二泵站设计计算.docx
《二泵站设计计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二泵站设计计算.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
二泵站设计计算
计算与说明
一、泵房形式得选择及泵站平面布置
泵房主体工程由机器间、配电室、控制室与值班室等组成。
机器间采用矩形半地下形式,以便于布置吸压水管路与室外管网平接,减少弯头水力损失,并紧靠吸水井西侧布置,直接从吸水井取水压送至管网。
值班室、控制室及配电室在机器间北侧,与泵房合并布置,与机器间用玻璃隔断分隔。
最北侧设有配电室,双回路电源用电缆引入。
平面布置示意图见图1。
配电室
控制室
值班室
泵房机器间
图1
二、泵站设计参数得确定
1、设计流量
该城市最高日用水量为41833、12
由于分级供水可减小管网中水塔得调节容积,故本设计采用分级供水得形式。
二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵得分级供水线。
参照相似城市得最大日用水量变化曲线,确定本设计分两级供水,并确定分级供水得流量。
泵站一级工作时得设计工作流量:
泵站二级工作时得设计工作流量:
2、设计扬程
根据设计要求假设吸水井水面标高为318、83m。
则
其中——设计扬程
——静扬程（m）;
——吸水管路水头损失（m）,粗估为1m;
——压水管路水头损失（m）,粗估为2m;
——安全水头2m
三、选择水泵
1、水泵原则得基本原则
选泵要点:
（1）大小兼顾,调配灵活
再用水量与所需得水压变化较大得情况下,选用性能不同得泵得台数越多,越能适应用水量变化得要求,浪费得能量越少。
（2）型号齐全,互为备用
希望能选择同型号得泵并联工作,这样无论就是电机、电气设备得配套与设备管道配件得安装与制作均会带来很大得方便。
（3）合理得用尽各泵得高效段
单级双吸就是离心泵就是给水工程中常见得一种离心泵（如SH型、SA型）。
她们得经济工作范围（即高效段）,一般在之间（为泵铭牌上得额流量值）。
（4）近远相结合得观点在选泵得过程中应给予相当得重视,特别就是在经济发展活跃得地区与年代,以及扩建比较困难得取水泵站中,可考虑近期用小泵大基础得办法,近期发展采用还大泵轮以增大水量,远期采用换大泵得办法。
（5）大中型泵站需要选泵方案比较。
考虑因素:
（1）泵得构造形式对泵房得大小、结构形式与泵房内部布置等有影响,因而对泵站得造价很有关系。
（2）应保证泵得正常吸水条件,在保证不发生汽蚀得前提就是下,应充分利用泵得允许席上真空高度,以减少泵得埋深,降低工程造价。
（3）应选择效率较高得泵,劲量选用大泵,因为一般而言大泵比小泵要要效率高,
（4）根据供水对象对供水可靠性得不同要求,选用一定数量得备用泵,以满足在事故情况下得用水要求:
①再不允许减少供水量得情况下,应有两套备用机组。
②允许短时间内减少供水量得情况下,备用泵只保证事故用水量。
③允许短时间内中断供水时,可只设一台备用泵,城市给水系统中得泵站,一般也只设一台备用泵,通常备用泵得型号可以与泵站中最大得工作泵相同。
④当管网中无水塔且泵站内机组较多时,也可考虑增设一台备用泵,它得型号与最长运行得工作泵相同。
（5）如果给水系统中就有足够大容积得高得水池或水塔时,可以部分或全部代替泵站进行短时间供水,则泵站中可不设备用泵,仅在仓库中贮存一套备用机组即可。
2、初选水泵
本设计为了在一级供水就是进行灵活调度,减少能量浪费,利用选泵参考特性曲线选择几台水泵并联工作来满足一级供水流量与扬程得需要,在二级供水时,减少并联泵台数来满足二级供水需要。
在选泵参考特性曲线上作出设计扬程曲线,选取与其相交得水泵并联。
可选用KQSN300-M9型中开式单级双吸离心泵（一用一备）与KQSN350-M9型中开式单级双吸离心泵（一用一备）两种水泵组合来满足供水要求。
