污水泵站设计计算(给排12级)(共17页)422.pdf

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1、 1 污水泵站设计(shj)计算 专业(zhuny)班级 姓 名 学 号 2 1 熟悉原始(yunsh)资料及总体设计原则 在开始设计之前应仔细研究设计的原始资料，根据设计内容，复习教材的有关部分，收集需用的规范手册及参考资料。并明确设计题目、设计目的、设计任务(rn wu)、设计原则、工程情况等基础资料。污水泵站的基本组成包括(boku)：机器间、集水池、格栅、辅助间。2 格栅设计(shj)2.1 栅条间隙数 根据给水排水设计手册五第 192 页，选用中格栅，设过栅流速取 v=0.9 m/s，栅条间隙 e=20mm，格栅安装倾角=60，栅前水深 h=0.5m。则栅条间隙数 n=取 n=46

2、2.2 格栅尺寸 取栅条宽度 s=0.01m，则格栅宽度 取进水渠宽,渐宽部分展开角，则 进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：取栅前渠道超高，则栅前槽高 栅槽总长度：2.3 过栅水头损失 3 式中，过栅水头(shutu)损失，m；计算水头(shutu)损失，m；重力(zhngl)加速度，9.81；系数(xsh)，一般取3；阻力系数，与栅条断面形状有关，,当为矩形断面时，3 污水泵机器间设计 3.1 污水泵流量的确定、设计扬程的估算 3.1.1 污水泵流量 取最高日最高时设计水量为提升泵站的设计流量。Qmax=1400m3/h 3.1.2 污水泵杨程估算 设泵吸压水管路的总

3、损失初估为 2-4m,安全水头为 1-2m，有效水深为 1.52m,2个闸门的水头损失都取 0.05m。计算水泵最低吸水水位。水泵扬程可初步按下式计算：H=HST+h+2=Hss+Hsd+hs+hd+2 式中 Hss吸水管地形高度(m),为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；Hsd压水地形高度（m），为泵轴线与输水最高点（即压水管出口处）之高差；hs 和hd污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失（包括沿程损失和局部损失）。其中 12m为安全水头，取 2m。取有效水深为 1.7m 格栅前水位=来水管设计水位-闸门 1 水头损失=-4.30-0.05=-4.35m 格栅后水位=格栅前水位-过栅水头损

4、失=-4.35-0.09=-4.44m 最高水位=格栅后水位-闸门 2 水头损失=-4.44-0.05=-4.49m 最低水位=最高水位-有效水深=-4.49-1.7=-6.19m HST=沉砂池设计水位标高-最高水位=4.20-（-6.19）=10.39m 4 H=HST+h+2=10.39+3+2=15.4m 3.1.3 选泵参考特性(txng)曲线(ab 线)的求算 b 点：Qb坐标(zubio)原点流量 Hb=Hss+Hsd+2 图 1 QW 潜污泵型谱图 3.2 污水泵设计方案确定(qudng)3.2.1 提方案(fng n)所选方案应为可行方案。选泵时应注意：a在满足最大工况要求的

5、条件下，应尽量减少能量的浪费。b合理利用各水泵的高效段。c尽可能选用型号泵，使型号整齐，互为备用。d尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配。eh 值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。5 f保证吸水条件，照顾基础(jch)平齐，减少泵站埋深。s考虑必要(byo)的备用机组。h考虑泵站的发展(fzhn)，实行近远期相结合。所提方案(fng n)如下表：表 1 选泵方案 方案编号 用水变化范围（m3/h）运行泵及其台数 第一方案 选用两台 940 1 台 300QW800-15-55 940-1400 2 台 300QW800-15-55 第二方案 选用三台 735 1 台 250QW

6、600-15-45 735-1340 2 台 250QW600-15-45 1340-1400 3 台 250QW600-15-45 （1）绘制水泵一的单泵及并联特性曲线 在高效段范围内去两点坐标，用抛物线法拟合水泵特性曲线方程，先假设Q-H 特性曲线 H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲线取两点（Q1,H1）和（Q2，H2）代入 H=HX-SXQ2,解出 Sx 和 HX，求出 Q-H 特性曲线方程，用描点法绘出Q-H 特性曲线。取点（15，600），（12.9,700）。解出 Sx=1.510-5,HX=20.8 取点列表：表 2 1 台水泵一 Q-H 表 表 3 2 台水泵一并联 Q-H 表

