《泵與泵站》課程設(shè)計-送水泵房設(shè)計-4萬立方米每天

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1、水泵站課程設(shè)計說明書水泵站課程設(shè)計水泵站課程設(shè)計說明書說明書全套圖紙加扣全套圖紙加扣 3346389411 或或 3012250582學(xué) 生 學(xué) 院: 土木與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級:14 級給排水科學(xué)與工程（1）班姓 名: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 水泵站課程設(shè)計說明書 2016 年 12 月 13 日水泵站課程設(shè)計說明書目目 錄錄一、設(shè)計任務(wù)書.1二、總述.1三、水泵設(shè)計流量及揚(yáng)程.1四、水泵機(jī)組選擇.2五、吸、壓水管的設(shè)計.5六、機(jī)組及管線布置.6七、泵站內(nèi)管路的水力計算.8八、輔助設(shè)備的選擇和布置.10九、泵站各部分標(biāo)高的確定.11十、泵房平面尺寸確定.13水泵站課程設(shè)計說明書1

2、一、設(shè)計任務(wù)書本課程設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)所給定的原始資料設(shè)計某城市新建給水工程的送水泵房。1、設(shè)計目的本課程設(shè)計的主要目的是把泵與泵站中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計工作中，使所學(xué)知識得到鞏固和提高，同時培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計資料的獨(dú)立工作能力。2、設(shè)計基本資料（1）某城市最高日用水量為 4 萬 m3/d，時變化系數(shù) Kh=1.6，日變化系數(shù) Kd=1.3，管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為 12m，最不利點(diǎn) 地面標(biāo)高為 20m，樓房一般四層（服務(wù)水頭 20m），泵站至管網(wǎng)起點(diǎn)設(shè)兩條輸水管（均為鑄鐵管），每條長 500m，管徑500mm，泵站處地面標(biāo)高為 17.2m，吸水井最高水位

3、 17.70m，最低水位 14.20m，按一處火災(zāi)核算，消防流量 30L/s，發(fā)生火災(zāi)時管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為 17.50m，管網(wǎng)中無水塔。（2）地區(qū)氣象資料可根據(jù)設(shè)計需要由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供。（3）水廠為雙電源進(jìn)行。二、總述本設(shè)計中，送水泵房為矩形，長為 23.472m，寬為 9.340m。泵房為半地下式，泵房上設(shè)有操作平臺，建筑總高為 9.797m。水泵采用兩臺 12Sh-9A 型泵、兩臺 20sh-9A型水泵（一備一用），電機(jī)分別配 JS-116-4 型和 JSQ-1410-6 型。吸水管采用 DN700和 DN500 兩種規(guī)格，壓水管采用 DN600 和 DN400 兩種規(guī)格。管材

4、為鋼管，管道采用直進(jìn)直出鋪設(shè)，采用管路配件均為鋼制零件。起重機(jī)選用 DL 型電動單梁橋式起重機(jī)，電動機(jī)型號為 ZDY21-4，起重量為 5t。設(shè)排水溝和集水坑，選用 50QWDL-15 潛水排污泵，真空泵選用兩臺 SZ-2 型真空泵（一用一備）。三、水泵設(shè)計流量及揚(yáng)程 1、設(shè)計流量 管網(wǎng)無設(shè)置水塔，泵站的設(shè)計流量應(yīng)按最高日最高時用水量來確定。水泵站課程設(shè)計說明書2 s74.740h2666.67241046 . 124334LmhmQKQdh水泵站課程設(shè)計說明書3 2、設(shè)計揚(yáng)程 （1）輸水管中的水頭損失輸H 在最大流量的情況下，由于有兩條輸水管，計算在最不利情況下（即一條輸水管檢修，另一條輸水

5、管通過 75%的設(shè)計流量時）， s555.56s740.7475. 075. 0LLQQ 由手冊查鑄鐵管的水力計算表得，mmD500 當(dāng)時，；當(dāng)時，sLQ5501smv2.80120.710001isLQ5602，。smv2.85221.410002i 利用內(nèi)插法求得，輸水管的水力坡度3-3-33-11021.0)550-555.56(550-5601020.7-1021.41020.7iii 輸水管流速smvvv2.82)550555.56(5505602.80-2.852.801 經(jīng)校核，在最不利情況下，輸水管的流速在建議流速范圍內(nèi)，符合要求則輸水管的水頭損失，由得， ilh mmH11.