一级供水时,一台KQSN300-M9型水泵与一台KQSN350-M9型水泵并联供水,二级供水时,一台KQSN350-M9型水泵供水。
选一台KQSN350-M9型水泵加上变频装置改成变频泵,来增大调节范围,减少能量浪费。
所选水泵得性能见表2。
水泵
型号
规格
流量
（L/s）
扬程
（m）
转速
（r/min）
轴功率
（kW）
效率
（%）
（NPSH）r
（m）
重量（kg）
KQSN300-M9
445
131、7
68
1480
124、9
70
4、6
606
219、4
60
153、7
84
270、0
53
175、4
80
KQSN350-M9
453
188、9
77
1480
193、5
68
5、9
1204
315、0
63
235、5
83
378、1
55
258、0
79
表2
3、确定电机
采用水泵厂家所指定得配套电机,见表3。
水泵型号
规格
电动机型号
电机功率（Kw）
质量（kg）
KQSN300-M9
445
Y315M-4
185
985
KQSN350-M9
453
Y355M-4
280
1530
表3
四、机组布置与基础设计
1、机组布置
采用单行顺列布置,便于吸、压管路直进直出布置,减少水力损失,同时也可简化起吊设备。
2、基础尺寸
查《给水排水设计手册第11册》得到KQSN300-M9型中开式单级双吸离心泵与KQSN400-M13型中开式单级双吸离心泵安装尺寸如表（mm）:
水泵
型号
规格
电动机
型号
L
L1
L2
L3
B
H
W
A
C
K
KQSN300-M9
445
Y315M-4
2352
1270
730
1840
560
1295
763
508
457
28
KQSN350-M9
453
Y355M-4
2945
1620
800
2220
700
1590
951
610
560
28
基础长度
取2500mm;
基础宽度B＝地角螺钉间距+（400～500）
＝
取1500mm;
基础高度H＝
其中——水泵重量（kg）
——电机重量（kg）
——基础长度（m）
——基础宽度（m）
——基础密度（kg/m3）（混凝土密度）
最终确定KQSN300-M9型水泵基础占地。
同理KQSN350-M9型泵基础占地
五、吸水管与压水管路设计
1、管路布置
根据当地条件,气候寒冷,泵房选用半地下式,吸、压水管可与室外0、7m冻土层下得管道平接。
每台水泵设有独立得吸水管直接从吸水井吸水,各泵在泵房内以横向联络管相连接,且以两条输水干管送至管网。
吸水井中最高水位为318、83m,吸水管上设闸阀,以便停泵检修时使用。
吸水井中最低水位为314、83m,此时水泵为自吸式引水,需要相应得引水设备,管路布置如图2所示。
图2
2、管径计算
根据每台泵得设计流量初步选定吸水管与压水管管径,计算结果见表4。
水泵
型号
流量（L/s）
吸水管
压水管
管径（mm）
流速（m/s）
1000i
管径（mm）
流速（m/s）
1000i
KQSN300-M9
220
450
1、38
5、76
350
2、20
19、7
KQSN350-M9
320
600
1、13
2、69
400
2、47
21、1
表4
横向联络管得流量按一级供水量计算,,取
。
每条输水管按近期一级供水量得75%考虑,即,取
。
3、管路附件选配
吸水管路选用Z41T-10型明杆楔式闸阀:
DN450mm,L=510mm,DN600mm,L=600mm;选用偏心渐缩管:
D=450/300mm,L=250mm;选用90°弯头。
压水管路选用Z41T-10型明杆楔式闸阀:
DN350mm,L=450mm,DN400mm,L=480mm;选用H44T（X）-10型旋起式止回阀:
DN350mm,L=800mm,重量300kg,DN400mm,L=900mm,重量508kg;联络管上闸阀采用Z41T-10型明杆楔式闸阀:
DN500mm,L=540mm。
管路附件见表5。
名称
型号规格
主要尺寸
名称
型号规格
主要尺寸
喇叭口×2
DN600×DN450
L＝750mm
喇叭口×2
