泵站课程设计.docx

1、泵站课程设计 目 录第1节、水泵及水泵站设计任务书 2第2节、计算水泵的流量和扬程 3第3节、水泵机组的选择 3第4节、水泵机组的基础设计 6第5节、泵吸水管和压水管的计算 7第6节、泵房形式的选择 7第7节、吸水井的设计 7第8节、管道配件的选取 8第9节、各工艺标高设计 8第10节、复核水泵和电机 9第11节、消防及转输校核 9第12节、辅助设备的选择 10第13节、泵房建筑标高及平面尺寸的确定 11第14节、设计总结 11附件一 参考文献 12附件二 300S125系列水泵外形图12附件三 设计图纸第1节、水泵及水泵站设计任务书1.1 设计题目：送水泵站（二泵站）设计。1.2 原始资料：

2、1.2.1 泵站的设计水量为 6.25 万m3/d。，1.2.2 管网设计的部分成果：1） 根据用水曲线确定的二泵站工作制度，分 2 及工作。 第一级，从 22 时到 5 时，每小时占全天用水量的 2.5% 。第二级，从 5 时到 22 时，每小时占全天用水量的 4.85 % 。2） 城市的设计最不利点的地面标高 130 m ，建筑层数 7 层，自由水压 35 m 。3） 管网平差得出泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失为 21 m 。4） 消防流量为 200 m3/h ,消防扬程为 15 m 。转输流量为 50 m3/h ，转输扬程为 60 m 。 5）清水池所在地面标高为 120 m

3、，清水池最低水位在地面下 5 m 。1.2.3 城市的冰冻线为 1.5 m ，最高温度为 35，最低温度为 -25.1.2.4 泵站所在地土壤土质良好，地下水位为 25 m 。1.2.5 泵站为双电源。1.3 设计任务： 城市送水泵站的技术设计的工艺部分。1.4 课程设计工作量：1.4.1 设计说明书一份（A4纸打印）。1） 设计概述、设计范围、设计资料。2） 选泵方案。3） 布置机组和管道、机组基础的设计、吸水管和压水管的设计。4） 泵房中各标高的确定。5） 复合水泵和电机。6） 泵站平面图布置，包括配电室、机器间、值班室、修理间等。1.4.2 完成设计图纸 泵站总平面及平面图（机器间两方面

4、）一张，应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高，列出主要设备表和材料表（比例尺： 1:50:100）。1.5 设计要求： 1.5.1 独立按时完成课程设计。1.5.2 要求图面正确、整洁、字迹工整。第2节、计算水泵的流量和扬程2.1 流量计算： 泵站一级工作时的设计流量 Q1 = Q最高日2.5% = 1.01625002.5% = 1578 m3/h=438.3L/s 泵站二级工作是的设计流量Q2 =Q最高日4.85% = 1.01625004.85% =3031.25 m3/h=842L/s 2.2 扬程计算： 地形高差： Z = 130-125 = 5 m 服务水头： H

5、服务 = 35 m (7层建筑，含安全水头) 自由水头： H自由 = 2 m 泵站内损失：H1 = 2 m管网损失： H2 = 30 m 水泵扬程： H = Z + H服务 + H1 + H2 + H自由 = 5 + 35 + 2 + 30 + 2 = 74 m 第3节、水泵机组的选择3.1 求管道特性曲线：HST = Z + H服务 + H自由 = 5+35+2 = 42 m S = (H1 + H2)Q2 = 320.6082 = 86.57 s2/m5 H = HST + 86.57Q2 = 42 + 86.57 Q2管道特性曲线关系表 表1Qm3/h600707900110013001

6、50019002100hm2.41 3.34 5.41 8.09 11.30 15.3424.61 29.48 Hm38.41 39.3441.4144.09 47.3051.0460.74 65.46 Qm3/h21882400250026002700280029003000hm3238.50 41.78 45.19 48.73 52.40 56.2160.16 Hm68 74.50 77.78 81.19 84.7388.4092.2196.16 3.2 根据管路特性曲线以及水泵的流量和扬程确定的选泵方案如下：方案一： 送水泵站一级工作采用两台350S125（B）泵并联工作，同型号的一台备

