二泵站设计及计算说明书secret.docx
《二泵站设计及计算说明书secret.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二泵站设计及计算说明书secret.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
二泵站设计及计算说明书secret
地表水二泵站设计
工作制度确定
二级泵站又叫送水泵站，其任务是将清水池的水送至城市管网，供居民和企业使用。
送水泵站一般为二级或三级工作，在拟定工作制度时，需考虑：
（1）泵站分级供水量应尽量接近用水曲线；
（2）分级供水考虑选取合适的水泵，以及水泵机组的合理搭配，并尽可能满足目前和今后一段时间内用水量增长的需要。
由于没有水塔（高位水池），二泵站每级的设计工况应基本满足该级最大时的工况。
结合本设计最高日用水变化曲线，二泵站拟分为三级工作：
一级工作：
供水时间：
6:
00~14:
00，共计8个小时；每小时水量占全天用水量的5.32%，设计工作流量为3786m³/h，即1051.7L/s；
二级工作：
供水时间：
14:
00~20:
00，共计6个小时；每小时水量占全天用水量的4.41%，设计工作流量为3138m³/h，即871.8L/s；
三级工作：
供水时间：
20:
00~6:
00，共计10个小时；每小时水量占全天用水量的3.10%，设计工作流量为2205m³/h，即612.42L/s。
图6-1地表水二泵站设计供水线
水泵的选取
1.1.1扬程的确定
扬程H=Hss+Hsd+∑h+∑h泵站内+H安全
=Zc+Zd+H0+∑h+∑h泵站内+H安全（6-1）
式中Zc——泵站地面至设计最不利点地面高差差，Zc=104.89－101.24=3.65m；
Zd——吸水井最低水位与地面高差，4.2m（清水池有效水深4.00m，清水池至集水井水头损失0.2m）；
H0——自由水压，28m（节点16，6层）；
∑h——管网水头损失，12.38m；
∑h泵站内——泵站内水头损失，取2.0m;
H安全——安全水头，取1.5m。
则：
H=3.65+4.2+28+12.38+2.0+1.5=51.73m
1.1.2初选水泵和电机
1.1.2.1选泵
根据各级的扬程和流量，选定300S58型水泵五台，一级工作时四用一备，二级工作时三用二备，三级工作时二用三备。
（1）水泵性能参数见表6-1。
表6-1300S58型水泵性能参数表
型号
流量Q（m3/h）
扬程H（m）
转速n（r/min）
轴功率（kw）
效率η（%）
气蚀余量（NPSH）r（m）
吸上高度Hs（m）
重量W（kg）
300S58
576
65
1450
136
74
4.4
5.2
810
790
58
148.5
84
972
50
165.5
88
（2）300S58型水泵配套电机为JS2355M2-4，其性能参数见表6-2：
表6-2水泵电机性能参数表
电机型号
额定电压V（V）
额定功率N（kw）
转速
n（r/min）
重量
W（kg）
JS2355M2-4
380
190
1470
1090
（1）水泵的外形尺寸见表6-3。
表6-3水泵外形尺寸表单位：
mm
L
L1
L2
L3
B
B1
B2
1073
588
510
450
1070
530
620
B3
H
H1
H2
H3
n-φd
－
550
855
510
250
310
4-42
－
（2）进口法兰、出口法兰及出口锥管法兰尺寸见表6-5。
表6-5水泵法兰及锥管尺寸表单位：
mm
水泵型号
进口法兰尺寸
300S58
DN1
D01
D1
n1-φd1
300
400
440
12-23
水泵型号
出口法兰尺寸
300S58
DN1
D02
D1
n2-φd2
250
350
390
12-23
（5）300S58型水泵（不带底座）安装尺寸见表6-6.
表6-6300S58型水泵（不带底座）安装尺寸表单位：
mm
型号
电动机尺寸
E
L1
H
h
B
A
n-φd
300S58
1260
355
850
560
610
4-30
300
型号
L
L2
出口锥管法兰尺寸
DN3
D03
D3
n3-φd3
—
300S58
2337
791
300
400
440
12-23
—
1.1.3水泵工况点的确定
1.1.3.1泵特性曲线的绘制
根据所选水泵，查《给水排水设计手册（第二版）》第十一册，利用Excel绘制水泵特性曲线，见附录24。
1.1.3.2管道特性曲线的绘制
管道特性曲线方程为：
H=Hst+
Hst+SQ2（6-2）
式中Hst——最高时水泵的净扬程，m；
∑h——水头损失总和，m；
S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；
Q——最高时水泵流量，m3/h。
由于Q=4055m3/h=1.127m3/s时，H=51.73m，对应的∑h=14.38m，代入上式，得：
S=8.75×10-7m-5s2。
所以管路特性曲线即为：
H=Hst+SQ2=37.35+8.75×10-7Q2
可由此方程绘制出管路特性曲线，与上面绘制的水泵特性曲线相交（见附录24，水泵效率曲线见附录25）。
1.1.3.3工况点确定
由管道特性曲线方程和水泵特性曲线方程的交点可得出工况点：
一级工作时，四台水泵并联，工况点L为（3801m3/h，51.9m），单台水泵工况点为（950m3/h，51.9m）；二级工作时，三台水泵并联，工况点M为（3144m3/h，46.8m），单台水泵工况点为（1050m3/h，46.8m）；三级工作时，二台水泵并联，工况点N为（2228m3/h，42.2m），单台泵工况点为（1120m3/h，42.0m），都在水泵工作高效区内（水泵效率曲线见附录24）。
