给水泵站课程设计任务书.docx

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给水泵站课程设计任务书

水泵与水泵站课程设计

班级给水排水1102

学生姓名刘莉娜

指导教师叶亚玲

环境科学与工程学院

给水泵站课程设计任务书

一、课程设计任务

某厂新建水源工程，近期设计流量16.5万m3/d，要求远期发展到25.5m3/d，采用固定式取水泵房，拟采用自流管从江中取水。

水源洪水位标高17m（1%频率）、枯水位标高7m（97%频率）、净水厂反应池前配水井的水面标高42m、室外地面标高13.29m、自流取水管长度为220m及泵站至净水厂的输水干管全长为2800m。

试进行泵站工艺设计。

二、课程设计目的及要求

1.设计目的

1）结合课程所学内容，使基础理论和基本技术训练相结合，从而课程内容进一步深化和系统化。

2）初步学会如何在搜集资料和调研的基础上，根据设计任务制定给水泵站设计方案。

3）通过设计、计算、资料检索、阅读文献，提高绘制图纸和编写设计说明书的能力。

2.设计要求

1）认真学习有关技术规定，严格按相关规范和标准要求进行设计。

2）课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。

3）设计成果以图纸的形式展示，包括平面图和剖面图。

三、课程设计内容及时间安排

1.设计内容

1）确定泵站工艺流程2）合理选择水泵并布置泵房

3）详细进行工艺计算4）绘制泵房设计图纸

2.时间安排

1）领会设计任务，借阅相关规范及设计手册，确定工艺流程1天

2）初步选择水泵机组及泵房布置1天

3）根据泵房布置，绘制泵房平面布置草图，绘制水力计算图并进行计算3天

4）精选水泵机组及辅助设备，确定泵房平面尺寸和高度1天

5）修改草图，绘制泵房平面布置图及剖面图3天

6）整理设计报告书，准备答辩。

1天

四、教材及参考书目

1．姜乃昌.《泵与泵站》（第五版）.中国建筑工业出版社.2007。

2．中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265-2010）中国计划出版社，2011

3．中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册第11册——常用设备.中国建筑工业出版社.2004。

给水泵站课程设计指导书

一、设计内容

1．设计流量和设计扬程

2．初选水泵和电机

3．机组基础尺寸的确定

4．吸水管路与压水管路计算

5.机组与管道布置

6．吸水管路和压水管路中水头损失的计算

7．水泵安装高度的确定和泵房建筑高度计算

8．附属设备的选择

9．泵房建筑高度的确定

10．泵房平面尺寸的确定

二、设计图纸

1．泵站平面布置图

2．泵站纵剖面图

三、对设计文件内容和质量的要求

设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。

设计图中文字、图例的表示方法应符合一般规定和制图标准。

图纸应注明图标栏及图名。

图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。

图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。

1）泵站平面布置图

应绘出各种连接管道及设备，管道上需注明管径。

图中应附主要设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；图中应附图例及必要的文字说明。

2）泵站剖面图

应标出各水泵的顶、底及水面标高，应标出主要管道、设备机组和地面标高，主要管道的管径等。

给水泵站设计计算说明书

1、设计流量的确定和设计扬程估算

⑴设计流量

考虑到输水干管的漏损和净化厂本身用水，取自用水系数α=1.05

近期流量为：

Q=1.05

165000/24=7218.75

=2.005

远期流量为：

Q’=1.05

255000/24=11156.25

=3.009

⑵设计扬程

1）泵所需要的静扬程

①自流管管径选择

取两根钢管并联作为自流管，管径D=1300mm,此时自流管中近期流量也满足V=Q/A=0.76>0.7m/s，故取DN1300钢管两根并联作为自流管。

②则每根自流管Q=0.5

11156.25

=5578.125

查表知：

V=1.04m/s，1000i=1.169m

从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为

h=il+0.53=1.167/1000×220+0.53=0.808m

吸水间的最高水面标高：

17-0.808=16.192m

最低水面标高：

7-0.808=6.192m

吸水间最高洪水水位时：

Hst=42-16.192=25.808m

枯水水位时:

Hst=42-6.192=35.808m

2）若采用两条输水干管并联，每条输水管应该通过50%的设计流量（远期考虑），即Q=0.5

265000/24

=5578.125

当选用DN1100钢管时，查表可知，v=1.631m/s

1000i=2.515,则h=1.1x0.002515x2800=7.745m

3）泵站内管路中的水头损失为hp

粗估为2米

则泵的设计扬程为：

洪水水位时：

Hmin=25.808+7.45+2+2=37.553m

枯水水位时：

Hmax=35.808+7.45+2+2=47.553m

2、初选泵和电机

28SA-10A型泵（Q=1.0m/s,H=52m,N=555kw，Hs=5.7m）。

近期三台泵工作，一台备用。

远期增加一台同型号泵，四台工作，一台备用。

根据28SA-10A型泵的要求，选用JRQ1510-8型电动机（625kw,10kv）

3、机组基础尺寸的确定：

查泵与电机样本，计算出28SA-10A型泵机组基础平面尺寸为5500

1600mm，W=（5800+4800）

9.8=103880N

H=3.0W/（LBγ）=3.0x103880/（5.5x1.6x23520）=1.51m

基础实际宽度连同泵房底板在内，应为1.7m

4、吸水管路和压水管路计算：

每台泵有单独的吸水管与压水管

查设计手册可知：

28SA-10A型泵的进口法兰尺寸为DN1=700mm,出口法兰尺寸DN2=500mm

（1）吸水管

=1156.25/4

=2789.06

采用DN900钢管，则V=1.21m/s1000i=1.81

（2）压水管

采用DN700钢管，则V=2.015m/s1000i=6.862

5、机组和管道的布置

每台泵有单独的吸水管与压水管引出泵房，为了泵房布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组并联为一排。

