毕业设计（论文）平顶山市给水厂送水泵站设计

毕业设计（论文）--平顶山市给水厂送水泵站设计设计论文设计题目平顶山市给水厂送水泵站设计系别环境与市政工程系专业给水排水工程班级学号024409220学生姓名蒋红宾指导教师朱伟萍谭水成杨广建宋丰明2011年12月29日目录第一章设计任务书 611设计要求 6com设计题目 6com泵站设计水量 6com设计任务 612二级泵站设计资料 713设计内容 714设计成果 7第二章设计计算说明书 821水泵和电机的初步选择 8com二级泵站的组成及特点 8com泵站设计参数的确定 922水泵机组基础的设计 1423水泵吸水管路和压水管路设计 16com吸水管路 16com压水管路 17com管路附件选配 1724布置机组和管道 1825泵房形式的选择 1826吸水井的设计 1827各工艺标高的设计 1928复核水泵和电机 2029消防校核 20210设备的选择 21com引水设备 21com计量设备 21com起重设备 21com泵房的高度 21com防水锤设备 22211泵房建筑高度和平面尺寸的确定 22212设计二级泵站平面图及剖面图 22结束语 23参考文献 24前言水泵站课程设计是这学期的最后一课在紧张而又充实的这次设计中让我学到了很多我的设计任务是平顶山市的给水厂送水泵站依照前面两周平顶山市给水排水管网设计的一些数据如设计流量设计标高等结合水泵与水泵站课堂上老师所讲的知识以及相关的设计资料和设计手册进行设计这样既让我结合了实际又进一步检验了自己在管道设计中设计数据揭露了管网设计中忽略的问题我的送水泵站设计包括送水泵房的长宽确定泵房内泵及附属配件的布置和选用进出水管管径的设计蝶阀闸阀止回阀等阀门及弯头的选用与安装泵的选择等在设计中相关的管径管材以及管道上的安全阀件考虑到经济因素确定泵房高度根据流量选取水泵和电机原则就是经济安全泵房设计时注意泵房的排热因此设置了较大的窗户以便排除热空气我在绘制设计图中的相关阀件时参考了相关图集力求做到接近真实由于是第一次接触泵房设计其中的问题和纰漏还望老师给予指出PrefacePumpingstationdesignisthelastlessonInatenseandfulfillingthisdesigntoletmelearnalotMytaskistodesignthePingdingshancitywatersupplypumpstationinaccordancewiththeprecedingtwoweeksPingdingshancitywatersupplyanddrainagedesignofsomedatasuchasdesignflowdesignelevationcombinationofwaterpumpandwaterpumpstationclassteachersknowledgeandrelateddesigndataanddesignmanualdesignThisismeacombinationofpracticalandfurthertestthemselvesinthepipingdesigninthedesigndataexposingthepipenetworkdesignproblemsignoredThepumpstationdesignincludingapumphouselongwidedeterminepumpandaccessoriespumproomlayoutandselectionofinletoutletpipedesignbutterflyvalvegatevalvecheckvalveandothervalvesandbendsintheselectionandinstallationofpumpselectionInthedesignofpipediameterpipeandassociatedpipingsafetyvalvesconsidereconomicfactorsdeterminethepumpingheightaccordingtotheflowselectionofpumpandmotorprincipleofeconomicsecurityThepumpingstationdesignattentiontopumpheatthussettingalargerwindowinordertoeliminatehotairIamdrawingdesignofrelevantvalvesofreferenceoftherelatedatlasandstrivetoachieveclosetorealitybecauseitisthefirsttimetocontactpumpdesigntheproblemsandflawsstillhopetheteachergivesthepoints第一章设计任务书11设计要求com设计题目平顶山市给水厂送水泵站设计com泵站设计水量197400m3dcom设计任务城市送水泵站技术设计的工艺部分⑴根据水量水压变化情况选泵工作泵和备用泵型号和台数⑵泵房型式的选择

⑶机组基础设计平面尺寸及高度⑷计算水泵吸水管和压水管力直径选用各种配件和阀件的型号规格种及安装尺寸说明特点⑸吸水井设计尺寸和水位⑹布置机组和管道⑺泵房中各标高的确定室内地面基础顶面水泵安装高度泵房建筑高度等

