泵与泵站课程设计建筑施工组织_建筑-施工组织.pdf
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1、泵与泵站课程设计给水排水工程专业 泵与泵站课程设计 指导老师:班 级:姓 名:学 号:设计日期:计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该
2、地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附目录 第一章 概述.2 第二章 设计流量计算.3 第三章 选泵.7 第四章 泵站辅助设备的选择.9 第五章 泵房及基础设计.11 第六章 校核水泵.15计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总
3、平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附第一章概 述、建站目的和设计任务 建站目的:熟悉泵站设计过程,增强节水意识,提高实践能力。设计任务:徽城地区二级泵站设计。、资料分析 1.基本情况:徽城地处华东平原,城区建筑多为三层,最高五层。为满足城市生活及 生产用水需要,拟建徽城地区给水工程。此工程主要包括取水工程、净水 工程及输水工程三个分工程。一、二级泵站是取水工程和输水工程中的
4、一 部分。徽城地区水资源丰富,有沿河地表水及地下水可利用。附微城总平 面图一张。2.地质及水文资料:在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。由地质柱状 图可看出,02m深为砂粘土,以下是页岩。沿河徽城段百年一遇最高水位 40.36m,最低水位32.26m,正常水位 36.51m。徽城地下水位多年平均在 38.5m左右(系黄海高程)。3.气象资料:年平均气温15.6 C,最高气温39.5 C,最低气温8.6 C,最大冻土深 度0.44m。主导风向,夏季为东南风,冬季为东北风。4.用水量资料:该地区最大日用水量近期为 10万吨/日,远期为1丄万吨/日。最大日 用水量变化情况详见附表。5.
5、净水厂设计资料:净水厂布置情况见附图。净水厂内沉淀池进水口设计水位 42.50m,清 水池最高水位40.3m,清水池最低水位38.2m.。清水池容积须本次设计确 定。6.输水管网设计资料:由于城区距水源较远,管网布置成网前水塔形式,净水厂至水塔输水管 道长度为2500m其他情况详见总平面图。根据管网计算结果确定出水塔 最高水位为68.3m,水塔最低水位为65.8m。水塔容积尚须本次设计确定,水塔调节容积建议设计在最高日用水量的 5%8%0 7.其他资料 地震等级:五级;地基承载力 2.5Kg/cm2;可保证二级负荷供电。三、设计参考资料 1.水泵及水泵站 中国建筑工业出版社 姜乃昌 主编。2.
6、给水工程 中国建筑工业出版社 严煦世 范瑾初 主编。3.给排水设计手册第1、3、9、10、11册。4.泵站设计规范GB/T 50265 97 5.地表水取水 中国建筑工业出版社 周金全主编。第二章 设计流量计算 第一节:水量计算 根据实际情况,现将二泵站进行分级供水,分为两级,6-22点为夜间供水,22-6点为白天供水。夜间供水为最咼日最咼时用水量的 3.5%。白天供水为最咼 日最高时用水量的 4.5%。该地区最高日用水量近期:10万吨/日,远期为13 万吨/日.计算:一级为22点至第二天6点,供水量为3.5%,二级为6点至22点,供水量 为 4.5%:计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的
7、选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附考虑到近期的流量要求,则有 Q仁
8、10000CX 3.5%/3.6=972.11(L/S)Q2=10000(X 4.5%/3.6=1250(L/S)考虑到远期的流量要求,则有:Q1=130000X 3.5%/3.6=1263.89(L/S)Q2=13000(X 4.5%/3.6=1625(L/S)第二节:输水管径确定 根据界限流量表:界限流量表 管径(mm 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 界限流 量(L/S)9 9-15 15-28.5 28.5-45 45-68 68-96 96130 130-168 168-237 237-355 据上表输水管管径取800m(采用两根输水管)
9、。根据经济流速校核:经济流速:选定流速时,应考虑技术和经济两方面的要求。从技术上考虑,为了防止输水管因水锤现象而出现事故,最大设计流速不应超过 2.53.5m/s;输送原水时,为了避免水中杂质在管内沉积,最低流速不得低于 0.6m/s。从经 济上考虑,流量一定时与流速的平方根成正比。如果流速取得小,管径增大,相应造价增加。若管径大些,管段水头损失减小,水泵所需扬程将降低,日常 电费可以节省。相反,流速取得大,管径虽小,造价有所下降,但因水头损失 增大,所需养成必须提高,所耗电费用必然增加。因此,一般按一定年限 T内(投资偿还期)造价和年经营管理费(主要为电费)为最经济的流速(称为经 济流速)来
