某泵站设计说明

泵站设计说明一、总述设计一供水能力为近期10万m3/d,远期15万m3/d的泵房,原水水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形以及决定采用固定式泵房吸水井抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。取水头部到吸水井的距离为100m，水头损失0.4m。水源洪水位标高为73.2m（1％频率）；枯水为标高65.5m（97％频率）；常年平均水位标高68.2m。净水厂混合井水面标高为95.20m，取水泵房到净水厂管道1000m。二、设计流量的确定考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.05，则：近期设计流量为Q＝1.05×100000/24＝4375m3/h＝1.215m3/s远期设计流量为Q’=1.05×150000/24=6562.5m3/h=1.8229m3/s三、自流管设计设计流量Q1＝Q’/2=0.91145m3/s取经济流速v＝1.0m/s，计算得D＝1076mm查手册，采用两条DN1020×10钢管作为原水自流管，流速v＝1.16m/s，1000i＝1.45当一条自流管检修时，另一条管应通过75％设计流量，即：Q2＝75％Q’＝1.3672m3/s，查得：V=1.76m/s,1000i=3.31取水头部到吸水间水头损失：0.4+1.1×3.31×103×100＝0.731m四、水泵设计流量及扬程洪水位时Hst＝95.20－73.2+0.731＝22.731m枯水位时Hst＝95.20－65.5+0.731＝30.431m输水干管中的水头损失Σh设采用两条DN1020×10钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％的设计流量，即Q＝75％Q’=4921m3/h,查得V＝1.76m/s，1000i＝3.31。所以Σh＝1.1×3.31/1000×1000＝3.641m（1.1是包括局部损失而加大的系数）。本站内管路中的水头损失hp粗算为2m则水泵设计扬程为：设计枯水为时，Hmax＝30.431+3.641+2+2＝38.072m设计洪水位时，Hmin＝22.731+3.641+2+2＝30.372m水泵设计流量Q＝Q’/3=2187m3/h＝0.608m3/s五、水泵机组选择近期三台20sh－13型水泵（Q＝1550～2410m3/s，H＝40～30m，N＝206～246.5，Hs＝4m），两台工作，一台备用。远期增加一台同型号水泵，三台工作一台备用。根据20sh－13型水泵的要求选用JS137-6电动机（280kw，6kv，水冷式）。机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，计算出20sh－13型水泵机组基础平面尺寸为2795×1190，机组总重量W＝Wp＋Wm＝23400+19000＝42400N机组深度H＝3.0×42400/(2.795×1.19×23520)＝1.626m，基础实际深度连同泵房地板在内应为2.626m。六、吸、压水管的设计每台水泵有单独的吸水管与压水管：1）吸水管：Q1＝1.8229/3＝0.6076m3/s＝2187m3/h查手册采用DN820×10钢管，则V＝1.21m/s，1000i＝2.112）压水管：Q2＝2187m3/h查手册采用DN630×10钢管，则V＝2.09m/s，1000i＝8.87七、机组及管路布置如图所示，为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独得吸水管，压水管引出泵房候量量连接起来。水泵出水管上设有电动蝶阀（D940X-0.5）和手动蝶阀（D40X-0.5），吸水管上设手动闸板闸阀（Z445T-10）.为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1000输水管用DN1000蝶阀（D40X-0.5）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D40X-0.5）一个。八、泵站内管路的水力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ΣhsΣhs＝Σhfs+ΣhlsΣhfs＝l1×is＝4.543×0.0021＝0.00959mΣhls＝(ζ1+ζ2)•V22/2g＋ζ3•V12/2g式中：ζ1――吸水管进口局部阻力系数，ζ1＝0.5；ζ2――DN800闸阀局部阻力系数，按全开考虑，ζ2＝0.06；ζ3――偏心渐缩管DN800×700，ζ3＝0.81。Σhls＝0.56×0.0746＋0.81×0.127＝0.145m故Σhs＝Σhfs+Σhls=0.00959+0.145=0.15459m2)压水管路水头损失ΣhdΣhd=Σhfd+ΣhldΣhfd=(l2+l3+l4+l5)•i800+l6•i1000=(4.822+1.529+4.191+2.907)×0.00887+1.837×0.00331＝0.135mΣhld=ζ4•V42/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)•V52/2g+(ζ11+2ζ12+2ζ13)V112/2g式中ζ4――DN500×600渐放管，ζ4＝0.11；ζ5――DN600钢制45°弯头，ζο5＝0.51；ζ6――DN600电动蝶阀，ζ6＝0.06；ζ7――DN600伸缩接头，ζ7＝0.21ζ8――DN600手动蝶阀，ζ8＝0.06；ζ9――DN600钢制90°弯头，ζ9＝1.01；ζ10――DN600×1000渐放管，ζ10＝0.33；ζ11――DN1000钢制斜三通，ζ11＝0.05；ζ12――DN1000钢制正三通，ζ12＝0.1；ζ13――DN1000蝶阀，ζ13＝0.06。Σhld＝0.11×0.49＋（2×0.51＋0.2＋0.21＋0.2＋2×1.01＋0.33）×0.22＋（0.05＋2×0.1＋0.2×2）×0.031＝0.888m故Σhd=0.135＋0.888＝1.023m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：Σh＝Σhs+Σhd＝0.15459＋1.023＝1.178m因此，水泵的实际扬程为：设计枯水位时：Hmax＝30.431+3.641+1.178+2＝37.25m设计洪水位时：Hmin＝22.731+3.641+1.178+2＝29.55m由此可见，初选水泵机组符合要求。九、辅助设备的选择与布置1）起重设备最大起重为JS137-6型电动机重量Wm＝2340kg，最大起吊高度为12.171+2.0＝14.171m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度）。选用DL型电动单梁桥式起重机（起重量为3t，跨度为19.5m，起重高度为18m）。2）引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。3）排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程11.171m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在17m左右，可选用IS80-65-125A型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机Y112M-2。(380v,2890r/min,8.2A,4000W,η＝85.5％)4）通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空－空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为≈9646m3/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25°，配套电机JO2-21，N＝0.8kw）。5）计量设备在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。十、泵站各部分标高的确定1）水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为64.796m，为保证吸水管吸水，取吸水管的中心标高为63.129m（吸水管上缘的淹没深度为64.796－63.129－D/2＝1.24m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为63.129－（D/2+0.7）＝62.029m。洪水位标高为73.2m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为73.2+1.0＝74.2m。故泵房筒体高度为：H＝74.2－62.029＝12.171m2）泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为12.171m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2