华北地区某城镇给水泵站设计.doc

《华北地区某城镇给水泵站设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华北地区某城镇给水泵站设计.doc（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、水泵与泵站课程设计说明书 设计题目： 华北地区某城镇给水泵站设计 专 业 ： 给水排水工程 班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 目录一 水泵与泵站课程设计任务书.3二 摘要.5三 设计任务书（一）水泵选择.61、选泵基本数据参数.6 2、选泵.7（二）绘制单泵草图和水泵基础尺寸确定.9（三）吸、压水管道计算.1、管路布置.122、管径计算.123、吸水管.124、压水管.125、管路附件选配.12（四）水泵安装高度的确定 1. 确定泵轴标高.13 2. 泵站内地面标高.15 3泵房尺寸的确定.16 1）机器间长度.16 2）机器间宽度.16 3) 管路敷设.16.（五）附属

2、设备选择与泵房高度的确定 1. 起重设备.16 2. 真空泵.17 3通风.17（七）管材及敷设.18（八）主要参考文献和设计成果图.18第一章 泵站课程设计任务书华北地区某城镇给水泵站设计任务书一任务书依据：根据华北某城镇建委批准的文件，提出某城镇给水泵站设计任务书。二设计资料：城镇给水泵站，经管网设计计算得出如下资料： 市名 项目乙市Qmax（米3/时）1800Qmin(米3/时)360Z1（米）395.58Z2（米）392.54H（mH2O）20h（mH2O）6.8Z0,max(米)397.08Z0,min(米)392.78 Q max最大供水量（米3/时）。 Q min最小供水量（米3

3、/时）。 Z1泵站外地面标高（米）。 Z2管网计算最不利点标高（米）。 H最不利点要求的自由水头（mH2O）。h相应最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失（mH2O）。 Z0,max吸水池最高水位（米）。 Z0,min吸水池最低水位（米）。采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生机率假定是均等的。泵站附近地形平坦。当地冰冻深度0.82米。最高水温24oC。吸水井距泵站外墙中心线3米。经平面布置,泵站出水管须在吸水井对面,输水管采用两条。距泵站最近的排水检查井底标高比泵站外地面低1.40米，排水管径400mm，检查井距泵站5米。水厂地质为亚粘土，地下水位低于地面

4、5米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器布置。一般故障及检修时应保证70%的供水量。三.设计要求：1 选泵根据设计资料要求拟定可能的水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面进行分析比较，最后确定选择的方案。2 确定泵站高程及形式对泵站高程及形式应有必要的说明论证。3 泵房平面布置泵房平面布置包括：泵房外部平面与泵房内部平面布置。外部平面布置包括：泵房与吸水井，两者之间的吸水管，压水管由泵房引出的位置等；内部平面布置包括：机组，吸水管，压水管，闸阀，管沟（需要时），排水设施，附属设备，电气、控制开关柜等位置，值班室。水工艺与工程专业主要完成泵房工艺设计，但工艺图应对各有关专业做必

5、要的考虑。4. 附属设备的考虑和选择本设计只要求考虑必须的附属设备，如引水设备，起重设备等。设计应表明这些设备的用途和所选型号。5. 说明书说明书内容应表达设计者在设计过程中所考虑的主要问题及确定方案的依据；主要数据来源及计算过程；重要的计算草图（计算用和绘图用）；图纸不宜说明并易引起疑问的问题亦可在说明书中进行必要的解释。说明书前应编排目录。作为工程设计的基本训练，要求撰文简练，论述逻辑性强，文字通顺，书写工整。6. 图纸要求完成A1图纸一张，图中包括平面图、立剖面、横剖面各一图，主要设备材料表，施工说明等。对管道系统图（给水系统、排水系统、真空泵管道系统）不做要求。四、评分标准：1、优秀；

