《泵與泵站》課程設(shè)計-送水泵房設(shè)計平面圖

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1、 土木與交通工程學(xué)院 課程設(shè)計 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 課程名稱 泵與泵站課程設(shè)計 設(shè)計名稱 送水泵房設(shè)計平面圖 專 業(yè) 給排水科學(xué)與工程 年級班別 2013級（2）班 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015年1月8日 《泵與泵站》課程設(shè)計說明書 一

2、、設(shè)計計算： 1.總述： 本設(shè)計當(dāng)中，送水泵房設(shè)為矩形，長為27.606米，寬為9.8米。泵房為半地下式，設(shè)有操作平臺，泵房總高為25.465米。輸水管采用DN1200，管材為鑄鐵管，吸水管采用DN1000和DN700，壓水管采用DN800和DN500的管徑，管材均為鋼管，所有管路配件均為鋼制零件。水泵采用兩臺14sh-13型水泵和兩臺24sh-13型水泵（一用一備），電機(jī)分別選用JS-127-4和JSQ-158-6型號。起重機(jī)選用DL型電動單梁橋式起重機(jī)，型號：DLZDY21-4，起重量是5噸，起重高度為6米，跨度為13米，排水設(shè)備選用WWQ30-10排污泵，真空泵選用兩臺SK-27型真

3、空泵，一用一備。 2.水泵設(shè)計流量及揚(yáng)程設(shè)計： （1）由于城市管網(wǎng)中無水塔設(shè)置，因此，所設(shè)計的泵站采取分級供水方式，即泵站的設(shè)計流量按最高日最高時用水量計算： （2）自流管設(shè)計： 設(shè)兩輸水鑄鐵管管徑一致（均為D），按設(shè)計流速1.29，可得管徑D： 算的自流管管徑D≈800mm，因此取兩條管徑為D800的鑄鐵管為自流管。 （3）設(shè)計揚(yáng)程估算： 1）輸水管中的水頭損失： 由于存在兩條輸水管，計算最不利情況，即在最大流量下，一輸水管檢修，另一輸水管管通過設(shè)計流量的75%時的水頭損失(其中設(shè)計流速為1m/s)：

4、 所以輸水管管徑 由《給水排水設(shè)計手冊》第一冊鑄鐵管水力計算表可查出： 管徑為1200mm，當(dāng)v=1m/s，時，1000i=0.881 即 （式中的1.1是包括局部水頭損失而加大的系數(shù)。） 2）泵站的水頭損失（）：初估為2m 3）水泵所需的靜揚(yáng)程： 當(dāng)吸水井水位最高時， 當(dāng)吸水井水位最低時， 4）管網(wǎng)中控制點所要求的最小自由水壓，即服務(wù)水頭： 5) 管網(wǎng)起點至最不利點水頭損失： 6）考慮安全水頭： 綜上，水泵的設(shè)計揚(yáng)程為： 設(shè)計洪水水位： 設(shè)計枯水水位： 3.泵和電機(jī)的初選： （1）泵的初選 ①在流量和揚(yáng)程要求最高時，

5、即在最不利情況下，當(dāng)Q=1296.30L/s, H=42.285m時，在Sh型離心泵性能曲線型譜圖上作出a點（1296.30，42.285）； ②當(dāng)Q=30L/s時，即泵綜合性能圖上的橫坐標(biāo)原點，泵站內(nèi)部水頭損失非常小，此時輸水管和配水管網(wǎng)中的水頭損失也比較小，現(xiàn)在假定三者的和為2m，則所需的泵的揚(yáng)程應(yīng)該如下： 作出b點（30,29.80）； ③連接a、b兩點，根據(jù)畫出一條垂線，如下圖，在此線兩側(cè)各選一型號泵組成下列方案： 方案一：一臺24Sh-13型泵，兩臺14Sh-13型泵,（一臺24Sh-13型泵備用）； 方案二：一臺24Sh-13型泵，一臺20Sh-13型泵； 方案三：