6、551 . 15001021.03-輸 （式中 1.1 是包括局部損失而加大的系數(shù)） （2）水泵所需的靜揚(yáng)程 mHST80. 520.1420 （3）泵站內(nèi)部的水頭損失粗估為pHm2 （4）管網(wǎng)中控制點(diǎn)所要求的最小自由水壓，即服務(wù)水頭為 m02 （5）管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失，即為管網(wǎng)Hm12（6）考慮安全水頭為m2則水泵的設(shè)計揚(yáng)程為：53.35m21220211.555.80h安全水頭STHH四、水泵機(jī)組選擇 1、根據(jù)和，在泵綜合性能圖上作出 a 點(diǎn)。s74.740LQ 53.35mH水泵站課程設(shè)計說明書4 當(dāng)流量 Q 最小時，即，泵站內(nèi)水頭損失甚小，此時輸水管和配水管網(wǎng)中水頭損失sLQ3

7、0也較小，現(xiàn)假定三者之和為，則所需泵的揚(yáng)程應(yīng)為：。在圖上m2mH8 .29222080. 5作出 b 點(diǎn)。連接 a、b 兩點(diǎn)成參考管道特性曲線，選取與參考管道特性曲線相交的水泵并聯(lián)。為了滿足要求，選取方案：一臺 20sh-9A，兩臺 12sh-9A，備用泵為一臺 20sh-9A。水泵相關(guān)性能參數(shù)如下：流量Q（L/s)揚(yáng)程 Hm轉(zhuǎn)速 nrpm泵軸功率 Nkw效率%允許吸上真空高度 m泵重kg20sh-9A 型390630584297030036072754274012sh-9A 型1472485542147090.213178834.5773 2、管道特性曲線由上面所求的各種水頭損失可得，管道的

8、沿程摩阻與局部阻力之和的系數(shù)為：5223246.56)10740.74()21211.55()(msQHHHSp管網(wǎng)輸所以，管道特性曲線方程為：22S46.568 .27QSQHHT （式中是最低水位到最不利點(diǎn)所需的靜揚(yáng)程）STH3、在坐標(biāo)紙上畫出水泵的單泵特性曲線、并聯(lián)運(yùn)行泵的特性曲線以及管道特性曲線（見附圖）所以有如下圖：方案用水變化范圍（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%泵效率%712768一臺 20sh-9A兩臺 12sh-9A5654.550.554.59010075787382596712一臺 20sh-9A一臺 12sh-9A5550.54450.5801007

9、2778284520596一臺 20sh-9A50.54439.544781007376290520兩臺 12sh-9A54.539.531.539.5581007779選用一臺 20sh-9A，兩臺 12sh-9A31.531.5724、電機(jī)選擇20sh-9A 型泵，查手冊得可配得電機(jī)有 2 種，相關(guān)系數(shù)如下：水泵站課程設(shè)計說明書5電機(jī)型號功率（kw）轉(zhuǎn)速（rpm）重量（kg）參考價格（元）電壓（V）JSQ-1410-63809853550174706000JRQ-1410-63809853600204506000 從經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，決定選用 JSQ-1410-6 型電機(jī)。 12sh-9

10、A 型泵，查手冊得可配的電機(jī)有 2 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-116-4155147510804200380JR-116-4155147112505400380 從經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，決定選用 JS-116-4 型電機(jī)。 5、機(jī)組基礎(chǔ)的確定 （1）20sh-9A 型水泵與 JSQ-1410-6 型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸長：3282mm；寬：1340mm，水泵重：2740k g；電機(jī)重：3550kg；總重：6290kg如圖所示：20sh-9A 型水泵與 JSQ-1410-6 型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸 （2）12sh-9A 型水泵與 JS-116

