水泵设计计算剖析.docx

1、水泵设计计算剖析平顶山工学院市政工程系 0214081-2班水泵及水泵站课程设计任务书一、 课程设计的目的1、通过课程设计，使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以便于巩固和扩大所学的专业知识；2、培养学生独立分析，解决实际问题的能力；3、提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力；4、为适应工作需要打一下的基础。考虑美观以及便于施工等要求，根据可能和合理方案进行技术经济比较选定工程枢纽的布局，建筑物的结构型式，材 料和施工方法等。二、 设计题目：海口城市净水厂送水泵站三、 设计原始资料1、 任务书某城市所需用水量 22.8X 104 m3/d,用水最不利点地面标高66.60 m、服务 水

2、头24m，泵站处的地面标高 65.3 m、水池最高水位64.60m、水池最低水位标 61.60m：经计算管网水头损失 19.93m。试进行泵站工艺设计。2、 地区气象资料：最低气温：-515C，最高气温：3541C，最大冰冻深度15 cm。3、 泵站地址1 / 1001 / 500地形图（暂缺）4、 站址处要求抗震设计烈度为7。5、 电源资料：采用双回路供电，电压等级为： 220V、380 V、10KV。四、 课程设计内容城镇给水厂送水泵站扩初设计。五、 设计成果：1.说明书：概述：包括设计依据、机组选择、台数、泵站形式和建筑面积、 启动方式等。2.计算书：按教材中所要求步骤计算，写明计算过程

3、并附必要草图。图纸：泵站平、剖面图各一张（比例 1 / 501 / 200）。1、 水泵与水泵站教材2、 给排水设计手册第一、十、十一册3、 快速给排水设计手册第四、第五册七、 设计时间安排给水排水工程泵站课程设计时间18周一周（2010年12月27日一31日）， 要求学生集中时间完成全部内容，时间安排如下：1、 基础资料收集 0.5d2、 泵站规模计算及运行方式确定 1d3、 水泵选型及泵房布置 0.5d4、 泵房平面图、剖面图绘制 2d5、 整理设计计算书和说明书 1d八、 设计纪律要求1、 设计中要自主完成，杜绝抄袭现象。2、 正常上课期间所有设计学生必须到教室进行设计，上午 & 00

4、12:00,下午2: 00 3: 45,不得迟到和早退。3、 设计期间指导教师实行不定期点名制度，两次无故不到者设计成绩 降级。四次无故不到者设计成绩为不及格。4、 由于设计时间较紧，希望同学们克服困难，按时、认真完成本次设计任务。九、 成绩评定学生的课程设计成绩由指导老师根据学生在设计期间的设计图纸、 设计计算说明书、答辩、出勤等情况综合评定。成绩分：优、良、中、及格、不及格 五个等级。其中，设计图纸占50%，设计说明书占30%，答辩占10%，出勤占10%。 成绩评定标准如下：优：能认真完成设计指导书中的要求，设计过程中，严格要求自己，独立 完成设计任务，图纸整洁、绘制标注规范，设计方案合理

5、，思路清晰，设计说 明书内容充实工整，应用理论正确，有创新性。答辩正确，设计期间出满勤。良：能较好的完成设计指导书中的要求，能独立完成设计任务，设计思路较清晰，平面布置合理、图纸绘制标注规范、整洁，设计认真，应用理论正确， 答辩正确，设计期间出满勤。中：能完成设计指导书中的要求，平面布置基本合理、图纸绘制规范、字体 和数字标注较整洁，设计较认真，应用理论基本正确，答辩基本正确，设计期间 出满勤。设计方案基本合理。及格：能基本完成设计指导书中的要求，设计思路欠佳，平面布置欠合理、 图纸绘制规范、字体和数字标注欠整洁，应用理论无原则错误，答辩时问题回答 不全面正确，设计期间有缺勤现象。设计图纸一般

6、。不及格：凡有下列情况之一者以不及格论：1）未达到设计指导书的基本要 求。2）设计出现原则性的错误，图纸绘制有明显错误、字体和数字标注不整洁， 应用理论有原则错误，回答问题错误。3）设计缺勤累计达三分之一以上者。十、设计日期：2010年12月27日31日交图日期：2010年12月31日下午16： 00十一、指导教师：朱伟萍 杨广建王远红 谭水成环境与市政系给排水教研室2010年12月第一节概述1.1根据城镇发展规划，该泵站拟建于城镇南端，设计为中型送水泵站。1.2泵站的设计水量为 22.80 万mVd。1.3消防用水量300企。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

