水泵站工艺设计说明书.docx

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水泵站工艺设计说明书

长安大学环境科学与工程学院

给水排水教研室

某城镇给水工程

第二水泵站工艺设计说明（计算）书

设计班级：

29020901

学号：

2902090112

日期：

2012年2月23日

目录

第1节设计概述···················································3

第2节水泵机组的选择·············································3

第3节水泵机组的基础设计·········································6

第4节水泵吸水管和压水管的计算···································6

第5节管道配件的选取·············································7

第6节泵房形式的选择及机械间的布置·······························7

第7节吸水井的设计···············································8

第8节工艺标高的确定·············································8

第9节辅助设备的选择·············································9

附件一KQSN系列水泵外形图·······································10

附件二各部件安装尺寸·············································11

附件三设计图纸··················································12

第1节

设计概述

根据城镇发展规划，需要建立一个中等规模的给水二级泵站，以满足该城镇的生产生活用水，该城镇最大日用水量为44800m3/d，泵站拟建于城镇东端。

本泵站采用半地下式，自罐式吸水，泵房为矩形。

相关原始数据如下：

1.1泵站的设计水量为44800m3/d。

1.2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%

1.3消防用水量70L/s。

1.4经给水管网水力计算后，有：

1.4.1根据用水曲线确定二泵站工作制度，分两级工作。

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3.10％。

1.4.2最大用水时水泵站所需扬程为61.4m，其中几何压水高32.9m；

1.4.3最大转输时水泵站所需扬程为75.4m，其中几何压水高42.2m；

1.4.4最大用水加消防时泵站所需扬程为69.7m，其中几何压水高26.0m。

1.5清水池至泵站址的水平距离为120m。

1.6泵站处地面标高为78m。

1.7清水池最低水位标高76m。

1.8地下水位标高68m。

1.9冰冻深度1.5m，可以可不考虑管道埋深。

第2节水泵机组的选择

2.1.工况点的确定：

2.1.1一级设计工况点：

（1）一级用水时Qa=44800×0.05=2240m3/h=622L/s

Ha=61.4+1+2=64.4m（1m为泵站内水头损失，2m为安全水头）工况点为A1（62264.4）

（2）一级转输时Qb=44800×0.05=22400m3/h=622L/s

Hb=75.4+1+2=78.4m（1m为泵站内水头损失，2m为安全水头）工况点为B1（62278.4）

（3）一级用水加消防时

Qc=622+70=692L/s

Hc=69.7+2+2=73.7m（2m为泵站内水头损失，2m为安全水头）工况点为C1（69273.7）

2.2.2二级设计工况点：

（4）二级用水时Qd=44800×0.0310=1388.8m3/h=386L/s

Hd=45m（由计算求得）

工况点为A2（38645.0）

（5）二级转输时Qe=44800×0.0310=1388.8m3/h=386L/s

He=55.8m（由计算求得）

工况点为B2（38655.8）

（6）二级用水加消防时

Qf=386+70=456L/s

Hf=47.0m（由计算求得）

注：

Ha、Hb、Hc后面所加的两项分别为设计上所考虑的泵站内水头损失和安全水头。

2.2选择水泵

绘制水泵Q-H曲线

根据以上设计工况点，可以得出三条管路特性曲线，以此作为选泵的依据。

并参照《KQSN系列双吸泵》选取适合泵型。

根据反复比较管道特性曲线，以及各水泵处于最高效率时的流量扬程，选择方案如下：

1.在一级供水时使用一台型号为KQSN450-M9-518的单级双吸清水离心泵一台。

2.在二级供水及二级转输是使用一台型号为KQSN400-M9-446的单级双吸清水离心泵一台。

注：

每种型号的泵需再各自配备一台同型号泵作为备用泵，总共需要：

4台水泵。

二台KQSN450-M9-518和二台KQSN400-M9-446水泵。

一级供水时段，只开一台KQSN450-M9-518泵工作；二级供水时段，只开一台KQSN400-M9-446泵工作；一级供水加消防时，只开一KQSN450-M9-518泵工作（同一级供水时）。

