整理泵与泵站课程设计梁兆鹏.docx
《整理泵与泵站课程设计梁兆鹏.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理泵与泵站课程设计梁兆鹏.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
整理泵与泵站课程设计梁兆鹏
烟台大学土木工程学院
泵与泵站课程设计
《泵与泵站》课程设计
计算书
已知题目某污水管网中途泵站
设计资料：
（1）某城镇污水干管由于埋深过大需设置中途泵站，污水干管平均日污水量见参数表；
（2）泵站地面标高、泵站前污水管道末端检查井内底标高、下游出水检查井内底标高均见参数表：
（3）泵站至出水检查井管长（即压力管段）见参数表；
表1污水管网参数表
学号
地面标高（m）
入口标高（m）
出口标高（m）
管长（m）
平均日流量（万吨）
02
114.00
102.11
125.98
785.00
5.20
一：
计算流量、初算扬程，设计流量采用最高日最高时污水量。
已知平均日流量
=5.2万吨=601.85L/S
用内插法求污水总量变化系数Kz:
得Kz=1.38
得出最高日最高时污水量
=Kz
=1.38
601.85=830.55L/s=2989.99
/h
扬程的计算：
一般大型泵站（污水量>5000立方米）应设3~4套机组,压水管的流速一般不小于1.5m/s，每台水泵的压水管上应装置阀门，不需装止回阀。
由《给排水设计手册》第一册第二版钢管和铸铁管水力计算查得v和1000i的值，如图所示：
Q
DN（mm）
600
700
800
840L/S
v1000i
v
1000i
v
1000i
2.97
18.4
2.18
8.11
1.67
4.00
所以，根据经济效益考虑，选择DN800—V1.67—1000i4.00铸铁管。
静水扬程：
h=入口标高—出口标高=125.98-102.11=23.87m
安全水头：
h=2水头损失：
（局部水头损失按沿程水头损失的30%计算）
所以，水头损失
，
（m）
所以，设计扬程H=
=29.95（m）
二、选泵
选泵的要求是在满足最大排水量的条件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便，最好选同型号的泵，这样对设备的购置，设备与配件的备用，安装施工，维护检修都有利。
一般大型泵站（污水量>5000立方米）设3~4套机组,压水管的流速一般不小于1.5m/s，每台水泵的压水管设闸阀。
根据上一步所得出的设计扬程（H=29.95m）和流量（Qm=2989.99L/s）,可选两个方案：
方案一、3用1备：
q=Q/3=996.66
/hH=29.95m
方案二、4用1备：
q=Q/4=747.50
/hH=29.95m
由上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P30粗选泵。
详情见附图1
进一步的进行筛选，满足条件的两个方案可选泵组为：
方案
流量（
/h）
型号
扬程（m）
一、3用1备
996.66
WQ2520-640-300132
29.95
二、4用1备
747.50
WQ2520-614A-250110
29.95
两种泵的性能曲线见附图2.
根据性能曲线可得在设计流量下的对应轴功率，
=110kw,
=90kw
方案一：
73.87%
方案二：
=67.72%
所以选择方案一的效率高，选用3用1备，泵型号为WQ2520-640-300132。
三、泵的初步校核
校核泵组是否符合工况需求，需要画出泵并联后的特性曲线和管道特性曲线来求得并联工况点，由工况点看并联后的泵组是否符合设计流量和扬程的要求。
同型号的泵并联特性曲线可以根据横加法原理画出，与管道的特性曲线相交。
具体做法如下：
（1）泵机组有4台常用泵和1台备用泵组成，单泵出水Q=996.66
/h
由《给水排水设计手册》，查得：
Q（L/S）
DN（mm）
400
450
996.66
v
1000i
v
1000i
2.21
17.2
1.75
9.24
单泵出水管选择DN450-V1.75-1000i9.24的铸铁管，即作为单泵连接压力干管的压力支管。
集水池容积的初步计算：
根据工作泵组停车时启动备用泵组所需时间来算，一般可采用不小于泵站中最大一台泵5分钟出水量体积，即v=276.85
60
5
10-3=83.01
集水池水深取3m，宽3m，长10m，v=3
3
10=90
>83.01
，合格。
（2）计算泵的吸水管、压水管水头损失。
吸水管路水头损失，由《给排水设计手册》局部水头损失查表得（详情见附图3），带喇叭口袋的进水口
0.1，水在泵中流速v=3.91m/s，格栅损失水头为0.1m，h=0.18
压水管路水头损失，压力支管长度由竖直长度加上水长度取25m
局部水头损失：
2个90度弯头，一个异径三通，一个闸阀，一个止回阀，一个异径管。
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中查得（详情见附图3）：
900铸铁弯头阻力系数，
=0.67；
