泵站课程设计最终结果1.docx
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泵站课程设计最终结果1
取水泵站工艺设计说明
班级:
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指导老师:
完成时间:
一、目的和要求
1、加深理解和巩固《水泵和水泵站》所讲授的内容。
2、掌握给水泵站工艺设计的步骤、方法和内容。
3、提高设计计算及绘图能力。
4、熟悉并能应用一些常用的设计资料及设计手册。
5、培养独立的分析问题和解决问题的能力。
二、设计题目
取水泵站工艺扩大初步设计
三、设计资料
1、设计流量5万米3/日（不包括厂内自用水），水厂自用水系数α=10%。
2、泵水水质符合国家饮用水水源卫生规定。
河边无冰冻现象，根据河岸地质地形已确定采用固定式取水泵房，从吸水井中抽水，吸水井采用自流从江中取水，取水头部到吸水井间自流管的长度为200米。
3、水源洪水位标高为90.25米（1%频率），枯水位标高为75.50米（97%频率），常年平均水位为81.75米。
4、净化场混合井水面标高为109.05米，取水泵站到净化场输水干管全长为100米。
5、水厂为双电源进线，电力充分保证。
四、设计内容及成果
1、设计内容
取水头部，自流管；水泵机组及其平面布置；吸水井、泵房平面及高度；吸、压水管道；泵房辅助设备；输水干管。
2、设计成果
设计成果包括两大部分。
（1）设计说明书
要求文字通顺，字体工整，简明扼要，内容完整，其它内容包括：
设计概述；取水头部和自流管的设计计算；取水泵站流量和扬程的确定；水泵机组和电机的选择及布置；吸压水管的设计计算及布置；泵站辅助设备的选择；泵站平面及高度的确定。
（2）、设计图纸
图纸以A3图纸为主，其它内容包括：
取水头部和泵站工艺的平、剖面图，主要设备材料表。
图面要整洁，一定要求工程字体。
五、时间安排
本课程设计为二周。
六、指导教师
目录
一、流量的计算……………………………………………………………………………………4
二、取水头部………………………………………………………………………………………4
三、自流管的设计…………………………………………………………………………………4
四、设计扬程估算…………………………………………………………………………………5
五、水泵机组的选择及平面布置…………………………………………………………………5
六、机组尺寸的确定………………………………………………………………………………7
七、吸、压水管道的设计…………………………………………………………………………7
1）吸水管
2）压水管
8、泵站内管路的水力计算………………………………………………………………………8
1.吸水管路中水头损失∑hs
2.压水管路水头损失∑hd
九、泵房辅助设备…………………………………………………………………………………9
1.计量设备
2.引水设备
3.排水设备
4.通风设备
5.起重设备
10、泵站各部分标高的确定………………………………………………………………………10
十一、泵房平面尺寸确定…………………………………………………………………………10
一、流量的计算
泵站的自用水系数a=1.1
一级泵站的设计流量Qr=aQd/T
所以设计流量Qr=1.1×50000/24=2291.7m3/h=0.6366m3/s
二、取水头部：
取水头部采用箱式
Fo=Q/vK1K2
Fo——进水孔或格栅面积（m2）
Q——进水孔设计流量（m3/s）
v——进水孔设计流速，无冰絮时采用0.4~1.0m/s，现取0.4m/s
K1——删条引起的面积减少系数，K=b/（b+s），b为删条净距，一般采用30~120mm（现取40mm），s为删条厚度，一般采用10mm。
K2——格栅阻塞系数，采用0.75.
所以Fo=0.6366/（0.4×0.75×0.8）=2.6525m2
三、自流管的设计
设计流量Q1=Q/2=0.3183m3/s
取经济流速V=1.0m/s，计算得D=636.77mm
查手册，采用两根DN600mm的管径V=1.08m/s,1000i=2.44
当一条自流管检修时，另一条自流管应通过75%的设计流量，即：
Q=0.75×0.6366m3/s=0.47745m3/s，查手册得，V=1.62m/s
1000i=5.38
取水头部到吸水间水头损失=h格栅+h入+h出+h沿=0.1+0.8×2×1.62×1.62/20+200×5.38/1000=1.39m
四、设计扬程估算
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）,该情况下自流管流量Q=75%Qr=0.47745m3/s从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1.39m,则吸水间中最高水面标高为90.25-1.39=88.86m,最低水面标高为75.50-1.39=74.11m。
所以水泵所需静扬程HST为：
洪水位时，HST=109.05-88.86=20.19m
枯水位时，HST=109.05-74.11=34.94m
2）输水干管的水头损失∑h
设采用两条DN600钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即：
Q=0.75×0.6366m3/s=0.47745m3/s查水力计算表V=1.62m/s1000i=5.38，
所以∑h=1.1×0.00538×100=0.59m。
（式中1.1系包括局部损失而加大的系数）。
3）泵站内管路中的水头损失
粗估为2.00m，安全水压2m，则水泵设计扬程为
设计枯水位时，Hmax=34.94+0.59+2+2=39.53m
设计洪水位时，Hmin=20.19+0.59+2+2=24.78m
五、水泵机组的选择及平面布置
采用三台泵，两用一备
选泵要点：
（1）大小兼顾，调配灵活
（2）型号整齐，互为备用
（3）合理的用尽泵的高效段
型号
流量
总扬程
转速
轴功率
电机功率
效率
必须汽蚀余量
叶轮
泵质量
m3/h
L/s
m
（r/min）
KW
KW
%
m
mm
kg
300S58B
764
212.2
40.1
1450
104.5
132
79.83
2.6
270
810
如图，选用三台300S58B型泵，两台使用，一台备用。
电机配置表：
型号
Y315M1-4
极数
4极
额定功率
132KW
额定电压
380（V）
六、机组尺寸的确定
查《给水排水设计手册11》s型泵安装尺寸计算，所选水泵不带底座。
表3:
基础计算
水泵
电机
L/m
B/m
H/m
型号
/kg
型号
/kg
300S58B
810
Y315M1-4
1480
2.485
1.07
1.18
W=Wp＋Wm=810×9.80＋1480×9.80=22442N.
