取水泵站的设计

目录HYPERLINK\l"_Toc217626202"一、设计说明书书1HYPERLINK\l"_Toc217626203"<一>工程概述述1HYPERLINK\l"_Toc217626204"二、设计概要11HYPERLINK\l"_Toc217626205"三、设计计算22HYPERLINK\l"_Toc217626206"<一>设计流流量的确定和和设计扬程估估算：2HYPERLINK\l"_Toc217626207"<二>、初选泵泵和电机3HYPERLINK\l"_Toc217626208"<三>、吸水管管路的设计77HYPERLINK\l"_Toc217626209"<四>、压水管管路的设计88HYPERLINK\l"_Toc217626210"<五>、水泵间间布置9HYPERLINK\l"_Toc217626211"<六>水泵房安安装高度111HYPERLINK\l"_Toc217626212"<七>辅助设备备设计13HYPERLINK\l"_Toc217626213"四、参考文献115一、设计说明书书<一>工程概述述(一)工程概括括市因发展需要，原原有的第一水水厂已不能满满足居民的用用水要求，因因此，规划设设计日产水能能力为9.5万m3的第二水厂厂，给水管线线设计已经完完成，现需设设计该水厂取取水泵房。(二)设计资料料市新建第二水厂厂工程近期设设计水量为850000m3/d，要求远期期发展到950000m3/d，采用固定定取水泵房用用两条直径为为800mm的自流管从从江中取水。水水源洪水位标标高为38.000m，枯水位标标高为24.600m。净水构筑筑物前配水井井的水面标高高为57.200m，自流取水水管全长280m，泵站到净净化场的输水水干管全长1500m。自用水系系数α=1.055~1.1，取水头部部到泵房吸水水间的全部水水头损失为10kPa，泵房底板板高度取1~1.55m。二、设计概要取水泵泵站在水厂中中也称一级泵泵站.在地面水水水源中,取水泵站一一般由吸水井井、泵房及闸闸阀井三部分分组成。取水水泵站由于它它靠江临水的的确良特点，所所以河道的水水文、水运、地地质以及航道道的变化等都都会影响到取取水泵上本身身的埋深、结结构形式以及及工程造价等等。其从水源源中吸进所需需处理的水量量,经泵站输送送到水处理工工艺流程进行行净化处理。本本次课程设计计仅以取水泵泵房为例进行行设计，设计计中通过粗估估流量以及扬扬程的方法粗粗略的选取水水泵；作水泵泵并联工况点点判断各水泵泵是否在各自自的高效段工工作，以此来来评估经济合合理性以及各各泵的利用情情况。取水泵泵房布置采用用圆形钢筋混混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。设计取水泵房时，在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗倾覆、防滑波等方面均应有周详的计算。在施工过程中，应考虑到争取在河道枯水位时施工，要抢季节，要有比较周全的施工组织计划。在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。此外，取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，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。对于机组的配置，我们可以暂时只布置三台500S59A型水泵（一台备用，两台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。三、设计计算<一>设计流流量的确定和和设计扬程估估算：(1)设计流流量Q为了减小取水构构筑物、输水水管道各净水水构筑物的尺尺寸，节约基基建投资，在在这种情况下下，我们要求求一级泵站中中的泵昼夜不不均匀工作。因因此，泵站的的设计流量应应为：式中Qr——一级泵站站中水泵所供供给的流量(m3／h)；Qd——供水对对象最高日用用水量(m3／d)；α——为计及输输水管漏损和和净水构筑物物自身用水而而加的系数，一一般取αT——为一级泵泵站在一昼夜夜内工作小时时数。