取水泵房课程设计计算书

'目录第一章课程设计（论文）任务书2第二章中文摘要3第三章设计计算书3一、设计流量的确定和设计扬程估算41．设计流量Q42.水泵所需静扬程Hst43.初选水泵和电机54.机组基础尺寸的确定55.压水管的设计56.泵机组及管路布置67.吸水井设计计算。68.泵站内管路的水力计算7二、泵站各部分高度的确定81．泵房筒体高度的确定92．泵房建筑高度的确定9三、泵房平面尺寸确定9四、辅助设备的选择和布置91．起重设备102．引水设备103．排水设备104．通风设备105．计量设备10第四章结语10第五章参考文献10附图1取水泵房平面图……………………………………………………………………13附图1取水泵房剖面图……………………………………………………………………149给水与排水工程—水泵与水泵站 第一章课程设计任务书1．主要内容及基本要求（一）项目简介取水泵站，近期用水量为26000方/天，远期用水量为39000方/天。取水头部倒吸水井距离42m，常年平均水位标高74.2m，枯水位为72.5m，水源洪水位为77.1m，泵房设置地室外地面标高78.2m，净水厂混合井水面标高104.2m，取水泵房到净水厂管道长540m。（二）设计内容及要求1）、取水泵房工艺平面布置图——泵房构筑物、机组及辅助设施平面布置图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要标准清楚，准确。2）、取水泵房工艺剖面图——具体要求：剖面图中标高尺寸要明确，包括构筑物的控制标高及水位标高。3）、取水泵房辅助设施详图——包括主要辅助设施详图。（三）图纸及设计要求1）、采用A2图纸出图。2）、设计说明书要内容全面、思路清晰、规范及计算书要详细。3）、最终成果严格按照四川理工学院课程设计要求排版装订，图纸可附计算说明书后。2．指定查阅的主要参考文献及说明［1］《给水排水设计手册》，1册，11册，中国建筑工业出版社［2］《给水排水制图标准》［3］《泵站设计规范》GB/T　50265-97［4］《给水排水管道工程施工及验收规范》［5］《泵与泵站》姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社3．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期9给水与排水工程—水泵与水泵站 1基础资料收集和整理1天2设计计算及草图绘制13施工图设计及出图24设计说明书编制1第二章中文摘要《水泵与水泵站》是一门实践性很强的学科，作为一种提升设备，它服务与社会，为人们的生产、生活、消防带来极大的方便因此它在现代的社会中发挥着不可替代的作用。然而，它又是一门大学问，对如何选则泵机组，如何搭配使用，如何布置泵基础和其他附属设备的平面及其高程，所以，选择合适的泵及其电机对泵站的投资和运行费用至关重要。关键字：水泵电机泵站第三章设计计算书一、设计流量的确定和设计扬程估算1．设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.05，则：近期设计流量为Q＝1.05×＝1137.5＝315.792L/s远期设计流量为Q＝1.05×＝1706.3＝473.958:L/s2.设计扬程H1）．泵所需静扬程在最不利情况下（一条检修，另一条通过75％设计流量,Q=473.958×9给水与排水工程—水泵与水泵站 0.75=355.5L/s）,查表DN=450mm,v=2.16,1000i＝13.8，其中取局部水头损失占沿程的20％，则取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：1.2×13.8×10×42＝0.70m（其中量得取水头部到泵房吸水间的距离为42米）则:吸水井最高水面标高为：77.1-0.70=76.4米吸水井最低水面标高为：72.5-0.70=71.8米所以水泵所需的净扬程洪水位时：H=104.2-76.4=27.8米；枯水位时：H=104.2-71.8=32.4米2）.输水干管的水头损失åh设计中采用两条DN450钢管并联作为原水输水干管，设计中由于净扬程都上百米，管材选用钢管，既满足水泵吸水管的严密性要求，也满足耐高压的要求。设计流量Q1＝Q’/2=236.979L/s，查手册，Q1＝236.979L/s时，流速v＝1.45m/s，1000i＝6.22。当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％设计流量，即：Q2＝75％Q’＝355.5m3/s，查得：V=2.16m/s,1000i=13.8，所以，=1.1×13.8×10×540＝8.2m（1.1是包括局部损失而加大的系数）3）.泵站内管路中的水头损失粗估为2m则水泵设计扬程为：设计洪水为时，Hmax＝27.8+8.2+2+2＝40m设计枯水位时，Hmin＝32.4+8.2+2+2＝44.6m3.初选水泵和电机近期三台14SA-10型水泵（Q＝250~350L/s，扬程H＝64~70m，泵轴功率N＝250~206.5kw，汽蚀余量Hsv＝5.1~5.8m），两台工作，一台备用。远期增加二台同型号水泵，三台工作一台备用。根据14SA-10型水泵的要求选用Y355-39-4电动机（200kw，效率73~80%，叶轮名义直径360mm,泵口径吸口和吐出200mm,泵重1990kg）。4.