6、兩臺20Sh-13型泵，一臺14Sh-13型泵。 （3）在坐標(biāo)紙上畫出水泵的單泵特性曲線、并聯(lián)特性曲線和管道特性曲線 （見附圖）。 方案編號 用水變化范圍（L/s） 運(yùn)行泵及其臺數(shù) 泵揚(yáng)程 m 所需揚(yáng)程m 揚(yáng)程利用率 % 方案一： 一臺24sh-13 + 兩臺14sh-13 985~1420 一臺24sh-13 兩臺14sh-13 65.5~45 36~45 55~100 855~985 一臺24sh-13 65.5~36 34~36 52~100 468~855 兩臺14sh-13 57.5~34 29.5~34 51~10

7、0 <468 一臺14sh-13 ＞29.5 <29.5 —— 由圖可知，方案二、方案三均不滿足要求，所以選擇方案一。 （4）電機(jī)選擇： 查《給水排水工程設(shè)計手冊》第11冊得， ①14sh-13型泵可配的電機(jī)有四種，相關(guān)系數(shù)如下： 電機(jī)型號 功率（kw） 轉(zhuǎn)速（rpm） 重量（kg） 參考價格（元） 電壓（V） JS-136-4 220 1482 2000 11000 6000 JR-136-4 220 1475 2000 12400 6000 JS-127-4 260 1480 1520 5600 380 JR-12

8、7-4 260 1472 1760 7000 380 ②24sh-13型泵可配的電機(jī)有三種，相關(guān)系數(shù)如下： 電機(jī)型號 功率（kw） 轉(zhuǎn)速（rpm） 重量（kg） 參考價格（元） 電壓（V） JSQ-158-6 550 985 4500 20820 6000 JRQ-158-6 550 985 4600 24360 6000 JRQ-1410-6 380 985 3600 20450 6000 通過從壽命、經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，而且所配電機(jī)功率不能低于泵的軸功率（460~452kw），得到以下的電機(jī)選擇方案： 14Sh-13型泵選

9、用JS-127-4型電機(jī)。 24Sh-13型泵選用JSQ-158-6型電機(jī)。 （5）確定機(jī)組基礎(chǔ)： 查《給水排水設(shè)計手冊》第十一冊可得： 1）14sh-13型水泵與JS-127-4型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸 長：2450mm；寬：1190mm， 水泵重：1000kg；電機(jī)重：1760kg；總重：2760kg 基礎(chǔ)高度： 如圖所示： 2）24sh-13型水泵與JSQ-158-6型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸 長：3438mm；寬：1500mm； 水泵重：3780kg；電機(jī)重：4500kg；總重：8280kg 24sh-13型水泵與JSQ-15

10、8-6型電機(jī)的基礎(chǔ)高度 如圖所示： 式中 W — 泵與機(jī)組的總重量，kg； — 基礎(chǔ)所用材料的容重，對于混凝土基礎(chǔ)來說， L—基礎(chǔ)長度，m； B—基礎(chǔ)寬度，m； g取10N/kg。 4.吸水管及壓水管的設(shè)計： 當(dāng)吸水管管徑大于或等于250mm時，設(shè)計流速建議采用1.2~1.6m/s 當(dāng)壓水管管徑大于或等于250mm時，設(shè)計流速建議采用2.0~2.5m/s 在水泵的單泵特性曲線，并聯(lián)的特性曲線以及管道特性曲線圖上可以看出： 單臺14sh-13型水泵在并聯(lián)工作中工

11、況點對應(yīng)的流量； 當(dāng)管路采用鋼管時，查《給水排水工程設(shè)計手冊》第1冊可得： 吸水管：；； 壓水管：；； 2）單臺24sh-13型水泵在并聯(lián)工作中工況點對應(yīng)的流量； 當(dāng)管路采用鋼管時，查《給水排水工程設(shè)計手冊》第1冊可得： 吸水管：；； 壓水管：；； 5.機(jī)組及管路布置： 本設(shè)計的送水泵站設(shè)計為矩形，機(jī)組布置采用橫向排列的方式，連接采用丁字管。每臺泵都有單獨的吸水管，壓水管引出泵房后連接起來，匯到兩條DN1000的鑄鐵管輸水干管中。 查《給水排水工程設(shè)計手冊》第10冊以及給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集得：

