给水泵站课程设计.docx
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给水泵站课程设计
设计资料…………………………………………………………5
1.水泵的选择……………………………………………………6
1-1.选泵基本数据………………………………………………6
1-2.选择泵型……………………………………………………6
1-3.方案组合与比较………………………………………………7
1-3-1.工况分析………………………………………………7
1-3-2.能耗分析………………………………………………8
1-3-3.运行管理分析…………………………………………8
1-3-4.维修管理分析…………………………………………8
1-3-5.用电分析………………………………………………9
2.机组基础与尺寸确定……………………………………………12
2-1.8sh-9型……………………………………………………12
2-1-1.基础尺寸………………………………………………12
2-1-2.基础校核………………………………………………13
2-2.12sh-9型……………………………………………………13
2-2-1.基础尺寸………………………………………………13
2-2-2.基础校核………………………………………………13
2-3.基础施工图…………………………………………………13
3.泵站内部平面布置及泵房平面尺寸………………………………16
3-1.机组平面布置及泵房平面尺寸…………………………………16
3-2.吸水管,压水管和联络管的走线布置…………………………16
3-3.吸水管及压水管管径确定……………………………………16
3-3-1.吸水管管径………………………………………………16
3-3-2.压水管管径………………………………………………17
3-4.输水管及联络管计算……………………………………………17
3-5.管配件及闸阀的选择……………………………………………17
3-5-1.90°钢制异径弯头………………………………………17
3-5-2.90°钢制弯头………………………………………18
3-5-3.钢制喇叭口………………………………………………19
3-5-4.同心或偏心异径管………………………………………19
3-5-5.钢制三通或四通…………………………………………21
3-5-6.H44T-10型旋启式止回阀…………………………………21
3-5-7.Z945-10型法兰暗杆楔式闸阀………………………………22
3-5-8.Z941T-10型电动明杆楔式单闸板闸阀………………………23
3-5-9.柔性过墙套管……………………………………………24
3-5-10.可曲挠橡胶接头…………………………………………25
3-6管材及管道敷设………………………………………………25
3-7.管道的防腐措施………………………………………………25
3-8.泵房平面尺寸…………………………………………………25
4.泵站高程布置………………………………………………………25
4-1.确定泵轴标高…………………………………………………25
4-2.泵站内地坪标高………………………………………………26
4-3.确定泵房高度…………………………………………………26
4-3-1.选择起重机………………………………………………26
4-3-2.确定泵房高度……………………………………………27
4-4.泵房高程系统…………………………………………………28
5.引水设备…………………………………………………………28
5-1.8sh-9型……………………………………………………29
5-2.12sh-9型…………………………………………………29
6.排水设施………………………………………………………30
7.吸水井……………………………………………………………30
7-1.吸水井长宽……………………………………………………30
7-2.吸水井深度……………………………………………………30
8.其它问题说明………………………………………………………31
8-1.支墩…………………………………………………………31
8-2.水锤消除器……………………………………………………31
8-3.仪表…………………………………………………………31
8-4.供水安全率校核………………………………………………31
设计参考文献………………………………………………………32
附图一:
选泵型谱图
附图二:
选泵方案比较能耗分析图
设计资料:
陕西眉县城镇给水泵站,经管网设计计算得如下资料:
表主要技术数据
序号
项目
数据
1
Qmax(m3/h)
1250
2
Qmin(m3/h)
250
3
Z1(m)
612.40
4
Z2(m)
629.43
5
H自(m)
28
6
∑h压(m)
9.1
7
Z0(max)(m)
613.90
8
Z0(min)(m)
609.90
其中:
Qmax(m3/h)——最大供水量
Qmin(m3/h)——最小供水量
