一级泵站课程设计Word文件下载.docx

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指导老师：

XX

二〇一四年一月三日

前言

在当今社会，随着生产迅速发展，人口不断增加，城市规模的不断扩大，需水量迅速增加。

水作为一种资源进入社会，它既有其自然属性，又有经济和社会属性。

它是人类社会赖以生存和发展必不可少的资源之一，但由于水资源短缺的矛盾日益突出，水环境的污染导致的水质型缺水现象加剧。

所以合理利用水资源是当今社会的主要课题，我们应当结合所学知识充分利用这一资源为人类社会服务。

通过本学期《泵与泵站》知识的了解与掌握，根据教学大纲的安排，在学习了《泵与泵站》之后我们进行了有关这门课的课程设计。

在设计过程中，我们应本着心中有数，有条不紊的进行设计。

计算的准确性，以及组件的合理布置，都要做到有据可依，符合要求，使其能安全可靠的为徽成地区供水。

二级泵站的设计，是我们认识设计的开始，我们应本着严肃认真的态度，在设计过程中虚心听取老师的指导，向别的同学敢于问问题，要有讨论的经过。

这样才能在设计过程中发现自己的不足，认识自身理论的知识的欠缺，在以后的学习中得以补足。

通过设计可以做到理论与实践的结合，这样有利于调高自己的能力，在今后的工作中会有很大的帮助。

第一章概述

1.1设计的目的、任务及主要内容

1.1.1设计目的

熟悉泵站设计过程，掌握泵站工艺设计的方法和步骤，增强节水意识，提高实践能力。

1.1.2设计任务

永靖县县城刘家峡地区给水工程一级泵站设计。

1.1.3设计主要内容

1．合理选择水泵型号和确定水泵台数。

2．水泵机组布置和机组基础设计。

3．机组吸水管路和压水管路的布置，包括各种管件和管路装置的布置。

闸阀基础设计。

4．选择泵站形式（地面式或半地下式）。

确定起重方法和起重设备。

确定水泵间平面尺寸和高度。

5．水泵安装高度的计算，吸水池平面尺寸和深度的确定。

6．控制闸门布置、安装及管理用管沟尺寸和深度的确定。

7．泵站设计工况下，并联各泵的运行工况参数。

8．供水量变化时拟采用的工况调节方法，并确定调节参数。

校核调节运行工况。

9．水泵引水方法的选择和引水系统设计。

1.2设计资料分析

1.2.1基本情况

永靖县位于甘肃中部西南，地处黄土高原。

为满足城市生活及生产用水需要，拟建县城刘家峡地区给水工程。

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一部分。

县城南濒刘家峡水库，黄河流经县域107公里，呈独特的S形穿过刘家峡，该地区水资源丰富，有沿河地表水及地下水可以利用。

1.2.2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，0～2m深为砂粘土，以下是页岩。

沿河刘家峡段百年一遇最高水位1624.42m，最低水位1619.05m,正常水位1621.10m。

刘家峡地下水水位多年平均在1600m左右。

1.2.3气象资料

年平均气温为10.1℃，最高气温为36.3℃，最低气温为-16.3℃，最大冻土深度为0.67m。

常年主导风向为静风，次主导风向为东北风。

由最大冻土深度为0.67m可知，管沟深度不得小于0.67m，按照施工要求，为了方便施工及维修，管沟深度应为1.8m，管沟离底1m。

1.2.4用水量资料

该地区最大日用水量近期为30万吨/日，远期为39万吨/日。

1.2.5净水厂设计资料

净水厂布置情况详见附图。

净水厂内沉淀池进口设计水位1635.00m。

1.2.6输水管网设计资料

由于城区离水源较远，管网布置成网前水塔形式，净水厂至水塔输水官道长度为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1660.00m，水塔最低水位1656.00m。

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%。

1.2.7取水泵站资料

根据当地地形条件，本设计拟采用固定式取水泵房，用三根直径为1400mm的自流管从河中取水。

自流取水管全长25m，泵站到净水厂输水干管全长1000m。

取水泵站枢纽布置图见附图。

1.2.8其他资料

地震等级：

五级；

低级承载力2.5kg/cm2；

可保证二级负荷供电。

第二章设计流量计算

第一节流量设计

为了减少取水构筑物、输水管道及各净水构筑物的尺寸，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：

式中：

Q——一级泵站中水泵所供给的流量（m3/s）；

Qd——供水对象日用水量（m3/d）；

a——净水厂自用水系数，一般取a=1.05~1.1；

T——为一级泵站在一昼夜内工作的小时数。

2.1.1近期设计流量

近期设计流量：

2.1.2远期设计流量

远期设计流量：

注：

其中a是指净水厂的自用水系数（《室内给水设计规范》规定，城市供水净水厂的自用水系数一般取1.05~1.1）。

本设计取1.05。

第二节扬程设计

2.2.1设计扬程H

1.水泵所需静扬程

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），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.89m，则吸水间中最高水面标高为1624.42-0.89=1623.53m，最低水面标高为1619.05-0.89=1618.16m。

