泵站课程设计计算书.docx

1、泵站课程设计计算书华北理工大学水泵与泵站课程设计说明书设计题目 ： 华北地区某城镇给水泵站设计专 业 ： 给水排水工程班 级 ：姓 名 ：学 号 ：指 导 教 师：年月日一水泵与泵站课程设计任务书二大纲三设计任务书（一）水泵选择1、选泵基本数据参数2、选泵（二）绘制单泵草图和水泵基础尺寸确立（三）吸、压水管道计算1、管路部署2、管径计算3、吸水管4、压水管5、管路附件选配（四）水泵安装高度的确定1.确立泵轴标高2.泵站内陆面标高3泵房高度的确定4各个设计标高（五）泵站内部平面部署和优选水泵1.机器间长度2.机器间宽度3.管路敷设4.优选水泵（六）隶属设施选择与泵房高度的确定1.起重设施2.真空

2、泵3通风（七）管材及敷设（八）主要参照文件和设计成就图华北地区某城镇给水泵站设计任务书一任务书依照： 依据华北某城市建委同意的文件， 提出某城镇给水泵站设计任务书。二设计资料 ：城镇给水泵站，经管网设计计算得出以下资料：市名甲市乙市丙市项目125018002400Q （米 /时）max3Q(米 /时)250360500min3Z （米）1Z （米）2H自（mH2）252525Oh 压 （ mH2）12OZ(米)0,maxZ0,min(米)Q max最大供水量（米 3/时）。Q min 最小供水量（米 3/时）。Z1泵站外处面标高（米） 。Z2管网计算最不利点标高（米） 。H自 最不利点要求的自

3、由水头（ mH2O）。 h 压 相应最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失（mH2O）。Z0,max吸水池最高水位（米）。Z0,min吸水池最低水位（米） 。采纳无水塔供水系统。 最大供水量至最小供水量之间的各供水量发活力率假定是均等的。泵站周边地形平坦。当地冰冻深度 0.82 米。最高水温 24oC。吸水井距泵站外墙中心线 3 米。经平面部署 ,泵站出水管须在吸水井对面 ,输水管采纳两条。距泵站近来的排水检查井底标高比泵站外处面低 1.40 米，排水管径 400mm，检查井距泵站 5 米。水厂地质为亚黏土，地下水位低于地面 5 米。变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压

4、器部署。一般故障及检修时应保证 70%的供水量。三 .设计要求：1 选泵依据设计资料要求拟订可能的水泵组合方案， 从技术、经济、操作管理各方面进行解析比较，最后确立选择的方案。2 确立泵站高程及形式对泵站高程及形式应有必需的说明论证。3 泵房平面部署泵房平面部署包含：泵房外面平面与泵房内部平面部署。外面平面部署包含： 泵房与吸水井， 两者之间的吸水管， 压水管由泵房引出的地址等；内部平面部署包含：机组，吸水管，压水管，闸阀，管沟（需要时） ，排水设施，隶属设施，电气、控制开关柜等地址，值班室。水工艺与工程专业主要完成泵房工艺设计， 但工艺图对付各有关专业做必需的考虑。4.隶属设施的考虑和选择本

5、设计只要求考虑一定的隶属设施， 如引水设施， 起重设施等。 设计应表示这些设施的用途和所选型号。5.说明书说明书内容应表达设计者在设计过程中所考虑的主要问题及确立方案的依照；主要数据本源及计算过程；重要的计算草图（计算用和绘图用） ；图纸不宜说明并易引起疑问的问题亦可在说明书中进行必需的解说。说明书前应编排目录。作为工程设计的基本训练， 要求撰文精练， 论述逻辑性强，文字通畅，书写工整。6.图纸要求完成 A1 图纸一张，图中包含平面图、立剖面、横剖面各一图，主要设施资料表，施工说明等。对管道系统图（给水系统、排水系统、真空泵管道系统）不做要求。四、评分标准：1、优秀； 2、良； 3、中； 4、