10、确定管径。根据给排水设计手册 管径D(mm)1600 吸水管(m/s)1 1.2 1.2 1.6 1.5 2.0 1.52.0 出水管(m/s)1.5 2.0 2.0 2.5 2.02.5 2.03.0 V 二Q/A=(4 XQ/2)/nD2=(4 X 1250)/3.14 X 0.8 X 0.8=1.24m/s 在经济流速 范围内),故确定输水管管径:800mm 第三节:水泵扬程初计算 净水厂设计资料:净水厂布置情况见附图。净水厂内沉淀池进水口设计水 位42.50m,清水池最高水位40.3m,清水池最低水位38.2m。输水管网设计资料:净水厂至水塔输水管道长度为 2500m水塔最高水位为68
11、.3m,水塔最低水位为 65.8m。水塔调节容积设计在最高日用水量的 5%8%0 水泵扬程:H=Hst+X h 静扬程为水塔最高水位(68.3m)与清水池(吸水井设为池内式)最低水位(38.2)之差。所以 Hst=68.3-38.2=30.1m 刀h包括泵站内部的损失h1,吸水管路的损失h2以及压水管的损失h3,由 于泵房内不管路尚未布置所以先假设 h1=2m h2=3m为了确保供水的可靠性,采用两根输水管,材料取铸铁的,管径取为 800mm(考虑到远期),则最大供水 计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站
12、目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附时)(即第二级供水时):V=Q/A=(4 XQ/2)/TD2=(4 X 1250)/3.14 X 0.8 X 0.8=1
13、.24m/s(在经济流速 范围内)曼宁公式:H3=(10.29 X nA2X qA2X L)/DA5.333(n 去 0.013)压水管损失:h3=(10.29 X 0.013A2 X(1250/1000/2)QX L)/0.8八5.333=5.93m 刀 h=h1+h2+h3=2+3+5.93=10.93m 水泵扬程:H=Hst+X h=30.1+10.93=41.03m 第四节:水塔和清水池容积的计算 水塔和清水池的容积,由二级泵站供水量和用水量变化曲线确定。水塔和 清水池的调节容积计算,通常采用两种方法:一种是根据供水量和用水量变化 曲线推算,一种是凭经验估算。前者要知道 24小时的用水
14、量变化规律,并拟定 泵站的供水线,后者采用最高日最高时用水量的百分数。本设计采用第一种方 式来确定清水池和水塔的调节容积。水塔和清水池的调节容积计算见表。清水池中除储存调节用水外,还应包 括消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水,因此清水池有效容积应为:W=W1+W2+W3(m3)式中:W调节容积;W消防用水,居民区和工厂可按24h火灾延续时间的 消防用水总量计算;W水厂生产用水,等于最高日用水 5%-10%清水池应有两只,每只容积为 W/2(m)。若仅有一只,则应采取分格或采 取适当措施,以便清洗检修时的不间断供水。水塔总容积为:W=W1+W2(m3)计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选
15、择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附式中:W水塔调节容积;W室内消防储水
16、量,按10min的室内消防用水量计算 计算表如下:水塔与清水池调节容积计算表 时段(钟点)用水量(%二级泵 站供水 量(%一级泵 站供水 量(%清水池 调节量(%清水池 存水量(%水塔调 节量(%水塔存 水量(%(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)0-1 2.3 3.5 4.16 0.66 0.66 1.2 1.2 1-2 2.3 3.5 4.16 0.66 1.32 1.2 2.4 2-3 2.2 3.5 4.16 0.66 1.98 1.3 3.7 3-4 2.2 3.5 4.17 0.67 2.65 1.3 5 4-5 2.3 3.5 4.17 0.67 3.32 1.2 6
17、.2 5-6 3.5 3.5 4.17 0.67 3.99 0 6.2 6-7 4.6 4.5 4.17-0.33 3.66-0.1 6.1 7-8 5.2 4.5 4.17-0.33 3.33-0.7 5.4 8-9 5.3 4.5 4.17-0.33 3-0.8 4.6 9-10 5.2 4.5 4.17-0.33 2.67-0.7 3.9 10-11 4.9 4.5 4.17-0.33 2.34-0.4 3.5 11-12 4.8 4.5 4.16-0.34 2-0.3 3.2 12-13 4.7 4.5 4.17-0.33 1.67-0.2 3 13-14 4.6 4.5 4.17-0