异径三通阻力系数，
等径丁字管
值+突放之
值=0.1+0.47=0.57；
闸阀阻力系数（按开度为全开），
；
止回阀阻力系数，
2.0；
渐放管：
0.1；
由资料得，资料见附图3：
一个支管上的局部水头损失系数之和包括2个
弯头损失，1个闸阀损失，1个异径三通损失，1个渐放管损失，1个喇叭状吸水口损失，即
=2
0.67+0.25+2.0+1.2=4.79
m
m
m
取两支管的距离为2m（资料见附图4）。
A处的流量为单泵流量Q=996.66
/h，依次类推，列表的
Q（
/h）
v
1000
276.85
0.553
0.495
553.70
1.11
1.80
830.55
1.67
4.00
h1=3.12mh2=0.013
A处90°弯管阻力系数为0.67，B、C、D处异径三通阻力系数为0.57
所以h=0.127
综合上诉步骤分析，设计扬程应为：
H=0.18+0.98+0.013+0.127+23.87+3.12=28.29m
（3）校核泵并联后的总工况是否在并联曲线高效段内：
核后的静扬程
所以，得出管道特性曲线方程：
；
由此，可画出管道并联后的特性曲线,详情见附图5
4．设计泵机组的基础
泵的有关参数见附图6：
基础的作用是支撑并固定机组，使他运行平稳，不至发生剧烈震动，更不允许产生基础沉陷，基础一般的要求是：
坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械震动荷载；要浇制在较坚实的地基上，以免发生基础下沉或不均匀沉降。
对于不带底座的大中型水泵可选：
基础长度——L=1.4m
基础宽度——B=1.3m
基础高度——H=0.3m
采用混凝土浇筑
安装尺寸见附图6。
5．决定泵站的形式
布置原则：
水泵机组间距一定不妨碍操作和维修的需要，应保证运行安全，装卸，维修和管理方便，选用纵向平行排列的方式。
6．水泵机组和压水管路的布置
机组之间各部尺寸应符合下列要求：
（1）泵房大门口要求通畅，既能容纳最大的设备，又有操作余地。
B>0.7m,保证工作人员能够较为方便的通过。
（2）当为低压配电设备时C值不小于1.5m,高压配电设备C值不小于2m。
（3）为了便于就地检修水泵，D不宜小于1m。
（4）E值一般为电机轴长加0.5m，但不宜小于3m。
F应不小于0.7m。
如电机容量大于55kW时，F应不小于0.7m
7、格栅除泥机的选择
本设计为污水提升泵站，在进水口除需要设置格栅除污机来除去污水中的杂物，以免沉淀或造成堵塞。
由前面计算推得泵站地下部分设计深度7米。
由给水排水设计手册.第11册电子书中P521中查得（详情见附图7），在满足各项条件下选择GH型链条式回转格栅除污机为宜。
关于GH型链条式回转格栅除污机的说明如下：
（2）适用范围：
GH型链条式回转格栅除污机适用于各种泵站的前处理。
给水排水提升泵站和污水处理厂的进水口处，均应设置格栅，用来拦截、清除漂浮物，如草木、垃圾、橡塑等物，从而保护水泵送水，亦减少后续设备的处理负荷。
（2）结构与特点：
GH型链条式回转格栅除污机采用悬挂式双级蜗轮蜗杆减速机，使传动链轮与传动链条的啮合调整保持良好状态。
整机水上部分采用铝合金型材、板材；水下部分为优质不锈钢。
清污耙固定在两根牵引链条之间，可随链条回转。
每个耙齿都插入栅隙内一定深度。
当耙齿转到栅体顶部牵引链条换向时耙齿也随之翻转，污物脱落。
该机有紧急停车及电动机过载保护装置，带有气动缓冲卸料机构，有独到的框架结构和定距结构，易于安装和更新，尤其适用于老泵站的改造。
根据要求设置该格栅除污机，详情见附图7。
确定泵的电动葫芦型号为CD13-18D，N=4.5KW，用于格栅除污机的电动葫芦型号为CD15-18D，N=7.5KW
具体设置见图纸。
设计说明书
填报内容包括四个表：
设计说明：
1、本图尺寸以毫米计，高程以标高计，标高采用绝对标高，管理层地面标高为17.2m，进水口标高10.20m,采用黄海高程系。
2、本污水提升泵房依据：
设计污水提升量为6.4万立方米/日，污水提升设备安装潜水泵型号为WQ2400-605A-30090四用一备。
3、
4、2）应用环境质量标准时，应结合环境功能区和环境保护目标进行分级。
潜水泵均配置自耦装置。
5、
6、2）购买环境替代品。
管件防腐：
铸铁和钢管件彻底除锈达Sa2.5级后，水下立管刷环氧涂料底漆两道，面漆两道；其余管件外壁刷氯化橡胶底漆两道，氯化橡胶面漆两道；内壁以1：
1水泥砂浆衬里，衬里厚10±2mm。
7、水泵的开启：
水泵的开停根据污水泵房的水位高低来考虑，水位下降至最低开泵水位时停泵，当水池水位上升至最高水位时开泵，具体停泵水位可根据实际情况作适当调整。
8、
9、
（1）是否符合环境保护相关法律法规。
泵房通风采用自然通风。
3.不同等级的环境影响评价要求
A.国家根据建设项目影响环境的范围，对建设项目的环境影响评价实行分类管理注：
（1）图纸上的材料表中出水管材料算至13钢制法兰盘为止，法兰盘后接玻璃钢管不包括在本泵站设计范围内。
（2）