Z1(m)——泵站外地面标高
Z2(m)——管网计算最不利点地面标高
H自(m)——最不利点要求的自由水头
∑h压(m)——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
Z0(max)(m)——吸水池最高水位
Z0(min)(m)——吸水池最低水位
采用无水塔供水系统。
最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生几率假定是均等的。
泵站附近地形平坦。
当地冰冻深度0.29米。
最高水温24℃(学号7)
最高水温22℃(学号19)
最高水温20℃(学号31)
最高水温18℃(学号43)
吸水池距泵站外墙中心线3米。
经平面布置,泵站出水管须在吸水池的对面,输水管两条。
距泵站最近的排水检查井底标高比泵站外地面低1.40米,排水管直径400mm,检查井距泵站5米。
水厂地质为Ⅱ级非自重性湿陷性黄土,地下水位地于地面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布置。
要求供水安全率75%。
1.水泵的选择
1-1.选泵的基本数据
Qmax=1250m3/h=347.22L/s
Hmax=(Z2-Z0(min))+H自+∑H压+H安全+H内
=(629.43-609.90)+9.1+28+2+2
=60.63mH2O
Hst=(Z2-Z0(min))+H自+H安全+H内
=(629.43-609.90)+28+2+2
=51.53mH2O
根据Hmax=Hst+SQ2max
60.63=51.53+S×347.222
S=7.55×10-5
即:
H=Hst+SQ2
H=51.53+7.55×10-5×Q
又因为Qmin=250m3/h=69.44L/s
所以Hmin=51.53+7.55×10-5Q2min
Hmin=51.89mH2O
Q平均=1/2×(Qmax+Qmin)
=1/2×(347.22+69.44)
=208.33L/s
1-2.选择泵型
将a(Qmax,Hmax),b(Qmin,Hmin)点绘于sh型离心泵性能曲线图谱中,连接a,b两点,以ab线段为对角线绘制矩形以决定和选用的泵型及参数如下
型号
流量
(L/s)
扬程(m)
转速(r/
min)
泵轴功率(kw)
配电功率机(kw)
效率
(%)
允许吸上真空高度(m)
叶轮直径(mm)
泵重(kg)
8sh-9
60
~
97.5
69
~
50
2950
55
~
67.8
75
74
~
70.5
5.3
~
3
238
141
10sh-6
100
~
170
71
~
56
1470
99.4
~
126
135
70
~
74
5.5
460
598
12sh-9
160
~
270
65
~
50
1470
127.5
~
167.5
190
79
4.5
435
809
14sh-9B
230
~
340
59
~
47.5
1470
178
~
206
260
75
~
77
3.5
428
1200
当H=Hmax=60.63时,各型号的泵的流量Q(L/s),分别对四种泵编号
型号
8sh-9
10sh-6
12sh-9
14sh-9B
流量(L/s)
80
135
220
300
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1-3.方案组合与比较
已知:
Hmax=60.63mH2O,Qmax=347.22L/s
方案一:
2Ⅱ+Ⅰ Q1=350L/s
方案二:
2Ⅰ+Ⅲ Q2=380L/s
方案三:
Ⅱ+Ⅲ Q3=355L/s
1-3-1.工况分析
方案一:
Ⅰ,Ⅱ,2Ⅱ,Ⅰ+Ⅱ,2Ⅱ+Ⅰ 共五种工况
方案二:
Ⅰ,Ⅲ,2Ⅰ,Ⅰ+Ⅲ,2Ⅰ+Ⅲ 共五种工况
方案三:
Ⅱ,Ⅲ,Ⅱ+Ⅲ共三种工况
讨论:
方案二有三种工况,适应流量变化最差,且泵型有2种,故此排除方案三。
1-3-2.能耗分析
将各个方案中各种工况的(Q~H)特性曲线绘于坐标图中,与管道特性曲线H=Hst+SQ2相交,得到各自的工况点,图中阴影面积之和为总的能耗损失,并根据△E=∑1/2(△Q×△H)计算出各方案中的能耗损失:
(能耗分析图见附图2)
方案一:
△E1=1/2[(96-60)×15+(175-96)×19+(251-175)×19+(303-251)×10+(347.22-303)×(12+8)]
=2444.7
方案二:
△E2=1/2[(96-60)×15+(178-96)×18+(230-178)×8+(303-230)
×9+(347.22-303)×(7+1)]
=1721.38
通过计算可以看出方案二能耗损失较小。
1-3-3.运行管理(启动次数)分析
方案一:
流量
(L/s)
60
~
96
96
~
175
175
~
251
251
~
303
303
~347.22
运行次数
总运行次数
Ⅰ
√
√
√
3
5
Ⅱ
√
√
√
√
1
2Ⅱ
√
√
1
方案二:
流量
(L/s)
60
~
96
96
~
178
178
~
230
230
~
303
