泵与泵站课程设计计算案例

40000m³/d500)<泵与泵站>计算说明书1、总述城市最高日用水量为40000m³/d，消防水量按30L/s考虑。吸水井最高水位标高为17.70m，最低水位标高为14.20m。管网最不利点地面标高为20.00m，管网起点至最不利点水头损失为12.00m17.50m。2、水泵机组的选择〔1〕水泵设计流量及扬程Q=K

Qd=1.6×4104

(m³/h)=1.6×4104

=740.74(L/s)h24 24 24 3600H=H

’+HST

sev

+Σh

+Σh输

+Σh网

+安全水头QQ370.37L/s，2(1),P400,11-11,查得1000i=9.36，V=1.88L/s管径500mm,P334,由表11-5,差得比阻A=68.39L/s,由11-6查的,K=1.0(v>1.2m/s),所以KΣh=ixl=9.365004.68(m)输 1000所以H(20.0014.20)20.004.6812.002.002.0046.48(m)〔2〕用水泵综合性能图选择几台水泵并联工作来满足最高时用水流量和扬程需要作。当Q=30L/s时，泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也较小，假定三者之和为2m，则相应的水泵的扬程为：H(20.0014.20)20.002.002.0029.80(m)Q=740.74L/s，H=46.48m和Q=30.00L/s，H=29.80m，在水泵综合性能图上(书本P152)确定两点连接成参考管道特性曲线，选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联。通过比较，选用两台14Sh-13，一台10Sh-9型水泵并联，且选用一台14Sh-13型水泵为备用泵〔见表1。1水泵性能(可以查阅SH供)可以参考:上海长申泵业有限责任公司SH型泵性能参数或者东莞冠星水泵水泵型流量 扬程 转速 轴功率 效率 允许吸上真重量号/(L/s) /m /(r/min) /kW /% 空度值H/msW/kgp10Sh-9120~18032~43 1450 55-67 75-83 642814Sh-13270~39037-50 1470 147-18980-84 3.51105h h hS 输 网 Q2

19.16(0.74074)2

( h34.92Q2)即管道特性曲线方程为HHST

SQ225.834.92Q2将水泵特性曲线及管道特性曲线均绘于坐标纸上，两条曲线会相交于一点,这个点就是最正确工况点,看这个点是否在所需的流量和扬程范围内,结果复符合条件(检验其效率).得出结论：上述方案可行。〔3〕电机配置11册，P55,11-19,泵外形及安装尺寸,假设没有,可以依据厂家供给的水泵配套的电机号,去获得电机的功率,重量,转速,轴功率等资料2.水泵型轴功率2电机配置〔查电机的型号〕转速 电机功率重量电压(V)电机型号号/kW/(r/min) /kWW/kgm10Sh-955-671450 Y280S-475 7597038014Sh-13147-1891470 Y225M-445 5515203803、机组布置和根底设计〔1〕机组布置承受单行顺列布置，便于吸、压管路直进直出布置，削减水力损失，同时也可简化起吊设备。〔2〕根底尺寸P166根底依据厂家供给样本，10Sh-914Sh-13均不带底座给排水手册11,P55,泵的安装尺寸,见图1-15,表1-21或者可以在网上查阅相应的泵和电机的外型尺寸)，3。3根底尺寸水泵型号L/mmB/mmH/mm10sh-998952075414Sh-1312091040854其中LL+400，B’=B+400W=W+W

，根底深度H

3.0*(11051520)

1.42m，2400kg/m³。p m LB 1.609*1.440*24004、吸水管路和压水管路设计用半地下式。每台水泵设有独立的吸水管直接从吸水井吸水，各泵压水管出泵房后，在闸阀井内以横向联络管相接，且以两吸水井中最高水位为17.70m，此时水泵为自灌式引水，吸水管吸水井最低水位为14.20m，此时水泵为吸入式引水，需要相应的引水设备，管路布置如右图1。管径计算一台水泵单独工作时，其流量为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，依据单泵运行流量初步选定吸水管和压水管管径，一般吸水管径比压水管径大一号，计算结果见表4.可以查阅给排水设计手册1---P3644吸水管和压水管管径计算吸水管压水管水泵型流量号/(L/s)管径/mm流速1000i 管径/mm/(m/s)流速/(m/s)1000i10Sh-91805000．88 2．11 4001．396．6814Sh-133906001.34 3．66 5001．939．56可知，横向联络管的流量应为两台大泵并联流量Q=780L/sd=600mm，则v=2.76m/s1000i=15.875%考虑，即Q=7800.75=585.5L/sd=500mm，v=2.95m/s，1000i=23.0。附表:吸水管的设计流速建议承受以下数值：①管径小于250mm时，为1.o～1.2m/s；250～1000mm1.2～1.6m/s；③管径大于1000mm时，为1.5～2.om/s。压水管的设计流速建议承受以下数值：①管径小于250mm时，为1.5～2.om/s；250～1000mm2.0～2.5m/s；1000mm2.0～3.0m/s。管路附件选配附件见表5()横向联络管与输水管选用Z41T-10型闸阀，DN500，L=540mm，W=681kg。5、泵房机器间布置名称10Sh-9型号规格5管路附件选配主要尺寸 名称14Sh-13型号规格主要尺寸喇叭口DN500喇叭口1DN600190°弯头DN500R=500mm 90°弯头DN600R=600mmL=500mmL=600mm手动蝶阀D40X-0.5L=225mm 摇杆传动蝶D3T41X-6-10L=390mmDN500W=112kg 阀DN600W=544kg偏心减缩管DN500×300L=810mm 偏心减缩管DN600×350L=840mm同心渐扩管DN300×400L=790mm 同心渐扩管DN350×500L=830mm球形补偿DN400L=700mm 球形补偿DN500L=844mm缓闭止回阀HH44T-10L=900mm 缓闭止回阀HH44T-10L=1100mmDN400DN500电动蝶阀DX941X-10L=310mm 电动蝶阀DX941X-10L=350mmDN400W=450kgDN500W=600kg90°弯头DN400R=400mm 90°弯头DN500R=500mmL=400mmL=400mmL=500mm同心渐扩管L=260mm十字管DN500L=1000mm〔1〕A、相邻两个机组根底间净距：电机容量≤550.8电机容量＞551.2B、相邻两个机组的突出局部间的净距以及突出局部与墙壁间的净距：电机容量≤550.7电机容量＞551.0还应保证泵轴和电机转子在检修时能拆卸。C、泵房主要通道宽度不小于1.2D0.5米的通道。这局部说明书应当用草图画出布置图式〔教材或给排水手册第3册第284～413页进展布置，并配以简洁的文字说明，表达选用该布置的优点和存在的问题。由于电机功率大于55KW，故根底间距取1.5m，根底与墙壁间距离取1.4m。除44.0m×3.0m，故得机器间总长度为：L31.2091.4231.50.9894.015.916m2机器间宽度吸水管蝶阀距墙取11.2m水泵根底与墙壁净距按水管配件安装的需要确定，故机器间宽度为：B1.00.390.843.8560.830.8441.10.351.29.004m综上，所以机器间平面尺寸最终确定为长16m，宽10m。6、吸水井设计 (建筑给排水设计手册—吸水)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：Hmin

