泵与泵站课程设计说明书.docx
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泵与泵站课程设计说明书
目录
第1节泵站概述………………………………………………………………………………2
第2节原始资料………………………………………………………………………………2
第3节原始资料分析说明及计算……………………………………………………………3
第4节水泵机组选择…………………………………………………………………………3
第5节水泵机组的基础设计…………………………………………………………………6
第6节吸水管和压水管的计算………………………………………………………………7
第7节其他主要配件的选择…………………………………………………………………8
第8节泵房形式的选择及机械间布置………………………………………………………8
第9节吸水井的设计…………………………………………………………………………9
第10节工艺标高的确定………………………………………………………………………9
第11节附属设备的选择………………………………………………………………………10
第12节附件……………………………………………………………………………………11
第1节泵站概述
某城镇，其最大日用水量为61800m3/d,需设计一个中等规模的给水泵站。
本设计采用多台水泵并联的方法满足供水要求。
本泵站采用半地下式，自罐式吸水，泵房为矩形。
第2节原始资料
1.泵站的设计水量为61800m3/d
2.城镇供水曲线图：
第一级，从7:
00到20:
00，每小时占全天用水量的5%
第二级，从20:
00到7:
00，每小时占全天用水量的3.1%
3.消防用水量70L/s
4.经给水管网水力计算后得：
（1）最大用水时水泵站所需扬程为61.4米，其中几何水压高（Hst）32.9米
（3）最大转输时水泵站所需扬程为75.4米，其中几何水压高（Hst）42.2米
（4）最大用水加消防时水泵站所需扬程为69.7米，其中几何水压高（Hst）26.0米
5.清水池至泵站址的水平距离为120m：
对于大泵1km的管道水头损失约为1m到2m，对于120m的距离可以不考虑其水头损失。
6.泵站处地面标高为78m
7.清水池最低水位标高76m
8.地下水位标高68m（可不考虑地下水的影响）
9.冰冻深度1.5m（可以不考虑管道埋深）
第3节原始资料分析说明及相关计算
1.流量设计
（1）一级泵站供水设计流量
（2）二级泵站供水设计流量
（3）最大用水加消防设计流量
2.扬程计算
H需：
泵站所需扬程（m）
H安全：
安全水头（m）初估2m
Σh泵：
泵内水头损失（m）初估1m，最大消防时取2m
（1）最大用水时
H1=61.4+2+1=64.4
（2）最大转输时H2=75.4+2+1=78.4
（3）最大用水加消防时H3=69.7+2+2=73.7
第4节水泵机组选择
1.管路特性曲线参数计算及曲线方程
（1）最大用水S1=（H1-Hst1）/Q22=（64.4-32.9）/0.85832=42.76s2/m5
（2）最大转输S2=（H2-Hst2）/Q22=（78.4-42.2）/0.85832=49.14s2/m5
（3）最大用水加消防S3=（H3-Hst3）/Q火2=（73.7-26.0）/0.92832=55.35s2/m5
2.确定工况点
A（858.3，64.4）B（858.3，78.4）C（928.3，73.7）
D（532.2，45.01）E（532.2，56.12）
3.绘制管路曲线并选择泵
由上图可知，为满足一级供水可选取一台KQSN400-M13-470单独工作或一台KQSN400-M13-481单独工作；为满足二级供水及消防可选取一台KQSN700-M9-782工作或一台KQSN700-N9-798工作。
经比选，最终为满足一级供水选择一台KQSN400-M13-481单独工作；为满足二级供水选取一台KQSN700-N9-798工作。
特性曲线如下图所示。
具体方案如下：
1）在一级供水和一级转输时使用一台KQSN400-M13-481型水泵；
2）在最大用水和最大转输时，使用一台选取一台KQSN700-N9-798型水泵；
3）当最大用水加消防时，仍可以使用一台选取一台KQSN700-N9-798型水泵。
4）实际运行中，两种泵需各备用一台，故泵站共需要4台泵。
即：
两台KQSN400-M13-481型水泵和两台KQSN700-N9-798型水泵。
5）在订购水泵时需要求两台KQSN400-M13-481型水泵和两台KQSN700-N9-798型水泵。
4.水泵性能参数如下
（1）水泵
泵型号
规格
流量
扬程m
转速r/min
功率（kw）
效率%
汽蚀余量m
泵重（kg）
（m3/h）
（L/S）
轴功率
电机功率
KQSN400-M13
481
1215
337.5
71