6、2、良；3、中；4、通过；5、不通过。 摘 要本设计为华北乙市给水泵站的设计，采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生机率假定是均等的。泵站附近地形平坦，水厂地质为亚粘土，地下水位低于地面5米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器布置。一般故障及检修时应保证70%的供水量。其基本设计思路为根据城市最大最小供水量和供水地形，在满足最不利点供水要求的情况下，分别计算最大、最小流量所对应的扬程，以此扬程范围和流量范围选取可能采用的型号的水泵，在经过方案比较，根据设计资料要求拟定可能的泵的组合形式（互为备用），水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面进行分析比较，最后

7、确定选择的方案。通过水利计算，在不产生气蚀情况下，确定最大安装高度，再根据泵及其基础的尺寸大小在满足设计规范的基础上，确定高程布置和平面布置，选择合适材料、设备。绘制立面图，剖面图及泵房平面图材料列表。校核安装高度，兼顾泵房的排水、通风、运输、安装维修等。3 设计计算说明书3.1 水泵的选择3.1.1基本参数计算 （1）设计流量：本设计选择乙市给水泵站，由资料可知设计最大供水流量=1800=500 L/s，（1m=1000L）设计最小供水流量=360 =100 L/s （2）设计扬程：由资料可知： =392.54 m =395.58 m =6.8 m =20 m 相应的最大扬程及最小扬程计算式

8、如下： =+ ；其中=+ 式中： 泵站出水压头；泵站内部吸水管、压水管水头损失总和，一般在最大供水量时取23米，本设计选用3米； 吸水池计算水位至泵站外地坪的高差，水位低于地面时为正值，反之为负值。当吸水位有最高水位最低水位时，计算水位可取最低水位值。最小扬程是相应的最小供水量的扬程，比较简单的估算方法是按照最大供水量时的有关数据Qmax，H等推求出HST及管网阻力系数S值之后按下式：H= HST +S2 计算，式中,初步设计泵站内部吸水管、压水管水头损失总和=3m,但是，选泵的最大扬程应在以上计算基础上再取安全水头3m。在最大供水量时最大扬程计算如下：=+ 3=+=20+6.8+（392.5

9、4-395.58）=23.76 m=+ 3 = 23.76 + 3 +（395.58-392.78）+ 3 = 32.56 m最小扬程设计如下： =HST+S2 HST = - =32.56-6.8=25.76 m S=6.8/(500500)=2.1=HST+S2 = 25.76+2.1 100100 =26.03 m综上所述，管道特性曲线为H= HST +S2 =25.76+2.122、选泵(1)选取可能使用的水泵在该课程设计中，只考虑sh型泵，所以在sh型水泵性能曲线型谱图上，以及做两条水平线，以及做两条竖直线，形成一个矩形框，在这个范围内进行选择（凡能交此矩形上下边的水泵都是可能用的型

10、号），初选结果如下：查给排水设计手册11册，得Sh型吸离心泵性能表，涉及到的水泵性能如下：泵型号流量Q扬程转速功率N（KW）效率最大允许吸上Hn真空高度m3/hL/S（m）（r/min）轴功率Pa配套电机功率kw（%）（m）250S39A3249035.5145042.35574646813030.549.2795761602550.977300S3261217036145075110774.57902193279.281900250308681300S32A53714929.5145058.175804.570219524.760.78479021922.86878250S39A360100

11、42.5 145054.8 7576 64851343962.18361217032.568.679 （2）组合方案：设计中应考虑所有可能的组合方案，各组合方案既能满足最大供水，又能满足最小供水及中间的各种供水量。组合方案所使用的水泵就是上表查出的“可能使用的型号”中能够合理搭配的23种型号。因本设计的泵站属于中等规模，以两种型号为宜。组合原则是全部工作泵开动时总流量符合最大供水量。此外工作泵应能组合出45条并联曲线，这样，几条曲线有45个交点，凡供水量在两交点之间时，供水能量均有不同程度的无益消耗，但这是不可避免的。现有以下两种方案，即方案一和方案二。方案一：2台250S39型水泵和2台30