2.3水泵性能参数如下：

（1）水泵参数

水泵

型号

级数

流量Q

扬程

H

（m）

转速

n（r/min）

轴功率

P

（kw）

电动机

型号

电动机

功率

P（kw）

效率

η

（%）

汽蚀余量（NPSH）r

（m）

泵重

（kg）

m3/h

L/s

KQSN450-M9-518

单

1655

459.9

95

1480

1480

571.0

Y450-4

800

75

6.2

2510

单

2759

766.4

77

689.3

84

单

3311

919.7

66

751.9

79

KQSN400-M9-446

单

1045

290.3

62

238.5

Y355M-4

315

74

5.7

1723

单

1742

483.9

51

291.5

83

单

2125

590.3

41

308.2

77

这样选择的优点在于：

1.在每个工况点，水泵都能满足流量、扬程的需求，并处于其高效段；

2.电动机型号相同，只有两种泵；水泵初期投资小、维护成本低。

3.水泵尺寸相近，电动机尺寸相同；水泵基础制作、管路安装方便，易于操作。

水泵外形图见附件一。

2.2确定电机

根据水泵样本提供的配套可选电机，选定KQSN450-M9-518水泵配用Y450-4电机、KQSN400-M9-446配用Y355M-4电机，其参数如下：

水泵型号

电机型号

电压（v）

功率（kw）

电机重量（kg）

KQSN450-M9-518

Y450-4

6000

800

3300

KQSN400-M9-446

Y355M-4

380

315

1530

安装尺寸

泵型号

L

L1

L2

L3

B

H

W

A

C

K

KQSN450-M9

-518

3842

2180

710

3283

960

2085

1023

800

1120

35

KQSN400-M9-446

3167

1620

955

2315

950

1675

1064

610

560

28

技术数据见附件二。

第3节水泵机组的基础设计

KQSN450-M9-518和KQSN400-M9-446型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，根据水泵尺寸（见附件二）、电动机安装尺寸（见附件二），有：

KQSN450-M9-518泵:

基础长度L＝基础长度+（400～500）

＝L3+（400～500）=3283+417=3700mm

基础宽度B＝基座宽度+（400～500）

＝B+（400～500）=960+440=1400mm

基础高度H＝

＝3×（2510+3300+1058）/（3.842×0.96×2400）=2.328m（取2.4m）

KQSN400-M9-446

基础长度L＝基础长度+（400～500）

＝L3+415=2315+415=2730mm

基础宽度B＝基座宽度+（400～500）

＝B+450=950+450=1400mm

基础高度H＝

＝3×（1530+658+1723）/（3.167×0.95×2400）=1.628（取1.63m）

其中W总—水泵重量+电机重量+底座重量（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4节水泵吸水管和压水管的计算

