整理吉林省某城镇二级给水泵站设计Word文档下载推荐.docx
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地下水位:
-2.2m,地耐力:
12~20T/㎡。
2、水文资料
(1)最高洪水位(百年一遇):
140.42m
(2)最低水位(保证率97%):
128.56m
(3)常水位:
130.70m
(4)河床底标高:
120.50m
(5)河床标高:
131.00m
(6)河水最大流量:
360m3/s
(7)河水最小流量:
60m3/s
3、城市管网资料
(1)城市平均日用水量:
近期为8.0万t/d,远期为12.0万t/d,要求不间断供水;
(2)新建城市无用水量变化曲线,参考周边类似城市选取;
(3)城市人口20万人;
(4)根据当地建筑物的特点,供水须满足5层楼所需水压;
(5)城市输水干管的最高日最高时情况下水头损失为2.4m,配水管网到达控制点的水头损失为12.3m,控制点地面标高为136.70m,消防时最不利管段水头损失增加以20%计。
六、设计内容:
(1)二级给水泵站的工艺设计;
(2)二级给水泵站水力计算;
(3)二级给水泵站消防校核。
六、设计时间安排
工艺设计2天,水力计算3天,编写计算书2天,绘图3天。
七、设计成果要求
二级给水泵站平面图、剖面图各一张(2#图,其中一张手绘),设计计算说明书一份;
须完成答辩。
第二章泵站设计参数的确定
近期:
Qd=kd×
Q=1.3×
8=10.4万t/d=4333.3m3/h(1203.7L/s)
远期:
12=15.6万t/d=6500m3/h(1805.6L/s)
注:
Qd——最高日设计用水量
kd——日变化系数
(1)泵站设计流量的确定
泵站分二级工作:
第一级工作从7时到20时,第二级工作从20时至次日7时
泵站一级工作时的工作流量
QⅠ/(m3﹒h-1)=10.4万t/d×
5.85%=6088.8m3/h(1691.3L/s)
QⅠ/(m3﹒h-1)=15.6万t/d×
5.85%=9126.0m3/h(2535.0L/s)
泵站二级工作时的工作流量
QⅡ/(m3﹒h-1)=10.4万t/d×
3.01%=3130.4m3/h(869.6L/s)
QⅡ/(m3﹒h-1)=15.6万t/d×
3.01%=4695.6m3/h(1304.3L/s)
(2)设计扬程的估算
水泵站的设计扬程与用户的位置和高度等有关。
控制点地面标高136.7m,吸水井设计标高132m,
泵站一级工作时的设计扬程
HⅠ/m=HST+Ho+∑h+∑h泵站内+H安全=
4.7+24+12.3+2.4+1.5+2=46.9
H1——水泵的设计扬程
HST——水泵净扬程;
4.7m
Ho——给水管网中控制点要求最小服务水头:
24m
∑h——输配水管网到达控制点的水头损失:
12.3+2.4m
∑h泵站内——泵站内水头损失(初估为2m)
H安全——安全水头,一般取1-2m,本设计取1.5m
当Q为869.6L/s时,泵站内水头损失甚小,此时输水管和配水管网中水头损失也较小,假定此时∑h+∑h泵站内之和为6m,则相应的水泵扬程为H1=4.7+24+6+2=36.7m
第三章初选泵和电机
根据Q=1691.3L/s,H1=48.9m和Q=869.6L/s,H1=36.7m,选取下列两种方案
方案
水泵
型号
流量
L/s
扬程
m
轴功率
KW
允许吸上真空高度Hs/m
重量
Kg
效率
%
个数
方案一
12Sh-9A
147-248
55-42
99.2-131
4.5
773
72-82
3
20Sh-9A
390-630
58-42
300-360
4
2740
72-75
3两用一备
方案二
14Sh-13
270-410
50-37
164-180
3.5
1000
79-84
2
通过对上述两方案的对比,方案一水泵组合方案比方案二多,且方案一中各水泵允许吸上真空高度比较高,故采用第一方案。
其中20Sh-9A两用一备,一台为调速泵,三台12Sh-9A互为备用,远期用水量增加较大,可加设一台20Sh-9A型离心泵
采用水泵厂家所指定的配套电机,如下:
水泵型号
电机型号
转速(r/min)
电机功率/kW
电机重量/Kg
JR-116-4
1471
155
1250
JRQ-147-6
1480
360
3100
第四章机组基础尺寸的确定
所选水泵均不带底座,所以选定其基础为混凝土块式基础,其基本计算如下。
(1)基础长度
L/mm=地脚螺钉间距+450
=L4+L6+L8+450
(2)基础宽度