12、0S32型水泵和1台300S32型备用泵。方案二：2台250S39A型水泵和2台300S32A型水泵和1台300S32A型备用泵。这两种方案的组合工作特性曲线，见坐标纸（附后）。 （3）、组合方案的比较对方案一和方案二从下列几个方面粗略比较。a. 水泵台数满足最大供水量的水泵台数为总工作泵台数，另外还要考虑备用泵。工作泵总台数与备用泵台数之和为泵站设置的水泵总台数。(方案一水泵总台数为5，方案二中水泵总台数为5；)总台数与泵站总平面面积有关，同时闸阀、管件等相应变化。一般说来，相同的供水量，水泵台数多时，造价提高。b. 总电耗估算每日电耗。计算从最大到最小供水量变化幅度的每日电耗是困难的，这需

13、要相当详细而准确的用水资料，而这类资料一般是不具备的。但是，为了比较各方案对供水变化的适应水平，可以采取粗略估算的方法。日电耗低的方案，其运行费用必然较低。电耗(见泵与泵站第五版第15页)，粗略计算为方案二较好。c. 维护管理从泵站运行管理和维修的角度来看，如果泵的型号太多则不方便管理，一般期望能选择同型号的泵并联，这样无论是电机还是电器设备的配套和贮藏，管道配件的安装于制作均会带来很大方便。方案一较好。d. 发展的可能性进一步增大供水量的措施比较简单。设计中要考虑这种可能性，措施有：增加泵（泵站内适当预留地）；换叶轮（选泵时用较小直径的叶轮，必要时换成大直径的叶轮）；换泵（以小换大）。设计中

14、除考虑水泵外，对管道直径，水泵基础等都应有相应考虑。相比而言方案二中叶轮直径较小。 所选方案涉及的各泵性能参数表方案编号用水变化范围（m3/h）运行泵台数泵扬程（m）所需扬程（m）有效功率(kw)轴功率(kw)泵效 率电耗（kw.h）方案1360-612一台250S3942.5-32.525.5-26.3 5172 712298两台250S39两台300S32612-900一台300S32 36-3026.3-27.3 7185 842704900-1224两台250S3941-32.527.3-28.7 5070 7222221224-1800两台300S32 36-3028.7-32.47

15、282872648方案编号用水变化范围（m3/h）运行泵台数泵扬程（m）所需扬程（m）有效功率(kw)轴功率(kw)泵效 率电耗（kw.h）方案2360-550一台250S39A34.5-2625.5-26.2 38.2 52731675两台250S39A两台300S32A550-790一台300S32A29-22.826.2-26.9 48.3 65 742089790-1100两台250S39A 34-2726.9-28.1 40.3 50 8016121100-1500两台300S32A30.5-2328.1-30.3 45.0 60 7519201500-1800两台250S39A一台

16、300S32A29-26.530.3-32.4 43.5 56.3 771807另外，本设计不要求做出具体发展措施，但在比较方案时，凡有发展条件的方案，应列为方案有利因素。方案一、二24小时电耗分别为9872kw.h和9103kw.h即方案二省电；虽然方案一型号简单，便于维护管理，但从节约能源方面考虑，选取方案二。（注：上表中所计算泵的有效功率Nu，其中Q，H分别为工况点时的流量和扬程。参照教材泵与泵站第五版第62页，利用图解法找到并联工况点。）方案二所涉及到的水泵 水泵型号 转速（r/min） 电机型号 电功率 250S39A 1450Y250M-4 55 300S32A 1450Y280S

17、-4 75(二)、绘制单泵草图和水泵基础尺寸确定（1） 、S型单级双吸离心泵外形尺寸和安装尺寸见给排水设计手册11，安装图见05给水排水标准图集05S2. 水泵型号LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n-d进水口(mm)出水口(mm)250S39A943.55124103508904405104007354502002604-27250200300S32A1062.55745204508804106004508245102603104-27300250 水泵尺寸水泵型号l4hHL1L2L3bb1b2EH2LDN3Do3D3n-d250S39A93057525015782501080540