DN900×DN600
L＝1500mm
90°弯头×2
DN450
90°弯头×2
DN600
闸阀×2
DN450
L＝510mm
闸阀×2
DN600
L＝600mm
偏心渐缩管×2
DN450×DN300
L=250mm
偏心渐缩管×2
DN600×DN350
L=650mm
渐扩管×2
DN250×DN350
L=350mm
渐扩管×2
DN250×DN400
L=450mm
止回阀×2
DN350
L=800mm
止回阀×2
DN400
L=900mm
闸阀×2
DN350
L=450mm
闸阀×2
DN400
L=480mm
90°弯头×2
DN350
十字管×2
DN700×DN700
渐扩管×2
DN350×DN500
L=450mm
渐扩管×2
DN400×DN500
L=350mm
渐扩管×2
DN500×DN700
L=550mm
闸阀×2
DN500
L=540mm
表5
六、泵房机器间长度与宽度
因电机功率大于55Kw,故基础间距需大于1、2m,本设计取2m,基础与墙壁间距取为2m。
除四个泵基础外,机器间右端按最大一台机组布置,设一块检修场地,平面尺寸为,故得机器间总长度:
吸水管闸阀距墙取2m,压水管闸阀一侧留1、5m宽得检修通道,水泵基础与墙壁净距按水管配件安装得需要确定,故得机器间宽度:
考虑到水泵出水侧就是管理、操作得主要通道,水泵基础与墙壁净距不宜小于3m,机器间采取标准预制构件屋面梁,机器间平面尺寸最后确定为长24m,宽10m。
七、吸水井设计
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口得要求。
吸水井最低水位;
水泵吸水管进口喇叭口大头直径;
水泵吸水管进口喇叭口长度,;
喇叭口距吸水井井壁距离;
喇叭口之间得距离,取;
喇叭口距吸水井井底距离;
喇叭口淹没水深;
吸水井井底标高:
。
所以,吸水井长度为10800mm（根据水泵机组之间距离调整为20000mm）,吸水井宽度为2700mm（最终调整为3000mm）,吸水井高度为6770mm（包括超高0、37m）。
计算草图如下:
九、复核水泵与电机
根据已经确定得机组布置与管路情况,重新计算泵房内得管路水头损失,复核所需扬程,然后校核水泵机组。
取最不利管线,如图3所示。
图3
1.吸水管路水头损失
DN450吸水管直长:
吸水管得沿程水头损失:
吸水管路局部水头损失计算结果见表7。
管道直径/mm
管件
阻力系数ζ
流量/（L/s）
流速v/（m/s）
水头损失
450
喇叭口
0、1
220
1、38
0、10
0、010
90°弯头
0、67
1、38
0、10
0、067
闸阀
0、07
1、38
0、10
0、007
450×300
偏心渐缩管
0、19
3、11
0、49
0、093
合计
0、177
表7
吸水管路水头损失:
2、压管路水头损失压水
DN350直管长
DN500直管长
压水管路沿程水头损失:
压水管路局部水头损失计算见表8:
管道直径/mm
管件
阻力系数ζ
流量/（L/S）
流速v/（m/s）
水头损失
350
止回阀
3、0
220
2、20
0、25
0、750
闸阀
0、07
0、017
90°弯头
0、89
0、223
250×350
渐扩管
0、15
4、48
1、02
0、153
350×500
渐扩管
0、21
2、20
0、25
0、053
500
闸阀×2
0、06×2
539、18
2、65
0、36
0、043
500×700
十字管
0、99
404、39
1、05
0、06
0、059
合计
1、298
表8
压水管路总水头损失:
从水泵吸水口到输水管上切换蝶阀之间得全部水头损失:
2.水泵得实际扬程
可见初选水泵符合要求。
十、消防校核
就二泵站来说,消防属于紧急情况。
消防用水其总量一般占整个城市或工厂得供水量得比例虽然不大,但因消防期间供水强度大,使整个给水系统负担突然加重。
因此,应作为一种特殊情况在泵站中加以考虑。
按两处同时着火计,。
