二级泵站课程设计(原稿)

1、目录1.1 设计资料22.1 水泵和电机的初步选择 32.1.1 二级泵站的组成及特点32.1.1.1 二级泵站的组成32.1.1.2 二级泵站的特点32.1.2 泵站设计参数的确定 32.1.2.1 流量的确定 32.1.2.2 扬程的确定 42.1.3 选择水泵42.1.3.1 水泵选择的基本原则42.1.3.2 初选水泵和电机52.2 水泵机组的设计82.2.1 机组基础设计82.3 水泵吸水管和压水管系统的设计1.02.3.1 吸水管路1.02.3.1.1 吸水管路的布置要求1.02.3.1.2 吸水管径1.12.3.2 压水管路1.12.3.2.1 压水管路的布置1.12.3.2.2

2、 压水管管径1.12.3.3 管路附件选配1.12.4 布置机组和管道1.22.4.1 泵的布置形式1.22.4.2 吸水井的设计1.22.4.3 泵标高的计算1.32.5 机组校核1.42.5.1 水泵扬程校核1.42.5.2 消防校核1.52.6 辅助设备的选择1.52.6.1 引水设备1.52.6.2 计量设备1.62.6.3 起重设备1.62.6.4 排水设备1.62.6.5 通风采暖设备1.72.6.6 防水锤设备1.72.6.7 噪声消除设备1.72.7 泵站平面尺寸和初步规划1.72.7.1 泵房高度计算1.72.7.2 泵站的平面图和剖面图1.8参考文献1.8结束语 1.8欢迎

3、下载1.1 设计资料1 .基本情况。某市地处华东平原，为满足城市生活及生产用水需要，拟新 建给水工程。取水泵站和给水泵站是给水工程中的重要组成部分。2.气象资料。年平均气温15.9 C,最高气温39.5 C,最低气温1.6 C, 最大冻土深度0.2m。主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。3,水源及用水量资料。设计供水量近期为8万吨/日，远期为15万吨/日。采用固定取水泵泵房，采用两条自流管从江中取水，自流取水管全长255m水源洪水位标高为131.20m,枯水位标高为128.60m。取水泵站到自来水厂的输 水干管全长1600ml自用水系数a =1.051.1 ,泵房底板高度取1 1.5m。4.

4、给水系统工艺设计中拟定泵站分二级工作：1) 一级供水每小时供水量为设计日工水量的 5.5%,此时输配水管网压力损失 值为 23.00mH2O2)二级供水每小时供水量为设计日工水量的 3.4%5 .净水厂设计资料。净水构筑物前配水井的水面标高为155.50m。净水厂地面标高151.55m,清水池最高水位151.39m,清水池最低水位149.23m.。6 .给水管网最不利供水点地面标高为 166.29m自由水压H为28mH2O欢迎下载181.1.1.1 机的初步选择2.1.1 二级泵站的组成及特点1.1.1.2 二级泵站的组成1）水泵机组包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分；2）吸压管路指水

5、泵的吸水（进水）管路和压水（出水）管路，水泵 通过吸水管从水井中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至用户；3）饮水设备指真空引水设备（如真空泵、引水罐等）和灌水设备。当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备。4）起重设备指泵站内的设备及管道安装， 检修用的吊车，电动的产等设备。5）排水设备指排水泵、排水沟、集水坑、用以排除地面污水；6）计量设备指流量计、压力计、真空泵、温度计等；7）采暖及通风设备指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风设备；8）电气设备指变电设备、配电设备；9）防水锤设备指水锤消除器；10）其他设备包括照明、通信、安全与防水设施等。注：在泵站中除设有机器间（安装水泵机组的房间）外，还设

6、有高低 压配电室、控制室、值班室、修理问等辅助房间。1.1.1.3 二级泵站的特点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贮存，清 水池中的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：清水池一吸水井一送水泵站一输配水管网一用户。基本特点：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。2.1.2泵站设计参数的确定2.1.2.1 流量的确定近期流量设计：泵站一级工作时的设计流量：=8000。X 5.5% =五=1222.2L/s泵站二级工作时的设计