所以，泵所需敬扬程HST为

洪水位时，

枯水位时，

2.输水干管中的水头损失∑h

设采用两条DN=1400钢管并联作为输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即：

，查《给水排水设计手册（第1册）——常用资料》（P-414）水力计算表得管内流速为v=2.31m/s，i=0.00368，所以

（式中1.1包括局部损失而加大的系数）。

3.泵站内管路中的水头损失hp

粗估为2m，另取2m安全水头。

则泵站设计扬程为：

洪水位时，Hmin=11.47+4.05+2.00+2.00=19.52m

枯水位时，Hmax=16.84+4.05+2.00+2.00=24.89m

第三节吸水间水位确定

一级泵站吸水间设计水位为河流枯水位与引水管水头损失之差，本设计为岸边式取水，自留取水管长200m，管路输水过程中的水头损失为0.89m，则：

吸水间水位为1619.05-0.89=1618.16m

第3章机组选择及方案比较

第1节水泵初选

3.1.1选泵原则

根据泵站设计扬程查《给水排水设计手册（第11册）——常用设备》找出合适的水泵型号，设计型号由扬程确定，台数由流量大小确定，并且提出比较方案。

确定水泵组合以及水泵型号时，尽量选用同型号，标准化，系列化的国产新产品。

由于某些条件的限制，无法选用同型号时，水泵的型号要尽量少，台数不宜太多也不宜太少。

所以，在选泵时要尽量遵循以下原则：

（1）大小兼顾，调配灵活，合理使用水泵的高效段；

（2）型号整齐，互为备用；

（3）考虑泵站的发展，实行近期和远期建设相结合；

（4）大中型泵站需作方案比较；

（5）合理选择水泵的构造形式；

（6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；

（7）大小兼顾，合理调配的原则下，尽量选大泵；

（8）考虑必要的备用泵；

（9）选泵后应进行校核；

（10）因地制宜，尽量选用当地成批生产的水泵型号。

3.1.2水泵选型方法

1.计算确定泵站设计流量和平均扬程。

此时管路尚未布置，其管路损失在初选泵型的规划阶段可以估算。

2.根据泵站的扬程设计和流量设计查《给水排水设计手册》找出合适的水泵型号，根据泵站的设计流量大小确定水泵的的台数，并且提出比较方案。

也就是说，用平均扬程选出泵型。

再用最大最小扬程进行校核，在资料缺乏时，也可采用设计扬程代替平均扬程。

高扬程泵站，上下级流量之间必须匹配，如不匹配，应设置溢出设施，尽量选用同型号、标准化、系列化、新产品。

由于某些条件的限制，无法选用同型号泵时，水泵型号尽量要少。

台数不宜太多也不宜太少，小型泵站单泵流量控制在0.1~0.3m3/s之间，中型泵站宜控制在0.25~0.5m3/s之间，大型泵站宜控制在0.5~1.5m3/s范围内，台数不宜少于2台，不宜多于6台，一般选3~6台为宜。

根据以上要求，本设计拟选3台主机组为宜。

3.1.3初选泵型及方案比较

根据设计扬程确定所需泵的型号，由流量来确定所需泵的台数，查《给谁排水设计手册（第11册）——常用设备》，选泵方案如下：

方案

型号

扬程

（m）

流量

（m3/h）

轴功率

（kw）

转速

（r/min）

泵效率

（%）

主机组台数

备用

台数

第一方案

800S32

25.4

6462

556

730

80.4

2

1

第二方案

32SA-19A

26

5000

393.5

80

4

1

方案比较：

通过方案比较及详细计算决定采用第一种方案，其优点是：

（1）选用台数少，泵房占地面积小，造价低；

（2）水泵型号整齐，方便管理与维修；

（3）效率高，而且省电节能运转费用低。

综合上述因素，本设计采用第一种方案，即1台48sh-22和1台32SA-19同时工作，1台48sh-22作为备用。

第2节电机选择

根据800S32型水泵的要求，从《给水排水设计手册（第11册）——常用设备》（P-77）查得与此泵配套的电动机型号为：

Y500-8

该电机功率为710KW，重量为3800Kg。

第3节机组基础尺寸的确定

机组（泵和电机）安装在共同的既基础上。

基础的作用是支承并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈振动，更不允许产生基础塌陷。

因此，对基础的要求是：

①坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载；

②要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。

卧式泵均为块式基础其尺寸大小一般均为所选泵的安装尺寸所提供的数据确定如无上述资料对带底座的小型泵可选取：

基础长度L=底座长度L1+（0.15~0.20）m

基础宽度B=底座螺孔间距（在宽度放向上）b1+（0.15~0.20）m

基础高度H=底座地脚螺钉长度l1+（0.15~0.20）m

对于不带底座的大、中型泵的基础尺寸，可跟就泵或电动机（取其宽者）地脚螺孔的间距加上0.4~0.5m，以确定其长度和宽度。

基础的高度可以用下述方法进行计算。

基础重量应大于机组总重量的2.3~4.0倍。

在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算出其高度。

基础高度一般不应小于50~70cm。

基础一般选用混凝土浇筑，混凝土基础应高出室内地坪约10~20cm。

在本设计中，计算出32SA-19A型泵机组基础平面尺寸为4500mm×

1600mm，机组总重量。

基础深度可按下式计算：

L——基础长度，L=4.5m；

B——基础宽度，B=1.6m；

γ——基础所用材料的容重，对于混凝土基础，γ=23520N/m3

故

基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.2m。