送水泵站二泵站课程设计

1、课程设计（论文）说明书课题名称吉林省某城镇送水泵站设计院（系）市政与环境工程学院专业给排水工程姓名学号起讫日期2013年12月16日-12月29日指导教师2013 年12月27 日送水泵站在水厂中也称为二级泵站， 通常建在水厂内，它抽送的是清水，所 以又称为清水泵站。由净水构筑物处理后的出厂水，有清水池进入吸水井，送水 泵站中的泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。送水泵站的供水情况 直接受用户用水影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。送水泵站的吸水井，它既有利于泵吸水管道布置，又有利于清水池的维修。吸水井 的形状取决于吸水管道的布置要求， 送水泵站一般都呈长方形，吸水井

2、一般也为 长方形。送水泵站吸水水位变化范围较小，通常不超过34米，因此泵站埋深较浅。 一般可建成地面式或半地下式。送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变 化，必须设置各种不同型号和台数的泵机组，从而导致泵站建筑面积增大，运行 管理复杂。因此泵的调速运行在送水泵站中显得尤为重要。 送水泵站在城市供水 系统中作用，犹如人体的心脏，通过主动脉以及无数的支微血管， 将血液输送到 人体的各个部位上去。在无水塔管网系统中工作的送水泵站， 这种类比性就更加 明显。此外，送水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近 远期结合，对于本例中，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量 等我

3、们应该考虑到远期扩建的可性，所以用远期的容量及扬程计算。水泵及水泵站课程设计任务书一、设计题目：吉林省某城镇送水泵站设计二、设计任务：新建给水送水泵站设计三、设计阶段：初步设计四、设计依据：吉林省某地区计划经济委员会计资字 2012第116号文件：“关 于吉林省某城镇给水送水工程计划任务书的批复”同意该城镇建设给水送水泵站。五、主要设计资料：1 、基础资料(1) 城镇现状图、规划总平面图(2) 城镇地形图(3) 水源地地形图(4) 水源地水文地质、工程地质资料(5) 水源地附近或城镇的供电、交通等资料(6) 当地自然气候条件年平均气温8.6 C ,冻土深度：1.6m;最高气温32.5 C,最低

4、气温-28.3 C； 地面最高水温28.6 C,冻土深度：1.20m；地下水位：-2.2m，地耐力：1220T/ m202、水文资料(1) 最高洪水位(百年一遇)：140.42m(2) 最低水位(保证率 97% : 128.56m(3) 常水位：130.70m(4) 河床底标高：120.50m(5)河床标高：131.00m(6) 河水最大流量：360riVs(7) 河水最小流量：60 m3/s3、城市管网资料(1) 城市平均日用水量：近期为6.1万t/d，远期为10.1万t/d，要求不间 断供水；(2) 新建城市无用水量变化曲线，参考周边类似城市选取；(3) 城市人口 20万人；(4) 根据当

5、地建筑物的特点，供水须满足 5层楼所需水压；(5) 城市输水干管的最高日最高时情况下水头损失为 2.4m,配水管网到达 控制点的水头损失为12.3m，控制点地面标高为136.70m,消防时最不利管段水 头损失增加以20%h六、设计内容：(1) 送水泵站的工艺设计；(2) 送水泵站水力计算；(3) 送水泵站消防校核。六、设计时间安排工艺设计2天，水力计算2天，编写计算书2天，绘图1天。七、设计成果要求送水泵站平面图、剖面图各一张(2#图)，设计计算说明书一第一章 设计流量的确定和设计扬程的计算 01第二章初选水泵和电机02第三章机组基础尺寸的确定04第四章 吸、压水管管径的确定 04第五章机组与

6、管道布置05第六章吸、压水管路中的水头损失的计算 07第七章消防校核09第八章各工艺标高的确定和泵房筒体高度的计算0911第九章 附属设备的选择 10第十章泵房平面尺寸的确定第一章、设计流量的确定和设计扬程的估算：(1) 部分设计的成果 本设计采用分级供水方式，共分两级，一级工作时间为5时到23时，每小 时供水量占全天用水量的4.5 %，二级工作时间为23时到5时，每小时供水量 占全天用水量的3.1 %。 城市的设计最不利点的地面标高136.7m，建筑层数5层，自由水压24m 泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失最大为2.4+12.3=14.7m。 城市人口为20万人，取同时起火两处，每处