7、流量：Q士 = 30000 X 3.4% = 2720n/h = 7S5.5L/s远期流量设计：泵站一级工作时的设计流量：Q2 = 150000 X 5.3% = 8250Jz?i3/h = 2291.7L/S泵站二级工作时的设计流量：Gt = 1S0000 X 3.4% = 1416.7L/s2.1.2.2 扬程的确定江= 20 + / +也=(1.66J9 - 148.23)+28+23 + 2 + 1.5-72.56m最不利点的地面标高和吸水井最低水位的高程差 (mD;-自由水压(rnj)；_ 管网中总水头损失(m;注自量尊港泵站内的损失(估计为2m);二一一安全水头(取1.5m);2.

8、1.3选择水泵2.1.3.1 水泵选择的基本原则选泵要点(1)大小兼顾，调配灵活再用水量和所需的水压变化较大的情况下，选用性能不同的泵的台 数越多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。(2)型号齐全，互为备用希望能选择同型号的泵并联工作，这样无论是电机、电气设备的配 套与设备管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。(3)合理的用尽各泵的高效段单级双吸是离心泵是给水工程中常见的一种离心泵 (如SHE、SA®) < 他们的经济工作范围(即高效段)，一般在0.85Qp-1.05Qp之间(Qp为泵铭牌 上的额流量值)。(4)近远相结合的观点在选泵的过程中应给予相当的重视，特别是在

9、经 济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小 泵大基础的办法，近 期发展采用还大泵轮以增大水量，远期采用换大泵得办 法。(5)大中型泵站需要选泵方案比较。考虑因素：(1)泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置等有影响， 因而对 泵站的造价很有关系。(2)应保证泵的正常吸水条件，在保证不发生汽蚀的前提是下，应充分利用泵 的允许席上真空高度，以减少泵的埋深，降低工程造价。(3)应选择效率较高的泵，劲量选用大泵，因为一般而言大泵比小泵要要效率 高，(4)根据供水对象对供水可靠性的不同要求， 选用一定数量的备用泵，以满足 在事故情况下的用水要求：再不允许减少供水量

10、的情况下，应有两套备用机组。允许短时间内减少供水量的情况下，备用泵只保证事故用水量。允许短时间内中断供水时，可只设一台备用泵，城市给水系统中的泵站， 一般也只设一台备用泵，通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵 相同。当管网中无水塔且泵站内机组较多时， 也可考虑增设一台备用泵，它的 型号和最长运行的工作泵相同。(5)如果给水系统中就有足够大容积的高的水池或水塔时，可以部分或全部代替泵站进行短时间供水，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备 用机组即可。2.1.3.2 初选水泵和电机1)在型谱图上绘制一条参考管道系统特性曲线abo其中a点坐标为：Qa = & = 1222.2L/S

11、tim=ii = 72.56m,其中泵的净扬程为46.06mb点坐标：Qem =5。丹= 与L/$,止匕时设总水损为2m,则所需泵的扬程为： 一 - 一 一一2)过a点绘制一条”小的水平线 3)在ab线和H =盗m都相交的高效方框图中，选23台进行并联组合,即在H =耳切等扬程下流量相加求出并联组合。小滥的组合方案，所选得 各泵的高效段与ab线的交点，以及两两并联或三台水泵并联曲线与 ab线的交点， 就是分级界限工况点。4）所选出的水泵经管路布置、确定管径后，在验算初步确定的 £九值是否合适，即精选水泵如上图，为SA型泵的综合性能图，与ab线和孑=H值都相交的方框都有28SA-10,

12、24SA-10,16SA-9B,10SA-6B 等;SA型单级双吸离心泵性能表型号a# q扬程H配带电机效率4L /sm功率kw型号%10SA-6B12085.322 0Y315M-47415084792 00768016SA-9B3007845 0Y400-4773507682450688624SA-1077890Y500-685.20059507189.51 000698928SA-10A1162801400Y560-678135676.683162765.682根据上述分析反复比较有以下方案：方案一：24SA-10x2（一用一备），16SA-9B方案二：28SA-10Ax2（一用一备）,