18、68068030055018892503503958-23 安装尺寸（带底座）水泵型号L1HhBAn-dELL2DN3Do3D3n3-d3 300S32A930575250157825010805406806803005501889250 安装尺寸（不带底座）（2）、水泵基础尺寸的确定：水泵基础用素混凝土浇筑，考虑浇筑水泵基础时应预留地脚螺栓孔，地脚螺栓长约为螺栓直径的2030倍, 螺栓直径可由水泵样本查得, 基础厚度通常取螺栓长再加上150毫米。a取50100毫米，b取100150毫米，水泵基础顶面至少高出泵房内地坪100150毫米。300S32A型水泵（带底座）水泵基础长L=底座长度L1+

19、(0.150.2)m=1.578+(0.150.2)=1.760m水泵基础宽B=b1+(0.20.3)m=0.68+0.3m=0.98m基础高度H=(2030)d+0.15=30*27+150=960mm=0.96m同理得300S32A型水泵（不带底座）基础长L=2.052m，基础宽B=0.96m,基础高度H=0.96m。基础尺寸查给排水设计手册Sh型泵安装尺寸得出： 水泵电动机Wp+Wm/KgL/mB/mH/m型号Wp/Kg型号Wm/Kg250S39A400Y250M-44658651.760.980.96300S32A434Y280S-44658992.0520.960.96 水泵基础尺寸

20、图300S32A250S39A(三)吸、压水管道计算1管路布置 采用横向排列方式，便于吸、压水管路直进直出布置，减少了损失，节省电耗。 2管径计算 泵站设计规范GB/T50265-97规定：离心泵进水管道设计流速取1.5-2.0m/s ；出水管道设计流速宜取2.0-3.0m/s。根据单泵运行流量计算吸压水管径，见下表吸水管压水管流量L/S管径mm流速m/si流量L/S管径mm流速m/si250S39A1603501.6010.4/10001603002.1924/1000 300S32A2204001.6910.0/10002203502.2019.7/10003吸水管 每台泵宜设单独吸水管，

21、吸水管上须设闸阀，吸水管应坡向吸水池，坡度为0.005，水平管段变径处采用偏心异径管；采用真空引水启动时，吸水管在吸水井中采用喇叭口进水；吸水管上靠近水泵处一般安装真空表。4. 压水管 各泵压水管与输水管的连接常采用联络管，压水管上设闸阀和止回阀，止回阀应在闸阀与水泵之间，以便检修。5. 管路附件选配 查给水排水设计手册12器材与装置,见下表管路附件选配表名称型号规格主要尺寸/mm喇叭口DN350钢制DN400钢制=400=600弯头法兰式DN350法兰式DN400法兰式DN300t=400t=495t=385闸阀DN300 ZP41T-10DN350 2ZP41T-10DN400 2ZP41

22、T-10L=420L=450L=480止回阀DN300 HH49X-10DN350 HH49X-10L=270L=290偏心渐缩管DN350*250DN400*300L=350L=350渐扩管DN250*350DN200*300L=370L=370伸缩节 DN350 VSSAFC型 DN300 VSSAFC型L=420L=420(四).水泵安装高度确定1. 确定泵轴标高（1） 本设计采用吸上式充水起动，要进行水泵安装高度的计算。（2） 水泵进口参数见下表水泵型号进口直径DN/mm流量Q/(L/s)进口流速/(m/s)/m 250S39A2501603.266.2 300S32A3002203.

23、115.2(3)最大安装高度的计算 拟定吸水管长度为12米 由简明给水排水设计手册查得 250S39A型水泵和 300S32A型水泵吸水管路局部阻力系数，并计算各局部水头损失，分别见下表： 250S39A的吸水管路局部水头损失计算见下表管道直径/mm管件阻力系数最大流量/(L/s)流速v/(m/s)/m350喇叭口0.561601.60.130.07823个钢制弯头0.891.60.130.3471闸阀0.071.60.130.0091250*200偏心渐缩管0.183.260.540.09720.5262水泵最大安装高度：允许吸上真空高度：=6.2-(10.33-ha)-(hva-0.24)