基础深度H按下式计算:
H=3.0×W/（L×B×y）
式中L－基础长度，L=2.485m；
B－基础宽度,B=1.07m；
y－基础所用材料的容重，对于混凝土基础，y=23520N/m3
H=3.0×22442/（2.485×1.07×23520）=1.07m.
基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.25m。
七、吸、压水管道的设计
每台水泵有单独的吸水管与压水管
1、吸水管：
管径小于250mm时，为1.0~1.2m/s；管径等于或大于250mm时，为1.2~1.6m/s。
Q=0.6366/2=0.3183m3/s=1145.854m3/h
查设计手册采用两根DN500的钢管，V=1.56m/s，1000i=6.25
2、压水管：
管径小于250mm时，为1.5~2.0m/s；管径等于或大于250mm时，为2.0~2.5m/s。
Q=0.3183m3/s=1145.85m3/h
查设计手册采用两根DN400的钢管，V=2.45m/s，1000i=20.7
八、泵站内管路的水力计算
DN=400
L6=1500
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀为止为计算线路图
DN=400
L5=4000
DN=500
L1=1250
DN=400
L2=4000
DN=400
L4=8000
DN=400
L3=1000
DN=500
L7=1800
1.吸水管路中水头损失∑hs
∑hs=∑hfs+∑hls
∑hfs=l1*is=0.00224*1.25=0.0028m
∑hls=（ζ1+ζ2）×v22/2g＋ζ3*v12/2g）
式中,ζ1-吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75；
ζ2-DN600闸阀局部阻力系数,按开户度a/d=2/8考虑,ζ2=0.26；
ζ3-偏心渐缩管DN600×400,ζ3=0.19；
则 ∑hls=（0.75＋0.26）×1.562/2g＋0.19×2.452/2g=0.18m
故 ∑hs=∑hfs＋∑hls=0.0028+0.18=0.18m
2.压水管路水头损失∑hd
∑hd=∑hfd＋∑hld
∑hfd=（l2＋l3＋l4＋l5＋l6）×id1＋l7×id2
=（4.0+1.0+8.0+4.0+1.50）×0.0024+1.8×0.0207=0.084m
∑hld=ζ4×v32/2g＋（2ζ5＋ζ6＋ζ7＋ζ8＋2ζ9＋ζ10）v42/2g＋（ζ11＋ζ12＋ζ13）v52/2g=0.50m
式中ζ4-DN300×400渐放管，ζ4=0.2
ζ5-DN400钢制450弯头,ζ5=0.51
ζ6-DN500液控蝶阀,ζ6=0.315
ζ7-DN500伸缩接头,ζ7=0.21
ζ8-DN500手动蝶阀,ζ8=0.15
ζ9-DN500钢制弯头,ζ9=1.01
ζ10-DN400×500渐放管,ζ10=0.2
ζ11-DN1200钢制斜三通,ζ11=0.5
ζ12-DN1200钢制正三通,ζ12=1.5
ζ13-DN1200蝶阀,ζ13=0.15
故∑hd=∑hld＋∑hfd=0.06+0.50=0.56m
从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为:
∑h=∑hd＋∑hs=0.12+0.56=0.68m
因此,水泵的实际扬程为:
设计枯水位时,Hmax=39.53＋0.59＋0.68+2=42.8m
设计洪水位时,Hmin=24.78＋0.59＋0.68+2=28.05m
由此可见，出选的水泵机组符合要求。
九、泵房辅助设备
1起重设备
最大起重量为Y315M1-4型电机重量Wm=1480kg，最大起吊高度为18.85+2=20.85m（其中2m是考虑操作平台上汽车的高度。
为此，选用CD1电动葫芦即可满足要求，起吊高度24m。
2引水设备
水泵系自灌工作，不需引水设备。
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，然后用泵抽回到吸水间去。
取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按90.25-72.4=17.85m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.85+5=22.85左右，可选用2BA-6型离心泵（Q=30m3/h,H=24m,N=3.09kW,n=2900/min）2台，一台工作，一台备用，配套电机为Y112M-2型电机（N=4Kw,380V）。
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C400-1.5型轴流风机（转速2960r/min,风量400m3/min,
风压50Pa，配套电机Y400-4,N=500kW，6Kw）。
5计量设备
在净化场的送水泵让内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。
十、泵站各部分标高的确定
1）水泵安装高度的确定和泵房筒体高度的计算
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无须计算。
已知吸水间最低动水位标高为74.11m,为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为72.11m。
（吸水管上缘的淹没深度为74.11-72.11-D/2=1.775m）。
取吸水管下缘距吸水间底板0.70m,则吸水间底版标高为72.11-0.45/2-0.70=71.185m。
洪水位标高为90.25，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为91.25m。
故泵房筒体高度为：
H=90.25-72.11=18.14m
2）泵房建筑高度的确定
泵房筒体高度为18.85,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8.8m,从平台楼板到房顶底板净高为10.0m。
十一、泵房平面尺寸确定
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，能过计算，求得泵房内径为8.05m。
12、设计体会
两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。
学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
参考资料
1）《给水排水设计手册》（1、3、11册）中国建筑工业出版社
2）《给排水设计手册》续册2材料设备中国建筑工业出版社
3）《室外给水设计规范》（GBJ－８６）
4）《建筑设计防火规范》
5）教材《泵与泵站》
6）《现代给水排水工程设计》谢水波、余健主编，湖南大学出版社
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