13、10SA-6B一级供水时:Z3+2-1.51.2222-=17.74ss/?n5所以：=& + jjQ? = 46.06 十 1&74。二Q (m)0100200300400500600700H1(L/s)46.0646.237446.769647.656648.898450.49552.446454.7526Q(m)800900100011001200130014001500T(L/s)56.773659.619462.866.315470.165674.350678.870483.725一级供水时管道特性曲线关系表二级供水时:OLTSSB146.43s2/m5所以：是1 =

14、 右 + 营户=48£6+46430二供水时管道特性曲线关系表Q(L/s)1002003004005009001000H2(m)46.524347.917250.238753.488857.667583.668392.49方案一：一级供水：24SA-10和16SA-9B并联供水;二级供水：单开一台24SA-10水泵；由下图可知，均符合一级、二级水泵所需的供水要求，泵基本在高 效段范围内工作，减少了能量的损失浪费。所以选择方案一比较合理方案二：一级供水：28SA-10A和10SA-9B并联供水；二级供水：单开一台28SA-10A水泵；由下图可知，一级供水达到所需流量，但二级供水时泵不在

15、高效段工作，浪 费很多能量，所以排除此方案1DO一期可聚并联供水20融 I|：| 篡供水0 I I I ( I I ( I I02004006008001000 12C0 14301600 1B0C 20002200G(Usi5)电机选择根据水泵样本提供白配套可选电机，16SA-9B选定Y400-4型电机;24SA-10 选定Y500-6型电机2.2水泵机组的设计2.2.1 机组基础设计泵外形尺寸表外整安装图不带公用底座)The Overall dimeiisitHis ( WlthcHit Common Basel%:电旧曾小理1) 16SA-9B型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基

16、础，查尺寸 表，可得：基础长度L=地脚螺栓间距+ (400500)=L1+L3+A2+ (400 500)=1510+1110+820+560 =4000mm基础宽度B=地脚螺栓间距(宽度方向)+ (400500) =A+ (400 500) =710+490=1200mm基础高度H= 2.54.0 W水泵她机/ LB=2.9(1910+2770)/(4x1.2x2400)=1.2m基础密度，取2400kg/m32)24SA-10型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，查尺寸表， 可得：基础长度L=地脚螺栓间距+ (400500) =L1+L3+A2+ (400 500) =1510+

17、1110+820+560=4000mm基础宽度B=地脚螺栓间距(宽度方向)+ (400500) =B3+B4+ (400 500) =500+500+400 =1200mm基础高度H= 2.5 4.0 W7K泵 W电机/ L B=2.5(4100+4850)/(4x1.4x2400)=1.66m 取 1.8m2.3 水泵吸水管和压水管系统的设计当泵站为一级供水时，一台16SA-9B和一台24SA-10并联工作，设计流 量为1222.2L/S ,其单台泵出水流量分别为 375L/s , 847.2L/S当泵站为二级供水时，为一台23SA-10单独工作，设计流量为755.5L/S , 泵的出水流量

18、为755.5L/S。水泵吸水管和压水管所通过的流量应按最大流量计算，管材采用钢管。2.3.1 吸水管路2.3.1.1 吸水管路的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时不漏 气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障，为此常采用以下措施： 为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。 为使水泵能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。 吸水管的安装与铺设应该避免管道内形成气囊。吸水管安装在吸水井内，吸水井的有效容积不应小于最大一台泵5min的抽水量。 吸入式的水泵，每台水泵都应单独设立吸水管。 当吸水池的水位高于水泵的轴线时，吸水管上应设闸阀，

19、以利于水泵检修。 当水中有大量杂质时，喇叭口下应设置滤网。 吸水管路设计的流速一般为：D< 250mm V采用1.01.2m/sD» 250mm V采用 1.2 1.6m/s2.3.1.2 吸水管径钢管水力计算表得24SA-10泵吸水管：D=900mm,V=1.32m/s,1000i=2.1416SA-9B 吸水管：D=600mm,V=1.29m/s,1000i=3.372.3.2 压水管路2.3.2.1压水管路的布置对压水管路的基本要求就是耐高压，不漏水，供水安全，安装及检修方便。 压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修的 地方采用法兰连接。为了避免管路