1480
313.2
450
75
7.3
1652
2025
562.5
59
374.0
87
2520
700.0
51
416.7
84
KQSN700-N9
798
2256
626.7
86
990
681.8
1000
77.5
5.5
4471
3760
1044.5
72
877.7
84
4512
1253.4
63
967.7
80
（2）安装尺寸
泵型号
尺寸（mm）
L
L1
L2
L3
B
H
H1
W
A
C
K
KQSN400-M13-481
3487
1940
860
2970
810
1800
/
1145
710
1000
35
泵型号
尺寸（mm）
L
L1
LO
A0
B0
W
A
B
h
H
HD
d×l
KQSN700-
N9-798
4989
2550
5000
1800
2500
1586
900
1250
580
500
1655
36×600
KQSN400-M13
吸入法兰吐出法兰
KQSN400-M13
KQSN700-N9
（3）电机参数
泵型号
电动机型号
功率kw
重量kg
电机
底座
KQSN400-M13-481
Y400-4
450
2380
667
KQSN700-N9-798
Y500-6
1000
4700
第5节水泵机组的基础设计
KQSN400-M13-481型水泵带底座，KQSN700-N9-798型水泵不带底座，两水泵基础均用混凝土浇筑。
KQSN400-M13-481型
基础长度L=底座长度L3+（150—200）mm=2970+180=3150mm
基础宽度B=底座螺栓间距（在宽度方向上）+（150~200）mm
=810+190=1000mm
基础高度H=[（2.5—4.0）*（W水泵+W电机+W底座）]/（L*B*ρ）]
=[3*（1652+2380+667）]/（3.15*1*2400）
=1.87m（取2.0m）
KQSN700-N9-798型
基础长度L=地脚螺孔的间距+（400—500）mm
=1000+1586+1250+464=4300mm
基础宽度B=底座螺栓间距（在宽度方向上）+（400—500）mm
=900+500=1300mm
基础高度H=[（2.5—4.0）*（W水泵+W电机）]/（L*B*ρ）]
=[3.78*（4471+4700）]/（4.3*1.3*2400）
=2.58m
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ρ＝2400kg/m3）
第6节吸水管和压水管的计算
根据最不利用水以及水泵工作台数确定流量及管径，初步选定吸水管管径。
一台KQSN400-M13-481型水泵工作时，其最大流量Q=532.2L/s，为吸水管和压水管所通过的最大流量，根据公式
计算得：
当吸水管中水流速度为1.2m/s时，管径DN＝751mm；
当压水管中水流速度为2.0m/s时，管径DN=582mm；
一台KQSN700-N9-798型工作时,其最大流量Q=928.3L/s，为吸水管和压水管所通过的最大流量，根据公式
计算得：
当吸水管中流速为1.2m/s时，管径DN=993mm；
当压水管中流速为2.0m/s时，管径DN=769mm；
考虑工程实际和管道尺寸设计，选择相关管径如下：
水泵型号
吸水管直径
压水管直径
联络管直径
输水管直径
KQSN400-M13-481
800mm
600mm
800mm
800mm
KQSN700-N9-798
1000mm
800mm
800mm
800mm
泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
第7节其它主要配件的选择
1.异径管
压水管路：
水泵出口锥管口径与水管口径不同，需另外选取同心异径管。
吸水管路：
为防止吸水管路中产生过多空气，采用偏心异径管。
2．阀门
每台水泵都单独设有吸水管，设有手动常开检修阀门：
KQSN400-M13-481型水泵：
-2.5，DN=800mm，L=720mm
KQSN700-N9-798型水泵：
Z345
-10，DN=1000mm，L=840mm
为预防停泵水锤，水泵压水管上设有液压缓闭蝶形止回阀：
KQSN400-M13-481型水泵：
型号为HBH41H-10的液压缓闭蝶形止回阀，DN=600mm，L=267mm，W=532kg。
KQSN700-N9-798型水泵：
型号为HBH41H-10的液压缓闭蝶形止回阀，DN=800mm，L=318mm，W=1240kg。
KQSN400-M13-481型水泵压水管设有电动操作阀：
型号D971X（H、F），DN＝600mm，L＝154mm，W=364kg。
KQSN700-N9-798型水泵压水管设有电动操作阀，型号D971X（H、F），DN＝800mm，L＝190mm，W=791kg。
KQSN400-M13-481型水泵压水管处设手动常开检修阀门，型号为