7、消防用水 45L/S，则消防流量 为 90L/S，消防扬程为 1.2 X 14.7=17.64m。 清水池所在地面标高为132m清水地最低水位在地面以下4.5m。 城市冰冻线为1.6m，最高温度32.5 C，最低温度为-28.3 C。 泵站为双电源。(2) 设计流量Q经查资料知，该地区的日变化系数 Kd =1.3，即Q=1.3X 61000=79300m/d 泵站一级工作时的设计流量 Q=79300X 4.5%=3568.5nVh=991.25L/s 泵站二级工作时的设计流量 Q=79300X 3.1%=2458.3nVh=682.8L/s。(3) 设计扬程HH =ZC H0 0 h2 h3=

8、(136.7-132)+24+14.7+2+2=47.4mH :水泵扬程，mZc :管网控制点的地面标高与清水池最低水位的高差，mH。：给水管网中控制点要求的最小的服务水头，m 0：管网及输水管路的水头损失，ma h2：泵站内水头损失(粗估为2m)。x h3:安全水头损失，m第二章、初选泵和电机(1) 初选水泵方案一：近期三台14sh-13型泵，一调两定并联工作，并有一台14sh-13型泵备用。两台12sh-9型泵，互为备用。方案二：近期一台20sh-13型泵，并有一台20sh-13型泵备用。两台14sh-13 型泵，互为备用。其中，方案二的泵组在并联工作时效率不如方案一。且大型泵台数略少，

9、无法满足远期需求。最终，比较后确定选择方案一，当远期供水时，添加一台 14Sh-13型号泵。详见表2-1。表2-1 sh型单级双吸离心泵的性能表型号流量Q(L/s)扬程H(m)转速n(r/mi n)泵轴功率N(kW)效率(%)允许吸 上真空 高度Hs(m)泵重(kg)14Sh-132704105037147016418079843.5100012Sh-91602706550147012716779844.5773(2) 电机的选择根据14sh-13型泵的要求配用JS-127-4型电动机，根据12sh-9型泵的要求 配用JS-126-4型电动机。详见下表2-2和表2-3。表2-2 14sh-13

10、型单级双吸离心泵安装(mm)(不带底座)型号电动机型号泵外型尺寸(mm)LiL2L4BB1B314sh-13JS-127-412917136001180560600HH1H3H44 d113462032038334安装尺寸(mm)LL6L7L-8L9b2676893800650300710H5h8C4 7990450532表2-3 12sh-9 型单级双吸离心泵安装(mm)(不带底座)型号电动机型号泵外型尺寸(mm)L1L2L4BB1B312sh-9JS-126-41143.56393201020500520HH1H3H44 -d89052026530425安装尺寸(mm)LL6L71-81-

11、9b2918.5959750550500710H5H8C4 7990450532第三章、机组基础尺寸的确定两种型号水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础， 则查找上表 计算出基础尺寸。（1） 14Sh-13型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 基础长度L=713+600+893+450=2656mm基础宽度B=710+440=1150mm基础高度=1.03m3 1000 十 1520 )H =24001.15滅 2.656经比较取基础高度为1.0m（2） 12Sh-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 基础长度L=693+320+959+450=2368mm

12、基础宽度B=710+440=1150mm基础高度3（773+1660 ）H1.16m2400 x 1.15 汇 2.368经比较取基础高度为1.2m第四章、吸水管路与压水管路计算为了合理的利用水泵的允许吸上真空高度，每台泵都设置独立的吸水管以及压水管。（1）已知一台14Sh-13型水泵的最大工作流量为410L/S。为水泵吸水管和压水 管所通过的最大流量。初步选定吸水管管径为DN=600m，压水管管径为DN=500mm当吸水管 DN=600m时，流速 v=1.45m/s （在 1.2-1.6m/s 的范围内）。i=4.5 %。 压水管 DN=500m时，流速 v=2.09m/s （在 2.0-2

