泵与泵站课程设计文档.docx

1、设计概述取水泵站在水厂中也称一级泵站在地面水水源中，取水泵站一 般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成取水泵站由于它具有靠江临 水的特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会直接 影响到取水泵站本身的埋深、结构形式以及工程造价等其从水源中 吸进所需处理的水量，经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理 本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及 扬程的方法粗略的选取多组水泵组合；作水泵并联工况点判断各水泵 是否在各自的高效段工作，以此来最后选择最经济合理的组合取水 泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地根据水泵基座大 小和布置原则确定各种尺寸选取吸水管路和压水管路的管路配件， 各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一 张取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采 取近远期结合2、设计计算2. 1取水泵站流量和扬程的确定(1) 设计流量为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建 投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜均匀工作因此, 泵站的设计流量应为：计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数,a =1. 1T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数，取T=24h 其中 a 二1. 1 二40122*5二200610〃呀 T=24h故近期设计流量2二9195 换算成2二2555 L/s远期设计流量 二2555*1. 5二3832. 5 L/s(2) 设计扬程H① 静扬程Hst的计算由于要考虑远期设计，所以吸水井连接两根自流管(管材为钢管), 其中一根称为Z1,通过的流量为2600%；另一根称为Z2,通过的 流量为2600%。

查询相关资料可选取Zl、Z2管径为DX1500,其流 速为1.471^/, i为1.367%两根自流管流量之和大于泵站最高 H平均流量（此处的最高H流量为远期流量），且流量相等，这样做 可以保证当其中一条自流管检修时泵站依然可以提供一定流量的水所以从取水头部到泵房吸水间的Z1、Z2管道中的全部水头损失为 1. 2*1. 367%500二0. 82,取lm （式中的1. 2为总水头损失与沿程水头 损失的比值，是经验值）水源枯水位标高为75. 50m,常年平均水位标高为81.75m,二者的 平均水位为7& 625m而净水厂混合井水而标高为10& 25m故综合考虑枯水位和常水位的标高之后得出静扬程：Hst二 108. 25-78. 625-1=28. 625m② 输水干管中的水头损失工h】从水泵站到净化场采用两根钢管并联作为原水输水干管，每根输 水干管中的设计流量为3900*0. 75二2925 % ,取3000乞,则其管 径为DN1300,流速为2.260加/ （此处流速较大，因为压水管允许的 水头损失较大，又压水管道上管件较多，减少了管件的直径，就可以 减小它们的重量、造价另外此处选择的是两根输水干管，其中一根 为近期服务，另一根为远期服务，为了安全起见，每根管道的设计流 量都很大，这样可以保证当一根输水管检修时，另一根输水管能够提 供相当的水量，而在平时用水量少的时候，管道中流速小，水头损失 小，出水水头更大），i为3. 886%0o输水管路水头损失刀h产1. 2*3. 886%。

2000二9. 4m（式中1・2为包括局部损失而加大的系数）③ 泵站内管路中的水头损失工h?粗估Sh2=2m,安全水头为2m综上，故泵设计扬程H二闊+工仏+ = h2 +2二42. 025m2.2初选泵和电机（1）管道特性曲线的绘制管道特性曲线的方程为：H 二 Hst+SQ，式中Hst——最高时水泵的净扬程，m；S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；Q 根输水管中通过的流量，m：7sHst二28. 625m ,把 Q=3m3/s, H二42. 025m,代入上式得：S二 1. 49所以管路特性曲线即为:H二28. 625+1. 49Q2此方程可以确定出管路特性曲线，将该管路特性曲线绘制于Sh型 离心泵性能曲线型谱图上但是由于型谱图中水泵种类过少，没有合 适的泵型，故利用“自动选泵”软件来进行选泵型谱图来源于《净 水厂、污水厂工艺与设备手册》，杭世环、张大群主编）（2） 水泵选择初步选择出以下方案：近期选择3台800S51型泵，两用一备；远期增加一台800S51型 泵，三用一备① 当用水量为21302600% 时，两台800S51型泵并联供水，泵 的扬程为57. lni~54・lm,所需扬程为38. 7nT35・ 38m,泵的效率为80. 3% "85. 7%② 当用水量小于2130% 时，一台800S51型泵单独供水，泵的扬程 大于35. 4m,所需扬程为35.4nT28.6ni,泵的效率小于88.2% （该效 率为该种型号泵的最大效率。