考虑到输水干管管漏损和净化化厂本身用水水，取水自用用系数α=1.055,则近期设计流量为为Q==1.05×=37188.75m3/h=1.0333m3/s远期设计流量为为Q==1.05×=41566.25m3/h=1.1555m3/s(2)设计扬程程HST①静扬程HSTT的计算通过取水部分的的计算已知在在最不利情况况下（即一条条自流管道检检修，另一条条自流管道通通过75%的设计流量量时），从取取水头部到泵泵房吸水间的的全部水头损损失为1m，则吸水间间中水面标高高为38.000-1.000=37..00m,最低水面标标高为0=23.660m,所以泵所需需静扬程HST为：洪水位时，HSST=57.200-37.00=200.20m枯水位时，HSST=57.200-23.60=333.60m②输水干管中的的水头损失∑∑h设采用两条DNN800的铸铁管并并联作为原水水输水干管，当当一条输水管管检修，另一一条输水管应应通过75%的设计流量量（按远期考考虑），即QQ=0.755×41566.25=3117..2m3/h=0.8866m3/s,查水力计算算表得管内流流速v=1.772m/s,,i=4.225‰,所以输水管路水头损损失；=1..1×0.000425××1500=7.01225m(式中1.1包包括局部损失失而加大的系系数)③泵站内管路中中的水头损失失∑h粗估1.8m，安安全水头2m，则泵设计扬程为为：枯水位时：Hmmax=33.60+77.01255+1.8++2=44.41255m洪水位时：Hmmin=20.20++7.01225+1.88+2=31.01255m<二>、初选泵泵和电机(1)管道特特性曲线的绘绘制管道特性曲线的的方程为H=HST++=HST+SQ2式中HST———最高时水泵泵的净扬程，m;———水头损失失总数，m;S——沿程摩阻阻与局部阻力力之和的系数数；Q——最高时水水泵流量，mm3/sHST=33..60m,,把Q=41556.25mm3/h,H==44.41m,代入上式得:S=8..10所以管路特性曲曲线即为:H=HSTT+8.100Q2=33.60+88.10Q22可由此方程程绘制出管路路特性曲线,见图1表1管路特特性曲线Q-H关系表Q(m3/h))0600100017002000∑h(m)0.000.230.631.812.50H(m033.6032.8333.2334.4135.10Q(m3/h))25002800340039004200∑h(m)3.914.907.2310.8012.10H(m)36.5137.5039.8344.4144.70(2）水泵选选择选泵的主要依据据：流量、扬扬程以及其变变化规律①大小兼顾，调调配灵活②型号整齐，互互为备用③合理地用尽各各水泵的高效效段④要近远期相结结合。“小泵大基础”⑤大中型泵站需需作选泵方案案比较。根据上述选泵要要点以及离心心泵性能曲线线型谱图(图2)和选泵参考考书综合考虑虑初步拟定以以下：近期选择三台5500S599A型泵，两台台工作一台备备用，单泵工工况点为（1980，44.5），满足近近期工况的要要求。远期增加一台5500S599A型泵，三台台工作一台备备用。远期三三台水泵并联联时单泵工况况点为(18600,50.006),此时三台泵泵均工作在高高效段工作。图1水泵并并联工况点的的求解图500S59AA型泵基本参参数图2离心泵泵性能曲线图图(3)水泵参参数500S59AA型单能双吸吸式离心式水水泵性能参数数如下：流量Q=15000～2170mm3/s，扬程H=57～39m，转数n=9700r/minn,泵轴额定功功率：N=3333kW，电动机型型号为Y400--54-6型异步电动动机，配电机机功率为400kkw，效率为72%～74%，气蚀余量量：Hs=6mm表25000S59A型水泵外型型尺寸（不带底座）（单单位：m）LL1L2L3BB13510186011675801000810B3AHH1H2H3800710400800370480EhW水泵W电机n—φd80012002235N3000N4—35表3进口法兰兰尺寸表4出口法兰兰尺寸DN1D01D1n1-d150062067020-26DN2D02D2n2-d235046050516-22500S59AA型泵工作曲曲线图500S59AA型泵安装尺尺寸<三>、吸水管管