取水泵站课程设计说明书.doc

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1、取水泵站工艺设计说明班级:07给排水2班姓名:李乐学号:指导老师:肖化政 王丽完成时间:2010-1-6湖南科技大学土木工程学院目录一、设计流量的确定和设计扬程估算11. 设计流量Q2. 设计扬程H1) 水泵所需静扬程Hst2) 输水干管的水头损失h3) 泵站内管路中的水头损失二、初选水泵和电机三、机组基础尺寸的确定四、吸水管路与压水管路计算1. 吸水管2. 压水管五、机组与管道布置六、吸水管路和压水管路中水头损失的计算1. 吸水管路中水头损失hs2. 压水管路水头损失hd七、水泵安装高度的确定和泵房简体高度计算八、附属设备的选择1. 计量设备2. 引水设备3. 排水设备4. 通风设备5. 起

2、重设备九、泵房平面尺寸的确定十、泵房建筑高度的确定取水泵站设计任务书一、 目的和要求1、 加深理解和巩固水泵和水泵站所讲授的内容。2、 掌握给水泵站工艺设计的步骤、方法和内容。3、 提高设计计算及绘图能力。4、 熟悉并能应用一些常用的设计资料及设计手册。5、 培养独立的分析问题和解决问题的能力。二、 设计题目取水泵站工艺扩大初步设计三、 设计资料1、 设计流量4万米3/日（不包括厂内自用水），水厂自用水系数=10%。2、 泵水水质符合国家饮用水水源卫生规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形已确定采用固定式取水泵房，从吸水井中抽水，吸水井采用自流从江中取水，取水头部到吸水井间自流管的长度为150

3、米。3、 水源洪水位标高为90.25米（1%频率），枯水位标高为75米（97%频率），常年平均水位为82.75米。4、 净化场混合井水面标高为108.25米，取水泵站到净化场输水干管全长为100米。5、 水厂为双电源进线，电力充分保证。四、 设计内容及成果1、 设计内容取水头部，自流管；水泵机组及其平面布置；吸水井、泵房平面及高度；吸、压水管道；泵房辅助设备；输水干管。2、 设计成果设计成果包括两大部分。（1） 设计说明书要求文字通顺，字体工整，简明扼要，内容完整，其它内容包括：设计概述；取水头部和自流管的设计计算；取水泵站流量和扬程的确定；水泵机组和电机的选择及布置；吸压水管的设计计算及布置

4、；泵站辅助设备的选择；泵站平面及高度的确定。（2）、设计图纸图纸以3*图纸为准，其它内容包括：取水头部和泵站工艺的平、剖面图，主要设备材料表。图面要整洁，一定要求工程字体。五、 时间安排本课程设计为二周。六、 指导教师肖化政、王丽等 给水排水教研室2009、12、26一、 设计流量的确定和设计扬程估算1.设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水,自用水系数a=1.1.设计流量为Q1.140000/24=1833.333 m3/h=0.509 m3/s2.设计扬程H1)水泵所需静扬程Hst通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修,另一条自流管通过75%的设计流量时),从取水头部

5、到泵房吸水间的全部水头损失估计为0.60m,则吸水间中最高水面标高为90.25-0.60=89.65m,最低水面标高为75.00-0.60=74.40m。所以水泵所需静扬程HST为： 洪水位时，HST=108.25-89.65=18.60m枯水位时，HST=108.25-74.40=33.85m2)输水干管的水头损失h设采用两条DN600钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即：Q=0.751833.333m3/h=1375m3/h=0.382m3/s.查水力计算表v=1.35m/s, i=0.0033，所以h=1.10.00333100=0.36m

6、。(式中1.1系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2.00m. 则水泵设计扬程为设计枯水位时，Hmax=33.85+0.36+2+2=38.21m设计洪水位时，Hmin=18.60+0.36+2+2=22.96m二、 初选水泵和电机4台12Sh-9A型水泵,三台工作，一台备用。表1: 水泵性能表水泵型号流量（L/s）扬程（m）转速（r/min）轴功率（kW）电机功率（kW）效率（%）进出出口直径(mm)允许吸上真空高度（m）12sh-9A1402485542147099.213115578833004.5根据4台12Sh-9A型水泵的要求选JR-116-4 型电动机

7、4台表2: 电机配置表水泵型号轴功率（kW）转速（r/min）电机型号电机功率（kW）12sh-9A99.21311470JR-116-4155三、 机组基础尺寸的确定查给水排水设计手册11sh型泵安装尺寸计算，所选水泵不带底座。表3: 基础计算水泵电机W/kgL/mB/mH/m型号/kg型号/kg12sh-9A773JR-116-4125020232.81.00.90W=WpWm=7739.8012509.80=19825.4N.基础深度H按下式计算: H=3.0W/(LBy)式中L基础长度，L=2.8m； B基础宽度,B=1.0m；y基础所用材料的容重，对于混凝土基础，y=23520N/m

