1、重慶三峽學院水源取水泵站設計書泵與泵站課程設計學院：環境與化學工程學院專業：給排水科學與工程姓名：劉軍輝學號：201208054235成績： 目錄一.設計流量的確定和設計揚程的估算1.設計流量12設計揚程2二.初選泵和電機31管道特性曲線的繪制42水泵選擇5三.機組基礎尺寸的確定四.吸水管路與壓水管路的水頭損失計算 71.吸水管路的要求 82.壓水管路的要求. 9五.吸水管路與壓水管路中水頭損失的計算1.吸水管路的水頭損失. 102.壓水管路的水頭損失11六基礎布置1.機組的排列方式122.機組與管道布置. 133.水泵間平面尺寸的確定 14七泵安裝高度的確定和泵房筒體高度的確定1泵的安裝高度

2、.152泵房中各標高的確定16八.附屬設備的選擇1.起重設備的選擇172.引水設備.183排水設備.194.通風設備.205.計量設備.21九.參考文獻概論泵站，一個大家廣為熟悉的名詞,屬于通用性的機械而廣泛地應用于國民經濟的各個部門。隨著現代工業的蓬勃發展,采礦、冶金、電力、石油、化工、市政以及農林等部門中,各種形式的泵站越來越多,其規模和投資越來越大,功能分類也愈來愈細。排水泵站是應用于排水系統中,因管道埋深太大,提高了造價,而且如果管道埋深處于地下水位之下,地下水會滲入,增加維護管理工作的困難度，所以才設置污水提升裝置。排水泵站的基本組成包括:機器間、集水池、格柵、輔助間以及變電站等。排

3、水泵站按其排水的性質一般可分為污水(生活污水、生產污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。本次設計所做的便是污水泵站,該泵站是接納南岸區和江北區整個排水管網輸送來的所有污水，并將其抽送提升到污水處理廠內構筑物的污水終點泵站。設計方案一 .設計流量的確定和設計揚程的估算1. 設計流量考慮到輸水干管漏損和 凈化廠本身用水，取自用水系數a=1.05。則近期設計流量為:Q近=1.05*100000/24m3/d=4375m3/h=1.215m3/s預計遠期流量為:Q遠=1.05*150000/24m3/d=6562.5m3/h=1.822m3/s2. 設計揚程H（1） 泵所需凈揚程Hst:在最不利條

4、件下（即一條自流管檢修，另一條自流管通過75%的設計流量時），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為：Q=75%*Q遠=4921.875m3/h=1.367m3/s自流管直徑為800mm,查表可得V=2.72m/s, i=0.0106沿程水頭損失hf=i*l=0.0106*190=2.014m局部水頭損失hj=v2/2g=0.826則從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為：h=hf+hj=2.84m則吸水間中最高水位標高為：40.36-2.84=37.52m吸水間中最低水位標高為：26.60-2.84=23.76m泵所需凈揚程為：洪水位時：HST=58.02-37.52=20.50m枯水位時：

5、HST=58.02-23.76=34.26m(2)輸水干管中水頭損失為：設采用2條直徑為800mm的鋼管并聯作為原輸水管，當一條輸水管檢修時，另一條輸水管應通過75%的設計流量（按遠期考慮），即Q=0.75*1.822m3/s=1.367m3/s,查水力計算表得管內流速v=2.72m/s. i=0.0106. 考慮局部水頭損失，采用系數1.1，則從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為：h=1.1*0.0106*1000=11.66m(3)泵站內管路中的水頭損失hp,粗估為2.00m，另取2.00m的安全水頭。故泵設計揚程為：設計洪水位時：Hmin=20.50m+11.66m+2.00m+2.0

6、0m=36.16m設計枯水位時：Hmax=34.26m+11.66m+2.00m+2.00m=49.92m二 初選泵和電機1 管道特性曲線的繪制管道特性曲線的方程為H=H ST +h =H ST +SQ2式中 H ST 最高時水泵的凈揚程， m;h 水頭損失總數， m;S 沿程摩阻與局部阻力之和的系數；Q 最高時水泵流量，m3/s已知H ST =34.26m ,把 Q=6562.5m3/h=1.822m3/s,H=49.92m,代入上式得:S=4.72s2/m5所以管路特性曲線即為: H= H ST +4.72Q2=34.26+4.72Q2可由此方程繪制出管路特性曲線,見圖 1Q(m3/h)0

7、600120018002400h(m)00.1310.5241.1802.097H(m)34.2634.39134.15934.7836.357Q(m3/h)30003600480054006000h(m)3.2774.728.39110.6213.111H(m)37.53738.9842.65144.8846.371 2 .水泵選擇選泵的主要依據：流量、揚程以及其變化規律 大小兼顧，調配靈活 型號整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段 要近遠期相結合。“小泵大基礎大中型泵站需作選泵方案比較。根據上述選泵要點以及離心泵性能曲線型譜圖和選泵參考書綜合考慮初步擬定以下：近期選擇三臺500S59A

