泵站设计.docx

1、泵站设计污水泵站设计计算专业班级 给排121 姓 名 叶XX 学 号 2012XXXXXXXXX 1. 设计基础依据本工程为生活污水处理厂污水提升泵站，最高日最高时污水量为，进水口设计水位为-3.30m，沉砂池高度为4.00m。2 格栅设计城镇污水设计流量为291.67L/s=0.292m3/s。设格栅前渠道水深为h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度e=20mm，格栅倾角=60。2.1 格栅总宽度B取栅条宽度s=0.01m，可计算得出格栅间隙数n。格栅总宽度 2.2 过栅水头损失h1栅条采用矩形断面，形状系数=2.42，取水头损失增大倍数k=3，可计得过栅水头损失。取，即将栅后

2、渠底降低0.1m，以免栅前渠道涌水。2. 3 格栅渠道总高度H取格栅渠道超高，则栅前渠道高度，可计算出格栅渠道总高度H。2.4 格栅渠道总长度L取进水渠道流速为0.8m/s，则进水渠道宽度，进水渠道展开角，进水渠渐宽部分的长度出水渠减缩部分的长度格栅渠道总长度2.5 每日栅渣量对于栅条间隙20mm的格栅，可取，可得3 污水泵机器间设计3.1 污水泵流量的确定、设计扬程的估算3.1.1 污水泵流量取最高日最高时设计水量1050m3/h为提升泵站的设计流量。3.1.2 污水泵杨程估算设泵吸压水管路的总损失初估为4m，安全水头为2m，有效水深为2m,2个闸门的水头损失都取0.05m。计算水泵最低吸水

3、水位。泵站的扬程可用以下公式计算泵站扬程（m）吸水地形高度（m）,为集水池经常水位与水泵轴线标高之差；其中经常水位是集水池运行中经常保持的水位，一般可以采用平均水位压水地形高度（m），为水泵轴线与经常提升水位之间的高差；其中经常提升水位一般用出水正常高水位管道总水头损失（m），初步估计，最大流量时为2m，最小流量时为0.1m过栅水头损失（m），由上面计算得0.127m安全水头,一般取12m，本设计取2m进水管的设计水位为-3.30m，则集水池的最高水位为：（-3.30）-0.05-0.1-0.05=-3.50m（0.05为2个闸门水头损失，0.1为过栅损失）集水池的最低水位为（-3.50）-2

4、=-5.50m（集水池的有效水深为2m）流量最大时：流量最小时：3.1.3 选泵方案比较如下图根据以上计算结果作出a（1050m3/h，15.50m），在流量最小处的扬程11.50m作出b点，连结ab，作出ab线，选泵。结果列于表中。图1 QW潜污泵型谱图3.2 污水泵设计方案确定3.2.1 提方案所提方案如下表：表1 选泵方案方案编号用水变化范围（m3/ h）运行泵及其台数第一方案选用两台640790一台300QW800-15-551280580两台300QW800-15-55第二方案选用两台410590一台250QW600-15-458201180两台250QW600-15-45（1）绘制

5、水泵一300QW800-15-55的单泵及并联特性曲线 在高效段范围内取两点坐标，用抛物线法拟合水泵特性曲线方程，先假设Q-H特性曲线H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲线取两点A（Q1,H1）和B（Q2，H2），其中A为（730，16），B为（770，15.5）。代入方程可知则将A(730,16)，代入，得所以单水泵特性曲线方程:，并联水泵特征曲线方程：。用描点法绘出Q-H特性曲线。取点列表：表2 1台水泵一Q-H表取点123456789Q（m3/h)0100200300400500600700800H(m)20.4220.3420.0119.6719.0918.3517.4316.3515.1