6、经过； 5、不经过。摘 要本设计为华北甲城市给水泵站的设计， 采纳无水塔供水系统。 最大供水量至最小供水量之间的各供水量发活力率假定是均等的。 泵站周边地形平坦， 水厂地质为亚黏土， 地下水位低于地面 5 米。变电所与泵站分建， 泵站设计不考虑高压配电及变压器部署。一般故障及检修时应保证 70%的供水量。其基本设计思路为依据城市最大、 最小供水量和供水地形， 在满足最不利点供水要求的状况下， 分别计算最大、 最小流量所对应的扬程， 以此扬程范围和流量范围采纳可能采纳的型号的水泵， 在经过方案比较， 依据设计资料要求拟订可能的泵的组合形式（互为备用） ，水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面

7、进行解析比较，最后确立选择的方案。经过水利计算， 在不产生气蚀状况下， 确立最大安装高度， 再依据泵及其基础的尺寸大小在满足设计规范的基础上， 确立高程部署和平面部署， 选择适合材料、设施。绘制立面图，剖面图及泵房平面图和资料列表。校核安装高度，兼备泵房的排水、通风、运输、安装维修等。设计说明书( 一 ) 、水泵选择1、选泵基本数据参数（1）、设计流量：本设计选择甲市给水泵站，由资料可知设计最大供水流量 Qmax =1250 m 3h ，设计最小供水流量 Qmin=250 m 3h（ 2）、设计扬程：由资料可知： z2 =773.41 mz1 =768.39 mh压 =12 mH 自 =25

8、m相应的最大扬程 H max 及最小扬程 H min 计算式以下：H max =H p + H 内 + H；此中 H p = H自H 压 +( z2z1 )式中： H p 泵站出水压头；H 内 泵站内部吸水管、压水管水头损失总和，一般在最大供水量时取23 米，本设计采纳 2 米；H吸水池计算水位至泵站外处坪的高差，水位低于地面时为正当，反之为负值。当吸水位有最高水位最低水位时，计算水位可取最低水位值。最小扬程是相应的最小供水量的扬程 ,比较简单的估量方法是依照最大供水量时的有关数据 Qmax，H 等推求出 HST 及管网阻力系数 S 值以后按下式：H= HST +SQ 2 计算，式中 h压 S

9、Q2 , 初步设计泵站内部吸水管、 压水管水头损失总和 H 内 =2m,但是，选泵的最大扬程应在以上计算基础上再取安全水头 2m。在最大供水量时最大扬程计算以下：H max= Hp + H 内 +H max+ 2H p= H自H 压+ (z2z1 ) =25+12+（）=42.02 mH max= Hp + H 内 +H max+2=42.02+2+（）+2=48.8 m最小扬程设计以下：2H min =HST+S QminHST = Z 2 Z 0min H 自 =（）+25=32.8 mh压SQ2h压=12 S=22Q125036002H min =HST2250+SQmin+2=35.2

10、8 m3600综上所述，管道特点曲线为 H= H ST +S Q 2Q 22、选泵(1)采纳可能使用的水泵在该课程设计中，只考虑 sh 型泵，所以在 sh 型水泵性能曲线型谱图上，以H max 及 H min 做两条水平线，以 Qmax 及 Qmin 做两条竖直线，形成一个矩形框，在这个范围内进行选择（凡能交此矩形上下面的水泵都是可能用的型号） ，初选结果以下：8Sh-13， 8Sh-13A2900,10Sh-9,10Sh-9A,12Sh-13,12Sh-9B,14Sh-13, 14Sh-13A。查给水排水设计手册续册 2，P118,得 Sh型单级双吸离心泵性能表，涉及到的水泵性能以下：流量泵

11、型m 3 / h2168Sh-13 288 3421988Sh-13A 270 31036010Sh-9 486 61232410Sh-9A 468 57650412Sh-9B 684 835流量L/s 扬程m6080955543753686311001351709013016025140190232电动机同意吸转速轴功率效率上真空nkw电压功率%高度Vkwm795295038055827776295038045807637514703807581680147074380558067779147038013582108786121708012Sh-13792220147038010090025

12、0972270501648114Sh-131260350147017938023084147641037189798642401218014Sh-13A1116310147013038019084133237013680（2）组合方案：设计中应试虑所有可能的组合方案， 各组合方案既能满足最大供水， 又能满足最小供水及中间的各种供水量。 组合方案所使用的水泵就是上表查出的 “可能使用的型号” 中可以合理搭配的 23 种型号。因本设计的泵站属于中等规模， 以不超出两种型号为宜。 组合原则是所有工作泵开动时总流量吻合最大供水量。 其他工作泵应能组合出 45 条并联曲线，这样，几条曲线有 45 个交点