18、.33 1.34-0.1 2.9 14-15 4.8 4.5 4.16-0.34 1-0.3 2.6 15-16 5.2 4.5 4.17-0.33 0.67-0.7 1.9 16-17 5.6 4.5 4.17-0.33 0.34-1.1 0.8 17-18 5.5 4.5 4.16-0.34 0-1-0.2 18-19 5.4 4.5 4.17-0.33-0.33-0.9-1.1 19-20 4.8 4.5 4.17-0.33-0.66-0.3-1.4 20-21 4.3 4.5 4.17-0.33-0.99 0.2-1.2 21-22 3.8 4.5 4.17-0.33-1.32 0.7
19、-0.5 22-23 3.5 3.5 4.16 0.66-0.66 0-0.5 23-24 3 3.5 4.16 0.66 0 0.5 0 100 100 100 最大调节量:5.31 最大调节量:7.6 清水池容积为 5.31%X 100000=5310 m3;计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利
20、用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附单个清水池容积为2655 m3;水塔容积为7600 m3;第三章选泵 第一节:选泵原则 如果所选的水泵时以经常单独运行为主,那么,并联工作时,要考虑到个 单泵的流量时会减少的,扬程时会增大的,如果选泵时是着眼于个泵经常并联 运行,则应考虑到,各泵单独运行时,相应的流量会增大,轴功率也会增大。单泵工作时的功率大于并联工作时各泵的功
21、率。选泵就是要确定泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站、选泵时考虑 问题的侧重点也有所不同,根据选泵要点:1.大小兼顾,调配灵活 2.型号配齐,互为备用 3.合理的用尽各泵的高效段 方案编号 运行水泵 台数及型号 水泵扬程(m 流量Q(L/S)允许吸上真 空咼度(m)泵重(t)效率(%第一方案 四台 14sh-13(白天)三台 14sh-13 37-50 270-4 10 6.5 0.97 81%4.近远期项结合的观点在选泵过程应给予相当重视 5.大中型泵站需做选泵方案比较 第二节:选泵方案:计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计第六章校核水泵第一章概述最低水位正常
22、水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附(夜间)(一台备用)第二方案 四台 20sh-9B(白天)三台 14sh-13(夜间)(一台备
23、用)35-55 300-5 00 3.5 1.2 70%根据实际用水量、扬程和上表,可以看出第一种方案能量利用好于第二种 方案,能量浪费少,能适应用水变化范围,且流量接近设计流量,且效率高,考虑远期要求,异能较好得满足要求了考虑远期要求,以及安全,故选用一台 14sh-13作为备用。为了远期考虑,在预留一 共五台泵(四台白天用,三台晚上用)。泵/电机型号 转速(转/分)Hs(m)24sh-13 1470 6.5 JR-136-4 1470 14sh-13泵,为远期发展使用,重量(t)参考价格(元)0.97 1 2761 8400 计流量计算第三章选泵第四章泵站辅助设备的选择第五章泵房及基础设计
24、第六章校核水泵第一章概述最低水位正常水位建站目的和设计任务建站目的熟悉泵站设计过程增强节水意识提高实践能力设计任务徽城地区二级泵站设计资料程此工程主要包括取水工程净水工程及输水工程三个分工程一二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分徽城地区水资源丰富有沿河地表水及地下水可利用附微城总平面图一张地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的右系黄海高程气象资料平均气温最高气温最低气温最大冻土深度主导风向夏季为东南风冬季为东北风用水量资料该地区最大日用水量近期为万吨日远期为丄万吨日最大日用水量变化情况详见附表净水厂设计资料净水厂布置情况见附性能曲线图 性能 k m 转連 r/in j u 辅功車
25、kW tt*允识*fit余刑 m ma/h 1/*14$h-13 972 12(0 HTB 270 350 410 42 35 1460 I5S 1T2 !TI 220 Bl 79 970 USh 13A i BS4 1116 1332 ;240 3!0 3T0 42 37 3E5 use 124 134 143 160 ao u 8D 6.5 970 第四章 泵站辅助设备的选择 泵站的附属设备,主要是水泵的引水设备、积水设备和起重设备。这些设 备的选择,必须同水泵和其他设备相匹配。第一节水泵引水设备的选择 离心泵工作是建立在水流连续的基础上的,因此,水泵在启动前必须把泵 壳和吸水管灌满水,否
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