矩形给水水泵课设设计书.docx

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矩形给水水泵课设设计书

《水泵及水泵站》

课程设计

学生姓名：

学号：

专业班级：

指导教师：

二○一三年一月二十五日

目录

一、课设题目内容…………………………………………………….3

二、课设要求内容……………………………………………………………3

三、课程设计实物内容及要求…………………………………………3

四、设计说明书……………………………………………………….3

五、计算说明…………………………………………………………..4

六、结论……………………………………………………….....11

七.参考数目……………………………………………..11

一．课设题目内容：

某水厂新建水源工程近期设计水量为100000m3/d，要求远期发展到150000m3/d。

采用固定式矩形泵房，采用两根虹吸自流管从江中取水。

水源供水位标高为30.00m（1%频率），枯水位标高为10.00m（98%频率），净水站反应沉淀池前配水井标高为35.00m。

虹吸自流管全长100m（其中枯水位以上部分长40m）。

泵站处原地面标高为24.00m，泵站到净水站的输水干管全长1000m。

试进行泵站工艺设计。

二．课设要求内容：

1．课设说明书与计算书一份。

2．雨水泵站平面与剖面图（至少各一张3#图）。

（1）比例；

（2）必要说明；

（3）材料表；

（4）主要技术参数等。

3．细部大样图（不限定）。

三、课程设计实物内容及要求

1、课程设计实物内容：

课程设计成果包括：

设计任务书、设计说明书、计算书、图纸三部分。

2、课程设计实物要求

（1）课程设计说明书、计算书既要结合教学要求，又要参考国家有关设计规范，按一定深度和学校规定格式进行编写。

（2）课程设计说明书、计算书内应有采用的计算公式，设备选择依据，计算数据的结果。

（3）课程设计说明书要求内容简要，文字通顺，论据充分。

四．设计说明书

1、课程设计说明书

1.1、泵站的主要设计要求

1）泵房形式：

固定式矩形取水泵房

2）设计流量：

1.8323m3/s（1823L/s）

3）所需扬程：

站前最低水位标高为10m，最高洪水位30m，配水井标高为35m所以静扬程Hst=35-10=25。

现取预留2.00m的安全水头，以及预估1.50m局部和沿程水头损失，则所要选择的泵的扬程必须大于36.66米

1.2取水泵泵的台数这里采用三用一备的形式，采购四台，同时采用横向双行排列。

①每台水泵流量：

607.6L/s

②水泵扬程：

大于37m

选泵：

根据以上要求选用24SA-10J混流潜水泵

1.3电机选择：

经过比较和分析，这里采用Y630-8型异步电动机（380kW）

1.4、附属设备

1）、起重设备：

据此选用LDT型电动单梁环式型轨道起重机

2）、排水设备：

可选用IS65-50-160A型离心泵（Q=15~28m3/h,H=27~22m,N=3Kw,n=2900r/min）两台，一台工作一台备用

3）、通风设备：

选用两台T35－11型轴流风机（叶轮直径7200mm，转速960r/min，风量4129m3/h，叶片角20°，配套电机YSF-8026，N＝0.37kw）

4）、计量设备：

泵站内安装电磁流量统一计量

1.5．泵房尺寸：

集水间尺寸：

17.13m×3m

设备间尺寸：

17.13m×12.70m

设计计算数

（1）设计流量Q

考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系统α=1.05，则近期设计流量为：

Q=1.05×100000/24=4375m3/h=1.215m3/s

远期设计流量为：

Q=1.05×150000/24=6562.5m3/h=1.823m3/s

（2）设计扬程H

1.泵所需的净扬程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）,取管径为1000mm，查表得从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.40m，则吸水间的最高水面标高为30.00-0.40=29.60m,最低水面标高10.00-0.40=9.60m。

所以泵所需静扬程HST为：

洪水位时，HST=35.00-29.60=5.40m

枯水为时，HST=35.00-9.60=25.40m

2.输水管设计

每根输水管流量Q1＝Q/2=0.911m3/s

取经济流速V＝1.4m/s，计算得D＝（4*Q1/（v*p））^0.5=910mm

查设计手册，采用两条DN950钢管作为输水管，流速V＝1.28m/s，i=1.604‰

3.输水干管中的水头损失∑h

设采用两条DN950的钢铁管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量：

Q2=0.75×6562.5=4921.88m3/h=1.36m3/s,

所以:

