-某城镇取水泵站和送水泵站设计学士学位论文.doc
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1、提供全套毕业设计,欢迎咨询泵与泵站课程设计题 目:某城镇取水泵站和送水泵站设计学 院:环境科学与工程学院专 业:给水排水工程班 级:市政1102学 号:1113300204、09、14、22、24、25学生姓名: 指导教师: 二一四 年 一 月组员分工曾光1113300204取水泵站、送水泵站剖面图史航1113300209取水泵站、送水泵站平面布置图历洛克1113300214送水泵站设计说明书王哲烨1113300222取水泵站、送水泵站设计计算张海荣1113300224取水泵站设计说明书戴梁萍1113300225取水泵站、送水泵站设计计算25目录设计原始资料51.取水泵站的设计51.1取水方式
2、的选择51.2设计流量的确定和设计扬程估算61.2.1设计流量Q61.2.2 设计扬程H61.3初选泵和电机71.3.1 初选泵71.3.2初选电机81.4机组基础尺寸的确定81.5吸水管路与压水管路计算91.6机组与管道布置101.7 吸水管路和压水管路中水头损失的计算111.8泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算131.8.1 泵安装高度的确定131.8.2 泵房筒体高度确定131.9泵房高度的确定131.10附属设备的选择131.10.1起重设备131.10.2引水设备131.10.3排水设备131.10.4通风设备141.10.5计量设备141.10.6噪声消除和水锤消除142送水泵站设
3、计152.1泵房形式的选择152.2 设计流量和扬程的计算152.2.1设计流量152.2.2设计扬程152.3初选泵和电机152.3.1选泵152.3.2初选电机172.4机组基础尺寸的确定172.5 吸水管路和压水管路设计计算182.6机组与管道布置182.7吸水井设计192.8吸水管路和压水管路的水头损失的计算202.9泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算232.9.1泵安装高度确定232.9.2 泵房筒体高度计算232.10附属设备的选择242.10.1引水设备242.10.2计量设备242.10.3排水设备242.10.4、起重设备242.10.5通风设备242.10.6消声设备252
4、.10.7水锤设备252.11消防校核25设计原始资料基础资料(同给水排水管网系统课程设计资料):1、某城镇总平面图(1:5000),共分两个区,I区有火车站、化工厂、印染厂各一处;II区有医院、造纸厂各一处。2、城镇近期规划人口密度:400人/公顷,给水普及率100%,最高日居民生活用水定额140L/cap d。最高日用水量变化如表1所示。3、居住区建筑为6层。居住区卫生设备:室内有给排水设备和淋浴设备。4、造纸厂生产用水量为2000m3/d,该厂按三班制工作,每班人数200人,每班淋浴人数为30%;印染厂生产用水量为1500m3/d,该厂按两班制工作,每班人数300人,每班淋浴人数为50%
5、;化工厂生产用水量为1000m3/d,该厂按一班制工作,共有工人100人。三个工厂对水质和水压无特殊要求。5、火车站用水量为800m3/d。6、医院用水量为1000m3/d。7、浇洒道路及绿地用水量500m3/d。8、未预见用水量及管网漏水量取值范围15-25%。9、此城镇位于浙江省内,土质为砂纸粘土,无地下水,不考虑冰冻。10、二级水泵站采用二三级制。气象水文资料:1、秋冬枯水期枯水位标高90.5m2、春夏洪水期洪水位标高97.0m3、夏季水温最高不超过34度,冬季水温最低不低于4度4、常年平均水位92m设计资料:1、水厂混凝池高6.5m2、清水池最低水位在地面以下3m3、取水方式采用自流管
6、深入河道中心取水,自流取水管全长100m4、 其它:考虑到城镇快速发展,远期用水量拟增加50%,需考虑消防用水。1.取水泵站的设计1.1取水方式的选择由原始资料确定,本设计采用的取水方式为自流管深入河道中心取水,自流管全长100m。1.2设计流量的确定和设计扬程估算1.2.1设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水,取自用水系数a=1.05,则 近期设计流量为远期设计流量为1.2.2 设计扬程H 1)泵所需静扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即按远期考虑,一条自流管检修,另一条自流管通过75%的设计流量时。自流管的流速应取1.52.0m/s,得自流管管径取自流管管径D=500
