泵与泵站课程设计-计算书(共23页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录8第三章消防和传输校核 第1章 绪 论1.1 流量扬程1.1.1流量的确定泵站一级工作时的流量Q1=6.64万m3/d *2.5%=0.166万m3/h =461.11L/s泵站二级工作时的流量Q2=6.64万m3/d *4.85%=0.322万 m3/h =894.44L/s1.1.2扬程的确定H=Zc+H0+h1+h2+h3=14.5+35+26+2+2=79.5mZc管网控制点的地面标高与吸水井最低水位的高程差 H0自由水压 h1泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失h2泵站内水头损失 h3安全水头损失1.2初选水泵和电机1.2.1初选水泵当Q=894.

2、44L/S时 H=79.5m，记为B点。当Q=30L/S时，H=57.5m， 记为A点。 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现假设三者之和为2米，则所需泵的扬程为：H= Hc+h2+h3 = 14.5+35+2+2+2=57.5m,Hc服务水头（由建筑物层数为7层而得）h2泵站内水头损失 h3安全水头损失根据选泵参考特性曲线，AB两点连线。. 如图下图1-1图1-1 泵参考特性曲线 直线穿过的水泵确定所用的水泵为14SH-9型，需要4并联工作，1台备用。一级供水时由2台并联工作，二级供水时由3并联工作.14SH-9型泵性能见表1-1：表1-1 14SH-9型泵性能表泵型流

3、量( L/s)扬程(m)转速(r/min)轴功率（Kw）效率(%)最大允许真空高度(m)质量（kg）14SH-9270801450271783.5120014SH-9型水泵外形尺寸见表1-2：单位（毫米）表1-2 14SH-9型泵外形尺寸表型号L1L3L4BB1B3HH1H3H44-d14SH-91311741440130065072010605602603603414SH-9型水泵安装尺寸见表1-3：单位（毫米）表1-3 14SH-9型水泵安装尺寸表型号LLpLtLrLqbHsH5C4-d114SH-930811001100087010009401130560534.1.2.2选电机14SH

4、-9水泵带有电机，为其配套电机JR-138-4电机JR-138-4的性能参数见表1-4：表1-4 JR-138-4的性能参数表型号L1HhBAn-dELL2JR-138-41860400149710007104-355003136.510101.3泵站机组的布置机组（泵和电动机）安装在共同的基础上。基础的作用是支承并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈振动，更不允许产生基础沉陷。因此，对基础的要求是：坚实牢固，出能承受机组的静荷外，还能承受机械振动荷载：要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。14SH-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础

5、。1.基础长度 L=地脚间螺丝间距+（400500）L=440mm+1091mm+870mm+450mm=2901mm2.基础宽度B=地脚间螺丝间距+（400500）B=940mm+460mm=1400mm3.基础高度H=【（2.54.0）*（W水泵+W电机）】/(L*B*r) 式中 W水泵 水泵重量，kg;W电机电机重量，kg;L基础长度，mm;B基础宽度，mm;r基础容重，混凝土容重r=2400kg/m3 。H=【3.0*（1200 kg+3180 kg）】/（2.901 m *1.4m*2400kg/m3 ） =1.35m取基础高度为；1.4m土块式基础的尺寸为L*B* H=2.901*

6、1.4*1.4=5.690 m3机组的布置在水泵台数不多时（不超过6台），最好采用单行排列或斜向排列。选用S、Sh、SA型泵时应采用轴线成一列布置。机组布置应满足下列要求：A、相邻两个机组基础间净距：电机容量55千瓦时，0.8米；电机容量55千瓦时，1.2米；B、相邻两个机组的突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间的净距：电机容量55千瓦时，0.7米；电机容量55千瓦时，1.0米；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1.2米。D、当考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于泵机组宽度0.5米的通道。1.4吸水管和压水管的计算吸水管路和压水管路是泵站的重要组成部分，正确

7、设计、合理布置与安装吸、压水路，对于保证泵站的安全运行、节省投资、减少电耗有很大的关系。1.4.1吸水管的设计：1： 吸水管设计流速一般采用数据如下: DN=250mm,V=1.21.6m/s;自灌式工作的水泵的吸水管的吸水管流速可适当放大。2： 吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。喇叭口的尺寸为：D=(1.31.5)d ,H=(3.57.0)(D-d);D为喇叭口大头直径,d为吸水管直径。当水中有大量悬浮杂质时，可在喇叭口前段加装滤网，以减少杂质的进入。3： 吸水管进口设计安装要求垂直安装的喇叭口： 淹没深度h=0.51.0m; 喇叭口与井底间距要大于0.8