输水管路水头损失；

=1.2×0.00438×1000=5.26m

（式中1.1包括局部损失而加大的系数）

4.泵站内管路中的水头损失hp

安全水头为2m

粗估为4m

则泵设计扬程为：

洪水为时,Hmax=5.40+5.26+4+2=16.66m

枯水位时，Hmin=25.40+5.26+4+2=36.66m

5.初选泵和电机

三台24SA-10J型泵（Q=607.66L/s，H=39m，N=319kW），三台工作，一台备用。

根据泵的要求选用Y630-8型异步电动机（380kW）。

6．机组根据尺寸的确定

查泵与电机样本，计算出24SA-10J型泵机组基础平面尺寸为3911mm×1300mm，

机组总重量W=WP+Wm=41000+81000=122000N。

基础深度H可按下式计算：

H=3.0W/（L×B×γ）

式中L——基础深度，L=3.911m；

B——基础宽度，B=1.3m；

γ——基础所用材料的容重，γ=23520N/m3

故H=（3.0×122000）/（3.911×1.3×23520）＝3.06m

基础实际深度连同泵房底板在内，应为4.5m

7.吸水管路与压水管路计算

每台泵有单独的吸水管与压水管

（1）吸水管

已知Q1=6562.5/3m3/h=2187.5m3/h=0.60m3/s

采用DN700钢管，则v=1.56m/s,i=4.20×10-3。

（2）压水管

采用DN600钢管，则v=2.12m/s,i=9.55×10-3。

8.机组与管道布置

基础布置

泵机组布置原则：

在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。

<1>机组的排列方式

采用机组双行横向式排列，在泵房中机组较多的矩形取水泵站采用这种布置可节省较多的基建造价，布置紧凑，面积小，适用于双吸式泵。

<2>机组与管道布置

本取水泵房采用矩形钢筋混凝土结构，为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组双行横向式排列。

每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后连接起来。

对于泵房内机组的配置，我们可以购买安装四台24SA-10J型单级双吸离心式水泵，三台工作，一台备用。

<3>水泵间平面尺寸的确定

横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：

（1）泵凸出部分到墙壁的净距A1=最大设备宽度+1m=1000+1350=2350mm；

（2）出水侧泵基础与墙壁的净距B1应按谁管配件安装需要确定，但是，考虑到泵出水侧是管理操作的主要通道，故B1宜不小于3m，故取B1=3.5m；

（3）进水侧泵基础与墙壁的净距D1，也应更具管道配件的安装要求决定，但不小于1m，故取D1=1.5m;

（4）电机凸出部分与配电设备的净距C1=电机轴长+0.5m。

所以C1=1.86+0.5=2.36m但是,低压配电设备应C1≥1.5m;高压配电设备应C1≥2m,故C1取2.36m应该是满足的。

（5）管外壁与相邻机组的近距F1不小于0。

7m如电动机容量达于55kw，F1不小于1m

所以，泵房长度L=C1+A1+2F1+2倍基础长+0.69*2+各设备尺寸=17.13m

泵房宽度B=B1+D1+基础宽*2+各设备尺寸=12.70m

9.吸水管路和压水管路中水头损失的计

取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止位计算线路。

（1）吸水管路中水头损失∑hs

∑hs=∑hfs+∑hls

∑hfs=l1*is=1.4×4.20‰=0.0588m

∑hls=（ζ1+ζ2）v22/2g+ξ3v12/2g

式中ζ1——吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75；

ζ2——DN700闸阀局部阻力系数，ζ2=0.15；

ζ3——偏心渐缩管DN700×600，ζ3=0.20.

则∑hls=（0.75+0.15）×1.562/2g+0.20×2.122/2g＝0.15761m

∑hs=∑hfs+∑hls=0.1576+0.0588=0.22m

（2）压水管路水头损失∑hd

∑hd=∑hfd+∑hld

∑hfd=l总*id1+l7*id2

=（5.94+6.35+13）×9.55/1000+3.855*1.604/1000=0.25m

∑hld=ζ4×v32/2g+（x5+x6+x7+x8*2+x9+x13）v42/2g+（x11+x12+x10）×v52/2g

∑hld=0.11×3.062/2g+（0.15+0.21+0.15+1.01×2+0.33+0.3）×2.122/2g+（0.5+2*1.5+2*0.15）×0.842/2g=0.984m

