某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计课程设计文档格式.docx
《某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计课程设计文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计课程设计文档格式.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.7吸水管路和压水管路中水头损失的计算…………………9
2.8消防校核……………………………………………………10
2.9泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算…………………11
2.10附属设备的选择……………………………………………11
2.11泵房建筑高度的确定………………………………………13
2.12泵房平面尺寸的确定………………………………………14
2.13附图及参考资料……………………………………………14
第三章结束语
1.1设计资料
1.1.1城镇规划资料
该城镇规划近期为2020年,远期为2030年。
取水泵站设计要求近远期结合,泵房土建部分按远期设计,设备只安装近期要求的设备。
(1)设计用水量资料
该城镇近期设计水量为6400m3/d,远期设计水量为近期的1.4倍为8960
m3/d。
(2)城镇消防供水要求
根据防火规要求,该城镇同时发生火灾次数为两次,每次消防用水量为45L/s,火灾延续时间按2小时计。
消防储水使用后要求24小时补满。
(3)供水安全性要求
要求连续供水,事故时输水管供水量不低于正常供水时流量的75%。
1.1.2泵站设计资料
(1)水文、地质资料
在拟建一级泵站河段处百年一遇洪水位为590.60m,常水位为585.55m,97%保证率的枯水位为582.50m。
97%保证率的枯水流量为31.5m3/s。
河流断面见附图1,河流水质符合《生活饮用水水源水质标准》。
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,表层有2m厚的砂粘土覆盖层,以下是中密卵石层或砂岩,适合工程建设。
(2)地形资料
拟建一级泵站处的地形见附图2,水厂配水井设计水位标高为600.3m。
(3)气象资料
年平均气温15.8℃,最高气温39.5℃,最低气温-5.6℃,最大冻土深度0.30m。
河流冬季无结冰现象,夏季最高水温为26℃。
河流主导风向,夏季为东南风,冬季为西北风。
1.2设计任务
1.2.1主要设计步骤
(1)确定给水泵站的设计流量,初步确定水泵扬程;
(2)初选水泵和电动机,包括水泵型号,工作和备用泵台数;
(3)水泵机组和吸压水管路的布置和设计计算;
(4)进行泵站的平面布置;
(5)终选水泵,并对工作工况进行分析;
(6)决定起重设备的型号,确定泵房的建筑高度;
(7)选择真空泵,排水泵等附属设备;
(8)整理说明书,汇总泵站的设备及管件表;
(9)绘制泵站平剖面图,并列出主要设备表及材料表。
1.2.2设计成果
对水泵进行合理选型,对水泵站的主要工艺尺寸进行设计计算,确定水泵站的平面布置和高程布置,完成设计计算说明书和设计图纸。
设计深度为初步设计的深度。
提交的设计成果主要包括:
(1)泵站平面及剖面图(比例1:
100~200)、水泵基础详图(比例1:
20~50)、设计说明、主要设备及材料表(注明规格及主要性能参数)。
图纸采用标准2#图或1#图。
工艺图上应表示出构筑物工艺设计尺寸、布置形式、主要设备及主要工艺管道、附件的相对位置、标高等,注明管径。
(2)、设计计算说明书一份。
设计说明书包括以下容:
概述设计任务,资料分析,设计所依据的规和标准。
机电设备选择的依据和计算。
泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。
泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。
验证机组选择的合理性,并说明其在使用中应注意的问题。
必要的附图、附表、参考文献。
包括枢纽平面布置草图,以及取水头部
或水池吸水井设计草图等。
结束语。
包括对泵站设计的评价、收获和存在的问题等。
第二章设计计算
2.1取水泵站枢纽布置
取水点水源岸边较陡,主流靠近岸边,岸边常年水深较大,在枯水期也能满足取水的水深要求,水质和地质条件都较好;
常年水位为585.55m,洪水位为590.60m,枯水位为582.50m,最大水位变化为8.10m,可见水位变化不大。
综合上述因素,本设计选用合建式岸边取水构筑物。
合建式的主要优点是布置紧凑,占地面积小,水泵吸水管路短,运行管理方便,利于自动控制。
本设计的泵站枢纽布置图见最后页的附图。
2.2设计流量的确定和设计扬程估算
2.2.1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α=1.05,则
近期设计流量Q=1.05×
6400÷
24=280m3/h=77.8L/s
远期设计流量Q=1.05×
8960÷
24=392m3/h=108.9L/s
2.2.2设计扬程H
(1)泵所需静扬程HST
由于本设计采用合建式岸边取水构筑物,进水方式为自灌式,所以取水至泵房的水头损失为0m。
由地形资料知,水厂配水井设计水位标高为600.3m,所以泵站所需净扬程HST为:
洪水位时:
HST=600.30m-590.60m=9.70m
常水位时:
HST=600.30m-585.55m=14.75m