11、-4 型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸長：2254mm；寬：1020mm；水泵重：773kg；電機(jī)重：1080kg；總重：1853kg 如圖所示：水泵站課程設(shè)計說明書612sh-9A 型水泵與 JS-116-4 型電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸 （3）基礎(chǔ)高度的確認(rèn)（g 取 10N/kg） 20sh-9A 型水泵與 JSQ-1410-6 型電機(jī)的基礎(chǔ)高度mLBWH83. 123520340. 13.2821062900 . 30 . 31 12sh-9A 型水泵與 JS-116-4 型電機(jī)的基礎(chǔ)高度mLBWH1.03235201.0202.2541010800 . 30 . 32 式中 W泵與機(jī)組的總重量，kg； 基礎(chǔ)所用材

12、料的容重，對于混凝土基礎(chǔ)來說，；3mN23520 L基礎(chǔ)長度，m； B基礎(chǔ)寬度，m；五、吸、壓水管的設(shè)計吸壓水管的流速要求如下：管徑（mm）d250250d1000吸水管流速（m/s）1.01.21.21.6壓水管流速（m/s）1.52.02.02.5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：水泵站課程設(shè)計說明書71）單臺 20sh-9A 型水泵在并聯(lián)工作中工況點(diǎn)對應(yīng)的流量；sLQ5961 當(dāng)管路采用鋼管時，查手冊可得： 吸水管：；mmD7001smv55. 1108. 410001i 壓水管：；mmD6001smv04. 2147. 810001i2）單臺 12sh9

13、A 型水泵在并聯(lián)工作中工況點(diǎn)對應(yīng)的流量；sLQ2902 當(dāng)管路采用鋼管時，查手冊可得： 吸水管：；mmD5002smv42. 1223. 510002i 壓水管：；mmD4002smv24. 223 .1710002i六、機(jī)組及管線布置 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(dú)的吸水管，壓水管引出泵房后連接起來，匯到兩條 DN500 的鑄鐵管輸水干管中。管路布置見下圖： 管路布置圖水泵站課程設(shè)計說明書8查手冊以及標(biāo)準(zhǔn)圖集得：20Sh-9A 水泵的管路的配件見下表泵型號管路編號設(shè)備名稱型號規(guī)格(mm)局部阻力系數(shù)數(shù)量DN700DN10501吸水喇叭口

14、H1=740,H2=1590.562290同徑彎頭DN7000.6823柔性穿墻套管DN700,L=500/4Z41T-10 型明桿楔式4手動閘閥DN=700，L=6600.062可曲撓橡膠接頭5柔性接頭DN=700，L=2600.212吸水管路6同心漸縮管DN700DN500,L=7060.227同心漸擴(kuò)管DN600DN300,L=5200.342可曲撓橡膠接頭8柔性接頭DN=600，L=2600.212H44TX-10 旋啟式9止回閥DN=600，L=13001.72D971X 型電動對夾式10電動蝶閥DN600，L=1550.221190異徑彎頭DN600DN5000.67220Sh-9

15、A壓水管路12柔性穿墻套管DN600,L=500/212Sh-9A 水泵的管路的配件見下表泵型號管路編號設(shè)備名稱型號規(guī)格(mm)局部阻力系數(shù)數(shù)量1吸水喇叭口DN500DN750H1=530,H2=1190.52290同徑彎頭DN5000.6423柔性穿墻套管DN500,L=500/44手動閘閥Z41T-10 型明桿楔式DN=500，L=5400.0625柔性接頭可曲撓橡膠接頭DN=500，L=2550.21212Sh-9A吸水管路6同心漸縮管DN500DN300,L=7150.22水泵站課程設(shè)計說明書9說明：1)20Sh9A 的吐出錐管尺寸為 DN300DN500，L=1000mm，12Sh9