⑻复核水泵及电机计算吸水管及泵站内压水管损关求出总扬程校核所选水泵如不合适则重选水泵及电机重新确定泵站的各级供水量

⑼进行消防和转输校核⑽计算和选择附属设备①设备的选择和布置②计量设备③起重设备④排水泵及水锤消除器等⑾确定泵站平面尺寸初步规划泵站总平面泵房的长度和宽度总平面布置包括配电室机器间值班室修理间等12二级泵站设计资料com泵站的设计水量197400m3dcom管网设计的部分成果①根据用水曲线确定的二级泵站工作制度分2级工作第一级从5时到20时每小时占全天用水量的48第二级从20时到5时每小时占全天用水量的311②城市的设计最不利点的地面标高6901米建筑层数7层自由水压32米③管网平差得出的泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失为88米④消防流量为288m3h消防扬程为1363米⑤清水池所在地面标高为63米清水地最低水位在地面以下01米com城市冰冻线为02米最高温度为35～40℃最低温度为-8～8℃com泵站为双回路供电电压等级为380v10kv13设计内容平顶山市城镇给水厂扩初设计14设计成果1说明书包括设计依据机组选择台数泵站形式和建筑面积启动方式等2计算书写明计算过程并附必要草图3图纸泵站平剖面图各一张比例1∕50～1∕200第二章设计计算说明书21水泵和电机的初步选择com二级泵站的组成及特点com1二级泵站的组成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吸压管路指水泵的吸水进水管路和压水出水管路水泵通过吸水管从吸水井池中吸水经水泵加压后通过压水管路送至用户3引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起重设备指泵站内设备及管道安装检修用的吊车电动葫芦等设备5排水设备指排水泵排水沟集水坑等用以排除泵站地面污水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机等设备8电气设备指变配电设备9防水锤设备指水锤消除器等10其他设备包括照明通信安全与防水设施等在泵站中除设有机器间安装水泵机组的房间外还设有高低压配电室控制室值班室修理间等辅助房间com2二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储存清水池中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吸水井送水泵站输配水管网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混凝土结构com泵站设计参数的确定com1流量的确定泵站一级工作时的设计工作流量Q1197400×48％94752m3h2632Ls泵站二级工作时的设计工作流量Q1197400×311％613914m3h170532LsH534328824814m其中H泵站所需扬程m地形高差m自由水压m∑H总水头损失m∑h泵站内损失初步估计为2mcom选择水泵com1水泵选择的基本原则选泵要点1大小兼顾调配灵活在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22应保证泵的正常吸水条件在保证不发生气蚀的前提下应充分利用泵的允许吸上真空高度以减少泵站的埋深降低工程造价3应选用效率较高的泵如尽量选用大泵因为一般而言大泵比小泵的效率高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①在不允许减少供水量的情况下例如冶金工厂的高炉与平炉车间的供水应有两套备用机组②允许短时间内减少供水量情况下备用泵只保证供应事故用水量③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④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常运行的工作泵相同5如果给水系统中具有足够大容积的高地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com2管路特性曲线可用管路特性曲线进行选泵先求出管路特性曲线方程中的参数因为HST534323734m所以因此为了方便日后水泵的管理和维修选择三台同样型号的水泵互为备用第一级工作时两台水泵并联工作第二级工作时一台水泵单独工作管路特性曲线关系见下表一表一管路特性曲线关系表Q 500 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 ∑h 039 056 100 156 225 306 399 505 624 H 3773 3790 3834 3890 3959 4040 4133 4239 4358 Q 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3300 3400 3500 ∑h 755 899 1055 1223 1404 1597 1699 1803 1911 H 4489 4633 4789 4957 5138 5331 5433 5537 5645 com3型谱图上初选水泵在型谱图上扬程在4814～4387m流量在87733～56844Ls范围内的泵都可用但应注意扬程接近4814m的水泵应选其中扬程较低的水泵扬程接近4387m的水泵应选其中扬程较高的水泵其台数应满足流量变化的要求从而制定选泵方案从S型谱图上查到适合本设计的水泵型号有600s47和800s76J查给水排水设计手册S型单级双吸离心泵的性能可得下表表二两种S型单级双吸水泵性能表型号 流量Qm3h 扬程Hm 转速nrmin 轴功率NkW 效率％ 允许吸上真空高度Hsm 泵重kg 600s47 2160 56 970 412 80 81 3850 3170 47 461 88 3600 40 456 86 800s76J 3000 54 585 551 80 4 7888 4400 49 675 87 5500 43 758 85 com4水泵选择方案的确定由上表可知两种水泵基本上都能满足水厂的需求按照型号尽量统一的条件下初步定出两种方案方案一四台600s47水泵三用一备方案二四台800s76J水泵三用一备分别画出两种水泵的供水性能分析图分析各工况下两个方案的技术指标方面的合理性见下图12图一600s47供水性能分析图图二800s76J供水性能分析图由上面两个图可以做出各方案在各种工况下水泵的性能表见下表3表三水泵性能表水泵运行开机