7、用泵。二级工作时一台350S125（B）泵工作。1） 350S125（B）泵的参数表： 表2水泵型 号流量Qm3/h 扬程Hm转速Nr/min轴功率kw电动机型号效率%汽蚀余量NPSHm型号功率kw350S125（B）697941450313JSQ1410-4355785.81027843738513636742280 2） 绘制管道特性曲线和泵的性能曲线并确定泵的运行工况点：由图得到：并联时，工况点（见M点）Q = 2600m3/h H = 80m 泵 = 79.5% P = 960kw单泵时，工况点（见N点）Q = 1300 m3/h H = 80 泵 = 79.5% P = 480kw方

8、案二：送水泵站一级工作采用三台300S75A泵并联工作，同型号的一台备用泵。二级工作时一台300S75A泵工作。1） 300S75A泵的参数表： 表3水泵型 号流量Qm3/h 扬程Hm转速Nr/min轴功率Kw电动机型号效率%汽蚀余量NPSHm型号功率Kw30S75A900 701450220Y355L4-4280785.81170 562478413325625779 2） 绘制管道特性曲线和泵的性能曲线并确定泵的运行工况点：由图得到：并联时，工况点（见M点）Q = 2200 m3/h H = 68 m 泵 = 79.5% P = 960kw单泵时，工况点（见N点）Q = 1100 m3/h

9、 H = 68 m 泵 = 77% P = 320kw两种选泵方案的比较：300S125(B)泵的效率高，供水安全可靠，其水泵并联的扬程满足要求，与350S75A型泵在安全条件下相比，比较节省用电，而两者的效率相差不多，最终确定采用方案一，选择300S125型水泵送水。第4节、水泵机组的基础设计4.1 确定水泵基础的形式300S125(B)无底座，所以选择基础混凝土块式基础。4.2 查给水排水设计手册第11册 常用手册 第二版确定泵及电机基础尺寸：泵外形尺寸(mm) 表4型号LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3 n-d350S1251430809600500121055069050010

10、806203304104-34 电机安装尺寸（mm) 表5型号L1HhB An-d350S125（B）186556011309709404-34 4.3 计算基础尺寸基础长度L 地角螺钉间距+（400500） L2+L3+B1+(400500） 600+550+490+500 = 2140 mm (取2200 mm)基础宽度B 地角螺钉间距+（400500）= A+（400500） 940+460 = 1400 mm 基础高度H (2.54.0) （W电机+ W 水泵）（L+B+） 3(1580+1700)(2.21.42400) 1.34 m（取1.4 m）其中 W水泵 水泵重量；W电机 电

11、机重量（kg）；L 基础长度（m）B 基础宽度（m）； 基础密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3)4.4 根据以上计算最终确定水泵机组占地2.2m1.4m1.4 m。第5节、泵吸水管和压水管的计算5.1 确定吸水管和压水管的管径一台350S125（B）型水泵工作时，流量Q = 1094 m3/h = 304 L/s，该流量为吸水管和压水管所通过的最大流量。根据304 L/s在界限流量273355（L/s）之间，因此初步选定吸水管管径DN1 = 600 mm,压水管管径比吸水管小一号，取DN2 = 500 mm 。5.2 确定吸水管和压水管的管径 当吸水管管径DN1 = 600 m

12、m时，流速V1 = 1.08 m/s。 当压水管管径DN2 = 500 mm时，流速V1 = 1.55 m/s。5.3 确定吸水管和压水管辅助设施每台泵都单独设有吸水管并设有手动常开检修阀门，型号为D371J-10，DN = 600 mm,L = 154 mm, W380 kg。 压水管设有多功能水泵控制阀，型号JD745X-25,DN=500 mm,L=1100 mm,W=1200 kg。并设有联络管（DN=600 mm），由两条输水干管（DN=600 mm）送往城市管网。 泵房内管路采用直接进出布置，直接敷设在室内地板上。 第6节、泵房形式的选择根据清水池最低水位标高H = 16 m,水泵

13、HS = 5.8 m，确定泵房为矩形半下式。 第7节、吸水井的设计7.1 吸水管设计要求 吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求，满足正常的吸水条件。7.2 吸水管尺寸计算 吸水井最低水位 = 清水池最低水位 吸水井水头损失= 16-0.3 = 15.7（0.3为吸水井水头损失粗略估计）水泵吸水管进口喇叭口大头直径D （1.31.5）d = 1.35600 = 800 mm；水泵吸水管进口喇叭口长度L (3.07.0) (D-d) = 4（800-600）= 800 mm；喇叭口距吸水井井壁距离 （0.751.0）D= 1.0800 = 800 mm；喇叭口之间的距离H（1.52.0）