7、作制度，分两级工作。第一级，从6: 00到20: 00，每小时占全天用水量的 4.8 %。第二级，从20: 00到6: 00，每小时占全天用水量的 2.9 %。1.4.2最大用水时水泵站所需扬程为59.03m,其中几何压水高54.53m；1.4.3最大用水加消防时泵站所需扬程为 56.49m,其中几何压水高53.99m。1.5清水池至泵站址的水平距离为 543m1.6泵站处地面标高为 65.30m。1.7清水池最低水位标高64.60m,清水池最低水位在地面以下 3m。1.8地下水位标高61.60m。1.9给水管网的设计最不利点的地形标高为 66.60m,建筑层数为8层，自由水压 为36米。1.

8、10 冰冻深度1.5m。第二节水泵机组的选择2.1泵站设计参数的确定供水流量/（L/s）水头损失/m集水井最 低水位与 控制点地 面咼差/m自由水压/m泵站内输水管管网二级供水3166.6722.619.93254.53消防供水3个火点3466.6723.124.59253.99泵站一级工作时的设计流量：Qa =22.8 104 5% =11400m3/h =3166.67L/s泵站二级工作时的设计流量：Qh 二 22.8 104 2.9% = 6612m3/h =1836.67L/s泵站一级工作时的设计扬程为：Ha 、h站内 h安全=54.53 2 1m = 57.53m其中 H oi 最大

9、用水时几何压水高（m）;h站内一水泵站内水头损失（m）（初步估计为2n）；、h保证一安全水头（初步估计为1n）o泵站二级工作时的设计扬程：H2 =Zc H。 h2 h泵站内 h安 =2+54.53+22.53 X1.32/2.2 2+1.5=64.5m其中 h2为二级供水时输配水管网的压力损失消防时：泵站最大用水加消防时的设计工作流量为：QC =3166.67L/s 300L/S = 3466.67L/S泵站最大用水加消防时的设计扬程为:He = Hi 3=57.53 3 = 60.53m2.2选择水泵为了在用水量减少时进行灵活调度， 减少能源浪费，利用智能选泵系统选出 几种方案，进行搭配，而

10、在用水量少时，减少泵的运行台数，使每台泵都能在高 效段运行，从而达到节约能源的目的。可用管路特性曲线进行选泵，先求出管路特性曲线方程中的参数，因为H st = 2 36 = 38m，所以S=( h h泵站内)/Q2 =(22.53 2.00)/2.22 = 5.07s2/m5 因此 H 二 Hst SQ2 =38 5.07Q2绘制水泵Q-H曲线管路特性曲线关系表见下：3Q/m /hQ/m 3/s刀hH10000.280.438.420000.561.5939.5930000.833.4941.4940001.116.2544.2550001.399.847.860001.6714.1452.1

11、470001.9419.0857.0880002.2224.9962.9990002.531.6969.69100002.7839.1877.18110003.0647.4785.47120003.3356.2294.22根据上述分析反复比较水泵特性曲线，选择 500S59A型水泵型号转速r/min流量m3/h扬程m轴功率电机功率效率500S59A970150057315400741872493337521703932072在根据选泵结果来看，此次设计选用5台500S59A型水泵，一级供水时，全 部打开运行。二级供水时，运行三台500S59A型水泵，完全满足供水条件。在选用备用泵的时候，选用一

12、台 500S59型，电动机功率为450kW这台备用 泵也完全能够满足用水条件。2.3 电机的选择根据水泵样本提供的配套可选电机参数如下：500S59A的选用：Y400-54-6 N=400KW根据水泵样本提供的配套可选电机参数如下：500S59 的选用：Y450-46-6 N=450KW第三节水泵机组的基础设计500S59A系列水泵不带底座，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： 基础长度L =相应地角螺钉间距大者+ （400500）=L2 L3 B - （40050C） = 1167 580 1000 400=3147mm （取3200