枯水位时:
HST=600.30m-582.50m=17.80m
(2)输水干管中的水头损失∑h
设采用两条DN275钢管并联作为原水输水干管。
当两条输水管正常工作时(按近期考虑),每根输水管通过的流量Q=77.8÷
2=38.9L/s,查水力计算表得管流速v=0.64m/s,i=0.00256,所以∑h=1.1×
i×
L=1.1×
0.00256×
300=0.84
m(式中1.1是包括局部损失而加大的系数;
L为原水输水管的长度,为300m);
当一条输水管检修时,另一条输水管应通过75%的设计流量(按远期考虑),即Q=0.75×
108.9L/s=81.7L/s,查水力计算表得管流速v=1.34m/s,i=0.01023,所以∑h=1.1×
300×
0.01023=3.38m。
(3)泵站管路中的水头损失hp
粗估为2m。
则近期正常工作扬程:
Hmin=9.7+0.84+2+2=14.54m
H=14.75+0.84+2+2=19.59m
Hmax=17.80+0.84+2+2=22.64m
远期事故时工作扬程:
Hmin=9.7+3.38+2+2=17.08m
H=14.75+3.38+2+2=22.13m
Hmax=17.80+3.38+2+2=25.18m
2.3初选泵和电机
2.3.1选泵方案
根据用水量及扬程的要求,初步拟定以下两种备选方案。
方案Ⅰ:
近期设计选用三台型号为KQW125/150-18.5/2的卧式单级单吸离心泵(Q=25~50L/s,H=24.5~31.5m,N=18.5kW,Hs=4m),两用一备;
远期增加一台同型号泵,三用一备。
方案Ⅱ:
近期设计选用三台型号为KQW150/285-18.5/4的卧式单级单吸离心泵(Q=33.6~57.8L/s,H=20.7~25.8m,N=18.5kW,Hs=3.5m),两用一备;
2.3.2方案比较
KQW125/150-18.5/2卧式单级单吸离心泵的特性曲线以及相应的参数表如下:
可见,该泵在扬程方面满足要求,且高效段为33~52L/s。
下面再看KQW150/
285-18.5/4卧式单级单吸离心泵的特性曲线及参数表,如下图:
可见,该泵扬程勉强满足要求,而且高效段为43~66L/s,而水泵实际工作时的工况点并不能落在工况点上,造成水泵工作效率低,不仅造成电力上的浪费,同时也影响水泵的使用寿命。
综上分析,将方案Ⅰ作为最终的初选水泵方案。
根据KQW125/150-18.5/2卧式单级单吸离心泵的要求选用Y200L1-6型电动机。
2.4机组基础尺寸的确定
查KQW125/150-18.5/2卧式单级单吸离心泵的尺寸图与尺寸表可知,底座长度为630mm,宽度为320mm,底座地脚钉的长度为272mm。
底座螺孔间距(宽度方向)530mm,底座螺孔间距(宽度方向)320mm。
基础长度L=底座长度+(150mm~200mm)=630mm+170mm=800mm
基础宽度B=底座螺孔间距(宽度方向)+(150mm~200mm)=320mm+180mm=500mm
基础高度H=底座地脚钉的长度+(150mm~200mm)=272mm+178mm=450mm
计算出KQW125/150-18.5/2型泵机组基础平面尺寸为800mm×
500mm,泵、电机和底座总质量m=330kg。
基础深度H按下式计算校核:
H==1.2m
式中L——基础长度,L=0.8m;
B——基础宽度,B=0.5m;
——基础所用材料的容重,本设计采用混泥土基础,=23520N/m3
基础的平、剖面图如下:
2.5吸水管路和压水管路计算
每台泵都有单独的吸水管与压水管,由于设备只安装近期要求的设备,所以吸水管、压水管管径根据近期设计水量确定。
2.5.1吸水管
已知Q=280÷
2=140m3/h=38.9L/s
采用DN200的钢管,则v=1.27m/s,i=0.01402。
2.5.2压水管
采用DN175的钢管,则v=1.66m/s,i=0.02867。
2.6机组和管道布置
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,在订货时给予说明。
每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。
泵出水管上设有液控蝶阀和手控蝶阀,吸水管上设手动闸板闸阀。
为了减少泵房建筑面积,闸阀切换井设在泵房外面,两条DN275的输水干管用DN275蝶阀连接起来,每条输水管上各设切换用的蝶阀一个。
2.7吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利路线,从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算路线图,如下:
2.7.1吸水管路中水头损失∑hS
∑hS=∑hfs+∑hls
式中∑hfs——沿程水头损失
∑hls——局部水头损失
∑hfs=l1·
is=2.822×
0.01402=0.0396m
∑hls=∑§
i=(§
1+§
2+§
4+§
5)=(0.1+0.78+0.15+0.18)×
1.272÷
(2×
9.8)=0.0996m
式中§
1——喇叭口式吸水管进口局部阻力系数,§
1=0.1
§
2——DN200钢制焊接弯头90°
,§
2=0.78
4——DN200手动蝶阀,§
4=0.15
5——DN200×
125偏心异径管,§
5=0.18
故∑hS=∑hfs+∑hls=0.0396+0.0996=0.1392m
2.7.2压水管路水头损失∑hd
∑hd=∑hfd+∑hld
式中∑hfd——沿程水头损失
∑hld——