13、，凡供水量在两交点之间时， 供水能量均有不一样程度的无益耗费， 但这是不行防范的。 现有以下两种方案，即方案一和方案二。方案一： 5 台 8Sh-13 型水泵和 2 台 8Sh-13 型备用泵。方案二： 1 台 8Sh-13 型水泵和 2 台 12Sh-9B 型水泵和 1 台 12Sh-9B 型备用泵 。这两种方案的组合工作特点曲线，见坐标纸（附后） 。（3）、组合方案的比较对方案一和方案二从以下几个方面大概比较。a.水泵台数满足最大供水量的水泵台数为总工作泵台数，其他还要考虑备用泵。工作泵总台数与备用泵台数之和为泵站设置的水泵总台数。 总台数与泵站总平面面积有关，同时闸阀、管件等相应变化。一

14、般说来，同样的供水量，水泵台数多时，造价提升。b.总电耗估量每日电耗。计算从最大到最小供水量变化幅度的每日电耗是困难的，这需要相当详细而正确的用水资料，而这种资料一般是不具备的。但是，为了比较各方案对供水变化的适应水平， 可以采纳大概估量的方法。 日电耗低的方案，其运转花费必然较低。c.保护管理检修、操作、备件等。型号少、台数少比较有益。d.发展的可能性进一步增大供水量的措施比较简单。设计中要考虑这种可能性，措施有：增添泵（泵站内适合预留地） ；换叶轮（选泵时用较小直径的叶轮，必需时换成大直径的叶轮） ；换泵（以小换大）。设计中除考虑水泵外，对管道直径，水泵基础等都应有相应试虑。综合以上条件，

15、 方案一采纳五台工作泵， 方案二采纳三台工作泵， 就水泵台数而言，方案二水泵台数少，占地面积少，造价低，方案二较优 ;就总电耗而言，方案一、二电耗分别为 275kw*h,325kw*h, 方案一比较省电，较优；就保护管理而言，方案一仅一种型号，保护管理方便，较优；就发展的可能性而言，方案二较优；经过作图比较可知方案二浪费能量较少，应选择方案二。所选方案涉及的各泵性能参数表用水量变化运转泵及所需扬程利方案编号其台数扬程泵扬程（m）范围 m3 / h用率 %（m）方案一选用五台8Sh-13方案二用一台8Sh-13两台12Sh-9B216-3541台68-1008Sh-13354-6702台67-1

16、008Sh-13670-9243台76-1008Sh-13924-11224台84-1008Sh-131122-12785台89-1008Sh-13216-3541台68-1008Sh-13354-8101 台66-10012Sh-9B1 台810-10328Sh-1383-1001台12Sh-9B1032-12422 台87-10012Sh-9B1 台1242-13508Sh-1393-1002台12Sh-9B其他，本设计不要求做出详细发展措施，但在比较方案时，凡有益发展条件的方案，应列为方案有益要素。依据以上各方面的综合解析比较，可采纳方案二：一台 8Sh-13 两台 12Sh-9B 工作

17、泵和一台 12Sh-9B 备用泵。( 二) 、绘制单泵草图和水泵基础尺寸确立（1）、Sh 型单级双吸离心泵（带底座）外形尺寸和安装尺寸见 P122给排水设计手册续二册，安装图见 05 给水排水标准图集 05S2.（2）、水泵基础尺寸的确定：8Sh-13 型水泵基础长 L=底座长度 L1+（0.15-0.20 ）；基础宽 b1+（ 0.15-0.20 ）；基础高度 H=l1+（0.15-0.20 ）m=地脚螺栓直径 23水泵基础用素混凝土浇筑， 考虑浇筑水泵基础时应预留地脚螺栓孔， 地脚螺栓长约为螺栓直径的 2030 倍 , 螺栓直径可由水泵样本查得 , 基础厚度平时取螺栓长再加上 150 毫米