12、 （1）14sh-13型水泵： 管道類型 配件類型 尺寸 吸水管 Z945T-10電動暗桿楔式閘閥（Z945T-10） D=700mm，L=660mm 偏心漸縮管 D700×350 剛性防水套管 D=700mm，783×9 90°鋼制彎頭 D=700mm，L=590mm 鋼制喇叭口 D=700mm 壓水管 同心漸擴(kuò)管 D300 ×500 球形補(bǔ)償器 D=500，L=844 mm HH44Z-10緩閉止回閥 D=500 mm，L=1100mm D941X-10型電動蝶閥 D=500mm，L=350mm 柔性防水套管 D=500mm，585×10

13、 （2）24sh-13型水泵： 管道類型 配件類型 尺寸 吸水管 Z945T-10電動暗桿楔式閘閥（Z945T-10） D=1000mm，L=840mm 偏心漸縮管 D1000×600 剛性防水套管 D=1000mm，1093×9 90°鋼制彎頭 D=1000mm，L=780mm 鋼制喇叭口 D=1000mm 壓水管 同心漸擴(kuò)管 D400 ×800 球形補(bǔ)償器 D=800mm，L= 917mm HD741-10液壓式緩沖止回蝶閥（HD741-10） D=800mm，L=470mm D941X-10型電動蝶閥 D=800mm，L=470mm 柔

14、性防水套管 D=800mm，880×10 聯(lián)絡(luò)管 同徑三通 D800×800 同心漸擴(kuò)管（2個） D800×1200 XD971X-10型電動蝶閥（2個） D=800mm，L=470mm 異徑三通 D800×500 注：為了減少泵房的跨度，將聯(lián)絡(luò)管設(shè)在站外，把聯(lián)絡(luò)管上的閥門置于切換井中。 示意圖如下： 5.泵站內(nèi)管路的水力計算 取一條最不利線路（24sh-13型水泵的最長線路），畫出從喇叭口到輸水管起點為止的草圖，如下圖 （1）吸水管路的水頭損失（此處g取9.8N/kg） 吸水管路長為5m，吸水管中流速，流入泵的速度為 （式中為

15、泵進(jìn)口的直徑） 式中： ：帶鋼制喇叭口1000×1520的伸入水池的進(jìn)口局部阻力系數(shù) ：DN1000的鋼制90°彎頭局部阻力系數(shù) ：DN1000電動暗桿楔式閘閥局部阻力系數(shù)，按開啟度考慮 ：D1000×700偏心漸縮管局部阻力系數(shù) 故有， （2）壓水管路的水頭損失（此處g取9.8N/kg） 壓水管路長為20m，壓水管中流速，流出泵的速度為 （式中為吐出錐管直徑）

16、 式中 ：D600×800的同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù) ：DN800球形補(bǔ)償器局部阻力系數(shù) ：DN800液壓式緩沖止回蝶閥局部阻力系數(shù) ：DN800的D941X-10型電動蝶閥局部阻力系數(shù) ：DN800×1200同心漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù) ：DN500×800的異徑三通的局部阻力系數(shù)

17、 ：DN800的DX971X-10型電動蝶閥局部阻力系數(shù) ：DN800同徑三通的局部阻力系數(shù) 故有， （3）泵自身的水頭損失： （4）綜上，水泵內(nèi)部的水頭損為： （5）所以水泵的實際揚(yáng)程 即 （6）消防校核： （式中的10m為建筑消防送水規(guī)定的，從水廠到建筑首層的水頭揚(yáng)程）

18、 在坐標(biāo)紙上畫出（1326.30，38.78）點，經(jīng)檢核無需備用泵也能滿足要求。 7.輔助設(shè)備的選擇和布置 （1）起重設(shè)備 因為機(jī)組是不帶底座的，所以泵與電機(jī)可以分開起吊。 最大起重量是電機(jī)JSQ-158-6，重量為4500kg。 泵房大約的跨度是8m，所以選擇DL型電動單梁橋式起重機(jī)， 型號：DLZDY21-4，跨度，起重量是5噸。 （2）引水設(shè)備，真空泵選擇： 排氣量： 式中 ：真空泵的排氣量（) ：泵站中最大一臺泵殼內(nèi)空氣容積（m3），相當(dāng)于泵吸入口面積乘以泵吸入口到出水閘閥間的距離