8、 20H-9A型泵（Q=19082268 m3/h,H=4258m，N=360kW，Hs=4.0m），兩臺工作，一臺備用。遠期增加一臺700S56型泵，三臺工作一臺備用。根據500S59A 20H-9A型泵的要求選用電動機型號為 Y400-54-6 型異步電動機，配電機功率為 400 kw ，效率為 72 %74% 表2 500S59A 20-9A型水泵外型尺寸（不帶底座） （單位：m）三機組基礎尺寸的確定機組基礎的作用是支撐和固定機組， 便其運行不致發生劇烈震動， 更不允許產生基礎沉陷。因此對基礎的要求如下：1. 堅實牢固，除能承受機組的靜荷載外，還能承受機械振動荷載。2. 要澆在較堅實的地

9、基上，不宜澆在松軟的地基或新填土上，以免發生基礎下沉或不均勻沉陷。結合以上要點及所選泵的類型，本次設計選用混凝土塊式基礎。由于所選泵均不帶底座，所以基礎尺寸的確定如下：基礎長：L=水泵地腳螺釘間距（長度方向）+（400500）基礎寬：B=水泵地腳螺釘間距（寬方向）+（400500）基礎高：H=（2.54.0）×（W 水泵 +W 電機 ）/(L)因此，500S59A 20H-9A 型泵：L=B+L2+L3+（400500）=1000+1167+580+453=3200 B=A+450=710+450B+450=1250 取 1250 H=3.0×（3000+2235）

10、7;（3.2×1.25×2400）=1630 取 1700 電機基礎高 H 0 =1700+800-400=2100 四. 吸水管路與壓水管路的計算:1.吸水管路的要求:（a）不漏氣 管材及接逢 (b) 不積氣 管路安裝 (c)不吸氣 吸水管進口位置 (d)設計流速： 管徑小于250時，V取1.01.2 m/s管徑等于或大于250時，V取1.21.6 m/s。2.壓水管路要求:(a). 要求堅固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當地點可高法蘭接口。為了防止不倒流，應在泵設置止回閥。(b) 壓水管的設計流速：管徑小于250時，為1.52.0 m/s，

11、管徑等于或大于250時，為2.02.5 m/s。每臺泵有單獨的吸水管與壓水管， 吸水管：已知 Q1=6562.5/3=2187.5m3/h=0.607m3/s采用DN800mm鋼管，則V=1.21m/s，i=0.00211。 壓水管：采用DN600mm鋼管，則V=2.09m/s, i=0.00887。五.吸水管路與壓水管路中水頭損失的計算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖1.吸水管路中水頭損失 h s : h s = h fs + h is(1)吸水管路沿程水頭損失: h fs =i*l=0.00211×1.255=0.0026m(2)局部水頭損失:h ls

12、 =( 1 + 2 )V22/2g+ 3*V12/2g式中 1 吸水管進口局部阻力系數， 1 = 0.75 2 DN700鋼管閘閥局部阻力系數，按開啟度a/d=1/8考慮， 2 =0.15； 3 偏心漸縮管 DN700×500 , 3 = 0.20則 h ls =（0.75+0.15）*1.59*1.59/(2*9.8)+0.2*3.0*3.0/(2*9.8)=0.201m所以吸水管路總水頭損失為: h s = h fs + h ls = 0.0026+0.202=0.203m2. 壓水管路水頭損失 h d h d = h fd + h ld(1)壓水管路沿程水頭損失: h fd =

13、 il =（5.172+1.153+8.112+5.039+1.351）*0.00887+1.855*0.0106=0.204m(2)局部水頭損失: h ld =4*V32/2g+(25 + 6 + 7+ 8 + 29 + 10）*V42/2g+(11+12+13)*V2/2g式中 4DN450*600漸放管，4=0.185 DN600鋼制45。彎頭 ，5=0.51；6 DN600液控蝶閥，=0.3；7DN600伸縮接頭，=0.21；8 DN600手動蝶閥，=0.3；9DN600鋼制90。彎頭，=1.01;10DN600*800漸放管，=0.21；11DN800鋼制斜三通，=0.5；12DN8