24、 (注：泵站外地面标高为Z1=395.58，查教材表2.8，近似取ha=9.8；取温度为24度，查教材表2.7，取hva=0.32)=6.2-(10.33-9.8)-(0.32-0.24)=5.6m=-=-(iL+)（吸水管长度可近似取L=10m）=5.6-0.54-（0.010410+0.5262）= 4.52m250S39A泵轴标高为=+=4.52+392.78=397.3m 300S32A的吸水管路局部水头损失计算见下表管道直径/mm管件阻力系数最大流量/(L/s)流速v/(m/s)/m400喇叭口0.56192201.690.150.0843三个钢制弯头1.011.690.150.45

25、45闸阀0.071.690.150.0105400300偏心渐缩管0.183.110.490.08820.6372 水泵最大安装高度：允许吸上真空高度： =5.2-(10.33-9.8)-(0.32-0.24)=4.6m=-=-(iL+)（吸水管长度可近似取L=10m） =4.6-0.49-（0.010010+0.6372）=3.46m300S32A泵轴标高为=+=3.46+392.78=396.24m以较大泵泵轴绝对标高确定安装泵地面绝对标高，基础高出地面0.2m 396.24-H1-0.2=396.24-0.51-0.2= 395.53m 250S39A型水泵安装后各位置绝对标高： 泵轴：

26、395.53+H1+0.2=395.53+0.45+0.2= 396.18 m 吸水口：396.18-H2=396.18-0.2= 395.98m 压水口：396.18-H3=396.18-0.26=395.92m300S32A型水泵安装后各位置绝对标高： 泵轴：396.24m 吸水口：396.24-H2=396.24-0.26=395.98m 压水口：396.24-H3=396.24-0.31=395.93m（2） 泵站内地坪标高由泵轴标高及水泵安装尺寸推算出水泵基础顶面标高和泵站内地坪标高。设计中常取泵站内地坪为相对标高基准面0.000，并据此算出其它标高。对于地下式和半地下式泵房有时也取

27、进入泵房室内的平台为相对标高基准面，设计人可以自由决定。泵站外地坪一般要低于泵站内平台或地坪0.150.30米，以防雨水灌入泵站。本设计取0.25m。泵站内地坪绝对标高：395.58 +0.25=395.83m安装泵地面相对标高：395.53-395.83=-0.3m 250S39A型水泵安装后各位置的相对标高： 泵轴：396.18-395.83=0.35m 吸水口：395.98-395.83=0.15m 压水口：395.92-395.83=0.09m300S32A型水泵安装后各位置的相对标高： 泵轴：396.24-395.83=0.41m 吸水口：396.98-395.83=0.15m 压水

28、口：395.93-395.83=0.1m基础相对标高：395.53+0.2-395.83=-0.1m地下部分相对外地面相对标高：395.53-395.58=-0.05m最低水位相对标高：392.78-395.83=-3.05m最高水位相对标高：397.08-395.83=1.25m 最低水位时吸水管淹没深度H=0.8m250S39A型水泵吸水管悬空高度：h=0.8D=0.80.4=0.32m 喇叭底的绝对标高：392.78-0.8=391.98m 垂直吸水管长度：L=395.98-391.98=4m设计中常取泵站内地坪为相对标高基准面0.000，并据此算出其它标高。由于吸水管径较大，需设管沟，

29、宽1.2m，深0.75m。泵站内部地面应有0.0050.01的坡度，坡向集水沟，再集中到集水坑用排水泵或自流排入外部下水道。当室内设有管沟时，管沟可用作为集水沟。管沟底绝对标高：395.53-0.75=394.78m 相对标高：394.78-395.83=-1.05m最近检查井底比泵站外地面低1.40m，排水管径400mm，检查井距泵站5m检查井底绝对标高：395.58-1.40=394.18m(3)泵房尺寸的确定 1）机器间长度L：由于两种型号泵机组长度均大于机组长度，故采用机组长度作为基准，因为电机功率大于55kw，机组间距取1.2m，机组与墙间距1.0m.250S39A型泵机组长1.89