303
~347.22
运行次数
总运行次数
Ⅰ
√
√
√
√
2
6
Ⅲ
√
√
2
2Ⅰ
√
√
2
1-3-4.维修管理分析
方案一:
两种型号的水泵和二种电动机;
方案二:
两种型号的水泵和三种电动机。
台数及型号
台数
泵型
电机型号
方案一
3
2
4
方案二
3
2
5
方案二优于方案一。
1-3-5.用电分析
泵型及电量
组合
总用电量
方案一
8sh-9(75kw)10sh-6(135kw)
2Ⅱ+Ⅰ
350(kw)
方案二
8sh-9(75kw)12sh-9(190kw)
2Ⅰ+Ⅲ
340(kw)
方案一用电少于方案二。
综上分析:
方案二启动次数少,用电量小,故排出方案一。
本设计选用方案二:
两台8sh-9型水泵,一台12sh-9型水泵。
由于本方案组合为2台小型泵一台大型泵,为保证用水安全率,选用一台120sh-9型水泵作为备用泵。
所选水泵及配电机的外形及安装尺寸见表2-1、表2-2、表3-1、表3-2。
表2-1
泵型
电机型号
泵外形尺寸(mm)
L1
L2
L4
B
B1
B3
H
H1
H3
H4
4-d
8sh-9
JO2-92-2
812
445
300
620
270
300
566
350
175
172.5
23
12sh-9
JR-126-4
1103
605
320
1020
500
520
885
520
265
304
25
泵型
电机型号
安装尺寸(mm)
8sh
-9
JO2-
92-2
L
L7
L9
L10
L12
L13
B5
B6
H5
H6
H7
c
4-d1
1855.5
539
1505
210
1000
375
450
670
63
120
190
3.5
25
12sh
-9
JR-
126-4
L
L6
L7
L8
L9
b
H5
H8
c
4-d1
2838
925
750
550
500
710
990
450
5
32
表2-2
表3-1
电机型号
外形尺寸(mm)
安装尺寸(mm)
JR-126-4
b
b1
h
L1
4-d
A
B
C
D
E
F
G
H
870
660
1005
1740
32
710
550
305
85
170
24
78
450
电机型号
安装尺寸(mm)
JO2-92-2
A
B
C
D1
D2
E
E2
F
F1
G
G1
H
K
457
419
190
70
65
140
140
20
20
62.5
57.5
280
25
外形尺寸(mm)
h1
L12
b
b1
b2
h
L1
35
160
555
450
270
630
1040
表3-2
附:
sh型泵外形及安装尺寸图(带底座)
附:
sh型泵外形及安装尺寸图(带底座)
附:
JO2-92-2型电机类型及安装尺寸图
附:
JR-126-4型电机类型及安装尺寸图
2.机组基础及尺寸确定
基础的作用是支撑并固定机组,使它运行平稳,不致发生剧烈震动,更不允许产生基础沉陷。
2-1.8sh-9型
其电机为JO2-92-2型(带底座)
2-1-1.基础尺寸
基础长度L=L9+0.2m=1505mm+200mm=1705mm
基础宽度B=B6+0.2m=670mm+200mm=870mm
基础高度H=20×23mm+200mm=660mm
2-1-2.基础校核
混凝土密度:
ρ=2400m³/kg
基础重量:
M基础=ρBLH=2400×1.705×0.870×0.660=2400kg
机组重量:
M机组=M泵+M电机=141kg+608kg=749kg
M基础/M机组=3.20>2.5所以符合要求。
2-2.12sh-9型
其电机为JR-126-4型(不带底座)
2-2-1.基础尺寸
基础长度L=L4+L6+L8+0.5m=320mm+925mm+550mm+500mm=2295mm
基础宽度B=b+0.5m=710mm+500mm=1210mm
基础高度H:
H泵=30×25mm+200mm=950mm
H电机=30×26mm+200mm=980mm
取较大者,H=980mm
2-2-2.基础校核
基础重量:
M基础=ρBLH=2400×2.295×1.21×0.980=6531kg
机组重量:
M机组=M泵+M电机=809+1660=2469kg
M基础/M机组=2.64>2.5所以符合要求。
2-3.基础施工图
8sh-9型(带底座)
基础图
立面图
12sh-9型(不带底座)
基础图
立面图
3.泵站内部平面布置及泵房平面尺寸
3-1.机组平面布置及间距(考虑基础间距及突出物间距)
由于所选水泵均为单级双吸式离心泵,故采用横向排列布置
基础间距=轴长+0.5m(见图3-1)
3-2.吸水管,压水管和联络管的走线布置(见图3-1)
3-1
3-3.吸水管及压水管管径确定
3-3-1.吸水管管径
对于吸水管:
管径(mm)
d<250
250<=d<1000
经济流速(m/s)
1~1.2
1.2~1.6
3-3-1-1.8sh-9型泵
由方案分析可知,该泵的最大工作流量为96L/s
取V=1.5m/s,计算D=
=0.285
取D=0.3m
核算V=4Q/πD²=4×0.096/(3.14×0.3²)=1.36m/s,满足要求.