另外，如果考虑远期流量的话，那么流 量最大时就相当于一根输水干管中流量为2600 ,另一根输水干管 中的流量属于小于2130的情况）（3） 水泵参数800S51型单级双吸离心泵性能参数如下：流量Q二 1190〜1786m/s,扬程H二45〜55. 5m,转数n=600r/min,轴 功率：N=780〜916kW,效率为83%〜88%,气蚀余量：Hs=7m,电动机 型号为Y1000-10/1430,电机功率为1000 kwo（800S51型单级双吸离心泵、Y1000-10/1430型电机的相关尺寸见附 录3、吸水管路的设计3. 1流量Q每台泵有单独的吸水管Q=1300L/s = 1.3 m7s3. 2吸水管的选取及管路配件的选取与布置（1）吸水管的选取吸水管流速设计要求：管径小于250 mm时，V取1. 0〜1. 2 m/s管径等于或大于250 mm时,V取1. 2〜1. 6 m/s故采用DN1000钢管，则V=l. 66m/s , i=2. 93%此处速度比1. 6m/s稍大，但是由于实际过程中流量在绝大部分时间都小于1. 3 m7s, 所以绝大部分时间都是满足流速要求的）（2）管路配件的选取与布置① 喇叭口设计（d为吸水管直径，取其公称直径）喇叭口扩大直径1500 mm喇叭口距墙壁的距离 取 1400 mm喇叭口距室底的距离喇叭口之间距离D2 (1. 3〜1. 5)d=l. 4X 1000=1400 mm 取a>(0. 75〜1.0)D 取 a=0. 9X 1500=1350 mm山20・ 8D=0. 8X1500=1200 mm 取 1200 mm12( 1. 5〜2. 0)D=l. 5X 1500=2250 mm 取2300 mm喇叭口淹没深度（相对于吸水井最低水位） h22 （0.5〜l）m,取 1.2m喇叭口的C=0. 75② 手动闸阀采用Z73Y型刀型闸阀，规格为DN1000全开时匚=0 （生产厂家: 株洲南方阀门股份有限公司）③ 偏心渐缩管规格为DN1000 800 匚二14、压水管路的设计4. 1流量=1300 L/s = 1. 3 m3/s4. 2压水管及管路配件的选取（1）压水管的选取压水管流速设计要求：管径小于250 mm吋，为1. 5〜2. 0 m/s管径等于或大于250 mm吋，为2. 0〜2. 5m/s 故釆用DN800钢管，则V二2. 59m/s , i=9. 57%。

此处速度比2. 5 m/s 大,但是由于实际过程中流量在绝大部分时间都小于1.3 nv7s,所以 绝大部分时间都是满足流速要求的）（2）管路配件的选取①止回阀 采用H47X—叢蝶形缓冲止回阀，其规格为：DN800,匚二 0.39②电动蝶阀 采用SD943X-10电动型伸缩蝶阀，其规格为：DN800,匚=0. 3DN1300,匚=0. 3 （此蝶阀装在输水干管以及输水干管之间的连通管上）③ 手动蝶阀 采用SD343X-10手动型仲缩蝶阀，其规格为:DN800, 二0. 3④ 同心渐扩管压水管路上的渐扩管规格如下：DN500 800, E 二1.5⑤ 设在联络管上的渐扩管规格：DN800 1300, =1.6⑥ 三通管钢制斜三通，DN1300,〔二0.5钢制正三通，DN1300, =1.5⑦ 弯头钢制45弯头,DN800,匚二0.54钢制 90 弯头，DN800, =1.08（以上匚通过水力学公式按比较不利的情况算得，所以比较大另外, 其中电动、手动蝶阀生产厂家为北京阿尔肯机械集团，止回阀生产厂 家为郑州北方阀门有限公司）5、水泵间布置5. 1基础尺寸的确定本次设计选用混凝土块式基础由于所选泵属于不带底座的大、 中型泵，所以基础尺寸的确定如下：基础长:L二水泵地脚螺钉孔的间距（长度方向）+ （400 mm〜500 mm） 基础宽：B二水泵地脚螺钉孔的间距（宽方向）+ （400 mm〜500 mm） 基础高:H= （2. 5〜4.0） * （M 水泵+M 电机）/（L*B*p）因此 L二5165+400二5565 mm 取 5600 mmB二2448+400二2848 mm 取 3000 mmH二3* （10012+8000） /（5.6m*3m*2400）二 1.35m5. 2基础的布置基础的布置情况见泵站平而图与泵站剖而图。

本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构（室内直径为28m,墙宽lm）, 此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价为了尽可能地充分 利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两 台为反向转向，在此特作说明每台泵有单独的吸水管压水管引出 泵房后两两连接起来泵房内机组配置为，近期选择3台800S51型泵, 两用一备；远期增加一台800S51型泵，三用一备6、 水泵房安装高度6.1水泵安装高度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6. 2泵房中各标高确定（1） 泵房内底地面标高将泵房机器间底板放在与吸水井底板同一标高上吸水井的底板标高确定如下：吸水井容积应大于最大一台泵3min的出流量，取吸水井的容积为 3min泵的出水量（此处出流量为泵运行过程中的最大流量，并不是泵 能够达到的最大流量），则吸水井的容积为V=3X60X2. 13m7s=383. 4m3,取 400 m3；所以吸水井的最浅水深为II=V/A=400/158=2. 54m （式中A为吸水 井平而而积）为满足吸水管喇叭口下边缘到吸水井底板的距离不小 于1.加的要求，故吸水井的底板标高取70. 78m（2） 水泵基础顶标高结合水泵进水口标高，确定为72.2m。

3） 水泵进、出水口中心标高结合吸水管中轴线标高，确定为72. 83mo（4） 泵房筒体高度泵房筒体高度二操作平台标高一泵房内底地面标高=（洪水位标高+lni浪高）一泵房内底地面标高=（90. 25+1） -70. 78=20. 47m故取泵房筒体高度为20. 5m7、 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为止为计算 线路图（此图见附录）7.1吸水管路中水头损失刀瓜Ehs=Ehls+Lhis吸水管路沿程水头损失：Lhfs=li*is=3. 2*2. 93%o二0. 01m吸水管路局部水头损失：工 hls= （ [+〔 2） —2g 2g式中 7 .——吸水管进口喇叭口的局部阻力系数，〔F0. 75S——尺寸DN1000的。