8、3H=3.019825.4/(2.81.023520)=0.9m.基础实际深度连同泵房底板在内，应为2m。四、 吸水管路与压水管路计算 每台水泵有单独的吸水管与压水管1.吸水管已知Q1=0.509/3=0.170m3/s采用DN450钢管,则v=1.07m/s,i=0.0030.2.压水管采用DN450钢管, 则v=1.07m/s,i=0.0030.五、 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。每台水泵有单独的吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有D971X-0.6型对夹式电动蝶阀和手动蝶阀

9、(D371X-0.6)，吸水管设手动闸板闸阀(Z548T-10型伞形齿轮传动法兰暗杆平行式双闸板闸阀)。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN600的输水干管用DN600蝶阀（D41X-0.6）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D41X-0.6）一个。六、 吸水管路和压水管路中水头损失的计算DN=450L6=1500 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DN=450L5=4000DN=450L1=1250DN=450L2=4000DN=450L4=8000DN=450L3=1000DN=600L7=18001.吸水管路中水头损失hshs=hfs+

10、hlshfs=l1*is=1.20.0030=0.0036mhls= Yh(1+2)v22/2g3*v12/2g)式中, 1-吸水管进口局部阴力系数， 1=0.75； 2-DN4500闸阀局部阻力系数,按开户度a/d=2/8考虑, 2=0.26； 3-偏心渐缩管DN450300, 3=0.19； 则 hls=(0.750.26)1.072/2g0.192.402/2g=0.11m 故 hs=hfshls=0.0036+0.11=0.11m2.压水管路水头损失hd hd=hfdhld hfd=(l2l3l4l5l6)id1l7id2 =(4.0+0.8+8.0+5.00+1.50) 0.0030

11、+1.80.0033=0.06m hld=4v32/2g(256782910)v42/2g(111213)v52/2g=0.252.402/2g(20.510.3150.210.1521.010.18)1.072/2g(0.51.50.15)1.352/2g=0.50m 式中4-DN300450渐放管，4=0.25 5-DN450钢制450弯头, 5=0.51 6-DN600液控蝶阀, 6=0.315 7-DN600伸缩接头, 7=0.21 8-DN600手动蝶阀, 8=0.15 9-DN600钢制弯头, 9=1.01 10-DN450600渐放管, 10=0.18 11-DN1200钢制斜三

12、通, 11=0.5 12-DN1200钢制正三通, 12=1.5 13-DN1200蝶阀, 13=0.15故 hd=hldhfd=0.06+0.50=0.56 m 从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为:h=hdhs=0.11+0.56=0.67m因此,水泵的实际扬程为:设计枯水位时,Hmax=33.850.360.67+2=36.88m设计洪水位时,Hmin=18.600.360.67+2=21.63m由此可见，出选的水泵机组符合要求。七、 水泵安装高度的确定和泵房简体高度计算为了便于用沉井法施工将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小

13、于其允许吸上真空高度无须计算。已知吸水间最低动水位标高为74.40m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为72.40m。（吸水管上缘的淹没深度为74.4072.40D/2=1.775m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.70m,则吸水间底版标高为72.40-0.45/2-0.70=71.475m。 洪水位标高为90.25，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为91.25m。故泵房筒体高度为： H=91.25-72.40=18.85m八、 附属设备的选择1起重设备最大起重量为JR-116-4型电机重量Wm=1250kg，最大起吊高度为18.85+2=20.85m(其中2m是考虑操作平台上汽车的

14、高度。为此，选用CD1电动葫芦即可满足要求，起吊高度24m。2引水设备水泵系自灌工作，不需引水设备。3排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。 取水泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排水泵的静扬程按90.25-72.4=17.85m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.85+5=22.85左右，可选用2BA-6型离心泵（Q=30m3/h,H=24m,N=3.09kW,n=2900/min）2台，一台工作，一台备用，配套电机为Y112M-2型电机（N=4Kw,380V）。 4通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风

15、设备进行空-空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台C400-1.5型轴流风机(转速2960r/min,风量400m3/min,风压50Pa，配套电机Y400-4,N=500kW，6Kw)。5计量设备在净化场的送水泵让内安装电磁流量计统一计量，故本泵让内不再设计量设备。九、 泵房建筑高度的确定泵房筒体高度为18.85,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8.8m,从平台楼板到房顶底板净高为10.0m。十、 泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，能过计算，求得泵房内径为8.05m。参考资料1) 给水排水设计手册（1、3、11册） 中国建筑工业出版社2) 给排水设计手册续册2 材料设备 中国建筑工业出版社3) 室外给水设计规范（GBJ）4) 建筑设计防火规范5) 教材泵与泵站 6) 现代给水排水工程设计 谢水波、余健主编，湖南大学出版社