7、mm,此时流速v=1.63m/s,符合要求。 由海增-威廉公式可计算得到从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失则吸水间中最高水面标高为,最低水面标高为,平均水面标高为。所以泵所需静扬程为:洪水位时, 枯水位时, 平均水位时, 2)输水干管中的水头损失在最不利条件下,即当一条输水管检修时,另一条输水管应通过75%的设计流量(设计流量按按远期考虑),输水干管的流速应取,可计算得输水管管径,取D=400mm,v=2.47m/s,查水力计算表得i=0.0211。所以(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 粗估为2m则泵设计扬程为:枯水位时, 洪水位时, 平均水位时, 1.3初
8、选泵和电机1.3.1 初选泵泵的选择对整个取水送水具有关键作用,我们要在满足设计要求的前提下,选择一个更经济的选择。采取多个泵一起工作的方案,提高送给水的安全性;采取至少一台作为后备的方案,满足日后水量增加带来的压力。选泵要点:(1)大小兼顾,灵活备用(2)型号整齐,互为备用(3)合理地用尽各泵的高效段(4)远近期结合,留有小泵换大泵的余地(5)大中型泵站需作选泵方案比较根据近期设计流量Q=0.2839m3/s,远期设计流量Q=0.4238m3/s,枯水位H=21.19m,在双吸泵选泵参考特性曲线中,确定对应的设计工况点,选出如下两方案:表1.1 选泵方案方案编号一二近期3台10Sh-13型泵
9、,2台工作,1台备用3台泵2台250QGW550-22-55型泵,并联1台250QGW550-22-55备用。远期4台10Sh-13型泵,3台工作,1台备用3台泵1台250QGW550-22-55型泵1台400QGW1200-20-11型泵并联,1台400QGW1200-20-110型泵备用表1.2 选泵方案比较方案编号运行泵及其台数泵扬程所需扬程扬程利用率(m)(m)()第一方案选用三台10Sh-13(两用一备)两台10Sh-13192714.6921.1994.4第二方案选三台250QGW550-22-55型泵(两用一备)两台250QGW550-22-552214.6921.1981.5方
10、案一所选择的泵为3台同一型号的泵,一台备用,两台泵并联后的流量与扬程均满足近期设计流量与枯水期设计扬程的要求,远期再增设一台同型号的泵,三台工作,一台备用。泵型号相同,运行管理方便,互为备用,便于运行管理、维修更换。且方案一的扬程利用率更高,更为经济。最后选择方案一。图1.1泵组合曲线比较图1.3.2初选电机电压选择原则:1)功率在100kW以下的,选用380V/220V或220V/127V的三相交流电;2)功率在200kW以上的,选用10kW(或6kW)的三相交流电;3)功率在100kW200kW之间的,则视泵站内电机配置情况而定,多数电动机为高压,则用高压,反之则用低压。根据10Sh-13
11、型泵的要求(电机功率为55KW ,转速要求为1470r/min ),查询设计手册资料,选用Y250M-4型异步电动机(55kW,380V/220V,IP44水冷式)。泵站内电压选择380V。1.4机组基础尺寸的确定查98S102卧式水泵隔震及其安装,SH型离心泵规格及其安装尺寸表,查得10Sh-13型离心泵与Y250M-4电机的机组基础平面尺寸为:表1.3 机组尺寸表水泵型号电机型号功率(kw)转速(r/min)L(mm)B(mm)10SH-13Y250M-45514701700950机组总重量W=WP+Wm=4200+4000=8200N。基础深度H可按下式计算:式中 L基础长度,L=1.7
12、00m; B基础宽度,B=0.950m; 基础所用材料的容重,对于混凝土基础,=23520N/m3。基础深度连同泵房底板在内,取2.95m。1.5吸水管路与压水管路计算吸水管路设计要求 不漏气。吸水管路是不允许漏气,否则会使泵的工作发生严重故障。 不积气。如果出现积气,形成气囊,会影响过水能力,严重时会破坏真空吸水。 不吸气。吸水管进口淹没深度不够时,由于进口处水流产生漩涡、吸水时带进大量空气,严重时将破坏泵正常吸水吸水管中的设计流速建议采用以下数值:管径小于250mm时,为1.01.2m/s; 管径等于或大于250mm时为1.21.6m/s; 在吸水管路不长且地形吸水高度不很大的情况下,取1