所以选定：
一级工作时，选300S58B型水泵四台并联工作供水；
二级工作时，选300S58B型水泵三台并联工作供水；
二级工作时，选300S58B型水泵二台并联工作供水。
1.1.4消防校核
消防时水量：
由3.5.1得消防时水量为1404.86L/s=5057.496m3/h
消防时扬程：
由2.6.1所得消防时所需扬程为32.87m
由水泵特性曲线得流量为5057.496m3/h时，水泵实际扬程为33.50m，所选水泵符合要求。
水泵间布置
1.1.5水泵基础设计
由水泵安装尺寸及电机尺寸表可确定水泵基础如下：
基础长度Lj=地脚螺栓间距+（400~500mm）
=B+L2+L3+（400~500mm）
=510+450+1070+470=2500mm
基础宽度Bj=地脚螺栓间距+（400~500mm）
=B3+（400~500mm）
=610+490=1100mm
基础高度
（6-3）
式中r——基础材料容重，采用混凝土，r=2400kg/m³；
W——机组总重量，电机重量加水泵重量。
则：
Hj=3.0×（1090+810）/（2.5×1.1×2400）=0.86m，取0.90m
1.1.6水泵平面布置
5台泵采用单排顺列式，泵房布置见图6-2。
图6-2地表水二泵站平面布置草图
泵房长度L=基础长度+基础间距+基础距墙距离
=2.5×5+2.0×4+3.0+3.5=27.0m
泵房宽度B=10.5m（含墙壁厚370mm）
1.1.7吸水管路和压水管路设计
1.1.7.1吸水管路设计
吸水管路不允许漏气，采用铸铁管，每台泵单独设置吸水管，吸水管沿水流方向有连续上升的坡度，采用i=0.005，以避免形成气囊。
吸水管DN>250mm，v=1.2~1.6m/s，这是由于水泵吸上真空高度所限。
按一级工作设计，吸水管流量为1051.7/4=262.925L/s，选用铸铁管DN500mm，v=1.34m/s，查表知1000i=4.72。
吸水喇叭口大头直径D=（1.3~1.5）d=1.4×500=700mm
吸水喇叭口长度L≥（3.0~7.0）×（D－d）=（3.0~7.0）×（700－500）=1000mm
DN>400mm，手动阀门启闭困难，故选用Z445T-10型电动暗杆楔式闸阀：
DN500mm，L=540mm，D=670mm，W=775kg，电机型号JO2-32-6T2，单程启闭时间1.62min，功率2.2kw；选用偏心渐缩管：
D=500/300mm，L=2（D－d）+150=550mm。
1.1.7.2压水管路设计
压水管路采用铸铁管，压水管DN>250mm时，v=2.0~2.5m/s。
每台水泵设一压水管路，在压水管路上设电动闸阀，为防止泵站内水倒流，设止回阀，为了检修，止回阀后再设一闸阀。
各压水管用一条联络管连接，由两条输水管输出，联络管管径能够保证一条输水管损坏是时能够输出用水量的70%。
压水管流量为1051.7/4=262.925L/s，选用铸铁管DN400mm，v=2.33m/s,查表知1000i=19.2。
压水管路选用Z945T-10型电动暗杆楔式闸阀：
DN400mm，L=480mm，D=565mm，电机型号JO2-31-6T2，单程启闭时间1.33min，功率2.2kw；选用同心渐扩管：
D=300/400mm，L=350mm；选用缓闭HH44T-10型止回阀：
DN400mm，L=900mm，D=565mm，重量1903kg；
联络管直径选用DN600mm，设Z945T-10闸阀，L=600mm，D=780mm，W=1080kg。
输水管为两条，流量525.8L/s，DN800mm，v=1.38m/s，查表知1000i=2.02。
单条输水管道工作事故时，流量为70%×1051.7=736.21L/s。
输水管上闸阀采用Z945T-6型电动暗杆楔式闸阀：
DN800mm，L=720mm，D=1010mm，W=1903kg。
1.1.8吸水井设计
吸水井设于泵房和清水池之间，水泵吸水管伸入井内吸水。
本设计采用多泵共用一个吸水井，故将吸水井分成两格，中间隔墙上设置连通管和闸门，以便分隔清洗使用。
1.1.8.1吸水井平面尺寸
吸水井平面尺寸通常由吸水喇叭口间距决定。
喇叭口与井壁间净距≥（0.75~1.0）D=（0.75~1.0）×700，取700mm
喇叭口间距应≥（1.5~2.0）D=1400mm
喇叭口距吸水井井底距离≥0.8D=1.0×700=700mm
喇叭口淹没水深h≥（0.5~1.0）=1.0m
吸水井总长：
L=4.5×4+1.38×2+0.37×2=21.5m（含墙壁厚370mm）
吸水井总宽：
B=2.9m（含墙壁厚370mm）
1.1.8.2吸水井高程
清水池两根出水管DN800，长20m，总流量4058.68m³/h，流速1.11m/s，1000i=1.82；ζ进口=0.50，ζ出口=1.0，ζ弯头=1.05。
水头损失：
h=1.82×20/1000+（0.50+1.0+2×1.05）×1.112/19.6=0.20m
吸水井最低水位=清水池最低水位－h=101.24－4.0－0.40=97.04m
吸水井最高水位=清水池最高水位－h=101.02m
喇叭口最小淹没深度H2=一般采用0.5~1.0m，取1.0m
吸水井底标高=97.04－1.0－0.7=95.34m
吸水井高=地面标高－吸水井底标高+超高=101.02－95.34+0.3=5.98m
1.1.9水头损失的计算和扬程的校核
1.1.9.1吸水管路
升级会员 