7、取点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h)0 100 200 300 400 500 600 700 800 H(m)20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 15 12.98 10.56 取点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h)0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 6 表 4 3 台水泵(shubng)一并联(bnglin)Q-H 表 描点法绘图(hu t)得：图 2 单泵及并联特性(txng)曲线 （2）绘制水泵二的单泵及并联特性曲线 在高效段范围内去两点坐标，用抛物线法拟合水泵特性曲线方程，先假

8、设 Q-H 特性曲线 H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲线取两点（Q1,H1）和（Q2，H2）代入 H=HX-SXQ2,解得 S和 HX值，求出 Q-H 特性曲线方程，用描点法绘出 Q-H 特性曲线。取点（15，800），（13.5,900）。解出 Sx=8.8210-6,HX=20.64 表 5 1 台水泵二 Q-H 表 H(m)20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 15 12.98 10.56 取点 1 2 3 4 5 6 Q（m3/h)0 300 600 900 1200 1500 H(m)20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 取

9、点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 7 表 6 2 台水泵(shubng)二并联(bnglin)Q-H 表 描点法绘图(hu t)得：图 3 水泵二的单泵及并联特性(txng)曲线 3.2.2 进行方案比较后，确定设计方案 表 7 选泵方案比较表 方案编号 用水变化范围 运行泵及其台数 泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（%）泵效率（%）第一方案选用两台 300QW800-15-55 940 一台300QW800-15-55 12.8 12.8 100 82.78 9401400 两台12.8-16.3

10、12.8184100 82.78（m3/h)H(m)20.64 20.55 20.29 19.85 19.23 18.44 17.46 16.32 15 13.5 取点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q（m3/h)0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 H(m)20.64 20.55 20.29 19.85 19.23 18.44 17.46 16.32 15 13.5 8 300QW800-15-55 3.7 第二方案选用三台 250QW600-15-45 1020cm 3.4 水泵机组布置 本泵站分三期建设，本设计为最后一期工程。（

11、1）水泵机组布置原则 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、接头配件最少、水头损失最小，降低平时运行费用，并应考虑泵站有扩展的余地。水泵机组的排列决定泵房建筑面积的大小，应尽量缩小泵房面积，降低造价。（2）泵站排列方式 污水泵站一般有图 5三种排列方式：图 6 污水泵站排列方式 3.5 确定泵站类型 11 根据泵站的平面形式，泵站的布置形式有圆形和方形；根据泵站机器间地面与室外地面相对标高，泵站又分为地面式、半地下式和地下式泵站。应根据吸水面高度、地质情况、供水要求的可靠程度、水泵的充水方式、水泵允许吸上真空高度等因素选择。污水泵

12、站启动频繁，应采用自罐式吸水方式；方形泵房有利于设备布置。3.6 计算吸、压水管及联络(linlu)管直径 表 9 吸、压水管及联络(linlu)管管径计算表 泵型 管道 最大流量Q（m3/h）估计流速V（m/s）计算管径D（mm）选用管径D（mm）实际流速 V（m/s）300QW800-15-55 吸水管 无吸水管 压水管 850 2.00 388 400 1.88 联络管 1485 1.50 591 600 1.46 3.7 布置(bzh)机组与管道，确定泵房平面尺寸（1）机组、设备间距(jin j)布置要求（参见 tb,P164-166）图 7 泵房机组间布置图（2）吸水口间距和离墙距离

13、应符合图 8 要求（附尺寸标注示意）12 图 8 吸水口间距及离墙距离 图 9 机器间尺寸(ch cun)计算图（3）确定(qudng)机器间长、宽，并画出机器间布置如图 9 （4）压水管路设计(shj)要求 泵站内的压水管路要求坚固而不漏水，因污水宜腐蚀管道(gundo)，采用铸铁管。为便于拆装与检修，在适当地点设法兰接口。为了安装上方便和避免管路上的应力传至水泵，一般应在压水管路设置伸缩节或柔性的橡胶接头。为了承受管路中内压力所造成的推力，在一定的部位上(各弯头处)应设置专门的支墩或拉杆。在不允许水倒流的给水系统中，应在水泵压水管上设置止回阀。（5）确定泵房机器间平面尺寸 要求查出阀门、管