14、D= 2.0800 = 1600 mm；喇叭口距吸水井井底距离 （0.81.0）D = 1.0800 = 800 mm；喇叭口淹没水深h （0.51.0）H=1200mm；所以，吸水井长度为7200 mm（根据管道布置调整为13000 mm），吸水井宽度为3000 mm，吸水井的高度为6500 mm。第8节、管道配件的选取名 称型 号规 格单 位数 量喇叭口DN800 600个390度弯头DN600个3蝶阀D371J-10DN600 L154个7偏心渐缩管 DN350 600个3三通DN600 600 个3多功能阀JD745X-25DN500 L1100个3同心渐扩管 DN350 500个3闸

15、阀DN500个1第9节、各工艺标高设计9.1确定泵轴安装高度泵轴安装高度Hss= Hs-122g-hs 查表得：1 = 0.15 (喇叭口局部阻力系数)；2 = 0.67（90度弯头局部阻力系数)；3 = 0.06 (阀门局部阻力系数)；4 = 0.2 (偏心渐缩管局部阻力系数)；5 = 0.1 (三通)；4 = 0.21 (同心渐扩管局部阻力系数)；4 = 0.11 (同心渐扩管局部阻力系数)。 计算：hs =（1 +2 +3 +4 +5 +4 +4 ）122g（1= 1.08 m/s）=0.09m。考虑到由于长期的运行，泵的性能下降、管道阻力增加等，取hs=1m 。考虑到吸水安全，取Hs=

16、4.8m。Hss= Hs-122g-hs=4.8-（1.08）2(29.81)-1=3.74 m。泵轴标高 = 吸水井最低水位+ Hss = 16+3.74=19.74m。基础顶面标高 = 泵轴标高+泵轴至基础顶面高度= 19.74-0.54=19.2 m。泵房地面标高 = 基础顶面标高-0.5=18.7 m。第10节、复核水泵和电机10.1 计算吸水管与压水管水头损失：吸水管损失hs =（1 +2 +3 +4 +5 +4 +4 ）122g = 0.09取hs = 0.5 m压水管损失 压水管由2个DN350 500型号的同心渐扩管、两个止回阀、两个DN500的闸阀、2个DN500 600型号

17、的同心渐扩管、DN600 600三通及压水管路等组成。压水口处速度 V1 = 0.3044（3.140.352）= 3.16 msDN500渐扩管处 V2 = 350250023.16 =1.55 msDN600mm压水管路中速度V2 = 1.55 ms查给水排水设计手册 第一册得各管件局部损失系数： DN350 500型号的同心渐扩管 1同扩 = 0.21止回阀（DN500） 止回阀 = 2.0（斜轴式）DN500的闸阀 闸阀 = 0.06DN600 600三通 三通 = 1.5hd =1同扩（V1）22g +（止回阀 +三通）V222g+闸阀（V2）22g +h沿程 = 0.213.162

18、19.6 +（2.0+1.5）1.55219.6 + 0.061.55219.6+3.6 = 4.15 m10.2 求泵的扬程： H =hs +hd + Z + H自用 + H2 + H安全 = 0.5 + 4.15 + 66 =70.15 m其中 管网损失：H2 = 30 m 静扬程：Z = 15-16 = -1 m自用水头：H自用 = 35 m 安全水头：H安全 = 2 m10.3 复核水泵扬程是满足要求 根据已确定的机组布置和管路情况重新计算泵的扬程小于泵的供水扬程，满足要求. 第11节、消防及转输校核11.1 消防校核消防时，泵站的供水量Q火 = Qd + Q消 = 2188 + 20

19、0 = 2388 m2/h = 663.3 L/s消防时，泵站的扬程H火 = Z + H0火+H2 + H泵站内=（15-16）+10+30+4.15 = 43.15 m（取50 m）其中 管网损失：H2 = 30 m 静扬程： Z = 15-16 = -1 m自用水压（低压消防取10m）：H0火 = 10 m泵站内损失：H泵站内=4.15 m根据H火和Q火，在图上绘制泵站在消防时需要得水泵工况点，见图中得X点，X点在两台水泵并联特性曲线得下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求。11.2 转输校核转输时，泵站的供水量Q转输