20、上的应力传至水泵，以及安装和拆卸的方便，可在压水管 路适当的位置上设补偿接头或可绕性接头。 离心泵必须要关阀启动。 当不允许水倒流时，需设置止回阀。 压水管路设计流速：D < 250mm V采用1.01.2m/sD> 250mm V采用 1.2 1.6m/s .3.2.2压水管管径24SA-10 泵压水管：D=700mm,V=2.18m/s,1000i=8.1116SA-9B 泵压水管：D=450mm,V=2.28m/s,1000i=15.4各压水管用DN450m的联络管连接，由两条输水干管送往城市管网2.3.3管路附件选配名称尺寸数量喇叭口 DN450D1=675,H=5991喇

21、叭口 DN900D1=1650,L=1099mm290 弯头 DN450R=450mm,L=450mm:190 弯头 DN900R=900mm,L=900mm二2蝶阀 DN450,D971XL=127mm3蝶阀 DN700,D971XL=165mm2 1渐扩管 DN35CX DN450L=494mm1渐扩管 DN50CX DN700L=684mm2 1偏心渐缩管DN40CX DN600L=694mm1偏心渐缩管DN60CX DN900L=904mm2止回阀 DN450,HH49X-10L=350mm1止回阀 DN700,HH49X-10L=430mm2三通管 DN700x700x450L1=1

22、000mm2三通管 DN450x450x450L1=900mm1吸水管、压水管连同泵一起安装在机器间的地板上，管道直进直出，弯头 少，可节约电耗。在选择配件时，选择的是全国通用的产品。2.4 布置机组和管道根据吸水井最低水位标高148.23m,泵的允许安装高度分别为 3.2m,2m等条 件，确定泵房为地下式，泵房左侧为大门，右侧设有控制室，配电室等。2.4.1 泵的布置形式（一）纵向排列此种排列方式适用于如IS型单级单吸悬臂式离心泵。因为悬臂式系顶端进水， 采用纵向排列能使吸水管保持顺直状态，如果泵房中兼有侧向进水和侧向出水的 离心泵，则才纵向排列的方案就值得商榷。如果 Sh型泵占多数时，纵向

23、排列方 案就不可取（二）横向排列侧向进、出水的泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、SA型采用横向排列比较好。横向排列虽然稍增长了泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水力 条件好，节省电耗故被广泛采用。根据以上要点和实际情况，本泵站采用横向布置。根据机组和管道布置经反复比较，最终取水泵间距3m,水泵与配电设备间距3m,为了远期水量的考虑，在靠近配电间处设立一个最大泵的空位7m防止以后改建泵之间的间距过短，并且平时可以作为机组检修位；水泵距大门口5m水泵距吸水管侧墙2.0m；水泵距出水管侧墙3m依据工艺要求，泵房尺寸为：泵房总长度 L=5+3x4+3x3+3+3+7=39m泵房总宽度B=1.4+3

24、+2=6.4m（最后调整为6.8m）2.4.2 吸水井的设计吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求设计。1）吸水井最低水位=清水池最低水位-引水管水损=148.23m；2 )水泵吸水管进口喇叭口大头直径D)> ( 1.251.5 ) d ,取D=1.25X900=1350mm 3 )水泵吸水喇叭口最小悬空高度为：hi=(0.60.8)D=1080mm® 1.2m 4)喇叭口最小淹深 h2=(1.0 1.25)D=1.25D=1687.5mm,取 2m 5)喇叭口间净距 a=(1.5 2)D=1.5D=1350mmR 7m 6)喇叭口中心线与后墙距离 c=(0.81.0)