13、.5m/s 的范围内）。i=12%。（2）已知一台12Sh-9型水泵的最大工作流量为 270L/S。为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量。初步选定吸水管管径为DN=500m，压水管管径为DN=400mm当吸水管DN=500m时，流速v=1.37m/s （在1.2-1.6m/s的范围内）。i=5.1 % 压水管 DN=400m时，流速 v=2.15m/s （在 2.0-2.5m/s 的范围内）。i=17 %（3） 横向联络管的流量为三台大泵并联流量，每条输水管按最大总流量的75% 考虑。本设计采用DN=800m的钢管。第五章、机组与管道布置（1）为了布置紧凑，充分利用建筑面积，水泵机组采用单排顺

14、列式布置。由于 管径较大，相应的连接配件（如三通，大小头等）没有全国通用的标准系列产品， 本设计中便采用了一些自制配件，在其他设计中，以选用全国通用标准产品为宜。 详细的管道附件见下表5-1和5-2。表5-1 14sh-13型吸压水管名称型号规格主要尺寸mm喇叭口DN60C钢制90弯头DN600L=600 D=600蝶阀DN600 D3T41X-6-10L=500 W=544kg偏心渐缩管DN60CX DN350L=650同心渐扩管DN35CX DN500L=450同心渐扩管DN50X DN800L=750缓闭止回阀DN500 HH44T-10L=600十字管DN80X DN800L=800

15、D=80090弯头DN800L=800 D=800电动蝶阀DN500 DX941X-10L=350 W=544kg表5-2 12sh-9型吸压水管名称型号规格主要尺寸mm喇叭口DN50C钢制90弯头DN500L=500 D=500蝶阀DN500 D40X-0-5L=400 W=112kg偏心渐缩管DN50X DN300L=550同心渐扩管DN30X DN400L=350同心渐扩管DN40X DN800L=950缓闭止回阀DN400 HH44T-10L=500十字管DN80X DN800L=800 D=80090弯头DN800L=800 D=800电动蝶阀DN400 DX941X-10L=310

16、 W=450kg(2) 机器间长度因电机功率大于55kw,故基础间距取为1.5m。基础与墙壁间取为1.2m。 除6台水泵外，机器间左端按最大一台机组布置， 设一块检修场地，平面尺寸为 4.0m x 3.0m。则机器间总长度为：L=5 x 2.656+2 x 2.368+1.2+1.2+4 x 1.5+4.0=29.21m机器间宽度吸水管蝶阀距墙取1.0m,压水管蝶阀一侧留1.2m宽的管理道路。水泵 基础与墙壁净距按水管配件安装的需要确定。B=1.0+0.5+0.65+0.45+0.6+0.35+1.2+1.15=5.9m考虑到水泵出水侧是管理、操作的主要通道，水泵基础与墙壁净距不宜小于 3m,

17、机器间采取标准预制构建屋面梁，机器间平面尺寸最后确定为长31.8米，宽为6.2米。(4) 管路敷设为便于与室外冻土层下管道平接，室内管道均设在管沟内，沟顶加0.15m厚的钢筋混凝土盖板，与室内地坪齐平(5) 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。吸水井最低水位：Hmi n=128m最高水位：Hmax=128+4.5=132.5m水泵吸水管进口喇叭口大头直径 D( 1.31.5)d，取1.33 x600=800mm 水泵吸水管进口喇叭口长度 L( 3.07.0) x (D-d )取3.5 x200=700mm 喇叭口距吸水井井壁距离(0.751.0)D，取0.9 x 800

18、=720mm喇叭口之间距离(1.52.0)D，取 1.87 x 800=1500mm喇叭口距吸水井井底距离0.8D，取0.8 x 800=640mm喇叭口淹没水深h (0.5 1.0)m，取1.0m吸水井井底标高为128-1.0-0.64=126.3m所以，吸水井初定长度为720x 2+800x 6+5x 1500=13.74%初定宽度为720x 2+800=2.24m因为吸水井中蓄水量需要满足最大泵3分钟的抽水量。即410x 3x 60=73800L/s=73.8m3。而初定吸水井枯水期的蓄水量为(128-126.3) x 13.4 x 2.24=53.32m3,初定吸水井面积不满足用水需要

19、，调整为长27.8m,宽2.3m。第六章、吸水管路和压水管路中水头损失的计算(1)水泵安装高度的验算根据管路布置初定的吸水管顶高为 132-1.6=130.4m，查样本，由水泵外形 尺寸可知，14Sh-13型泵的轴线泵轴中心线高于进水管中心 320mm则其泵轴标 高 130.4-1/2 x 0.6+0.32=130.42m，安装高度为 HL=130.42-126.3=4.12m。同理，12Sh-9型泵的轴线中心线高于进水管中心 265mm则其泵轴标高FLs=130.42-1/2 x 0.5+0.265=130.415m。为使泵房地面取平，按HU=4.12m验算。(取较小H者)水泵进口参数详情