型号及台数 水泵工作

流量Ls 扬程范围m 扬程浪费

范围m 水泵效率％ 水泵扬程 需要扬程 600s473台 2580～3040 52～54 52～48 0～6 80～85 600s472台 ＜2580 48 48 0 80～85 800s76J3台 1920～2650 48～55 48～44 0～11 80～86 800s76J2台 ＜1920 44 44 0 80～86 外形尺寸 进口法兰尺寸 出口法兰尺寸 L b H3 DN1 D01 D1 DN2 D02 D2 800s76J 2750 2285 2150 800 950 1015 600 725 780 图三800s76J型单级双吸离心泵外形尺寸图表五14sh-9型单级双吸离心泵不带底座安装尺寸表mm型号 电动机尺寸 L1 H h B A 800s76J 3454 1125 930 875 640 型号 L L2 出口锥管法兰尺寸 800s76J 860 500 350 460 505 图四14sh-9型单级双吸离心泵不带底座安装尺寸图800s76J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电机长泵总长5170㎜基础宽度B＝水泵和电机最外端螺孔间距宽度方向取大者400～500基础高度H4×78887370517×215×2400≈25m其中W水泵水泵重量kgW电机电机重量kgL基础长度mB基础宽度mρ基础密度kgm3混凝土密度ρ＝2400kgm3最终确定水泵占地L×B×H517m×215m×25m23水泵吸水管路和压水管路设计当泵站为一级供水时三台800s76J型单级双吸离心泵并联工作其流量Q94752m3h2632Ls单台水泵出水量Q8773Ls当泵站为二级供水时二台800s76J型单级双吸离心泵并联工作其流量Q61392m3h170532Ls单台水泵出水量Q8526Ls水泵吸压水管所通过的流量应按Q8773Ls最大设计管材采用钢管com吸水管路com1吸水管路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是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取一下措施1为保证吸水管路不漏气要求管材必须严格2为使水泵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3吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊4吸水管安装在吸水井内吸水井有效容积应不小于最大一台泵5min的抽水量5吸入式工作的水泵每台水泵应设单独的吸水管6当吸水池水位高于水泵轴线时吸水管上应设闸阀以利于水泵检修7当水中有大量杂质时喇叭口下面应设置滤网8吸水管设计流速一般为DN＜250mm时v10～12msDN≥250～1000mm时v12～16msDN＞1000mm时v15～20mscom2吸水管管径当Q8773Ls时由钢管水力计算表查得管径D900mm流速V138ms单位管段的水头损失i235‰com压水管路com1压水管路布置要求对压水管路的基本要求是耐高压不漏水供水安全安装及检修方便1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处采用法兰接口2为了避免管路上的应力传至水泵以及安装和拆卸方便可在压水管路适当位置上设补偿接头或可挠性接头3离心泵必须要关闸启动4当不允许水倒流时需设止回阀5压水管设计流速为DN＜250mm时v15～20msDN≥250mm时v20～25mscom2压水管管径当Q8773Ls时由钢管水力计算表查得管径D700mm流速V229ms阻力系数i890‰com管路附件选配压水管上配置DN600mm700mm同心渐放管四个ξ019L350mm钢制焊接90度弯头两个钢制异径四通两个对夹式传动蝶阀四个L156mm止回阀四个ξ006L1700㎜吸水管上配置DN900mm800mm偏心渐缩管四个ξ018L350mm钢制焊接90度弯头两个闸阀四个ξ006L780㎜24布置机组和管道水泵机组布置的基本要求是供水安全可靠管道布置简短安装与维护方便机组排列整齐起重设备简单并留有扩建余地常见的布置形式有1纵向排列适用于IS型单级单吸悬臂式离心泵采用这种排列形式可以使吸水管保持顺直机组布置较为紧凑整齐检