取水泵站的设计s

泵与泵站课程设计PAGE PAGE5 一、设计概述(一)设计题目取水泵站工艺初步设计(二)设计资料设计水量为200000m3/d，采用固定取水泵房用自流管从吸水井取水，自流管长度150m，水源洪水位标高为99.05m，枯水位标高为87.35m。净化厂混合水井的水面标高为127.95m，自流取水管全长280m，泵站到净化场的输水干管全长2000m。自用水系数α=1.05，取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1kPa（0.1m），泵房底板高度取1~1.5m。二、设计概要取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，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。三、设计计算<一>设计流量的确定和设计扬程估算：(1)设计流量Q为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。因此，泵站的设计流量应为：式中Qr——一级泵站中水泵所供给的流量(m3／h)；Qd——供水对象最高日用水量(m3／d)；α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取α=1.05T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05,则近期设计流量为Q=1.05×=7656.25m3/h=2.13m3/s(2)设计扬程HST①静扬程HST的计算通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.1m，则吸水间中最高水面标高为27.00-0.10=26.90m,最低水面标高为21.80-0.10=21.70m,所以泵所需静扬程HST为：洪水位时，HST=38.00-26.90=11.1m枯水位时，HST=38.00-21.70=16.3m②输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN1000的铸铁管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×7656.25=5359.38m3/h=1.49m3/s,查水力计算表得管内流速v=2.01m/s,i=4.1‰,所以输水管路水头损失；=1.1×0.00410×2000=13.53m(式中1.1包括局部损失而加大的系数)③泵站内管路中的水头损失∑h粗估2m，安全水头2m，则泵设计扬程为：基础布置情况见取水泵站祥图。泵机组布置原则：在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。1>机组的排列方式采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同时因各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。<2>机组与管道布置本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。对于房内机组的配置，我们可以采用近期购买安装三台800S48型水泵，两台工作，一台备用。远期需扩建时，再添加一台800S48型水泵，三台工作，一台备用。<3>水泵间平面尺寸的确定水泵机组采用四台交错并列布置成两排,泵房采用圆形钢筋混凝土结构。横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：①D1:进水侧泵与墙壁的净距D1≥1000，取D1=1200㎜②B1:出水侧泵基础与墙壁的净距B1≥3000,取B1=3000㎜③A1:泵凸出部分到墙壁的净距A1=最大设备宽度+0.5m=2285+1000=3285㎜取3500㎜④C1:电机凸出部分与配电设备的净距C1=电机轴长+0.5m。所以C1=2000+500=2500㎜但是,低压配电设备应C1≥1.5m;高压配电设备应C1≥2m,C1取2500㎜应该是满足的。⑤E1:泵基础之间的净E1值与C1要求相同,即E1=C1=2500㎜⑥B:管与管之间的净距B≥0.7m⑦F:管外壁与机组突出部分的距离对于功率大于50KW的电机，F要求大于1000㎜，取F=1500㎜⑧A2:泵及电机突出部分长度A2=200～250㎜⑨D1:压水管路管径D1=800㎜⑩L:机组基础长度L=3500㎜所以，可得R=B1+F+D1+L+E1=3000+1500+1225+3200+1350=13250㎜<六>水泵房安装高度(1)水泵安装高度Hss=－Hsv－∑hs－hva式中Hss——安装高度,泵轴至最低水位的几何高度；Pa——水面上的绝对大气压；Hsv——水泵的气蚀余量；∑hs——吸水管路总水头损失；hva——实际水温下的饱和蒸汽压力。