16、A 的吐出錐管尺寸為DN200DN300，L=500mm。2)為了節(jié)省面積，閘門井設(shè)在泵房外，井的直徑為 2000mm，閘門井中設(shè)的是一個 DN500 的電動蝶閥和 DN500 的手動蝶閥。七、泵站內(nèi)管路的水力計算取一條最不利線路，從 20Sh-9A 吸水口經(jīng)過閘門井最終到輸水干管為計算線路圖（如下圖所示） 泵站內(nèi)部最不利線路7同心漸擴(kuò)管DN400DN300,L=5100.228柔性接頭可曲撓橡膠接頭DN=400，L=2600.2129止回閥H44TX-10 旋啟式DN=400，L=9001.7210電動蝶閥D971X 型電動對夾式DN400，L=1550.2212Sh-9A壓水管路11柔性穿

17、墻套管DN400,L=400/2水泵站課程設(shè)計說明書10（1）吸水管路的水頭損失hs本設(shè)計取吸水管長為 8m，由上可得，吸水管中的流速為 V1=1.55m/s，流入泵中的速度 V2為：m/s.DQV40350143659044222 吸水管的水力坡度 1000i=4.08，因此：1m3 . 08 . 9240 . 320. 08 . 9255 . 121. 006. 068. 056. 0808004. 0g2g2l2222521432111）（）（VVihs（2）水泵本身的水頭損失7m4 . 08 . 9240 . 30 . 1g2222Vh泵泵（3）壓水管路的水頭損失hd 本設(shè)計取壓水管長

18、為 20m，由上可得，壓水管中的流速為 V3=2.04m/s,在 DN500 的輸水管的流速 V5為：s/4m0 . 35 . 014. 3659. 044225DQV 壓水管的水力坡度 1000i=8.47，因此：mVVihd78 . 18 . 9240 . 32 . 02 . 05 . 11 . 01 . 028 . 9240 . 267. 02 . 07 . 121. 034. 02047008. 0g2)2(g2l222515141312112310987622）（）（）（(注：根據(jù)最不利點(diǎn)各個三通的水流特點(diǎn)，131211、分別取 0.1、0.1、1.5)終上所述可得：泵站內(nèi)部的水頭損

19、失為：65m. 27m8 . 174 . 013 . 0hhhds泵泵站h水泵站課程設(shè)計說明書11 水泵所需的實(shí)際揚(yáng)程為：H=HST+Hsev+h 輸+h 網(wǎng)+h 泵站+安全水頭 =5.80+20.00+11.55+12.00+2.65+2=54.00m（4）消防校核 消防按一處發(fā)生火災(zāi)進(jìn)行計算可得： 消防所需揚(yáng)程：H=HST+Hsev+h輸+h網(wǎng)+h泵站+安全水=5.8+10+11.55+17.50+2.65+2=49.50m（該（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） 消防所需流量：Q=740.74+30L/s。在坐標(biāo)紙上做出點(diǎn)（770.74,49.50），可得

20、所選的水泵在發(fā)生火災(zāi)時無需備用泵也能滿足消防要求。八、輔助設(shè)備的選擇和布置（1）起重設(shè)備 水泵和電機(jī)是不帶底座的，因此泵和電機(jī)可以分開起吊。最大的起重設(shè)備為電機(jī) JSQ-1410-6，重量 3550kg。泵房大概跨度為 9 米多，所以選擇 DL 型電動單梁橋式起重機(jī)，電動機(jī)型號為ZDY21-4，跨度，起重量是 5 噸。mLk9（2）引水設(shè)備啟動引水設(shè)備選用真空泵，真空泵的排氣量 Q 為 min/50. 0min/)00. 233.10(333.10)385. 06 . 35 . 0414. 3(10. 1)()(332mmHHTHWWKQssaasp （注：20Sh-9A 的吸水口到出水閘閥的

21、距離為3.6m）真空泵的最大真空度：mmHgmmHgHv14733.107602max查手冊，選用兩臺 SZ-2 型真空泵(一用一備），靠墻邊布置。水泵站課程設(shè)計說明書12（3）排水設(shè)備 在泵房內(nèi)設(shè)排水溝和集水坑，另設(shè) 50QWDL-15 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)。設(shè)有高低窗，并且保證足夠的開窗面積即可。九、泵站各部分標(biāo)高的確定（1）泵的安裝高度20Sh-9A 水泵的允許吸上真空高度Hs=4.0m，12Sh-9A 水泵的允許吸上真空高度Hs=4.5m，所以按 20Sh-9A 水泵來計算安裝高度 Hss（假設(shè)水溫為 20，海拔為 10