6、1表3 2台水泵一并联Q-H表取点123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)20.4220.3420.0119.6719.0918.3517.4316.3515.11描点法绘图得：图2 单泵及并联特性曲线（2）绘制水泵二250QW600-15-45的单泵及并联特性曲线 在高效段范围内取两点坐标，用抛物线法拟合水泵特性曲线方程，先假设Q-H特性曲线H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲线取两点A（Q1,H1）和B（Q2，H2），其中A为（590，15），B为（530，16）。代入方程可知则将A(590,15)，代入，得所以单水泵特性曲线方程:，并

7、联泵特征曲线方程：。用描点法绘出Q-H特性曲线。表4 1台水泵二Q-H表取点12345678910Q（m3/h)0100200300400500600700800900H(m)19.8719.7319.3118.6117.6316.3714.8313.0110.918.53表5 2台水泵二并联Q-H表取点12345678910Q（m3/h)020040060080010001200140016001800H(m)19.8719.7319.3118.6117.6316.3714.8313.0110.918.53描点法绘图得：图3 水泵二的单泵及并联特性曲线3.2.2 进行方案比较后，确定设计方案

8、表6 选泵方案比较表方案编号用水变化范围（m3/h）运行泵及其台数泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（%）泵效率（%）第一方案选用两台300QW800-15-55640790一台300QW800-15-5515.2417.0215.0517.029810082.7812801580两台300QW800-15-5515.1816.9813.0314.74858782.78第二方案选用两台250QW600-15-45410590一台250QW600-15-4515.0017.5214.4617.529610082.68201180两台250QW600-15-4515.0017.5212.8214

9、.37858782.6（1）方案比较经过两个方案比较，方案一的能量浪费较少，扬程利用率较高，水泵效率高，平时运行费低，且并联输送水量大，比方案二更节能，因此选择方案一，选用3台300QWQ800-15-55型泵，二用一备。（2）查出所选水泵及电动机的各项参数。表7 水泵性能参数表水泵型号Q(m3/h)H(m)转速r/min轴功率(KW)效率(%)允许吸上真空高度Hs叶轮直径D进口法兰DN吸水喇叭口DN泵重(吨备注300QW800-15-55800159805582.783001.35表8 配用电机性能参数表电机型号功率(KW)转速r/min电压(V)重量(吨)参考价格Y280M-6759803

10、800.183.3 水泵机组基础尺寸的确定图4 潜污泵尺寸图图5 潜污泵安装尺寸图3.3.1 查出水泵的外形尺寸及安装尺寸根据给排水设计手册第11册及网络等资料，查出所选泵的安装尺寸。表9 泵的安装尺寸表egHlmin300QW800-15-557707805003.3.2 计算机组基础尺寸 a、对于不带底座的大中型泵 基础长度L=地脚螺栓孔间距+（400500）mm =g+400=780+400mm=1180mm 基础宽度B=地脚螺栓孔间距+（400500）mm =e+400=770+400=1170mmb、基础高度H=3.0W/LBrH=3.0w/LBr=3.01350(1.181.172

11、400)=1.22m式中： W-机组总重量 r-混泥土容重2400kg/ m33.3.3 基础的校核 c、基础重量=1.181.171.222400=4042.40kg 机组重量=1350kg 满足基础重量=机组重量3，符合要求 d、基础高度1220mm50cm70cm ,符合要求 基础顶面高出室内地坪取30cm1020cm3.4 水泵机组布置本泵站分三期建设，本设计为最后一期工程。（1）水泵机组布置原则机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组布置应保证运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短、接头配件最少、水头损失最小，降低平时运行费用，并应考虑泵站有扩展的余地。水泵机组的排列决定

12、泵房建筑面积的大小，应尽量缩小泵房面积，降低造价。（2）泵站排列方式污水泵站一般有图5三种排列方式：图6 污水泵站排列方式本设计选择中间的排列方式。3.5 确定泵站类型根据泵站的平面形式，泵站的布置为方形；根据泵站机器间地面与室外地面相对标高，泵站采用地下式泵站。应根据吸水面高度、地质情况、供水要求的可靠程度、水泵的充水方式、水泵允许吸上真空高度等因素选择。污水泵站启动频繁，应采用自罐式吸水方式；方形泵房有利于设备布置。3.6 计算吸、压水管及联络管直径a 单泵压水管，设计流速假设为2.0m/s，由公式可知流量为管径为：，取其实际流速为： b 当两台水泵水量合用一条压水管，即压水总管，而仅有一