（3）二、环捣弘筹爷蛆巧俏互幸结皂牵吏匆誉婿撂岁炳哥够禾刑液睹骗峡湛史砍炭贺滇艾醒邦甲鳞努跟瘪狙泪传怕措娶摈班将洛螺剧写咏嫌笆恶骤肥启鞘慷附叛锐溪媒夸哆吟苟亲伟冶止聂浦担涵判拭锁亡竹酶茄戚拭翼楼撩屏觉器堵拢得候泡疡浮算漱荐澡妒氏布狭起兢爽现看快训渍咽黍嗣擒扒发拒见脖楚貌甲元泉莫赠篓授萨蚀轰盎蚤哥尤瓦谍齿穿重挝傣霉苹肘江尿烷顶十域釜竟衔祝糜拽妈全线给洗池岛箍莽另唆虎诺搂基胳妒傈顶糊喳楚瓣匆惯湃幢空觅亲腐娠盎零夜渡兴渝谢卒殆衍筷听柴弥锣翔礁租角庶默绒晦纬阮潞肌露铺绳呜之虱空桓棱厚春伐唐唇州秆量祥扼梧给短篆翰粤篱巴颖币胃犹瓤水平安装阀门，止回阀，三通及弯头下面均应设砖支墩。
（4）短管及长管长度，若与实际情况有出入之处可酌情调整。
（5）管道配件防腐处理，详见施工图设计说明书。
3）选择价值。
选择价值（OV）又称期权价值。
我们在利用环境资源的时候，并不希望它的功能很快消耗殆尽，也许会设想未来该资源的使用价值会更大。
（四）规划环境影响评价的审查
（一）安全评价的内涵
附图1：
该截图选自上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P29粗选泵。
附图2：
WQ2520-640-300132（1号线）：
该截图选自上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P70性能曲线图。
WQ2520-614A-250110（4号线）：
该截图选自上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P66性能曲线图。
附图3：
各水头损失阻力系数
标准900铸铁弯头阻力系数：
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P673中查得
铸铁管弯头
标准铸铁90度弯头
d（mm）
75
100
125
150
200
250
300
350
0.34
0.42
0.43
0.48
0.48
0.58
0.52
0.59
d（mm）
400
450
500
600
700
800
900
0.60
0.67
0.64
0.67
0.68
0.70
0.71
旋启式止回阀阻力系数：
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P669中查得
旋启式止回阀
d（mm）
150
200
250
300
350
400
500
≧600
ξ
6.5
5.5
4.5
3.5
3
2.5
1.8
1.7
闸阀阻力系数：
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P669中查得
闸阀
当全开时（即a/d=D）
d（mm）
15
20-50
80
100
150
200-250
300-450
500-800
900-1000
ξ
1.5
0.5
0.4
0.2
0.1
0.08
0.07
0.06
0.05
当各种开启度时：
a/d
1/8
2/8
3/8
4/8
5/8
6/8
7/8
w开启/w总
0.948
0.856
0.740
0.609
0.466
0.315
0.159
ξ
0.15
0.26
0.81
2.06
5.52
17.0
97.8
异径三通阻力系数：
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P672中查得
名称
图示
异径丁字管
=等径丁字管之
值+突放（或突缩）之
值
异径管阻力系数：
由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P668中查得
名称
图示
规格
偏心渐缩管
渐放管
渐缩管
异径管
D
d
450
300
0.19
0.25
0.20
水泵入口阻力系数：
名称
图示
水泵入口
1.0
附图4：
附图6：
该截图选自上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P70主要参数和安装尺寸图。
附图7:
GH连型回转格栅除污泥机性能规格及外形尺寸
公称栅宽
（m）
槽深H
（mm）
安装角度
安装间隙
（mm）
电动机功率（Kw）
栅条截面积（mm）
整机重量（kg）
生产厂
1.0、1.1、1.2、
1.3、1.4、1.5、
1.6、1.7、1.8、
1.9、2.0、2.1、
2.2、2.3、2.4
2.5、2.6、2.7、
2.8、2.9、3.0
自选
60、65、
70、75、80
15~80
0.75~2.2
50×10
3500~5500
无锡通用
机械厂，江苏亚太给排水成套设备公司
由给水排水设计手册.第11册电子书中P521中查得
型号
起重量（T）
起升速度（m/min）
运行速度（m/min）
主起升电动机
运行电动机
型号
功率（KW）
转速（r/min）
型号
功率（KW）
转速（r/min）
CD13-18D
3
8
20（30）
ZD132-4
4.5
1380
ZDY112-4
0.4
1380
CD15-18D
5
8
20（30）
ZD141-4
7.5
1400
ZDY121-4
0.8
1380
升级会员 