14、件长度，并图示。图 10 机器间尺寸计算图 13 3.8 确定水泵机组安装标高和机器间标高 图 11 高程(gochng)计算图 3.9 吸、压水管的水头损失(snsh)计算（1）沿线水头损失(snsh)计算 14 管道(gundo)沿程水头损失 hy=iL 其中：L管段长度 i水力坡降（单位长度管段的水头损失)AB 管 HAB=B 点标高-A 点标高 A 点标高=喇叭口距池底标高 0.8D+池底标高 池底标高=栅前水位标高-栅前水深 取栅前水深 0.3m，栅前水位标高=-4.35m 0.8D=0.24m（D 为喇叭口直径 DN300）则 A 点标高=-4.41m B 点标高=联络管埋深高度=

15、0.7+联络管半径 图 12 局部水头损失计算图=0.7+0.3=1m 故 HAB=1-（-4.41）=5.41m 故 LAB=竖管+横管=5.41+2.38+1.47+0.48（闸阀长度(chngd)）+0.31（止回阀长度）+0.255（伸缩节长度）=10.31m BC 管段 LBC=2.38m CD 管段 LCD=1.59+沉砂池设计水位(shuwi)标高-B 点标高=1.59+4.20-1.0=4.8m AB 管采用(ciyng)DN400 压力(yl)管，流速 1.88m/s，1000i=12.4 BC、CD 管段采用 DN600，流速 1.46m/s，1000i=4.4 则 hy=

16、iL=（2）计算局部水头损失 15 表 10 局部水头损失计算表 序号 管件名称 管件 局部阻力 流量 Q 最大流速 v(m)局部水头损失(m)直径 系数(m3/h)(m/s)（mm）1 喇叭口 400 0.1 850 3.34 0.57 0.057 2 弯头 2 个 400 0.6 850 1.88 0.18 0.11 3 渐扩管 300400 0.13 850 3.34 0.57 0.074 4 90弯头 2个 600 1.1 1485 1.46 0.11 0.12 5 渐扩管 400600 0.12 850 1.88 0.18 0.0216 6 球形伸缩节 400 0.21 850 1.

17、88 0.18 0.038 7 闸阀 400 0.07 850 1.88 0.18 0.0126 8 止回阀 400 2.5 850 1.88 0.18 0.45 9 90弯头 300 0.52 850 3.34 0.57 0.296.10 三通管 2 个 400600 1.62 1485 1.46 0.11 0.178 1.757 （3）总水头(shutu)损失 各管段水头(shutu)损失为沿程水头(shutu)损失和局部(jb)水头损失之和。再计算总水头损失，即计算 A-D管路水头损失，为 AB 管段、BC 管段、CD 管段水头损失之和。则水泵所需总扬程：H=10.39+1.92+2=1

18、4.31m 16 3.10 水泵工况点的校核（1）水泵管道特性曲线 比阻=1.76/14852=7.98*10-7 管道曲线，列出流量与杨程计算表，再描点作图：表 11 管道特性曲线计算（最低水位）取点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h)0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 H(m)10.39 10.42 10.52 10.68 10.90 11.19 11.54 11.95 12.43 表 12 管道特性曲线计算（最高水位）取点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h)0 200 400 600 800 1000 1200 14

19、00 1600 H(m)8.69 8.72 8.82 8.98 9.2 9.49 9.84 10.25 10.73 画出最低水位和最高水位时的管道、单泵和并联(bnglin)泵的特性曲线图，如下图所示：图 13 提升(tshng)泵工况校核曲线图 17 检验单泵运行(ynxng)和并联运行时，由泵得性能(xngnng)图得知该泵 4 个工况点都在高效段，所选泵合理。4 集水池容积校核 集水池的容积在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵的吸水条件并能够及时将流入的污水抽走的前提下，应尽量小些，这样既降低造价，又可以减轻污水池污水中杂物沉积和腐化。（1）全昼夜运行的大型泵站（最高日污水处理量超过15000m3），集水池容积根据工作泵机组停车时启动备用泵所需时间来计算。一般可采用不小于最大泵5min 出水量的容积。W1集水池有效容积，m3 Q最大泵 5min 出水量，m3/h（2）小型污水泵站，由于夜间流量不大，通常在夜间停止运行(ynxng)。在这种情况下，集水池容积应满足储存夜间流入量的要求。内容摘要 （1）污水泵站设计计算 18 专业班级 姓 名 学 号 1 熟悉原始资料及总体设计原则 在开始设计之前应仔细研究设计的原始资料，根据设计内容，复习教材的有关部分，收集需用的规范手册及参考资料（2）重力加速度，9.81