800S48:Hss=－5.8－0.51－1.00=2.7m吸水间最低水位=21.80-150×4.1‰=21.90m泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=21.90-2.7=19.20m（2）泵房中各标高确定①泵房内底地面标高=泵轴标高－0.4—突出地面高度=19.20－0.4—0.4=18.40m（0.4为泵轴到基础顶高度）②水泵基础顶标高=泵轴标高-0.4=19.2-0.4=18.8m③水泵基础底标高=18.80－2.3=16.5m④电机基础顶标高=18.80+1.2=20m⑤水泵进水口中心标高=泵轴标高－H2=19.2－0.4=18.80m⑥水泵出水口中心标高=泵轴标高-H4=19.20－0.5=18.70m⑦地下部分筒体高度=室外地面高度－泵房内底标高=30-18.40=11.60m泵房筒体高度=操作平台标高－泵房内底标高=（泵房地面标高）－泵房内底标高=（30）-18.40=11.60m⑧泵房上层建筑高度根据起吊高度和采光，通风要求，从操作平台到房顶楼板间距离设计为操作平台标高为泵站的地面标高是30m。⑨泵房顶标高=操作平台标高+泵房地上部分高度=30.00+5.8=35.8m⑩总的筒体高度=泵房顶标高－泵房内底标高=35.80－18.40=17.40m<七>吸水管与压水管的水损计算中心取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图=1\*GB3①吸水管路中水头损失∑hs:∑hs=∑hfs+∑hls1、吸水管路沿程水头损失:∑hfs=l1×is=1.60‰×3.870=0.006m2、局部水头损失:∑hls=(ζ1+ζ2)+ζ3式中ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75ζ2———局部阻力系数，；1.905ζ3———偏心渐缩管则∑hls=（0.75+0.05）×+0.2×=0.630m所以吸水管路总水头损失为:∑hs=∑hfs+∑hls=0.639+0.006=0.745m=2\*GB3②压水管路水头损失∑hd:∑hd=∑hfd+∑hld1、压水管路沿程水头损失:∑hfd=il=0.0049×14+0.00323×5=0.085m2、局部水头损失:∑hld=（ζ1+ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7）·式中ζ1———止回阀局部阻力系数ζ2———手动闸阀局部阻力系数ζ3———压水管上的电动闸阀局部阻力系数ζ4———同心渐扩管局部阻力系数:ζ5———连接三通的同心渐扩管局部阻力系数ζ6———出水管上的电动机闸阀局部阻力系数ζ7———三通局部阻力系数；v2———压水管的流速:1.81m/s。∑hld=（0.39+0.06+0.34+0.72+1.2+0.15）×=0.79m所以压水管路总水头损失为∑hd=∑hfd+∑hld=0.085+0.79=0.875m则泵站内水头损失:∑h=∑s+∑d=0.745+0.875=1.62m，符合假设的实际水头损失。<七>辅助设备设计(1)引水设备选用真空泵作为引水设备，其特点是水泵引水快，运行可靠，易于实现自动化控制，真空泵的排气量计算：Qv=式中Qv———真空泵排气量，单位为m3/min;Wp———泵站内最大一台水泵泵壳内的空气容积，相当于泵吸入口到出水闸阀的距离乘以吸入口面积，单位为m3;k———漏气系数，取k=1.05;Ws———吸水井最低水位算起到吸水管中空气容积，单位为m3;Ha———大气压的水柱高度，取10.33m;Hss———离心泵安装高度，单位为m;T———水泵充水时间，取5min。800S48型水泵的各部分参数：Wp=×0.52×10=1.96㎡Ws=×0.52×(0.6+1.18+0.267)=0.40㎡则Qv==0.7m3/min最大真空值：Hsmax=Hss×73.6=3.206×73.6=235.96㎜Hg因此选择2台SZ—1型水环真空泵（一台备用），其性能如下：抽气量0.9m3/min,极限真空度-88.5Kpa,耗水量10L/min，重量W=140kg,配套电机:Y112M-4，功率4Kw，转速n=1450r/min.6—9SZ-2型真空泵外形尺寸（带底座）：（单位：mm）LL1L2L3L4B11001809590527190495B2B3B4H1H2H344539334347228282基础尺寸：基础长度=809+（150～200）=809+200=1009，取1000㎜基础宽度=445+155=600㎜基础高=82+（150～200）=82+200=282㎜，取300㎜(2)起重设备的选择①选型由前面设计可知，最大设备的重量为Y400–54–6型电动机，其重量为3000㎏，泵房宽18000㎜,据此选用LDT3.2S–型电动双梁式起重机，最大起重量为5200㎏，配电葫芦型号为AS416–162/1，配UE小车，起升速度8m/min工字钢630㎜。其安装尺寸:W=2500㎜,E=476㎜,H=687㎜,L1=1131㎜,L2=1790㎜,b1=1125㎜泵房高度确定泵房高度:H1=a+c+d+e+h式中a———双轨吊车高度，0.687m；c———行车轨道底至起重机钩中心的距离，1.125m；d———起重绳的垂直长度（电动机1.2x，x为起重机部件长度，1.86m）；e———电机高度，1.2m；h———起吊物与平台距离，取0.5m。则泵房地上