路的设计流量QQ1==13885.52m3/h=0.3855m3/s(2)吸水管路路的要求①不漏气管管材及接逢②②不积气管路安装③不吸气吸吸水管进口位位置④设计流速：管径小于250㎜时，V取1.0～1.2mm/s管径等于或或大于250㎜时，V取1.2～1.6mm/s(3)吸水管管路直径采用DN6000×8钢管，则V=1.332m/s，i=3.556‰(4)吸水管管路的管件布布置<1>喇叭口设设计喇叭口扩大直径径D≥(1.3～1.5)dd=1.4××600=8840㎜取800㎜喇叭口高高度4（D-DN）=4×（800-6600）=800㎜喇叭口距距墙壁的距离离a>((0.75～1.0)DD取a=0.99×800==720㎜取700㎜喇叭口距距室底的距离离h1≥(0.6～0.8)DD=0.755×800==1200㎜喇叭口之之间距离l1≥（1.5～2.0）D=1.55×800==1200㎜喇叭口淹淹没深度h2≥（1.0～1.25）D=1.225×8000=12000㎜喇叭口中中心线与后墙墙的距离C=（0.8～1.0）D=0。9×8000=720取700㎜喇叭口与与进水室的距距离l≥3D=24400㎜<2.>手动闸闸阀采用Z45T—10正齿轮转动动暗杆楔式闸闸阀，其规格格为：500S59AA：DM==700㎜，L=660㎜〈3〉偏心渐缩缩管为了防止吸吸水管积有空空气，所以采采用偏心渐缩缩管，查表得得：500S59AA：DN77005000，L=600㎜,ζ=0.200<4>90°弯弯头500S59AA:DDN600,,T=7000㎜,ζ=1.066<四>、压水管管路的设计(1)流量QQQ1==13885.52m3/h=0.3855m3/s(2)压水管路路要求①要求坚固而不不漏水,通常采用钢钢管,并尽量焊接接口,为便于拆装装与检修,在适当地点点可高法兰接接口。为了防防止不倒流，应应在泵压水管管路上设置止止回阀。②压水管的设计计流速：管径径小于250㎜时，为1.5～2.0mm/s管径等于或大大于250㎜时，为2.0～2.5mm/s③压水管的选取取采用DN4500×6钢管，则V=2.334m/ss，i=16..2‰(3)、压水管管路配件①止回阀采用HH44－10微阻缓闭式式止回阀，其其规格为500S59AA：DN6600，L=11880㎜，ζ=0.399②电动闸阀采用Z945T－10电动暗杆楔楔式闸阀，其其规格为：500S59AA：DN6600,LL=600㎜,W=10018kgg,ζ=0.066③手动闸阀设置在水管管路上的常开开阀门，采用用Z45T－25暗杆闸阀，其规格为：：500S59AA：DNN600,LL=600㎜,W=15540kgg,ζ=0.066④同心渐扩管压水管路上上的渐扩管规规格如下：500S59AA，DN5000600,,L=6000㎜,ζ=0.111⑤设在联络管上上的渐扩管规规格:DN6000800,,L=8000㎜,ζ=0.344DN5000800,,L=8000㎜.ζ=0.311⑥三通管DN55008000,L=11200,ζζ=0.788<五>、水泵间间布置(1)基础尺寸寸确定机组基础的的作用是支撑撑和固定机组组，便其运行行不致发生剧剧烈震动，更更不允许产生生基础沉陷。因因此对基础的的要求如下：：坚实牢固，除能能承受机组的的静荷载外，还还能承受机械械振动荷载。要浇在较坚实的的地基上，不不宜浇在松软软的地基或新新填土上，以以免发生基础下沉或或不均匀沉陷陷。结合以上要点及及所选泵的类类型，本次设设计选用混凝凝土块式基础础。由于所选选泵均不带底底座，所以基基础尺寸的确确定如下：基础长：L=水水泵地脚螺钉钉间距（长度度方向）+（400～500）基础宽：B=水水泵地脚螺钉钉间距（宽方方向）+（400～500）基础高：H=（2.5～4.0）×（W水泵+W电机）/(Lβρ)因此，500SS59A型泵：L==B+L2++L3+（400～500）=10000+11677+580++453=33200㎜B==A+4500=710++450〈B+4500=12500取1250㎜H==3.0×（3000++2235）÷（3.2×11.25×22400）=16300取1700㎜电机基础高HH0=17000+800--400=22100㎜(2)基础布布置基础布置情况见见取水泵站祥祥图。