式中

——DN500×600渐放管，

=0.11

x5——DN600液控蝶阀，

=0.51

x6——DN600伸缩接头，

=0.18

x7——DN600手控蝶阀，

=0..21

x8——DN600钢制90°弯头，

=1.01

x9——DN600×950渐放管，

=0.33

x10——DN950钢制斜三通，

=0.5

x11——DN950钢制正三通，

=1.5

x12——DN950蝶阀，

=0.15。

x13-------DN60045弯头x13＝0.3

故：

∑hd=∑hld+∑hfd=0.984+0.25＝1.234m

从泵吸水口到输水干管上切换闸阀阀间的全部水头损失为：

∑h=∑hs+∑hd=1.234+0.22=1.454m

因此,泵的实际扬程为，

设计枯水位时，Hmax=25.40+5.26+1.344+2=34.004m

设计洪水位时，Hmin=5.40+5.26+1.344+2=14.004m

由此可见，初选的泵机组符合要求。

10.泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算

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，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。

已知吸水间最低动水位标高为9.60m，为保证吸水管的正常吸水取吸水管的中心标高为8.2m（吸水管上缘的淹没深度为9.6-8.2-（D/2）=1.05m）。

取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为8.2-（0.35+0.7）=7.15m。

洪水位标高为30m，考虑1.0的浪高，则操作平台标高为30+1=31m.

故泵房简体高度为：

H=31-7.15=22.85m

11.附属设备的选择

（1）起重设备

最大起重量为Y630-8型电机重量Wm=8100kg，最大起吊高度为22.85+2.0=24.85m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度），。

为此，,据此选用LDT型电动单梁环式型轨道起重机，定制（最大起重量为10000㎏，跨度：

17.2m，配电葫芦型号为CDi，配UE小车，起升高度30m）

泵房高度确定

泵房高度:

H1=a+c+d+e+h

式中a———环形吊车高度，0.52m；

c———行车轨道底至起重机钩中心的距离，1.125m；

d———起重绳的垂直长度（电动机1.2x，x为起重机部件长度，1.86m）；

e———电机高度，1m；

h———起吊物与平台距离，取0.5m。

则泵房地上部分高度为,

H1=0.52+1.125+1.75×1.2+1+0.5=5.245m,

为了安全起见取5.4m

所以泵房总高度=22.85+5.4=28.25m

（2）引水设备

泵系自灌式工作，不需引水设备。

（3）排水设备

在吸水管闸阀下面设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用水抽出泵房。

取水泵房的排水量一般按20~40m3/h考虑，排水泵的静扬程按17.5m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.5+5=22.5m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q=15~28m3/h,H=27~22m,N=3Kw,n=2900r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为Y100L-2。

（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T35－11型轴流风机（叶轮直径7200mm，转速960r/min，风量4129m3/h，叶片角20°，配套电机YSF-8026，N＝0.37kw）。

（5）．计量设备

在净化场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

泵房筒体高度为22.85m，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5.4m，从平台楼板到房顶底板净高为8.4m。

10.泵房平面尺寸的确定

根据泵机组，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，求得泵房长度为12.81m，宽度为10.06m,吸水池长度为8.4m宽度为3m

六:

结论

次课程设计中我第一次亲身进行泵方的设计和置,感觉到自己对实际工程还略显生疏,仅本上的是不够用的,这对自己是一次锻炼

七课设参考内容：

1．《泵与泵站》（第五版）

2．《泵站设计规范》GB/T50265-97

3.《给水排水制图标准》GB/T50106-2001

4．《给水排水工程快速设计手册》

5．《简明给水设计手册》

6．《给水排水设计手册》

（空两行）

1.xxxxxxxxxxxxx…………………………………………………页码

2.xxxxxxxxxxxxx…………………………………………………页码

（要求：

只需给出一级目录，四号字,1.5倍行（报告正文部分）：

（要求：

正文部分一律用小四号字，宋体，1.25倍行距。

一级大标题靠左，加粗。

二级大标题靠左，不加粗。

）

课程设计的内容如下：

1.课程设计目的

2.课程设计题目描述和要求

3.课程设计报告内容

3.1XXXXXXXXXXXXXXXX

3.2XXXXXXXXXXXXXXXX

3.3XXXXXXXXXXXXXXXX4.结论参考书目：

（五号，宋体加粗）

［1］…………………………………………………………………………..

［2］…………………………………………………………………………..

（要求:

五号字，宋体，单倍行距。

按作者、书名、出版社、出版时间格式逐一列出，中间用逗号格开）