阀门选择如下：

（1）吸水管选用Z945T-10型电动暗杆楔式单闸板闸阀（L=780㎜）。

（2）压水管选用SD341X-1型蜗轮传动法兰式伸缩蝶阀（L=425㎜）。

选用HH44X-10型微阻缓闭式止回阀（L=1100㎜）。

选用SD941X型电动法兰式伸缩蝶阀（L=425㎜）。

（3）输水管选用D371X-1型对夹式蜗杆传动蝶阀（L=216㎜）。

6、吸水管和压水管路中水头损失的计算

取一条最不利的线路，从吸水口到输水管干管上切换闸阀止为计算路线图（即外围管道）。

⑴吸水管中水头损失

∑hs=∑hfs+∑hls

∑hfs=l1×is=1.8×2×

=0.00362m

∑hls=（ζ1+ζ2）×

+ζ3×

=（0.5+0.06）×（1.21

/2g）+0.20×（2.015

/2g）

=0.0824m

2.0215=Q/（3.14/4x0.7x0.7）

其中式中ζ1—带喇叭口吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.5

ζ2—DN700闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=0考虑，ζ2=0.06

ζ3—DN900×700渐缩管,ζ3=0.20

故∑hs=∑hfs+∑hls=0.00362+0.0824=0.08602m

（2）压水管路水头损失∑hd

∑hd=∑hfd+∑hld

∑hfd=（L2+L3+L4+L5+L6）×id1+L7×id2

=（1.5+1.24+7.85+6+2.5）×6.862×

+4.1×2.515×

=0.137m

∑hld=ζ4×

+（ζ5+2ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10+ζ11）×

+（ζ12+3ζ6+2ζ13+ζ14）×

=0.21×3.4

/2g+（1.7+0.15×2+0.21+0.15+2×1.02+0.51+0.3）×2.015

/2g+（0.5+1.5×2+0.15×3+0.15）×1.631

/2g=1.74m

故∑hd=∑hfd+∑hld=0.16+2.05=2.21m

其中式中ζ4—DN500×700渐放管，ζ4=0.21

ζ5—止回阀，ζ5=1.7

ζ6—DN900传动蝶阀，ζ6=0.15

ζ7—DN700伸缩接头，ζ7=0.21

ζ8—DN700电动蝶阀，ζ8=0.15

ζ9—DN700钢制90°弯头，ζ9=1.02

ζ10—DN700钢制45°弯头，ζ10=0.51

ζ11—DN700x1100渐放管，ζ11=0.3

ζ12—DN1100钢制斜三通，ζ12=0.5

ζ13—DN1000钢制正三通，ζ13=1.5

ζ14—D371X-1型对夹式蜗杆传动蝶阀，ζ14=0.15

全部水头损失∑h=∑hs+∑hd=1.877+0.086=1.963

因此，水泵的实际扬程为

洪水水位时：

Hmin=25.808+7.745+1.963=35.516

枯水水位时：

Hmax=35.808+7.745+1.963=45.516，均小于泵的扬程（H=52m）

由此可见，初选的水泵符合要求。

7、水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算

为了泵房安全，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于其允许吸上真空高度5.7，无需计算。

已知吸水间最低动水位标高为6.192m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为3.409m（吸水管上缘的淹没深度为6.192-3.409-D/2=2.133m）。

吸水间底板标高为0.7m。

则吸水间底板标高为3.409-D/2-0.7=2.059m洪水位标高为17m,考虑到1.00m的浪高。

则操作平台高为18.00m，故泵房的筒体高度为:

H=18.00-2.059=15.941m

8、附属设备的选择

（1）起重设备

最大起重量是JRQ1510-8型电机，重量为5800kg，最大起吊高度为15.941+2=18m,（其中2.00是考虑操作平台上汽车的高度），选定环形吊车（定制，起重量为10t，双梁。

跨度为22.5m,CDi-10电动葫芦，起吊高度为24m）。

（2）引水设备

泵为自灌式工作，不需要引水设备。

（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，然后用泵抽到污水管去。

取水泵房的排水量一般按20-40

考虑，排水泵的静扬程按11m（地面标高-1.5m-底板标高+1m）计，水头损失大约4m，故总扬程在15m左右，可选用50QW25-15-3型离心泵（Q=25

，H=15m，N=3kw,n=1430r/min）两台，一台工作，一台备用。

（4）通风设备

由于泵与配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行一室冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。

选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度15°，风量10127m3/h，风压90Pa,配套电机YSF-8026,N=0.37kw）。

（5）计量设备

在净化厂的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。

9、泵房建筑高度的确定

泵房筒体高度已知为14.80m,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8.80m，从平台楼板到房顶底板净高位11m。

10、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。

通过计算，求得泵房长×宽×高=37m×21.3m×25m。

11、泵扬程的校核

一条自流管停用，另一条自流管通过70%的流量，则Q=0.70

255000/24

=7437.5

查表知：

1000i=1.85

从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为

h=1.85/1000x220+0.53=0.937m

吸水间的最高水面标高：

17-0.937=16.063m

最低水面标高：

7-0.937=6.063m

吸水间最高洪水水位时：

Hst=42-16.063=25.937m

枯水水位时:

Hst=42-6.063=35.937m

4）取一条停用，一条通过70%流量情况进行计算，远期事故流量Q=7437.5

查表知：

1000i=4.4865

则h=1.1

0.0044865

2800=13.82m

3）泵站内管路中的水头损失

=1.978

因此，水泵的实际扬程为

洪水水位时：

Hmin=25.937+1.978+13.82+2=42.735

枯水水位时：

Hmax=35.937+1.978+13.82+2=52.735。

由此可见，所选的水泵符合要求。