20、见表6-1。表6-1 水泵进口参数水泵型号进口直径(mm)进口流速(m/s)H (m)流量L/s14Sh-133503.953.538012Sh-93003.534.5250因当地海拔高度为136.7m,故近似可取H=5.5m。水泵安装高度校核如下:DN600的吸水管长Li=5m i=4 %o。沿程水头损失为5X 0.004=0.02m吸水管路局部水头损失见表6-2。表6-2吸水管路局部水头损失管径管件阻力系数Z最大流量流速水头损失DN600喇叭口0.564101.450.05990弯头1.014101.450.107蝶阀0.154101.450.016600X 350偏心渐缩管0.24103

21、.950.157合计0.336m则吸水管路水头损失之和为 0.02+0.336=0.356m。2水泵允许最大安装高度 Hss二Hs -3hs -土 =4.34Hs4.12m,满足要求。2g(2)复核水泵与电机取最不利的压水管路，管长L2=20m i=6.6 %。沿程水头损失为20 X0.0066=0.132m。压水管路局部水头损失见表6-3。表6-2压水管路局部水头损失管径管件阻力系数Z最大流量流速水头损失DN500止回阀1.74102.090.374蝶阀0.154102.090.033DN800十字管0.24100.810.00690弯头0.964100.810.032500X 800渐扩管

22、0.424102.090.093350X 500渐扩管0.214104.260,194合计0.732m则吸水管路水头损失之和为 0.132+0.732=0.864m。则吸压水管总水头损失 Zhs Zhd =0.356+0.864=1.22m。则水泵的实际扬程为 H=(136.7-132)+24+14.7+1.22+2=46.62m。第七章、消防校核Q=90+991.25=1081.25L/sH=(136.7-132)+24+17.64+1.22+2=49.56m当备用泵与最高时运行水泵同时启动时，为四台14Sh-13和两台12Sh-9并联工作。在水泵综合性能图上绘出六个泵并联总和Q-H曲线，与

23、参考管道系统特性曲线的交点为 Q=1081.25L/s , H=49.56m说明所选水泵机组能够适 应设计地区的消防灭火要求。第八章、各工艺标高的确定和泵房筒体高度计算14sh-13型水泵泵轴标高为130.42m，由外形尺寸表可查得泵轴至基础顶面距离H=0.62m泵基础顶面标高=泵轴标高-泵轴至基础顶面距离=130.42-0.62 = 129.8m基础高出泵房底0.5m计，可得泵房室内地坪高程为129.8-0.5=129.3m其他工艺标高见表8-1表8-1工艺标咼(m)水泵型号进水管管 中心标高泵轴至基础顶面咼度泵轴中心 线咼于进 水管管中 心距离泵轴中心 线咼于出 水管管中 心距离泵轴标高出

24、水管管中心标高14sh-13130.10.620.3200.383130.42130.03712sh-9130.150.890.2650.304130.415130.111泵房室内地坪高程为129.3m,室外地面高程为132m故泵房为半地下式。地下部分高度为132-129.3=2.7m。已知控制点标高为136.70m,泵房分为地上部分和地下部分，已知地面以下 部分2.7m，地面以上的建筑高度根据起重设备及起吊高度，采光及通风要求可 约为 8.6m，贝U泵房总高 H=2.7+8.6=11.3m。所以泵房的高度为H=11m为了以后的发展需要，取 H=12m第九章、附属设备的选择(1) 起重设备最大

25、起重量为 YR1000-10/1430 型电动机重量 W=9700kg最大起吊高度为8.12+2.0=10.12m (其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度)。选用环形吊车。(2) 排水设备设潜水排污泵2台，一用一备。容积为1.4 X 1.0 X 1.5 = 2.1m3。选取350QW15-7-0.75型潜水排污泵。参数为 Q=15m/h ; H=7mn=2820r/min ;N =0.75kW。(3) 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冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35-11型轴流风机(叶轮直径700mm转速960r/min,叶片角度15度，用量1012