25、D=D=900mm 7)喇叭口中心线与侧墙距离 b=1.5D=1350mm 8)吸水井进水长度l=3D=2700mm所以，吸水井长度 L=2b+D+14m=17.6m吸水井宽度B=l+c=3.6m吸水井高度 H=h+h2+(151.39-149.23)+0.3=5.66m, 取 6m2.4.3 泵标高的计算1)水泵轴线标高®24SA-10型水泵允许吸上真空高度 Hs可在水泵性能曲线上查得: 当Q=847.2L/s时，Hs=2m水泵允许安装高度为：V 32=(0.15 + 067 + 0,06 ,+ 0,2 X 9 mO=0.104m式中，盘一一喇叭口的局部阻力系数，取 0.15;一9

26、0度弯头的局部阻力系数，取0.67;蝶阀的局部阻力系数，取0.06;一渐缩管的局部阻力系数，取 0.2;吸水管中流速，取1.32m/s；% 水泵进口处流速，取 1.6m/s ；由以上计算可得吸水管总压力损失：吸水管长度暂按10m估算，则其沿程压力损失：% = $*£ = 0.00214X 10 = 0.021mvL6?2 X 9.8V2£% =泣 +=021 + 0.104 = 0.125m2©考虑到长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等，所以取弧=1m。因此，- -. _ 一.同理，16SA-9B型水泵允许吸上真空高度查的为 3.2m,则最大安装高度为：二二 一

27、一.因24SA-10泵吸上真空高度较小，所以以24SA-10泵的吸上真空高度 计算。24SA-10水泵泵轴标高=吸水井最低水位标高+Hss=148.23+0.9=149.13m2）基础顶面标高=水泵泵轴标高-泵轴至基础顶面高度（Hi） =149.13-0.95=148.18m3）泵房地面标高=基础顶面标高-0.6=148.18-0.6=147.58m注：基础顶高出室内地面0.6m所以16SA-9B水泵泵轴标高=基础顶面标高+泵轴至基础顶面高度=148.18+0.67=148.85m2.5 机组校核2.5.1 水泵扬程校核根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水头损失，复核所需扬程

28、，然后校核水泵机组。压水管长度暂按20m压水管中水头损失为：£% = £L = 0.015 4X 20 = 0.31m泵房内管路水头损失：Efi = £% + X五d = 1 4- 0*31 = Ulm则水泵扬程：.-,=（166.29 - 148.23）+ 28 + 23 + 1.31 + 1.5=71.87m与估计的扬程基本相同，选定的水泵机组合适。2.5.2 消防校核消防时，按两次同时着火计，qt=2X35=70L/s此时供水量：.- -，-消防时，泵站扬程为：.- 二二：,= (166.29- 148.23)+ 20 + 23 + 1,31 + 1.S=&

29、amp;3,87r?t式中：自由水压（消防时取20m）查并联后的性能曲线后可知扬程为 63.87m时，泵的流量约为1525L/S ,能 满足火灾时的要求。2.6 辅助设备的选择2.6.1 引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量:=1.1 X (1.84 + 6.36)10.33 + 3001033 -0.9=l,987H3/iniTi式中：漏气系数（1.05-1.10 ）;-最大一台水泵泵壳内空气容积（m3）;1二吸水管中空气容积；二二一一一个大气压的水柱高度水泵引水时间（min）;离心泵的安装局度（mj）;真空泵的最大真空度,二 二 - -一 一- -根据W和丑选取SK3型水环式真空泵

30、两台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。2.6.2计量设备在输水管上设超声波流量计，选取 DMU9狎超声波流量计2台，安装在泵 房外输水干管上，距离泵房 6m o 规格如下图：在压水管上设压力表，型号为 Y 150, 上设真空表，型号为Z-60Z,测量范围为测量范围为0.01.0MP3在吸水管0 760mmH g代件童写何用售偿 'mil")*野常值L_:疝用做州持件格三清临 (.史凄1£拈1产厂传银智1E同"Jfl火转次及里由施中u - IS4。- E-3)曲内径样淹扬人式SE i H密._d八-P0旭1;出醒解清M敏操作2.6.3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的起吊重量，型号为 LX型电动单梁悬挂桥式起重机。额定起重量5t,跨度6