19、 （式中，3.627m為泵長、吐出錐管長度、漸擴(kuò)管以及球形補(bǔ)償器長度之和） ：從吸水井最低水位算起的吸水管中空氣容積（m3），根據(jù)吸水管直徑和長度算，查表可得 ：大氣壓的水柱高度，取10.33m ：離心泵的安裝高度（m） ： 泵引水時間（h），一般應(yīng)小于5min，取3min ： 漏氣系數(shù)，一般取1.05~1.10 故， 最大真空值： 查《給水排水設(shè)計手冊》第十一冊 所以選用SK-27型真

20、空泵兩臺，一臺工作一臺備用。 Q=0.16~0.13m3/min，H=110~760mmHg （3）排水設(shè)備 在泵房內(nèi)設(shè)排水溝200×200，另設(shè)WWQ30-10潛水排污泵。 （4）通風(fēng)設(shè)備 由于泵房為半地下式，且挖深度為2m左右，所以采用自然通風(fēng)。 8.泵站各部分標(biāo)高的確定 （1）泵的安裝高度 24sh-13型水泵的允許吸上真空高度為2.5m 14sh-13型水泵的允許吸上真空高度為3.5m 按24sh-13型水泵計算，安裝高度為： 考慮當(dāng)?shù)卮髿鈮?，氣溫?/p>

21、化影響，決定安裝高度為1.5m （2）吸水井底高度確認(rèn) 1）從吸水井最低水位到喇叭口的浸沉深度取值為1.199m 2）按規(guī)定，吸水喇叭口高于吸水井底不小于0.8D（D為吸水管喇叭口擴(kuò)大部分的直徑，即0.8D=0.8×1.51=1.208），取1.208m 所以，吸水井底的標(biāo)高為14.20-1.199-1.208=11.793m （3）各管軸、基礎(chǔ)及泵軸的標(biāo)高確定 1）泵房基礎(chǔ)采用混凝土板式結(jié)構(gòu)，機(jī)組安裝在地板上凸起的基礎(chǔ)座上 2）泵軸標(biāo)高為：14.20+1.5=15.70m 3）查手冊得，

22、泵軸和管軸的距離為532mm，則吸水管中，通過偏心漸縮管后的管軸標(biāo)高為：15.70-0.532=15.168m，即壓水管管軸標(biāo)高為15.168m。 4）吸水管連續(xù)上升的坡度取i=0.01，則吸水管管軸的標(biāo)高為： 15.168-0.01×（5-1.5+0.532）=15.128m 5）查手冊得，泵軸到基礎(chǔ)的距離為950mm，則基礎(chǔ)標(biāo)高為15.70-0.95=14.75m 6）本設(shè)計基礎(chǔ)突出地面的高度定為400mm，則泵房底標(biāo)高為14.75-0.4=14.25m 7）溝底標(biāo)高為：14.35-0.2=14.15m

23、 （4）泵房工作平臺標(biāo)高 泵房工作平臺設(shè)為比地面高出300mm， 所以工作平臺標(biāo)高為17.20+0.3=17.50m （5）泵房頂?shù)母叨却_定 1）起重設(shè)備離屋頂要有一個150mm的高度差， 2）起重機(jī)架的高度差查表得700mm， 3）起重機(jī)電機(jī)與掛鉤的高度1380mm， 4）起重機(jī)繩子的長度為最寬起吊物寬度的1.2倍，最寬的設(shè)備是24sh-13型水泵，即為1.2×1800=2160， 5）最高起吊物為24sh-13型水泵， 6）凈空取2m， 所以泵房頂?shù)焦ぷ髌脚_的高度為： 則泵房頂標(biāo)高為 9.泵房平面尺寸確定 （1）泵房的長度 由于電機(jī)的功率大于55kW時，按照橫向排列各部尺寸的要求得，基礎(chǔ)與基礎(chǔ)之間的距離取2.78米，基礎(chǔ)到墻的距離取大于3米，所以泵房的長度為27.606米。 （2）泵房的寬度 為了使在泵房內(nèi)的設(shè)備配件易于安裝和拆卸檢修，吸水管一側(cè)距墻的寬度為4260米，壓水管一側(cè)距墻的寬度為大于5米，所以泵房的寬度為9.8米。