22、0m）mmhgVHHsss09. 313 . 08 . 9240 . 3)20.1033.10(42s222所以安裝高度取 2.0m（2）吸水井高度的確定1）按照規(guī)范，從吸水井最低水位到喇叭口的浸沒深度不應(yīng)小于 0.51.0m，取浸沒深度為1.0m，故喇叭口的標(biāo)高為H喇叭口=14.201.0m=13.20m2）按照規(guī)范，從吸水井井底到喇叭口的距離應(yīng)符合 0.8D，D 為喇叭口的最寬出口的直徑。即H井底=13.200.81.050m=12.36m（3）各泵軸、管軸和基礎(chǔ)的標(biāo)高確定1）由上可得安裝高度為 2.0m，則泵軸的標(biāo)高H泵軸=14.20+2m=16.20m，查手冊得：泵型號泵軸與吸水管軸的

23、距離（mm）泵軸與壓水管軸的距離（mm）泵軸與基的距離（mm）12Sh-9A265304520水泵站課程設(shè)計說明書1320Sh-9A4255459002）20Sh-9A 各標(biāo)高的確定吸水管的管軸標(biāo)高:H吸軸=16.200.425m=15.775m壓水管的管軸標(biāo)高:H壓軸=16.200.545m=15.655m基礎(chǔ)的標(biāo)高:H基礎(chǔ)16.20-0.900m=15.300m3）12Sh-9A 各標(biāo)高的確定吸水管的管軸標(biāo)高:H吸軸=16.200.265m=15.935m壓水管的管軸標(biāo)高:H壓軸=16.200.304m=15.896m基礎(chǔ)的標(biāo)高:H基礎(chǔ)=16.20-0.520m=15.68m4）泵房地面標(biāo)

24、高:H泵地=15.30-0.25m=15.05m（基礎(chǔ)突出地面的高度定為 0.25m）（4）泵房工作平臺的標(biāo)高泵房工作平臺設(shè)計為比地面高出 300mm，所以工作平臺的標(biāo)高：H工作=17.20+0.3m=17.50m（5）泵房頂?shù)臉?biāo)高根據(jù)規(guī)范和手冊，查出起重機(jī)的規(guī)格和要求，列出下表：類型高度差（m）離屋頂?shù)膬艨崭叨?.1機(jī)架自身高度0.58起重機(jī)電機(jī)與掛鉤的高度1.38繩子的長度取最寬起吊物的 1.2 倍最寬設(shè)備為 JQ-1410-6 電機(jī)，寬度為 1.75m1.21.75=2.1最高起吊物 20Sh-9A 水泵的高度1.457起吊后離地面的凈空值2綜上可得，泵房到工作平臺的高度 H=0.1+0

25、.58+1.38+2.1+1.457+2m=7.617m所以，泵房頂?shù)臉?biāo)高 H房頂=17.50+7.347m=24.847m水泵站課程設(shè)計說明書14十、泵房平面尺寸確定（1）泵房的長度由于電動機(jī)的功大于 55KW，按照橫向排列各部分的尺寸的要求所得，基礎(chǔ)與基礎(chǔ)之間的距離為 2m，基礎(chǔ)與墻的距離為 3.2m,，所以泵房的長度為:L=3.22+23+22.254+23.282m=23.472m（2）泵房的寬度為了使在泵房內(nèi)的設(shè)備能夠易安裝和拆卸檢修，吸水管一側(cè)距墻的寬度大于 1.5m，考慮吸水管設(shè)有其他配件，取 3m，壓水管一側(cè)距墻的寬度大于 3m，考慮壓水管設(shè)有較多的其他配件，取5m，所以泵房的寬度為：B=3+5+1.340m=9.340m