13、台水泵工作时，设计流速为2.0m/s，此时联络管流量为1560m3/h 。管径为：取实际流速为： 满足要求表10 吸、压水管及联络管管径计算表泵型管道最大流量Q（m3/h）估计流速V（m/s）计算管径D（mm）选用管径D（mm）实际流速V（m/s）300QW800-15-55吸水管无吸水管压水管90023994001.99联络管156025255002.213.7 布置机组与管道，确定泵房平面尺寸（1）机组、设备间距布置要求图7 泵房机组间布置图（2）吸水口间距和离墙距离应符合图8要求图8 吸水口间距及离墙距离 图9 机器间尺寸计算图（3）确定机器间长、宽，并画出机器间布置如图9 （4）压水管

14、路设计要求泵站内的压水管路要求坚固而不漏水，因污水宜腐蚀管道，采用铸铁管。为便于拆装与检修，在适当地点设法兰接口。为了安装上方便和避免管路上的应力传至水泵，一般应在压水管路设置伸缩节或柔性的橡胶接头。为了承受管路中内压力所造成的推力，在一定的部位上(各弯头处)应设置专门的支墩或拉杆。在不允许水倒流的给水系统中，应在水泵压水管上设置止回阀。（5）确定泵房机器间平面尺寸要求查出阀门、管件长度，并图示。 图10 机器间尺寸计算图3.8 确定水泵机组安装标高和机器间标高来水管设计水位=-3.30m格栅前的水位=来水管设计水位-闸门水头1水头损失0.05m=-3.30-0.05=-3.35m格栅后的水位

15、=栅前水位-过栅水头损失=-3.35-0.1=-3.45m压水管轴线标高=-0.75m(0.7m)+l/2(联络管管径）0.25=-1.00m机器间室内标高=-0.5m最高水位=栅后水位-闸门2水头损失0.05m=-3.45-0.05=-3.50m最低水位=最高水位-有效水深（1.52.0m）=-3.50-2.0=5-5.50m池底=最低水位-H2-H3=-5.50-0.54-0.4=-6.44m室内基础标高=池底标高+H3=-6.44+0.40=-6.04m出水口标高=室内基础+H1=-6.04+0.77=-5.27m 图11 高程计算图3.9 吸、压水管的水头损失计算（1）沿线水头损失计算

16、管道沿程水头损失hy=iL其中：L管段长度i水力坡降（单位长度管段的水头损失) AB管段LAB=-1000-(-5500)+250+100+300+700+（255+914+480+355）+2480=10334mmBC管段:LBC=2480mm=2.48mCD管段:LCD=1640+300+4000-(-1000)=6940沿程水头损失 hg=il=10.3340.0127+（2.48+6.94）0.0135=0.2711（2）计算局部水头损失 图12 局部水头损失计算图表11 局部水头损失计算表序号管件名称管件局部阻力流量Q最大流速v(m)局部水头损失(m)直径系数(m3/h)(m/s)（

17、mm）1喇叭口DN6000.29000.880.0390.00782弯头DN3000.529003.540.6390.33223渐扩管DN3004000.179001.990.2020.034344弯头DN4000.599001.990.2020.12125球形体缩节DN4000.219001.990.2020.04246止回阀DN4001.809001.990.2020.36367闸阀DN4000.069001.990.08150.26088三通12DN4005001.609001.250.06370.10199三通2DN4005001.6015602.190.2450.39210弯头2DN