泵机组布置原则则：在不妨碍碍操作和维修修的需要下，尽尽量减少泵房房建筑面积的的大小，以节节约成本。<1>机组的排排列方式采用机组横向排排列方式，这这种布置的优优点是：布置置紧凑，泵房房跨度小，适适用于双吸式式泵，不仅管管路布置简单单，且水力条条件好。同时时因各机组轴轴线在同一直直线上，便于于选择起重设设备。<2>机组与管管道布置本取水泵房采用用圆形钢筋混混凝土结构，此此类泵房平面面面积相对较较小，可以减减少工程造价价。为了尽可可能地充分利利用泵房内的的面积将四台台机组交错并并列成两排，两两台为正常转转向，两台为为反向转向，在在订货时应予予以说明。每每台泵有单独独的吸水管、压压水管引出泵泵房后两两连连接起来。对对于房内机组组的配置，我我们可以采用用近期购买安安装三台500S559A型水泵，两两台工作，一一台备用。远远期需扩建时时，再添加一一台500S559A型水泵，三三台工作，一一台备用。<3>水泵间平平面面尺寸的确确定定水泵机组采采用四台交交错错并列布置置成成两排,泵房采用圆圆形钢筋混混凝凝土结构。横向排列各个部部分分尺寸应满满足足下列要求求：：①D1:进水侧侧泵与与墙壁的净净距距D1≥1000，取D1=12200㎜②B1:出水侧侧泵基基础与墙壁壁的的净距B1≥3000,取B1=30000㎜③A1:泵凸出出部分分到墙壁的的净净距A1=最大设备宽宽度+0.55m=11250++11000==22250㎜取2700㎜④C1:电机凸凸出部部分与配电电设设备的净距C1=电机轴长+0.5m。所所以C1=18860+55000=233660㎜但是,低压配电设设备应C1≥1.5m;高压配电设设备应C1≥2m,C1取2360㎜应该是满满足的。⑤E1:泵基础础之间间的净E1值与C1要求相同,即E1=C11=236600㎜⑥B:管与管之之间的净距距BB≥0.7m⑦F:管外壁与与机组突出出部分的距距离离对于功率大大于50KW的电机，F要求大于1000㎜，取F=12225㎜⑧A2:泵及电电机突突出部分长长度度A22=200～250㎜⑨D1:压水管管路管管径D1==450㎜⑩L:机组基础础长度L=332200㎜所以，可得R==BB1+F++DD1+L++EE1=300000+22255+122255+320000+135500=900000㎜<六>水泵房安安装高度(1)水泵安安装高高度Hss=－HHssv－∑hs－hva式中Hss———安安装高度,泵轴至最低低水位的几几何何高度；Pa——水水面上的绝对对对大气压；；Hsv——水泵泵的气气蚀余量；；∑hs——吸水水管路路总水头损损失失；hva——实际际水温温下的饱和和蒸蒸汽压力。500S59AA::HHsss=－6－0.51－0.43==3.16m吸水间最低水位位==24.6600-280×4.25‰=23.411m泵轴标高=吸水水间间最低水位位++Hss==223.411++3.266==26.677m（2）泵房中各各标高确确定①泵房内底地面面标高高=泵轴标高－－h1－0.4==26.67－1.3－0.4==24.977m（0.4为基础础突出地面面高高）②水泵基础顶标标高==泵轴标高+H1=26.677+0.55==27.177m③水泵基础底标标高==26.67－0.8=25.877m④电机基础顶标标高==27.177+1.2=28.377m⑤水泵进水口中中心标标高=泵轴标高－－H2=26.67－0.37==26.300m⑥水泵出水口中中心标标高=泵轴标高-H4=26..67－0.47=26.200m⑦地下部分筒体体高度度=室外地面高高度－泵房房内内底标高==34.6600-24.997=9.63mm泵房筒体高度==操操作平台标标高高－泵房内内底底标高==（洪水位标标高+1m浪高）－－泵房内底底标标高==（38.000+1）-24.977==14.033m⑧泵房上层建筑筑高度度根据起吊高度和和采采光，通风风要要求，从操操作作平台到房房顶顶楼板间距距离离设计为操作平台标高==洪洪水位标高高++1m浪高==38.0000+1=3399.00mm⑨泵房顶标高==操作作平台标高高++泵房地上部部分高度=3399.00++55.8=4444.80mm⑩总的筒体高度度=泵泵房顶标高高－－泵房内底底标标高=44..880