径 D1=600 m? L: 机组基础长度 L=3200 m? 所以可得圆形泵房的半径：R=B1+F+0.5D1+L+0.5E1=3500+300+1500+3200+1180=10000m七泵安装高度的确定和泵房筒体高度的确定1. 泵安装高度H SS =P*a/ p g H sv 刀 hs h va式中 H ss 安装高度 ,泵轴至最低水位的几何高度；P

21、a 水面上的绝对大气压；H sv 水泵的气蚀余量；刀hs 吸水管路总水头损失；h va 实际水温下的饱和蒸汽压力。500S59A20H-9A：H ss =1.01*100000/(1.0*10000)40.2030.43=5.467 m吸水间最低水位=26.60-190X 0.0106=24.58 m泵轴标高 =吸水间最低水位 +Hss=24.58+5.467=30m2. 泵房中各标高确定已知吸水间最低动水位标高为26.6-2.84=23.76m为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高21.80(吸水管的上缘淹没深度为23.76-21.80-(D/2)=1.56m)。取吸水管下缘距吸水间地板

22、 0.8m,则吸水 间底板标高为21.80- (D/2+0.8) =20.6m。洪水位标高为40.36m,考虑1.0m的浪高，则操作平台的标高为40.36+1.0=41.36m,故泵房筒体高度为：H=41.36-20.6=20.76m八.附属设备的选择( 1 )起重设备的选择选型 由前面设计可知，最大设备的重量为 Y400- 54 - 6型电动机, 其重量为 Wm=300 0您，泵房宽18000mm,据此选用LDT3.2S - 型电 动双梁式起重机，最大起重量为320 0您，配电葫芦型号为AS416 -162 /1，配UE小车，起升速度 8m/min工字钢630 mm。其安装尺寸 :W=250 0m, E=476m, H=687m, L 1 =1131m, L 2 =1790m,b 1 =1125 mm泵房高度确定泵房高度 :H 1 =a+c+d+e+h式中 a 双轨吊车高度， 0.687m；c 行车轨道底至起重机钩中心的距离，