13、mm）基础宽度B =相应地角螺钉间距大者+ （400500）=A - （400500） 710 400 = 1110mm基础高度H=2.54.0 Wk泵电机L B =3.0 2570 3000 / 3.89 1.10 2400 = 1.63m （取 1.7m）其中 Wk泵一水泵重量（kg） ;W电机一电机重量（kg） ; L 基础长度（m）B 基础宽度（m）、一基础密度（kg/m3）（混凝土密度p = 2400 kg/m3）备用泵500S59系列水泵不带底座，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： 基础长度L =相应地角螺钉间距大者+ （4

14、00500）=L2 L3 B - （400500） = 1157 580 820 450 二 3007mm （取3010mm）基础宽度B =相应地角螺钉间距大者+ （400500）=A - （400500） 1100 400 =1500mm基础高度H=254.0 Wk泵 Wt机7 L B =3.0 2500 2720 / 3.75 0.82 2400 = 2.1m其中 Wk泵一水泵重量（kg） ;Wt机一电机重量（kg） ; L 基础长度（m）B 基础宽度（m）;:、一基础密度（kg/m3）（混凝土密度p二2400 kg/m3）第四节 水泵吸水管和压水管的计算一台500S59A型水泵工作时，其

15、最大流量 Q=1872L/s，为吸水管和压水管 所通过的最大流量，初步选定吸水管管径 DN=600mn压水管管径DN= 500mm根 据公式Dn4Q/n v计算得：当吸水管管径DN= 600mm寸，流速v=1.84m/s ;当吸水管管径DN= 500mm寸，流速v=2.64m/s ;一台500S59型水泵工作时，其最大流量Q =1363L/s，为吸水管和压水管所通过 的最大流量，初步选定吸水管管径 DN=500mn压水管管径DN= 450mm根据公式 D = 4Q / n v计算得：当吸水管管径DN= 600mrr时，流速v=1.74m/s ;当吸水管管径DN= 500mn时，流速v=2.50

16、m/s ;每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为Z45W -10，DN= 500mm L= 540mm W/= 678kg。压水管设有电动操作阀，型号D971X（ H、F），DN= 200mrpL= 60mmW= 57kg。 手动常开检修阀门，型号为Z45W -10，DN= 200mmL= 330mm W= 117kg。并设 有联络管（DN= 600mm,由两条输水干管（DN= 2000mm送往城市管网。为预防停泵水锤，每台水泵配有液压缓闭蝶形止回阀，型号 HBH41H-10DN=200 L=152mmW= 114kg。泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。第五节

17、泵房形式的选择根据清水池最低水位标高 H=64.60m和水泵H=3.0m的条件，确定泵房为矩 形半地下式。半地下室泵房结构比分机型复杂，有地上和地下结构。地上结构与分基式泵 房基本相同，地下结构是无水的干室。水泵机组安装在干室内，泵房底板与机器 基础常用钢筋混凝土浇筑成整体。这种结构适用于水位变幅较大或吸水扬程较低 的水泵机组，采用干室型泵房。主机布置形式采用最常用的一行式排列。 这种形式简单，整齐，泵房跨度小， 适应于卧，立式机主，但机器台数较多时，泵房长度及集水池宽度较大。中小型卧式机主的辅助设备较少，泵房一般由主机间，检修间组成，配电间 有可能设在泵房内，也可能另配配电间。第六节 吸水井

18、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）二清水池最低水位-清水池至吸水 井水头损失二 64.60-3=61.60m ;水泵吸水管进口喇叭口大头直径 D（ 1.31.5 ） d=1.40 X 600=840mm水泵吸水管进口喇叭口长度 L（3.07.0）X（ D d） =4X（800-600）=800mm喇叭口距吸水井井壁距离（0.751.0 ） D= 0.95 X 800= 760mm喇叭口之间的距离（1.52.0 ） 2.0 X 800= 1600mm喇叭口距吸水井井底距离（0.81.0 ） D= 640mm喇叭口淹没水深h=1.5m。备用泵

19、的各持寸为：D=800mn距井壁距离700mm距井底600mm所以，吸水井长度为7400m（根据管道布置调整为7400mr）吸水井宽度为3200mm（最终调整为3200mm,吸水井高度为 3.24mm第七节 管道配件的选取列表配件选取表名称规格单位数量备注真空泵SZB-8台2一台备用同心渐扩管DN600 500个6L=900安装在吸 水管上同心渐扩管DN600 600个6L=900安装在吸水管上多功能阀门DN500 L=1100个6JD745X-25三通DN600 600个2L=940mm H=470m安装在吸水管上四通DN600 600 600个2L=940mm H=940m安装在吸水管上蝶