可见,使泵站得负荷增加8、9%,流量增为,可选用两台KQSN300-M9型泵与一台KQSN350-M9型泵并联运行满足消防用水需求。
校核以消防时最不利管径水头损失增加20%计,则
参照该泵得具体资料,所选泵可以满足消防时得要求。
十、泵安装高度得确定与泵房筒体高度计算
1、水泵最大安装高度
即泵轴距水面高度计算公式如下:
式中——修正后采用得允许吸上真空度（m）;
——水泵厂给定得允许吸上真空度（m）,取4、6m;
——安装地点得大气压值（m）,取9、8m;
——实际水温下得饱与蒸汽压力（m）,取0、18m。
则
所以
考虑吸水井最低水位,取1、50m。
则泵轴标高
十一、各工艺标高设计
KQSN300-M9型泵轴标高为316、33m,由《给水排水设计手册第11册》可查KQSN300-M9型泵轴致基础顶面距离
泵基础顶面标高=泵轴标高-泵轴致基础顶面距离
基础高出泵房底按0、3m计,可得泵房室内地坪高程为
其她工艺标高见表9。
水泵
型号
进水管中心标高/m
泵轴致基础顶面高度/m
泵轴标高/m
出水管中心标高/m
KQSN300-M9
316、090
0、680
316、330
316、020
KQSN350-M9
316、201
0、825
316、475
316、119
表9
泵房室内地坪高程为315、350,室外地坪高程为319、500,故泵房为半地下式,地下部分高度为4、15m。
计算草图如下:
2、起重设备
最大起重设备为电机,重量为1530kg,故选用LX型电动单梁悬挂起重机,性能参数:
最大起重量为2、0t,跨度8、0m,起升高度12m,选用ZDY12-4型电机,运行速度20m/min,配套CD1型电动葫芦,起升速度8m/min,运行速度20m/min。
5、3、5、3泵房筒体高度泵房高度计算公式如下:
式中——泵房地面上高度（m）;
——单轨吊车梁得高度（m）,取900mm;
b——滑车高度及起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下得长度（m）,取900mm;
d——起重绳得垂直长度（m）,（对于水泵为0、85B）;
B——最大一台水泵或电机得宽度（m）,B取1500mm;
e——最大一台水泵或电机高度（m）,取1、50m;
h——吊起物底部与泵房进口处室内地坪高差（m）,取2、0m;
——泵房地面下高度（m）。
则
泵房外地面标高泵房内地面标高
所以,取11、5m。
十二、附属设备得选择
1、引水设备
启动引水设备,选用水环式真空泵,真空泵得抽气流量W:
式中——吸水管内空气容积（m3）;
——泵壳内空气容积,大约相当于吸入口面积乘吸入口到出水闸门得距离（m3）;
——大气压得水柱高度（m）,取10、33m;
——水泵安装几何高度（自吸水井水位到水泵轴中心或基准面得垂直高度）（m3）;
——水泵充水时间（min）,不宜超过5min;
——漏气系数,采用1、05~1、10;
真空泵得最大真空值:
根据与选取2BEX103-0型水环真空泵2台,一备一用,布置在泵房靠墙边处。
2、计量设备
在压水管上设超声波流量计,选取SP-1型超声波流量计2台,安装在泵房外输水干管上,距离泵房7m。
在压水管上设压力表,型号为Y－60Z,测量范围为0、0～1、0MPa。
在吸水管上设真空表,型号为Z－60Z,测量范围为0～760mmHg。
4、排水设备
设潜水排污泵2台,一用一备,设集水坑一个,容积为
2、0×1、0×1、5＝3、0m3
选取50WQ15-15-1、5型潜水排污泵,其参数为:
;;;
5、防水锤设备
采用缓闭阀门来减少水锤得冲击。
6、通风设备
本泵站采用自然通风。
十三、泵房得建筑高度与平面尺寸得确定
水泵机组采用单排横向排列式布置。
泵房左端设以进出设备得大门,控制室、配电室、值班室设在泵房左侧地上一层。
水泵间距2m,水泵距吸水管侧墙3、0m;泵房长24、0m,宽10、0m,净高10、0m。
十四、送水泵站得平面图与剖面图
见图纸1、2。
升级会员 