8、D，行进流速小于吸水管进口流速； 喇叭口距吸水井井壁距离要大于(0.751.00) D; 喇叭口之间距离要大于(1.52.0) D.1.4.2 压水管的设计1.水泵压水管要求承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力。通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰结论接口，以便于拆装和检修。2.为安装方便和减小管路上的温度应力所产生的内部推力破坏管路，要在转弯的地方设柔性接口或伸缩节接头。3.为承受管路中内应力所产生的内部推力破坏管路，要在转弯、三通等受内部推力处设支墩或拉杆。4.闸阀直径大于等于400mm时，应用电动或水力闸阀，因为高压启闭困难。1.4.3管径计算 吸水管管

9、径应根据泵的最大抽水量及设计流速决定，最大抽水量是指该泵在单独工作或并联中可能出现的最大出水量，设计流速可按下述数据决定：d250毫米 V采用1.01.2米/秒d250毫米 V采用1.21.6米/秒当水泵为自灌式时，设计流速可增至1.62.0米/秒。压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定，设计流速可按下述数据决定：d250毫米 V采用1.52.0米/秒d250毫米 V采用2.02.5米/秒总压水管管径在泵站内按上述原则决定。在站外按输水管管径决定。吸水管采用d1=500mm时，流速为1.38m/s；压水管采用d2=400mm时，流速为2.15m/s；第2章 机组和管道布置2.1泵机组的布置泵

10、机组的排列是泵站内布置的重要内容，它决定泵房建筑面积的大小。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组布置应保证运行安全，装卸、维修和管理方便，管道总长度最短、接头配件最小、水头损失最小并应考虑泵站有扩建的余地。机组排列形式有以下几种。 纵向排列纵向排列（即个机组轴线平行单排并列）适用与如IS型单级单吸悬臂式离心泵。横向排列横向进、出水的泵，如单级双吸式离心泵Sh型、SA型采用横向排列方式较好。横向排列虽然稍增长泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水力条件好，节省电耗，故被广泛采用。横向排列的各部尺寸应符合下列要求：水泵突出部分到墙壁的净距A等于最大设备的宽度加1米，但不不小于2米。2.

11、出水侧水泵基础与墙壁的净距B应按水管配件安装的需要确定。但是，考虑到水泵出水侧是管理操作的主要通道，故不宜小于3米。3. .出水侧水泵基础与墙壁的净距D也应根据管道配件的安装需要来确定，但不小于1米。4.电机凸出部分与配电设备的净距应保证电机转子在检修时能拆卸，并保持一定的安全距离，其值要求为：C=电机轴长+0.5m。但是，低押配电设备应大于等于1.5米，高压配电设备大于等于2.05米。5.水泵基础之间净距E值与C值相同，即相等。 横向双行排列本次中即采用横向排列布置。2.2 管路布置水泵需要用4台14SH-9的水泵，另外有1台备用泵，5台机组采用横向排列，水引出后由2条管路输出，送到城市管网

12、中。泵房内管采用直进直出，直接铺设在室内地板上。选用各种弯头，三通和变径管等配件，2.3 吸水井尺寸设置吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求：吸水井管的进口高于井底不小于0.8D,D为吸水喇叭口扩大部分的直径，通常取吸水管直径的1.3-1.5倍。吸水管喇叭口边缘距井壁不小于0.75-1.0D在同一井中安装数根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于1.5-2.0D两格吸水井之间设置连通管。吸水井最低水位=清水池水位-清水池至吸水井水头损失=（122-4.5）-0.2=117.3（m）2.4 水泵吸水管进口喇叭口大头直径D（1.31.5）d=1.31500=655mm；水泵吸水管进口喇叭口

13、长度L（3.07.0）（Dd）=3.2（655-500）=496mm；喇叭口距吸水井井壁距离L1（0.751.0）D0.8500400mm；喇叭口之间的距离L2（1.52.0）D1.6500800mm；喇叭口距吸水井井底距离L3（0.81.0）D0.9500=450mm；喇叭口淹没水深h（0.51.0）1.2m。2.5管道配件的选取根据吸水管、压水管和输水管的管径和输送水体水质进行管道配件的选取：管道配件见表2-1：表2-1 管道配件表名称型号规格单位数量喇叭口DN700钢制D1=700 H=450个590弯头DN500个2偏心渐缩管DN500*350DN500*350个5蝶阀D371J-10

14、DN350个5渐扩管DN350*DN500个2钢管DN35010.0M个3钢管DN35023.2M个2闸阀DN500Z945T-10个3十字管DN400*DN400个22.6 泵房中各标高的确定2.6.1 水泵安装高度的确定 根据选定的水泵可在手册水泵性能曲线上找出最大吸上真空高度HS，必须注意每台泵的HS在抽水量不同时也不同，因而应根据该泵在可能的工作范围内的最大抽水量来查出对应的HS，如果水泵的安装地点的气压不是10.33米水柱或水温不是20时，应对HS作出修正，并由下式计算该泵的安装高度HSS：HSS= HS-hS-V12/2g式中hS吸水管中水头损失；V12/2g安装真空表处的水头损失