14、00鋼制正三通，=1.513DN800蝶閥，=0.3則h ld = 0.18*5.56*5.56/2g+(2*0.51+0.3+0.21+0.3+2*1.01+0.21)*2.09*2.09/2g+(0.5+1.5*2+0.3*2)*1.21*1.21/2g=0.284+0.905+0.306=1.495m所以壓水管路總水頭損失為 h d = h fd + h ld =0.204+1.495=1.699m則泵站內水頭損失:h=l s +h d =1.699+0.201=1.9m，符合假設的實際水頭損失。故泵實際揚程為：設計洪水位時：Hmin=20.50m+11.66m+1.9m+2.00m=3

15、6.06m設計枯水位時：Hmax=34.26m+11.66m+1.9m+2.00m=49.82m由此可見，初選泵的機組符合要求。六. 基礎布置基礎布置情況見取水泵站祥圖。泵機組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小，以節約成本。1.機組的排列方式采用機組橫向排列方式，這種布置的優點是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡單，且水力條件好。同時因各機組軸線在同一直線上，便于選擇起重設備。2.機組與管道布置本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結構，此類泵房平面面積相對較小，可以減少工程造價。為了盡可能地充分利用泵房內的面積將四臺機組交錯并列成兩排，兩臺為正常轉向，

16、兩臺為反向轉向，在訂貨時應予以說明。每臺泵有單獨的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來。對于房內機組的配置，我們可以采用近期購買安裝三臺 500S59A20H-9A 型水泵，兩臺工作，一臺備用。遠期需擴建時，再添加一臺 500S59A20H-9A型水泵，三臺工作，一臺備用。3.水泵間平面尺寸的確定水泵機組采用四臺交錯并列布置成兩排 , 泵房采用圓形鋼筋混凝土結構橫向排列各個部分尺寸應滿足下列要求： D1 :進水側泵與墻壁的凈距 D1 1000 ，取 D1=1500 B1 :出水側泵基礎與墻壁的凈距 B1 3000, 取 B1=350 0 A1: 泵 凸 出 部 分 到 墻 壁 的 凈 距 A1

17、= 最 大 設 備 寬 度+0.5m=1250+1000=2250 取 2700 C1:電機凸出部分與配電設備的凈距 C1=電機軸長+0.5m。所以 C1=1860+500=2360 但是,低壓配電設備應 C1 1.5m; 高壓配電設備應 C1 2m,C1 取 2360 應該是滿足的。 E1:泵基礎之間的凈 E1 值與 C1 要求相同,即 E1=C1=2360 B:管與管之間的凈距 B 0.7m F :管外壁與機組突出部分的距離 對于功率大于 50KW 的電機， F 要求大于 100 0 ，取 F=1500 A2:泵及電機突出部分長度 A2=200250 D1:壓水管路管徑 D1=600 L:

18、機組基礎長度 L=3200 所以可得圓形泵房的半徑： R=B1+F+0.5D1+L+0.5E1=3500+300+1500+3200+1180=10000 七泵安裝高度的確定和泵房筒體高度的確定1.泵安裝高度H ss =p*a/g H sv hs h va式中 H ss 安裝高度,泵軸至最低水位的幾何高度；P a 水面上的絕對大氣壓；H sv 水泵的氣蝕余量； hs 吸水管路總水頭損失；h va 實際水溫下的飽和蒸汽壓力。500S59A20H-9A： H ss =1.01*100000/(1.0*10000)40.2030.43=5.467 m吸水間最低水位=26.60-190×0.

19、0106=24.58 m泵軸標高=吸水間最低水位+Hss=24.58+5.467=30m2.泵房中各標高確定已知吸水間最低動水位標高為26.6-2.84=23.76m,為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標高21.80（吸水管的上緣淹沒深度為23.76-21.80-(D/2)=1.56m）。取吸水管下緣距吸水間地板0.8m,則吸水間底板標高為21.80-（D/2+0.8）=20.6m。洪水位標高為40.36m,考慮1.0m的浪高，則操作平臺的標高為40.36+1.0=41.36m，故泵房筒體高度為：H=41.36-20.6=20.76m。八.附屬設備的選擇（1）起重設備的選擇選型 由前面設計

20、可知，最大設備的重量為 Y400546 型電動機，其重量為 Wm=300 0，泵房寬18000,據此選用LDT3.2S 型電動雙梁式起重機，最大起重量為 320 0，配電葫蘆型號為AS416 162 /1，配UE小車，起升速度8m/min工字鋼630。其安裝尺寸: W=250 0, E=476, H=687, L 1 =1131, L 2 =1790, b 1 =1125 泵房高度確定泵房高度:H 1 =a+c+d+e+h式中 a 雙軌吊車高度，0.687m；c 行車軌道底至起重機鉤中心的距離，1.125m；d 起重繩的垂直長度（電動機1.2x，x為起重機部件長度，1.86m） ；e 電機高度，1.2m；h 起吊物與平臺距離，取1.0m。則泵房地上部分高度H 1 =0.6