=14.2m〔〕水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥〔1.3~1.5〕d1.33×800=1100mm水泵吸水管进口喇叭口长度L3.0~7.－3.80－60600mm喇叭口距吸水井井壁距离≥〔0.75~1.0〕D1.0×800=800mm喇叭口之间距离≥〔1.5~2.0〕D2.0×1100=2.2mm喇叭口距吸水井井底距离≥0.8D，取900mm喇叭口漂浮水深h≥〔0.5~1.0〕m，取1.0m吸水井井底标高：14.20－1.0－1.0＝12.2m吸水井长度为：800×2＋1100×4＋2200×3＝10800mm吸水井宽度为：800×2＋1100＝2700mm所以，初定吸水井长度为10800mm，宽度为2700mm，吸水井高度为6000mm。由于吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，即390×3×60＝70200L＝70.2m³，.故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长15000mm，6000mm。7、泵站内管路的水力计算取最不利路线，按大泵计算〔1〕Σhs吸水管路沿程损失：3.66 hfsil4.510000.02mΣhls

计算结果见表6。6吸水管路局部水头损失计算管道直径/mm管件阻力系数ζ最大流量/〔L/s〕流速v/〔m/s〕水头损失/m喇叭口0.563901.520.06660090°弯头1.013901.520.119蝶阀0.153901.520.018600×350偏心减缩管0.203904.470.204合计Σh=0.407ls吸水管路水头损失：hs

hfs

hls

0.43mΣhd压水管路沿程损失：h

il76.68

4

9.56

0.16mfd 1000 1000Σh计算见表7。d7压水管路局部水头损失计算管道直径/mm管件阻力系数ζ最大流量/〔L/s〕流速v/〔m/s〕水头损失/m350×500渐扩管0.214304.470.214500止回阀1.74302.190.416蝶阀0.154302.190.03790°弯头0.964302.190.235十字管0.24302.190.0492×闸阀0.064302.190.029合计0.98压水管路总水头损失：hhhd fd ldh hp s

hd

0.431.141.57m∴水泵实际扬程枯水位时：H

max

=〔20－14.2〕+20+5.16+12+1.57+2=46.53m洪水位时：Hmin

=〔20－17.7〕+20+5.16+12+1.57+2=43.03m8、消防校核H=〔20－14.2〕+10+5.16+12+1.57+2=42.03mQ=740.74+30=770.74L/s9、水泵安装高度确实定按大泵计：H Hss s

v2h3.5

4.47229.8

0.44H为1.8m。ss

2.04m10、关心设备的选择〔1〕起重设备：最大起重量g选用DL3tMDI

3-9D型电动葫芦，起上升度为9m。引水设备：排水设备：选用50QWDL-15潜水排污泵两台，一备一用，设排水沟。通风设备：承受自然通风。11、泵房各局部标高确实定因H定为1.5014.2014.20+1.50=15.70。ss由14Sh-13H1

=620mm，泵轴中心线高于进水管管中心距离H3＝300mm

为320mm，所以进水管管中心至根底顶面的距离为H－H1 3所以泵根底顶面标高＝泵进水管标高－〔H1

－H〕＝15.40mm3根底高出泵房底按0.2m计，可得泵房室内地坪高程为15.40－0.20＝15.20m泵房室内地坪高程为15.20m，室外地面高程为17.20米，故泵房为半地下式。地下局部高度为17.20－15.20＝2.00m最高设备JS-127-4至室内地坪高度：g[H (HH)]0.2[0.99(0.620.45)]0.21.36m5 1 8取吊物底部至最高一台机组顶距f＝0.5m，g+f=1.86m泵房确定高度为：H=(n+h+h+d+e+f+g)=0.1+0.65+1.15+1.2×〔2.676－1.291+0.99+0.5+1.362=6.412m所以取泵房确定高度为7.0m，其中泵房间高度为5.0m。12、泵房平面尺寸确定依据根底尺寸及其间距，泵房地下局部定为长20m，宽10.1m，依据吊车梁尺寸及其他因素考虑，泵房地面局部长25.30m，宽10