15、； 对卧式泵HSS应从吸水池最低水位算至泵轴（对大泵则算至吸水口上端）。hS包括从吸水喇叭口真空表安装处的所有水头损失（沿程与局部）。V12/2g可以根据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算。当管道布置已定时，配件与管径也已定，所以吸水管中局部水头损失h局部应按水力公式计算.如图2-1 这时由于立管长度未定，沿程水头损失未知，但水平的长度L已知，可近似地令：HSS=XXLHSS0真空表图2-1所以有：式中i吸水管段水力坡度,式中h水平为吸水管水平段的水头损失，h水平=iL。iL=（3.15/1000）10=0.03mHss=3.5-1.382/2*9.8-0.5=3.0m2.6.2 泵轴标高

16、的确定：泵轴标高吸水井最低水位+Hss117.5+3.0=120.5m。2.6.3 基础顶面标高的确定：基础顶面标高泵轴标高-泵轴至基础顶面高度120.5-0.56119.94m。2.6.4 泵房地面标高的确定：泵房地面标高基础顶面标高-0.20119.74m。2.7 复核水泵电机2.7.1 吸水管水力计算吸水管路局部水头损失计算吸水管局部水头损失参数见表2-2表2-2 吸水管局部水头损失参数表管直径（mm）管 件阻力系数最大流量（L/s）流速V(m/s)水头损失700喇叭口1=0.562201.380.150.0850090弯头2=0.672201.380.150.10偏心渐缩管4=0.19

17、2203.110.490.093 V2=40.22/3.14/0.32=3.11m/s,假定吸水管长度为10m, 沿程水头损失：hfl=iL=0.0028410=0.0284m局部水头损失：hfd=1V12/2g+42/2g1=1+2+31吸水管入口 0.562500钢制90度弯头 0.674500300同心渐缩管，0.19hfd=0.08+0.10+0.093=0.273m因此，hs=0.0273+0.273=0.30m 2.7.2 压水管水力计算压水管路局部水头损失计算压力管路局部水头损失见表2-3表2-3 压水管路局部水头损失参数表管直径（mm）管 件阻力系数最大流量（L/s）流速V(m

18、/s)水头损失渐扩管1=0.052202.300.270.014350止回阀2=3.02202.300.270.81350蝶阀3=0.302202.300.270.081渐扩管4=0.132201.380.100.013十字管5=0.22201.380.100.020500闸阀6=0.072201.380.100.00745090弯头7=0.592202.300.270.159假设压水管路长20 m，则压水管水头损失：hd=0.014+0.81+0.081+0.013+0.02+0.007+0.159+20*0.0221=1.546m故，水泵吸入口到出水口的全部水头损失：h=0+1.546=1

19、.858m ，即泵房内管路水头损失h泵站内=hs+hd=h=0.3+1.546=1.846m所以，水泵扬程H1=Zc+Ho+h+h泵站内+h安全H1=14.5+35+26+1.846+2=79.346m与估计扬程基本相同，选定的水泵合适。2.8水泵复核根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内大的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核机组。第3章 消防和转输校核3.1校核在泵站中泵选好后，还必须按照发生火灾是的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防是的要求。一般給水泵站校核有消防校核和事故校核等情况。而小区加压泵站和高层建筑給水泵站是单设消防泵房，不存在消防校核问题，因而消防校核、转输校

20、核和事故校核为管网系统问题。就消防用水来说，一级泵站的任务只是在规定的时间内向清水池中补充必要的消防储备用水。由于供水强度小，一般可以不另设专用的消防泵，而是在补充消防储备用水时间内，开动备用泵以加强泵站的工作。消防时，泵站供水量Q1=Q2+Q3=63.9+894.4=931.3（L/s）其中Q2消防用水；Q3二级供水量消防时二级泵站的扬程H1=Zc+H0+h1+h2=14.5+35+26+2=77.5 (米)Zc地形高差 H0自由水压h1总水头损失h2泵房内水头损失根据Q1和H1，在水泵曲线上绘制消防时的工况点，可见消防时的工况点在两台水泵并联特性曲线之下，所以两台并联时可以满足消防时的水量

21、和水压。3.2泵站内主要附属设备的选择引水设备、起重设备、以及排水设备等的选择。3.2.1引水设备的选择：（！）真空泵的选择：二泵站一般为了降低泵站造价，不能埋深太大，往往用真空泵起动，真空泵应按起动最大的一台水泵计算。 必须注意真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽气时，实际所抽取空气的压力是变化的，为了简化起见可以取水泵安装高度作为计算真空度（这是偏于安全的）。 这时真空泵按下列数据选择：抽气量 真空度 式中WP，WS为泵壳和吸水管体积，由吸入喇叭口到逆至闸，计算不必过于精细，泵壳可按圆柱体计算；K漏气系数，一般取1.051.10；T起动时间，对生活用水泵取5分钟，消防泵取3分