18、。a 取 50100 毫米， b 取 100150 毫米，水泵基础顶面最少高出泵房内陆坪 100150 毫米。查给排水设计手册 Sh 型泵安装尺寸得出：水泵电机Wp +WmL/mB/mH/m型号Wp /kg型号Wm /kg/kg12Sh-9B809Y315M-41809898Sh-13219Y250M-2319538( 三) 吸、压水管道计算1管路部署 采纳横向摆列方式，便于吸、压水管路直进直出部署，减少水头损失，节约电耗。2管径计算泵站设计规范 GB/T50265-97 第 45 页规定：离心泵进水管道设计流速宜取；出水管道设计流速宜取。依据单泵运转流量计算吸压水管径，查给水排水设计手册1

19、册 353 页得水泵型吸水管压水管号流量管径流速i流量管径流速iL/Smmm/sL/Smmm/s12Sh-9B2324002323508Sh-1395300952503吸水管 每台泵宜设单独吸水管， 吸水管上须设闸阀， 吸水管应坡向吸水池，坡度为 0.005 ，水平管段变径处采纳偏爱异径管；采纳真空引水启动时，吸水管在吸水井中采纳喇叭口进水；吸水管上凑近水泵处一般安装真空表。4.压水管 各泵压水管与输水管的连接常采纳联系管， 压水管上设闸阀和止回阀，止回阀应在闸阀与水泵之间，以便检修。5.管路附件选配 查给水排水设计手册 12器械与装置 P242, 见下表管路附件选配表名称型号规格主要尺寸 /

20、mm喇叭口DN400钢制D=550 H=300DN300钢制D=400 H=25090 0 双盘式 DN40090 0 双盘式 DN350弯头90 0 双盘式 DN30090 0 双盘式 DN250闸阀DN400 Z45T-10L=480,H=1090DN350 Z45T-10L=450,H=970DN300 Z45T-10L=420 H=885DN250 Z45T-10L=380 H=800止回阀DN350 H44T-10L=800DN250 H44T-10L=600渐缩管DN400*300L=350DN300*200L=350渐扩管DN300*350L=250DN200*250L=250(

21、 四). 水泵安装高度确立1.确立泵轴标高本设计采纳吸上式充水起动，要进行水泵安装高度的计算。（1）按管路部署初定吸水管轴高程为 -1m，由水泵外形尺寸可知， 8Sh-13 的泵轴中心线高于进水管轴中心线 160mm, 12Sh-9B泵轴中心线高于进水管轴中心线265mm.（2）水泵进口参数见下表水泵型号进口直径 DN/mm进口流速 v1 /(m/s)H s /m流量 Q/(L/s)12Sh-9B3002328Sh-13200595阻力系数查给水排水设计手册第1 册 P668，8Sh-13 的吸水管路局部水头损失计算见下表管道直阻力系最大流管件量径 /mm数/(L/s)喇叭口30090 0 弯

22、头95闸阀300*200偏爱渐缩管-流速v 2v 2/mv/(m/s)2g2g-H s =5m,由于水温 24 度，海拔 770 左右影响，修正后的 H s =4.02m, 吸水管长度可近似取 L=8m，则( H ss ) m ax = H s - v 2-hs = H s - v2-(iL+v 2)2g2g2g=4.08 -0.374- （ 0.00848*8+0.2921 ）12Sh-9B 的吸水管路局部水头损失计算见下表管道直阻力系最大流管件量径 /mm数/(L/s)喇叭口40090 0 弯头232闸阀400*300偏爱渐缩管-流速v 2v 2/mv/(m/s)2 g2g-修正后的 H

23、s =3.52m,吸水管长度可近似取 L=8m，则v2v2(iLv2H ss H shs H s)2 g2g2 g=3.52 -0.444- （0.0112*8+0.57 ）为了防范各泵发生气蚀，应选择泵的安装高度为 。吸水口标高 为 H 1 = (H ss ) max + Z0 m in 泵轴标高 2.泵站内陆坪标高由泵轴标高及水泵安装尺寸计算出水泵基础顶面标高和泵站内陆坪标高。设计中常取泵站内陆坪为相对标高基准面 ，并据此算出其他标高。对于地下式和半地下式泵房有时也取进入泵房室内的平台为相对标高基准面， 设计人可以自由决定。泵站外处坪一般要低于泵站内平台或地坪 0.150.30 米，以防雨水灌入泵站。泵站内部地面应有的坡度，坡向集沟渠