20、阀DN600 L=150mnt个14D371J-10安装在吸水管上90度弯头DN600个6L=905m m安装在吸水管上水泵500S59A500S59台6一台备用电机Y400-54-6台6Y400-54-6400kW喇叭口DN700-500个6L=800m m安装在吸水管上超声波流量计DN600个2SP-1潜水排污泵50QW15-7-0.75台2一台备用起重机SC台1起升高度 3-12m跨度7m,重量20.6kgmm第八节 泵房尺寸的确定泵房长度：对于配电间在内部的，泵房长度应为主机间与检修间尺寸的和再加上配电间尺寸，计算可得泵房长度为 30m泵房宽度：是指根据机主外形尺寸，进出水管路的布置及

21、其阀间的长度， 安装检修操作所必需的空间，计算可得泵房宽度为 12.7m。泵房高度的确定：Hhi+hb+ha+hk+hsH=H+h6+h7H0 电动机层楼板至起重机梁轨面的高度hi 起吊时电动机高出电动机层地坪的高度 h2 -吊件与电动机之间的安全矩，取0.30.5mha 最大长度吊件，一般为泵轴，有时也包括叶轮h4 吊钩与吊件之间捆扎长度（mh5 吊钩与起重机梁轨面的最小距离（m，有起重机样本查的 h6起重机梁轨面与起重机顶面高度（m，有起重机样本查的 h7起重机顶面至屋顶下弦的距离，一般取 0.30.5m故 H=H+h6+h7= 12m。根据500S59A系列水泵及其配套电动机安装尺寸可得

22、： H = 355mm，H1 = 898mm， H2 = 268mm。则水泵轴线标高=66.821m。泵房挖深=2.855m。泵房底面标咼=泵站地面标咼-泵房挖深=65.3-2.855=62.445m。基础埋入水泵房底平面1.5m。第九节 辅助设备的选择9.1引水设备启动引水设备，选用水环式真空泵，真空泵的最大排气 9.2计量设备在送水管设有电磁流量计，采用MT900F系列，DN500m。电磁流量计的选择， 主要是按被测管道中设计流量的1.2-1.4倍选择相应最大流量的流量计。在压水管上设压力表，型号为 丫 一 602,测量范围为0.01.0MPa；吸水管 上设真空表，型号为Z-602，测量范

23、围为0.0760mmH9。9.3起重设备选取LD-A型电动单梁起重机，运行速度30m/min,起重重量2t，跨度14m 起升咼度12m根据起重机的要求计算确定泵房净高度 12m9.4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1500*1500*2000的集水坑一个。检修时，如同时要求检查流道底面结构，则流道内积水应尽量排空，此时排 水走廊道要更低一些。若无此要求，可将流道内水深控制在 0.3-0.5米。9.5通风设备本水泵站采用自然通风，设置通风设备可延缓电动机绝缘老化，有利

24、于运行 管理人员的健康卫生，还可排除有害气体。总结经过这将近一个星期的课程设计，我学会了很多东西，其中包括水泵性 能曲线点的绘制和计算，需能曲线的绘制及二者之间的联系，从而确定水泵的水 力工况点。这些东西都是我们以前不会的或弄不明白的地方， 课程设计不仅锻炼 的我们的能力，还给我们提供了一个很好的复习。在课堂上没有听懂的或似懂非 懂的地方，经过设计，都已经掌握的很不错了。通过本次课程设计，使自身较为全面，系统地获取给水泵房的相关知识，理论与实践相结合，更好的掌握了水泵知识。自己对取给水泵的选择，适用条 件以及具体数据的计算处理都有了较为全面与系统的了解， 更好地掌握了水泵 房的设计过程，结果汇总以及数据校核。使我熟悉并掌握了水泵房设计程序、 方法和相关技术规范，提高了我对给水泵房设计计算和设计计算说明书的编写 能力，培养了严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风， 能守纪律，善于与他人合作的敬业精神。在设计计算的过程中，所学知识得到了全面系统的应用实践， 培养了独立 解决实际工程设计问题的能力，自己在设计计算，绘图，查阅资料，使用设计 手册和规范等基本技能得到了初步训练，各方面能力都有了进一步的提高。由于缺乏实际工程经验，加之设计者水平有限，设计中不妥之处在所在所难 免，请各位老师给予批评指正。