22、钟；HS大气压的水柱高度；HVmax真空度，可用水银柱或以百分数表示，如HS为4米，为10.33米水柱，则 HVmax=4760/10.33=284毫米汞柱，或4/10100%=40%。（2）真空最大排气量启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：Qv=K(Wp+Ws) Hs/T(Hs-Hss)式中 Qv真空泵的最大排气量，m3/s;K漏气系数，1.051.10；Wp最大一台水泵泵壳内空气容积，m3; Ws吸水管中空气容积，m3; Hs一个大气压的水柱高度，一般采用10.33m;T水泵引水时间，h ，一般采用5min,消防水泵取3min；Hss离心泵的安装高度，m。Qv=1.10（0

23、.25+8.33）/300(10.33-3.0=0.0429m3/s（3）真空泵的最大真空度HVMAX=Hss760/10.33mmHg式中 HVMAX真空泵的最大真空，mmHg；Hss离心泵安装高度，m （最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差。）HVMAX=3.6760/10.33mmHg=264.9mmHg 选用SZB-8型悬臂式水环式真空泵两台，一用一备，抽气量为38.2，真空值440mmHg，电机功率3KW。.3.2.2 起重设备的选择选取单梁悬挂式起重机SDQ-3，起重量3t,跨度5.58.0m，起升高度3.010.0m。根据起重机的要求计算确定泵房净高度12m。SDQ型手动单梁起重

24、机3.2.3 排水设备的选择：设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为2.01.01.53.0m3选取50QW15-7-0.75型潜水排污泵3.2.4 通风采暖设备的选择通风机采用轴流式风机,冬天要有采暖设备如暖气等,保持机械间温度为5-6左右。3.2.5 计量设备的选择在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。在压水管上设压力表，型号为Y60Z，测量范围为0.01.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z60Z，测量范围为0760mmHg。3.2.6 防水锤设备采用缓闭阀门来减少水锤的冲击。3.2.7 噪声消除设备泵房用共振消音器来

25、消除机械间的噪音,休息间与机械间的墙壁内要有隔音材料。3.2.8 真空表和压力表采用弹性式压力计,类型是普通压力表和真空表,测量范围是-760毫米汞柱-10000公斤/平方厘米,精度是1.5。3.3泵房建筑尺寸3.3.1 泵房平面尺寸水泵机组采用单排顺列式布置。水泵基座长选为2.3m，水泵间距2.7m，水泵与配置设备间距6.6m，水泵距大门口3.5m；水泵距吸水管侧墙2.0m；泵房长30m,宽13m，净高12m。3.3.2 起重设备与泵房高度1.起重设备选用DL 型电动单梁桥式起重机地下式泵房：H=H1+H2 (m)式中 H1泵房地上部分高度(m)；H1=n+a2+c2+d+e+h (m)其中

26、 n一般不小于0.3m；a2行车梁高度(m)；c2行车梁底至起重钩中心的距离 (m)。d起重绳的垂直长度（对于水泵为0.85xm,对于电机为1.2xm，x为起重部件宽度）(m)；e 最大一台水泵或电机的高度(m)；h吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离（一般不小于0.30.5米）。H2=f+g (m)其中 f吊起物底部和最高一台机组顶部的距离（一般不小于0.5m）；g最高一台水泵或电机顶至室内地坪的高度(m)。3.4 设计送水泵站工艺图结束语大学的第一次课程设计结束了，课程设计给我们的新鲜感，给我们的成就感，都在这短短的几天时间内，让我们深深的体会到了，这会是我们对给水排水专业的更深一层

27、的认识。对泵站设计过程中所出现的问题及其解决方法有所掌握，对我们专业中的一些参考书的重要性得到了确定。由这次课程设计更清楚地了解到各种泵站设计的优缺点及其结构，有利于我们以后参加工作。在画泵站平面及剖面图过程中，让我进一步掌握了我们专业的CAD绘图知识，同时我对泵站平面布置原则和剖面图绘图原则有了一定的掌握。在本次课程设计中得到了张立东老师的悉心指导。张立东老师多次询问研究进程，他的精心点拨、热忱鼓励，对我的课程设计顺利完成起了极其重要的作用。张立东老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，传授我很多知识， 最后再次感谢张立东老师对我的教育和培养，以及对我的课程设计的指导和帮助。老师们的耐心和严谨，将鞭策我以后的工作和生活。参考文献1.給水排水设计手册第一册，第一版；2.给水排水设计手册第十一册，第一版；3. 给水排水设计手册第十二册，第一版；4.泵与泵站 第五版，中国建筑出版设；5.水源工程与管道系统设计计算，中国建筑出版设。专心-专注-专业