4.1一台KQSN450-M9-518型水泵工作时，其最大流量Q=692L/s，为吸水管和压水管所通过的最大流量，根据公式

计算得：

（1）吸水管：

DN>250mm时，V=1.2～1.6m/s,

DNmin=742.3mm;DNmax=857.1mm;取两者中间整数为管径DN=800mm

（2）压水管：

DN>250mm时，V=2.0～2.5m/s,

DNmin=593.8mm;DNmax=663.9mm;取两者中间整数为管径DN=600mm

4.2一台KQSN400-M9-446型水泵工作时，其最大流量Q=456L/s，为吸水管和压水管所通过的最大流量，根据公式

计算得：

（1）吸水管：

DN>250mm时，V=1.2～1.6m/s,

DNmin=602.5mm;DNmax=695.7mm;取两者中间整数为管径DN=700mm

（2）压水管：

DN>250mmm时，V=2.0～2.5m/s,

DNmin=482.0mm;DNmax=538.9mm;取两者中间整数为管径DN=500mm

4.3考虑工程实际和管道尺寸设计，设联络管DN=600mm，由2条输水干管DN=600mm输入干管送往城市管网。

泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。

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

输水管

KQSN450-M9-518

800

600

600

600

KQSN400-M9-446

700

500

600

600

第5节管道配件的选取

（1）每台水泵都单独设有单独吸水管,设有

型和Z45T-2.5型暗杆楔式闸阀，作为手动常开检修阀门。

KQSN450-M9-518型水泵：

，DN=800mm，L=470mm,W=1797kg

KQSN400-M9-446型水泵：

Z45T-2.5，DN=700mm，L=470mm,W=1797kg

（2）压水管设有电动控制阀型号D971X（H、F）型电动对夹式蝶阀：

KQSN450-M9-518型水泵：

D971X（H.F），DN=600mm，L=154mm,W=364kg

KQSN400-M9-446型水泵：

D971X（H.F），DN=500mm，L=127mm,W=212kg

（3）压水管上设有

型，作为手动常开检修阀门：

KQSN450-M9-518型水泵：

，DN=600mm，L=600mm,W=951kg

KQSN400-M9-446型水泵：

，DN=500mm，L=540mm,W=678kg

（4）为预防停泵水锤，每台水泵配有液压缓闭蝶形止回阀，型号为HBH41H-10：

KQSN450-M9-518型水泵：

HBH41H-10,DN=600mm，L=267mm,W=532kg

KQSN400-M9-446型水泵：

HBH41H-10,DN=500mm，L=229mm,W=368kg

（5）设联络管,分别由2条公共输水干管送往城市管网：

KQSN450-M9-518型水泵：

DN=500mm,KQSN400-M9-446型水泵：

DN=450mm

（6）异径管：

一、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。

二、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。

管道配件的选取列表

名称

安装位置

型号

规格

单位

数量

喇叭口

吸水口

DN1100800

个

2

DN1000700

个

2

90度弯头

吸水管

DN=800

个

2

DN=700

个

2

手动常开检修阀门

（自带伸缩节）

吸水管

Z45T-2.5

DN=800mm，L=470mm,W=1797kg

个

2

DN=700mm，L=660mm,W=1540kg

个

2

偏心异径管

吸水管

DN800×450

DN800×450,L=610mm

个

2

DN700×400

DN700×400,L=610mm

个

2

液压缓闭蝶形止回阀

压水管

HBH41H-10

DN=600mm，L=267mm,W=532kg

个

2

HBH41H-10

DN=500mm，L=229mm,W=368kg

个

2

电动操作阀

压水管

D971X（H.F）

DN=600mm，L=154mm,W=364kg

个

2

D971X（H.F）

DN=500mm，L=127mm,W=212kg

个

2

手动常开检修阀门

（自带伸缩节）

压水管

DN=600mm，L=600mm,W=951kg

个

2

DN=500mm，L=540mm,W=678kg

个

2

输水管

Z45T-2.5

DN=600mm，L=390mm,W=906kg

个

4

联络管

Z45T-2.5

DN=600mm，L=390mm,W=906kg

个

3

等径三通

连通管

DN600,L=432mm

个

2

异径三通

DN500×600×600

个

1

同心异径管

压水管

DN600×350,L=508mm

个

2

DN500×300,L=508mm

个

2

DN600×500,L=508mm

个

1

第6节泵房形式的选择及机械间的布置

根据清水池最低水位标高

和水泵

的条件，确定泵房为矩形半地下式，自灌式吸水，水泵机组采用单排顺列式布置。

泵房宽度设计为14m，长度为34.22m，高度为9.03m。

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节吸水井的设计

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；最高水位（视为吸水池最高水位）=78米。

KQSN450-M9-518型水泵：

水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.3～1.5）×d=（1.3～1.5）×800=1100mm；

水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0～7.0）×（D－d）=4×（1100-800）=1200；

喇叭口边缘距吸水井侧壁距离≥（0.75-1.0）D＝1.0×1100＝1100mm；

喇叭口边缘之间的距离≥（1.5-2.0）D＝1.82×1100＝2000mm；

喇叭口距吸水井井底距离H1≥（1.0～1.25）D＝（1.0～1.25）×1100=1100mm；

喇叭口淹没水深H2≥（0.5～1.0）D＝1.1m。

KQSN400-M9-446型水泵：

水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.3～1.5）d=（1.3～1.5）×700=1000mm；

水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0～7.0）×（D－d）=4×（1000-700）=1200mm；

喇叭口边缘距吸水井侧壁距离≥（0.75-1.0）D＝1.0×1000＝1000mm；

喇叭口边缘之间的距离≥（1.5-2.0）D＝1.82×1000＝1800mm；

喇叭口距吸水井井底距离H1≥（1.0～1.25）D＝1.0×1000=1000mm；

喇叭口淹没水深H2≥（0.5～1.0）D＝1.0m。

综合上述尺寸，吸水井长度取20875mm，吸水井宽度为取3300mm，吸水井深度为6160mm。

第8节工艺标高的确定

KQSN450-M9-518水泵

泵轴标高=吸水井最低水位-（1.630-0.85-0.21）-0.1=76-0.67=75.33m

水泵出口标高=泵轴标高-（0.85-0.425）=75.33-0.425=74.905m

水泵进口标高=泵轴标高-0.425-偏心异径管中心偏差=75.33-0.6=74.73m

基础顶面标高=泵轴标高-泵轴到基础顶面高度=75.33-1.06=74.27m

泵房地面标高=基础顶面标高-基础高度=74.27-0.2=74.07m

KQSN400-M9-446水泵

泵轴标高=吸水井最低水位-（1.340-0.71-0.200）-0.1=76-0.53=75.47m

水泵出口标高=泵轴标高-（0.71-0.36）=75.47-0.35=75.12m

水泵进口标高=泵轴标高-0.35-偏心异径管中心偏差=75.47-0.5=74.97m

基础顶面标高=泵轴标高-泵轴到基础顶面高度=75.47-0.91=74.56m

为确保两种不同型号的泵出水口在同一出水面上则KQSN400-M9-446型水泵机组基础需多挖深。

则KQSN400-M9-446水泵泵轴标高为75.255m，水泵出口标高为74.905m，水泵进口标高74.755m，基础顶面标高74.345m

第9节辅助设备的选择

9.1计量设备

在送水管设有电磁流量计，采用MT900F系列，DN600mm。

9.2起重设备

最大起重重量为Y450-4型电机的重量3300Kg，可选用LDT4-S形电动单梁桥式起重机，最大起重重量5000Kg

9.3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，泵房一角设1200*1200*1500的集水坑，内置一台QD78-65型潜水泵。

9.4通风设备

本水泵站采用自然通风。

【附件一】

KQSN系列水泵外形图：

【附件二】

KQSN450-M（N）9系列水泵安装尺寸图：

KQSN400-M（N）9系列水泵安装尺寸图：