20、= Qd + Q转输 = 2188 + 50 = 2238 m2/h = 622 L/s转输时，泵站的扬程H转输 = 60 m根据H转输和Q转输，在上绘制泵站在转输时需要得水泵工况点，见图中得Y点，Y点在两台水泵并联特性曲线得下方，所以，两台水泵并联工作就能满足转输时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应转输时要求。第12节、辅助设备的选择12.1 引水设备选用水环式真空泵作为饮水设备真空泵的最大排气量 QV = K(WP + Ws) HT(H HSS = 1.10(1.5+10)10.335(10.33-4.0 = 4.13 m 其中 QV 真空泵的最大排气量（m3/s）；K 漏气系数（

21、1.051.10），取1.10 ；WP 最大一台泵泵壳内空气容积（m3），取WP = DN吸243.3 = 3.140.8243 = 1.5 m3Ws 吸水管中空气容积，取10 m； H 一个大气压的水柱高度，取10.33；T 水泵饮水时间（h），一般 5 min,取3 min； HSS 离心泵的安装高度（m），取4.0 m 。真空泵的最大真空度HV max = HSS 76010.33 = 4.0 76010.33 = 294.29 mm 根据QV 和HV max查规范选取SZ- 4J型真空泵2台，一备一用，与其对应的电动机型号为Y315M18，位置布置在泵房靠墙边处。12.2计量设备在吸水

22、管上设真空表，型号为Z-60Z,测量范围为0760 mmHg；在压水管上设压力表，型号为Y-100B,测量范围为01.0 MPa；在压水管上设超声波流量计两台，选取SP-1型，量程为015 ms，安装在泵房外输水干管上。12.3起重设备选取手动单梁悬挂式起重机SDQ-2，起重量为5 t，跨度为7.0 m，起升高度3.010.0 m。12.4排水设备设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个。潜水排污泵型号及参数： 50QW15-7-0.75型 Q = 15 m3/h H = 7 m n = 2820 r/min N = 0.75 KW。12.5 配电室、控制室以及值班室平面尺寸的确定 配电室、控

23、制室以及值班室平面尺寸的确定只要满足安全、舒适、交通等要求，并与泵房总体布局相协调。第13节、泵房建筑标高及平面尺寸的确定水泵机组采用单排顺序布置。水泵间距2 m，水泵与配电设备间距3.5 m, 水泵距大门口4 m；水泵距吸水管侧墙2.0 m； 泵房长27 m,宽10 m，净高12 m；清水池长13 m，宽3 m，高6.5 m 。第14节、设计总结经过一周的忙碌，短短的几天，我们却花了很大的精力来做上大学以来的第一次课程设计，开始的生疏感和害怕出错的心理，再加上资料的缺乏，让我们在开始的一两天里几乎没有什么进展。另外，课程学习的不扎实也给我们造成了一定的阻碍，因此这次课设也让我们重新认真地解读

24、这门课，去重新绅士这门课的重要性，在这其中，我们学到了很多，让我们对这门课的知识有了更深的理解。不止如此，由于平时对CAD绘图的联系较少，操作的不熟练而已严重减慢了我们的设计进度，但是经过几天的不算摸索、请教和练习，绘图的速度有了很大的提高，也使我们认识到了多联系的重要性。这次课设，使我们对泵站的设计有了初步的了解，虽然时间比较仓促，初次设计的我们也感到难度比较大，但我们并没有因此而放弃。在设计过程中，我们遇到了很多问题，经过老师的指导和同学们的相互讨论，最终使问题得到解决。虽然我们的作品很青涩，甚至可能有错误之处，可是我相信，这只是个开始，经过不断的练习和探索，我们定会不断成长，不断进步，将课本知识运用到实践中去，真正做到学以致用,我觉得这才是我们这次课设最大的收获。相信，经过我们的不断努力，以后会设计出更好的作品。附件一 参考文献 1、水泵与水泵站第四版 姜乃昌主编 中国建筑工业出版社 1998 2、给水排水设计手册第1、10、11册以及续册2 中国建筑工业出版社 3、泵站设计规范GB/T 50265-97 4、给水排水制图标准（GB/T 500106-2001） 中华人民共和国建设部主编附件二 300S125系列水泵外形图及各部件安装尺寸