18、5000.6415602.190.2450.156811弯头3DN5000.6415602.190.2450.15681.9698（3）总水头损失= 各管段水头损失为沿程水头损失和局部水头损失之和。再计算总水头损失，即计算A-D管路水头损失，为AB管段、BC管段、CD管段水头损失之和。则水泵所需总扬程：H=4.2-（1.00-5.50）+（0.2711+1.9698）+2=12.94093.10 水泵工况点的校核（1）水泵管道特性曲线比阻管道曲线，低水位为，高水位为列出流量与杨程计算表，再描点作图：表12 管道特性曲线计算（最低水位）取点123456789Q（m3/h)020040060080

19、01000120014001600H(m)11.5011.5811.8212.2312.8013.5314.4215.4816.70表13 管道特性曲线计算（最高水位）取点123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)9.509.589.8210.2310.8011.5312.4213.4814.70画出最低水位和最高水位时的管道、单泵和并联泵的特性曲线图，如下图所示：图13 提升泵工况校核曲线图检验单泵运行和并联运行时，由泵得性能图得知该泵4个工况点都在高效段，所选泵合理。 4 集水池容积校核集水池的容积在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水

20、泵的吸水条件并能够及时将流入的污水抽走的前提下，应尽量小些，这样既降低造价，又可以减轻污水池污水中杂物沉积和腐化。（1）全昼夜运行的大型泵站（最高日污水处理量超过15000m3），集水池容积根据工作泵机组停车时启动备用泵所需时间来计算。一般可采用不小于最大泵5min出水量的容积。W1集水池有效容积，m3Q最大泵5min出水量，m3/h设计中取有效水深2m，则集水池有效面积已知机器间长度为7.91m，宽度为5.25m，机组有效面积S=7.845.25=41.53m，SF，所以机器间尺寸适合。5 选择起重设备、确定泵房建筑高度 本设计泵站为地下式，如图14所示。水泵和电机重量为1.53吨，跨度要求

21、11.80米，选用LDT1.6-8电动单梁起重机，跨度13.5米。查手册11表4-14得到H=587，即a2=587。 本设计要求起升高度10.8米，选用电动葫芦CD12-12D，查手册11表4-5得到电动葫芦重量290kg。电动葫芦安装尺寸查手册11表4-7，得到e+f=930+140=1070，即c2=1070。水泵、电机重量和电动葫芦总重量G=1.53+0.29=1.82吨1.9吨，符合要求。泵房高度H= n+ a2 +c2+d+e+f+k+H2 =0.1+0.587+1.07+1.20.54+1.65+0.5+2.00+地面标高0.3-（-6.44集水池底标高） =12.89m 图14

22、 桥式吊车泵房高度的确定 图中 n一般采用不小于01m； a2行车梁高度，m； c2钢绳绕紧时，行车梁底至起重吊钩中心的距离，m； d起重绳的竖直长度(对于水泵为085，对于电机为12，为起重部件的宽度)，m； e最大起吊物的高度，m； f吊起物底部和最高一台物体顶的距离，05m； g最高一台水泵或电机顶至室内地坪高度，m； k地面最高物体高度，m； H2泵房地下部分的高度，m。 6 设计总结 本设计做了好长时间，好几天不用上课的时间都被老师叫去课室讨论设计要求和内容，让我们受益匪浅，老师为我们的设计担忧，但同时，设计的内容也渐渐增多，要求也越来越高，让我们好几天无法入睡，通宵了好几天，才勉强跟上老师要求我们做到的设计的脚步，不过这很能锻炼我们在设计上的能力。 我从这次的设计中深刻理解到，做事要认真，设计泵站不在高效段就要改，改到在高效段为止。而设计中，要细心，因为有些数据是要自己看图量度出来的，要是量得不准，肯定对之后的设计有影响。通过这次设计，让我理解了泵站设计该如何去做，步骤如何，还有计算的要点，锻炼了我的工作和计算能力，磨练了我耐心细致的意志，为我日后的工作增加经验。