修方便泵房长度较小但宽度较大IS型水泵轻可以用移动式吊装设备2横向排列泵轴线呈一直线布置横向排列这种布置形式适用于侧向进水侧向出水的Sh型双吸式水泵进出水管顺直水力条件好这种布置形式虽然泵房长度大些但跨度小吊装设备采用单轨吊车即可3横向双行排列横向双行排列这种排列更为紧凑节省建筑面积泵房跨度大起重设备需考虑采用桥式行车适用于泵房中机组较多的圆形取水泵站但这种布置形式两行泵的转向从电机方向看去是彼此相反的因此在泵订货时应向水泵厂特别说明以便水泵厂配置不同转向的轴套止锁装置我选择的是横向排列各个间距尺寸要求见课本P11625泵房形式的选择根据清水池最低水位标高H6367m和水泵Hs4m的条件确定泵房为矩形地面式泵房东侧设有大门检修间和值班室西侧设有配电室等26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＝清水池最低水位－清水池至吸水井水头损失＝6367-199＝6158m具体尺寸要求为1吸水管进口淹没水深h≥0510m否则应设水平隔板水平隔板长为2D或3dD为喇叭口大头直径d为吸水管直径取h1m2吸水管进口应设喇叭口以便吸水管进口水流平稳减少损失①喇叭口大头直径D1315d13d1200㎜其中d为吸水管直径②喇叭口的长度为L3570D-d1200㎜③喇叭口下缘距吸水井井底距离≥08～10D960㎜④喇叭口距吸水井井壁距离≥075～10D1200㎜⑤喇叭口之间的距离≥15～20D2400㎜所以考虑水泵机组之间距将吸水井长度确定为23400mm吸水井宽度为4080mm吸水井高度为3420mm包括超高300经计算吸水井有效容积为3625m3大于泵站一台泵5min的抽水量为2632m3故满足要求27各工艺标高的设计800s76J型水泵允许吸上真空高度Hs可在水泵性能曲线上查得当Q8773Ls时Hs4m水泵允许安装高度吸水管长度暂按10m估算其沿程水头损失iL235‰×1000235m局部水头损失式中吸水管进口喇叭口局部阻力系数取0190°弯头局部阻力系数取068阀门局部阻力系数取006偏心渐缩管局部阻力系数取018V吸水管中流速138msV1水泵进口处流速18ms吸水管总水头损失为∑hsiL002350111401349m但考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等为安全起见所以取则1泵轴标高＝吸水井最低水位Hss＝61582576415m2基础顶面标高＝泵轴标高-泵轴至基础顶面高度H1＝6415-061＝6354m3泵房地面标高＝基础顶面标高-030＝6354-0266328m28复核水泵和电机根据已经确定的机组布置和管路情况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泵房内管路水头损失∑h泵站内∑hs∑h其中吸水管总水头损失∑hs142m压水管总水头损失∑hdiL11×890‰×200196m系数11表示压水管路中局部损失按沿程损失的10计算所以水泵扬程与估计扬程基本相同说明选定的水泵机组合适29消防校核消防时泵站的供水量Q火QdQx26322402872Ls消防时泵站的扬程其中HST泵静扬程m∑h总水头损失m∑h泵站内泵站内损失m根据和在附图上绘制泵站在消防时需要的水泵工况点X时发现X点在三台水泵并联特性曲线的下方所以三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满足消防灭火的要求210设备的选择com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量110×025845×1033｛300×1033-257｝00457m3s其中真空泵的最大排气量m3s漏气系数105～110最大一台水泵泵壳内空气容积m3吸水管中空气容积一个大气压的水柱高度取1033水泵引水时间h一般取5min离心泵的安装高度m真空泵的最大真空度mmHg其中真空泵的最大真空度mmHg离心泵的安装高度m最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差根据和选取SZB-8型水环式真空泵2台一备一用布置在泵房靠墙边处com计量设备在吸水管上设真空表型号为LD1200-A测量范围为0～760mmHgcom起重设备800s76J型水泵的重量7888KgY800-101180型