机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,则有基础长度L＝水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（400～500）＝979+992+600+450＝3000mm9给水与排水工程—水泵与水泵站 基础宽度：B＝水泵底角螺孔长度方向间距+（400～500）＝630+480＝1200mm计算出14SA-10型水泵机组基础平面尺寸为3000×1200，机组总重量W＝Wp＋Wm＝19900+12100＝32000N基础深度H可按下式计算：H＝式中L——基础长度，L=3m；B——基础宽度，B=1.2m；——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，＝23520N/m3故H＝=＝1.7m基础实际深度连同泵房地板在内取为2.5m。5.压水管的设计每台水泵有单独的吸水管与压水管1）吸水管已知水泵设计流量Q1＝Q’/3=158.00L/s查手册，采用DN400钢管，则V=1.26m/s，1000i＝5..152）压水管查手册Q2＝158.00L/s查手册采用DN300钢管，则V＝2.16m/s，1000i＝23.46.泵机组及管路布置由于所选泵为侧向进水，竖向出水，因此水泵应纵向布置，电机的功率大于55kw，相邻泵组直接的间距只少为1m，电机距离侧墙只是为3m。为了便于水泵吸水管吸水，吸水管上安装有偏心大小头。管材通通用钢管，耐压，可以焊接，密封性好。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将五台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，三台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独得吸水管，吸水管与压水管采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有电动蝶阀（D971X）和手动蝶阀（D341型涡轮传动法兰式），吸水管上设手动闸阀（Z41H-16P）.泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水井各个方向上的最小的距离，泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附件。两条DN400输水管用2个DN400蝶阀（D341X/J-16）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D341X/J-16）一个。7.吸水井设计计算。吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。9给水与排水工程—水泵与水泵站 吸水井最低水位：河流的最低枯水位＝71.8m吸水井最高水位：河流的最高水位＝76.4m水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D≧(1.25～1.5)d＝1.25×400＝500mm水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝7.0×（450-400）＝350mm喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：≥1.5D=1.5×450＝680mm喇叭口中心距后墙距离：G=（0.8～1.0）D=1.0×450=450mm喇叭口之间的距离：≧(1.5～2.0)D=2.0×450=900mm喇叭口距吸水井井底距离:≧（1.0～1.25）D=1.20×450＝540mm喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m所以，吸水井长度≧450×4+680×2+900×3＝5460mm吸水井宽度＝500+680＝1000mm。吸水井高度＝76400-71800+350+1000+300=6250mm（包括超高300）。（注：最后参考水泵机组之间距离得吸水井的长度为14.200米，最大宽度为3.500米，高度为筒体高度8.5米）。8.泵站内管路的水力计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图。1）吸水管路中水头损失ΣhsΣhs＝Σhfs+ΣhlsΣhfs＝＝5.151.255＝0.0065mΣhls＝(ζ1+ζ2+ζ3)•+ζ49给水与排水工程—水泵与水泵站 式中ζ1——吸水管进口喇叭口局部阻力系数，ζ1＝0.1；ζ2——DN400闸阀局部阻力系数，按开启度=考虑，ζ2＝0.15；ζ3――偏心渐缩管DN400×350，ζ3＝0.17；则Σhls＝(0.1+0.15+)×+0.17=0.0882m故Σhs＝Σhfs+Σhls=0.0065+0.0882=0.1m2)压水管路水头损失ΣhdΣhd=Σhfd+ΣhldΣhd=Σhfd+ΣhldΣhfd=(l2+l3+l4+l5+l6+)•id1+l7id2=(3.5+0.8+6.8+4+0.5)×0.0234+1.8×0.00622＝3.66mΣhld=ζ4•V32/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13)V52/2g式中ζ4――ζ4＝0;ζ5――DN300钢制45°弯头，ζ5＝0.39；――DN300液控蝶阀，＝0.15；ζ7――DN300伸缩接头，ζ7＝0.21；ζ8――DN300手动蝶阀，ζ8＝0.15；ζ9――DN300钢制90°弯头，ζ9＝0.78ζ10――DN300×450，ζ10＝0.25；ζ11――DN450钢制斜三通，ζ11=0.5ζ12――DN450钢制正三通，ζ12=1.5ζ13――DN450蝶阀，ζ13＝0.15；Σhld＝0＋（2×0.39＋0.15＋0.21＋0.15＋2×0.78＋0.25）×9给水与排水工程—水泵与水泵站 ＋（0.5＋2×1.5＋2×0.15）×=1.63m故Σhd=3.66＋1.63＝5.29m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：Σh＝Σhs+Σhd＝0.1＋5.29＝5.39m因此，水泵的实际扬程为：设计枯水位时：Hmax＝32.4+8.2+5.39+2＝47.99m设计洪水位时：Hmin＝27.8+8.2+5.39+2＝43.39m二、泵站各部分高度的确定1．泵房筒体高度的确定为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为71.80m，为保证吸水管吸水，还根据取吸水管的中心标高为70.3m（吸水喇叭口上缘的淹没深度为71.8－70.3－D/2＝1.28m）。取吸水管中心距吸水间底板0.6m，则吸水间底板标高为70.3－0.6）＝69.7m。洪水位标高为76.4m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为76.4+1.0＝77.4m。泵房筒体高度为：H＝77.4－69.7＝6.7m由于操作台应在地面操作，所以操作平台标高至少应为地面标高。取地面标高为85.8，则筒体高度应为：H＝85.8－77.4＝8.5m≥H所以泵房筒体高度确定为8.5米2．泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为8.5m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的为水泵0.88m，电动葫芦的高度1.08m，起重机梁高0.82m，起重绳垂直长度2m。所以，平台到吊车梁底板距离为6.78m。吊车梁到到天花板距离大于0.1米m，平台天花板距离取8米。所以泵房总高度为16.5米。三、泵房平面尺寸确定9给水与排水工程—水泵与水泵站 根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为7.1m，详细尺寸请见附图。四、辅助设备的选择和布置1．起重设备最大起重为用Y355-39-4电动机重量Wm＝1990kg，最大起吊高度见平台上建筑高度的确定为8.5+6.78=15.28米。故选用LDT2-S型电动单梁桥式起重机（起重量为2t，跨度为10.5m，起重高度为12m），选用型号为AS310-162/1的电动葫芦。2．引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。3．排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程18m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在23m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q＝15～28m3/h，H＝27～22m，N＝3KW,n=2890r/min）两台，一台工作，一台备用，配电机Y100l-2。4．通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空－空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为≈10127m3/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25°，配套电机JO-311，N＝1.5kw）。5．计量设备在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。第四章在本次泵与泵站的课程设计中，感谢李静老师在设计中对我们的指导和帮助，使我们得以顺利完成。9给水与排水工程—水泵与水泵站 在本次设计中，我们熟读设计任务书里提供的原始资料（图纸资料和文字资料），认真将书本的知识及老师课堂上授予的各种经验方法加以消化和巩固，严格按照《给水排水设计手册》等的要求，按照设计指导书的提示，顺利完成设计任务。在设计思考和动手的过程中，锻炼了我们解决问题的能力，提高了使用计算机的水平和灵活运用的能力,并让我们体会到了工程的严谨性和规范性，为我们的毕业设计打下了坚实的基础。第五章参考文献1、《给水排水设计手册》，1册，11册，12册，中国建筑工业出版社2、《给水排水制图标准》3、《泵站设计规范》GB/T　50265-974、《给水排水管道工程施工及验收规范》5、《泵与泵站》姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社9给水与排水工程—水泵与水泵站'