－24.977=19.833m<七>吸水管管与压水管的的的水损计算算中中心取一条最不利线线路路，从吸水水口口到输水干干管管上切换闸闸阀阀止为计算算线线路图=1\*GB3①吸水管路中水水头损损失∑hs:∑hs=∑hhfss+∑hls1、吸水管路沿沿程水头头损失:∑hfs=ll1×iis=3.56‰×6.8700=0.0244m2、局部水头损损失:∑hls=((ζ1++ζ2)+ζ3式中ζ11————吸水管进口口局部阻力力系系数，ζ1=0.0755ζ2———DDN6000×8钢管闸阀局部部阻力系数数，按按开启度=00.125考虑虑，ζ2=0.45；1.9055ζ3———偏心心渐缩管管DN7000×5000,ζ3=0.80则∑hls==（0.775+0..445）×+0.2×=1.9344m所以吸水管路总总水水头损失为为::∑hs=∑hfs+∑hls=1.9344+0.00224=1.96m=2\*GB3②压水管路水头头损失失∑hd:∑hd=∑hhfdd+∑hld1、压水管路沿沿程水头头损失:∑hfd=iil=00.003399×4+00..0032233×10++00.0088443×5==00.08mm2、局部水头损损失:∑hld=（ζ1++ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7）·式中ζ11————止回阀局部部阻力系数数::0.41；ζ2———手动动闸阀局局部阻力系系数数:0.06；ζ3———压水水管上的的电动闸阀阀局局部阻力系系数数:0.06；ζ4———同心心渐扩管管局部阻力力系系数:0.21；ζ5———连接接三通的的同心渐扩扩管管局部阻力力系系数:0.31；ζ6———出水水管上的的电动机闸闸阀阀局部阻力力系系数:0.06;;ζ7———三通通局部阻阻力系数:1.02；v2———压水水管的流流速:1.81mm/s。∑hld=（0.441+0..006×3++00.21++00.31++11.02）×=0.633mm所以压水管路总总水水头损失为∑hd=∑hfd+∑hld=0.08++0.633==0.711mm则泵站内水头损损失失:∑h=∑s+∑d=1.966+0.7711=2.6677m，符合假设设的实际水水头头损失。<七>辅助设备备设计(1)引水设备备选用真空泵作为为引引水设备，其其其特点是水水泵泵引水快，运运运行可靠，易易易于实现自自动动化控制，真真真空泵的排排气气量计算：：Qv=式中Qv—————真空泵排排气量，单单位位为m3/min;;Wp———泵站内内最大一台台水水泵泵壳内内的的空气容积积，相相当于泵吸吸入入口到出水水闸闸阀的距离乘以吸入入口口面积，单单位位为m3;k———漏气系系数，取k==1.055;;Ws———吸水井最低低水位算起起到到吸水管中中空空气容积，单单单位为m3;Ha———大气压的水水柱高度，取取取10.333m;Hss———离心泵安装装高度，单单位位为m;T———水泵充水水时间，取取55minn。500S599AA型水泵的各各部分参数数：：Wp=×0.72×10=3..85㎡Wss==×0.52×(0.6+11.18++00.2677))=0.4400㎡则Qv===1..27mm33/min最大真空值：Hsmaxx=Hss×73.6==3.20066×73.6==235..996㎜Hg因此选择2台SSZZ—2型水环真空空泵（一台台备备用），其其性性能如下：：抽气量1.366m3/min,,极限真空度度-88.55Kpa,,耗耗水量10L/miinn，重量W=1140kkg,配套电电机:YY112MM-44，功率4Kww，转速n=11450rr/minn..66——9SZ--2型真空泵泵外形尺寸寸（带带底座）：：（单单位：mm）LL1L2L3L4B11001809590527190495B2B3B4H1H2H344539334347228282基础尺寸：基础长度=80099+（150～200）=809++200==11009，取取1000㎜基础宽度=44455+1555==600㎜基础高=82++（150～200）=82+2200=22882㎜，取3000㎜(2)起重设备备的选择①选型由前前面设计可知知，最最大设备的的重重量为Y400–54–6型电动机，其其