，DN＝600mm，L＝600mm，W=951kg。
KQSN700-N9-798型水泵压水管处设手动常开检修阀门，型号为
，DN＝800mm，L＝720mm，W=1903kg。
第八节泵房形式的选择机械间布置
根据清水池最低水位H=76m，和水泵的汽蚀余量（7.3m5.5m）条件，确定泵房为矩形半地下室，自灌式吸水，水泵机组采用横向排列式布置。
泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
第九节吸水井设计
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求：
清水池最低水位（视为吸水池最低水位）＝76m；
吸水井最高水位=清水池最高水位=78m；
水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.3-1.5）d
KQSN400-M13-481型水泵:
D1=800×1.5=1200mm
KQSN700-N9-798型水泵:
D2=1000×1.5=1500mm
水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0-7.0）×（D-d）
KQSN400-M13-481型水泵:
L=3×（1200－800）=1200mm
KQSN700-N9-798型水泵:
L=3×（1500－1000）=1500mm
喇叭口边缘距吸水井侧壁距离≥（0.75-1.0）D
KQSN400-M13-481型水泵:
L=1×1200=1200mm
KQSN700-N9-798型水泵:
L=1×1500=1500mm
喇叭口边缘之间的距离≥（1.5-2.0）D
KQSN400-M13-481型水泵:
L=2×1200=2400mm
KQSN700-N9-798型水泵:
L=2×1500=3000mm
喇叭口距吸水井底部距离≥0.8D
KQSN400-M13-481型水泵:
L=1×1200=1200mm
KQSN700-N9-798型水泵:
L=1×1500=1500mm
喇叭口淹没水深h≥500～1000mm,根据喇叭口设置尺寸取3000mm
综合上述尺寸，并根据泵房布置和吸水口布置最终确定吸水井尺寸如下：
吸水井长度为24000mm，吸水井宽度为4500mm，吸水井深度为8280mm。
第十节工艺标高的确定
KQSN400-M13-481型水泵
泵轴标高=吸水井最低水位-（1.235-0.67-0.2）-0.1=76-0.465=75.535m
水泵出口标高=泵轴标高-（0.67-0.32）=75.535-0.35=75.185m
水泵进口标高=泵轴标高-（0.67-0.32）-偏心异径管中心偏差=75.535-0.35-0.05=75.135m
基础顶面标高=泵轴标高-泵轴到基础顶面高度=75.535-0.87=74.665m
泵房地面标高=基础顶面标高-基础高度=74.665-0.2=74.465m
KQSN700-N9-798型水泵
泵轴标高=吸水井最低水位-（1.98-1.08）-0.1=75m
76-（1.98-1.08）-0.1=75
水泵出口标高=泵轴标高-0.6=75-0.6=74.4m
水泵进口标高=泵轴标高-0.57-偏心异径管中心偏差=75-0.67=74.33m
基础顶面标高=泵轴标高-泵轴到基础顶面高度=75-1.08=73.92m
为确保两种不同型号的泵出水口在同一出水面上则KQSN400-M13-481型水泵机组基础需多挖深。
则KQSN400-M13-481型水泵泵轴标高为74.75m，水泵出口标高为74.4m，水泵进口标高74.35m，基础顶面标高73.88m
第十一节附属设备的选择
1.测量设备
在输水管设有电磁流量计，选取MT900F型电磁流量计（DN800mm）2台安装在泵房外输水干管上；
在压水管路上设压力表4个，型号Y-100型，测量范围0～1.6Mpa；
在吸水管路上设压力表4个，型号Y-100型，测量范围0～1.0Mpa；
2起重设备
最大起重重量为Y500-6型电机的重量4700Kg，可选用SDQ-5型手动单梁起重机，其最大起重量5000Kg，跨度为13m，起升高度为3～10m，根据起重机的要求计算确定泵房净高度为13.2m。
3排水设备
为了保持泵房环境整洁和安全运行，必须排出水泵填料盒滴水、闸阀和管道接口的漏水，检修设备时泄放的存水以及地沟渗水等。
因此沿基础设一条集水槽：
槽宽:
B=300mm,槽深：
H=150mm，坡度i=1％
泵房一角设尺寸为1500*1500*1500的集水坑，内置两台QD78-65型潜水泵，一备一用。
4通风设备
开设窗户，采用自然通风。
5水锤防护设备
在压水管路上均有HBH41H-10型液压缓闭蝶形止回阀
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