30、9m，300S32A型泵机组长2.166m，除5台水泵外，机器间按最大一台机组设置一块检修场地长4.0m，宽3.0m，考虑发展要求，预留最大一组泵安装位置。墙厚0.37m，长度见附图1.泵房平面尺寸计算草图。L=21.0+41.2+32.116+21.889+0.37+4.0=21.296m 2)机器间宽度B：吸水管阀距墙1.0m，压水管阀一侧预留1.2m，管理道路取大泵站宽度，宽度见附图1.B=1.0+0.4952+0.48+0.35+0.957+0.37+0.9+0.29+1.2+0.37+0.45+0.42=7.78m由于需要符合建筑模数，所以机器间长度取22米，宽度取8米。 3)管路敷

31、设 为便于与室外冻土层下管道平接，室内管道均设在管沟内，沟顶加0.15m厚的钢筋混凝土盖板，与室内地坪齐平。注： 1）泵房大门口要求通畅，既能容纳较大设备（水泵或电机），又有操作余地，其场地宽度一般用水管外壁和墙壁的净距值（等于最大的设备宽度加1m）表示，但不得小于两米。本设计采用汽车运送，取3米。 2）出水侧水泵基础与墙壁的净距应按水管配件安装的要求确定。但考虑到水泵的出水侧是管理操作的主要通道，净距不宜小于3m. 3）进水侧水泵基础与墙壁的净距应根据管道配件的安装要求决定，但不小于1 m。 4）电机突出部分与配电设备的净距，应保证电机转子在修建时能拆卸，并保持一定安装距离，其值要求为：电机

32、轴长+0.5m。但是低压配电设备应1.5m;高压配电设备2.0m。 5）水泵基础之间的净距与电机突出部分与配电设备的净距相同，如电机和水泵突出基础，为突出部分的净距。 6）为减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外边。(五)附属设备选择 1. 起重设备与泵房高度的确定 设备中最大重量为899kg，由给水排水设计手册第二版第十一册，考虑安全用SC型，起重设备起重量为2t，起升高度312m，手动单轨吊车。 型号起重量（t）起升高度(m)运行速度（m/min）手拉力（kg）工字钢型号总重量SC23125.31532a400 由于管路敷设可知，安装泵的地面绝对标高为395.58m，泵站外地面绝对

33、标高为395.58m，故泵房为半地下式，地下部分为395.58-395.53=0.05m. 最高设备Y280S-4高度0.87m，取吊物底部至最高设备顶距f=0.5m.则g+f=0.87+0.5=1.37m.泵房间高度为：H=（a+b+c+d+e+f+g）-h 式中：a单轨吊车梁高度，0.32m b滑车高度，0.2305m c起重葫芦钢丝绳绕紧状态长度，0.5m d-起重绳的垂直长度，Y280-4电机总宽X=0.64 m，则取d=1.2X=0.768m e最大一台电机高度，1.07m f+g1.37m h泵房地下部分高度，0.05m把各数据代入上式得泵房间高度： H=0.32+0.2305+0

34、.5+0.768+1.07+1.37-0.05 =4.21m 根据建筑模数，泵房高度取4.35m2. 真空泵 排气量为取T=3min, K=1.10, =3.46m, =10.33m, 所以 =0.12可得Qv=3.01L/S真空度为=-65.01KPa查给水排水设计手册,选用SZB-4型真空泵(Q=4L/S,真空度-67.1KPa，转数1450r/min) 电机Y100L-4（功率2.2KW，叶轮直径180mm）3. 通风 泵房内一般采用自然通风。为了改善自然通风条件，往往在泵房中设高低窗，并且保证足够的开窗面积。（六）.管材及敷设(1)泵站内管道通常用钢管，主要是便于加工、安装和维修；采用铸铁管的较少。(2)当采用钢管时，除水泵进口、闸阀、止回阀以及较复杂的节点采用法兰连接外，其它接口多用焊接。(3)为了便于检修，泵站内管道不允许直接埋在土中，可敷设在地面或管沟中。(4)当管道敷设在管沟时，管沟应有活动盖板。盖板可用钢板、铸铁、钢筋混凝土制作。管沟尺寸及沟底坡度规定参见教材（第四版）P150页。(5)管