13、.62.0m/s压水管中的设计流速建议采用以下数值管径小于250mm时,为1.52.0 m/s;管径等于大于250mm时,为2.02.5 m/s;远期取水泵房内有三台工作的泵,一台备用泵,三台泵型号相同,每台泵通过流量相同,有单独的吸水管与压水管,根据吸压水管内的流速要求,分别确定其管径。 已知 (1)吸水管 采用DN350mm,v=1.42m/s,i=0.00822(2) 压水管 采用DN300mm,v=1.94m/s,i=0.01891.6机组与管道布置为了布置紧凑,充分利用建筑面积,将四台机组交错并列布置成两排,两台为正常转向,两台为反常转向。在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管、压
14、水管引出泵房后两两连接起来。外形采用矩形,结构简单,充分利用建筑面积,安设吊车时较简易,便于利用标准的建筑构件和起重设备。详见取水泵站管道布置图。图1.2 取水泵房管路平面布置图横向双行排列的各部分尺寸应符合下列要求:(1)泵到墙壁的净距A1等于最大设备宽度加1m,但不得小于2m。(2)两排相邻的机组之间距离B1应为水泵宽度加1m。(3)相邻基础之间的间距C1应0.8m。但是考虑到两机组之间的通道为管理操作主要通道,应不小于3m。(4)相邻的管道与基础的之间的距离D1为1.21.5m。(5)进水侧泵基础与墙壁的净距E1,应按照管道配件的安装要求确定,但不小于1m。(6)出水侧泵基础与墙壁的净距
15、F1,应按照管道配件的安装要求确定,但是不小于1m。因此,泵房的设计总长度为为L总=A1+L+D1+C1+L+D1+A1=2+1.7+1.2+3+1.7+1.2+2=12.8mB总=E1+B+B1+B+F1=1.15+0.95+1.2+0.95+1.975=5.275m但考虑到实际施工中,吸压水管管径对于泵房长度宽度有影响,故应适当放大。取泵厂实际长度为13.06m,实际宽度为6.3m.1.7 吸水管路和压水管路中水头损失的计算取一条最不利线路,从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图(图二)图1.3 最不利管线计算图(1) 吸水管路中水头损失 式中:吸水管进口局部阻力系数, =0.75;
16、DN350蝶阀, =0.15; DN350250渐缩管, =0.19。则 故 (2)压水管路水头损失的计算 式中 DN 200*300渐扩管, =0.16; DN300蝶阀,=0.15; DN300伸缩接头,=0.21; DN300手动蝶阀,=0.15; DN300钢制90弯头,=0.52; DN300钢制45弯头,=0.26; DN300*400渐放管,=0.13; DN400标准铸铁斜顶三通,=0.05; DN400正三通,=1.5; DN400双闸阀,=0.07;因此,泵的实际扬程为:设计枯水位时,Hmax=21.22m设计洪水位时,Hmin=14.72m由此可见,初选的泵机组符合要求。
17、 表1.4 管路附件选配表 名称规格单位数量蝶阀DN350个4DN300 8伸缩节 DN300个4闸阀DN400个4标准铸铁斜顶三通DN400个245弯头DN=300个490弯头DN=300个8渐放管DN300*400个4渐缩管DN350*250个4渐扩管DN200*300个4丁字弯DN400个41.8泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算1.8.1 泵安装高度的确定为了便于沉井法施工,将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一高度处,因为泵为自灌式工作,所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度,无需计算。1.8.2 泵房筒体高度确定已知吸水间最低动水位标高(枯水位标高)为90.5m,为保证吸水管正常吸水
18、,取吸水管的中心标高为88.825m(吸水管上缘的淹没深度为90.5-88.825-0.5D=1.5m),取吸水管下缘距吸水间底板0。7m,则吸水间底板标高为88.825-(0.5D+0.7)=87.97m。洪水位标高为97.00m,考虑2m的浪高,则操作平台标高为97+2=99m。故泵房筒体高度为: 1.9泵房高度的确定泵房筒体高度已知为11.05m,操作平台以上的建筑高度,根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求,吊车梁底板到操作平台楼板的距离为5.95m,从平台楼板到房顶底板净高为8m。1.10附属设备的选择1.10.1起重设备最大起重重量为Y250M-4型异步电动机W
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