3-3-1-2.12sh-9型泵
由方案分析可知,该泵的最大工作流量为230L/s
取V=1.5m/s,计算D=
=0.442m,取D=0.5m
核算V=4Q/πD²=4×0.23/(3.14×0.5²)=1.30m/s,满足要求。
3-3-2.压水管管径
对于压水管:
管径(mm)
d<250
d≥250
经济流速(m/s)
1.5~2.0
2.0~2.5
3-3-2-1.8sh-9型泵
由方案分析可知,该泵的最大工作流量为96L/s
取V=2m/s,计算D=
=0.247,取D=0.25m,
核算V=4Q/πD²=4×0.096/(3.14×0.7²)=2.00m/s,满足要求.
3-3-2-2.12sh-9型泵
由方案分析可知,该泵的最大工作流量为230L/s
取V=2.5m/s,计算D=
=0.342,取D=0.35m,
核算V=4Q/πD²=4×0.23/(3.14×0.35²)=2.39m/s,满足要求.
3-4.输水管及联络管计算
Q=0.75Qmax=0.5×347.22=173.61≈260L/s,
取经济流速V=1.6m/s,计算得D=
=0.372m,取D=0.4m,
核算V=4Q/πD²=4×0.174/(3.14×0.4²)=1.38,符合要求.
联络管管径选取与输水管管径相同。
DN=0.4m.
3-5.管配件及闸阀选择
管道配件名称
90°钢制弯头
90°钢制异径弯头
钢制三通
偏心及同心异径管
个数
2
2
4
8
闸阀
喇叭口
可曲挠橡胶接头
过墙套管
止回阀
12
4
4
10
4
3-5-1.90°钢制异径弯头
3-5-1
所用规格
DN
DN1
D
D1
δ
R0
R1
R2
L0
L1
L2
C1
C2
H
H0
H1
400
250
426
273
9
350
1549
980
445
1310
829
1272
805
563
569
11
400
350
426
377
9
350
5559
4905
445
1310
1156
1307
1153
525.7
563.2
11
3-5-2.90°钢制弯头
3-5-2
所用规格
DN
D
δ
2L1
2L9
R
F
H
La
Lb
300
325
8
56
222
260
40
10
310
497
Lc
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
996
26
311
40
53
69.5
86
99
108
111
3-5-3.钢制喇叭口
3-5-3
尺寸及重量表
DN
DN1
D
D1
δ
δ1
H1
H2
H3
R
r
β
A
B
H
重量
300
450
325
480
8
6
280
120
10
888.5
597.9
96.03
132.09
488.6
410
24.48
500
750
530
770
9
6
530
119
11
1729.9
1187
79.5
2212.3
817.6
660
65.32
3-5-4.同心或偏心异径管
(吸水管)规格
水泵型号
DN(mm)
进口法兰Dg(mm)
L(mm)
8sh-9
300
200
500
12sh-9
500
300
715
(压水管)规格
水泵型号
DN(mm)
进口法兰Dg(mm)
L(mm)
8sh-9
250
200
405
12sh-9
350
300
410
3-5-4(偏心)
3-5-5(同心)
3-5-5.钢制三通
规格
DN
DN1
D
δ
D1
δ1
L1
f1
L2
h1
f2
h2
400
250
426
9
273
8
600
11
578
350
10
340
400
350
426
9
377
9
700
11
678
375
11
364
400
400
426
9
\
\
800
\
778
400
\
389
h2
L
h
i
H1
H2
H3
H4
H5
重量(kg)
340
833
52.1
\
170
163
147
133
127
58.4
364
1156
72.3
\
249
230
193
162
151
80.4
389
1310
\
81.9
389
307
238
192
176
84.3
3-5-6
3-5-6.H44T-10型悬启式止回阀
DN
L
D
D1
D2
b
f
H
重量(kg)
250
600
390
350
320
28
3
344
194
350
800
500
460
428
30
4
430
300
3-5-7
3-5-7.Z945
-10型法兰暗杆楔式闸阀
DN
L
D
D1
D2
b
f
A
×
B
H
L1
L2
l1
l2
D0
重量(kg)
250
380
390
350
320
2
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