B/mm=地脚螺钉间距+450=b+450
(3)基础高度
H/m={3×
(W水泵+W电机)}/{L×
B×
}
其中W水泵—水泵质量(kg);
W电机—电机质量(kg);
L—基础长度(m);
B—基础宽度(m);
—基础密度(kg/m3)(混凝土密度
=2400kg/m3)。
根据厂家提供的样本,12Sh-9A和20Sh-9A型水泵均不带底座,根据水泵自身规格,得出其基础尺寸如下:
水泵与电机尺寸
基础尺寸
L4/mm
L6/mm
L8/mm
b/mm
L/m
B/m
H/m
320
944
590
620
2.3
1.1
1.0
780
1149
770
940
3.0
1.4
1.9
那么,混凝土块式基础的尺寸(m)分别为为L1×
B1×
H1=2.3×
1.1×
1.0;
L2×
B2×
H2=3.0×
1.4×
第五章吸水管路和压水管路设计计算
每台泵有单独的吸水管和压水管
(1)吸水管路
12Sh-9A型离心泵的吸水管路
Q=248L/s
采用DN500钢管,V=1.26m/s,i=3.83×
10-3
20Sh-9A型离心泵的吸水管路
Q=630L/s
采用DN800钢管,V=1.35m/s,i=2.25×
(2)压水管路
12Sh-9A离心泵的压水管路
Q=248L/s
采用DN400钢管,V=1.97m/s,i=1.27×
10-2
20Sh-9A离心泵的压水管路
Q=630L/s
采用DN600钢管,V=2.41m/s,i=9.46×
(3)橫向联络管
横向联络管的流量应为两台较大水泵并联流量Q=1260L/s,
采用DN800钢管,V=2.51m/s,i=8.99×
(4)管路附件选配
名称
型号规格
主要尺寸/mm
喇叭口
DN500钢制
D1700,H600
DN800钢制
D11100,H900
90o弯头
DN500
R=636
DN800
R=1016
蝶阀
DN500,D800
D371X-1
L1=127
L2=190
DN400,DN600
L1=102
L2=154
偏心渐缩管
DN500×
DN300
L=550
DN800×
L=750
渐放管
200×
400
350×
600
L1=550
L2=450
400×
600×
800
L2=550
止回阀
DN400,N600
HH49X-1
L1=310
L2=390
十字管
L=1800
异径三通管
DN600×
L1=400
L2=960
等径三通管
L1=500
L2=1060
第六章吸水井设计计算
吸水井最低水位/m=泵站所在位置地面标高-清水池有效水深-清水池至吸收井管路水头损失=136.0-3.8-0.2=132.0m
吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面标高=136m
水泵吸水管进口喇叭口大头直径D/mm
(1.3-1.5)×
d,D1=1.4×
500=700;
D2=1.375×
800=1100
水泵吸水管进口喇叭口长度L/mm
(3.0-7.0)×
(D-d),L1=3×
(700-500)=600;
L2=3×
(1100-800)=900
喇叭口距吸水井井壁距离/mm
(0.75~1.0)D=0.82×
1100=900
喇叭口之间距离/mm
(1.5~2.0)D,2×
1100=2200;
2×
700=1400
喇叭口距吸水井井底距离/mm
0.8D=1.0×
1100=1100
喇叭口淹没水深h/m
(0.5~1.0)=1.2
所以,吸水井长度/mm>
1400+3×
2200+2×
900+3×
(1100+700)=16600(注:
最后还要参考水泵机组之间距离调整确定);
吸水井宽度/mm=900×
2+1100=2900mm(取3000mm);
吸水井高度=6300mm(包括超高300m)
第七章吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利的路线,计算从吸水口至输水干管的水头损失,计算路线如下:
(1)吸水管路水头损失计算
(4+1)×
2.25×
10-3=0.02m
吸水管路局部水头损失计算如下表:
管道直径/mm
管件
阻力系数ζ
最大流量
/(L/s)
流速v/(m/s)
0.4
630
1.35
0.09
0.036
0.7
0.063
0.1
0.009
800×
500
0.21
3.46
0.61
0.128
合计
=0.236
吸水管路水头损失
=0.256m
(2)压水管路水头损失计算
=4×
9.46×
10-3+3×
2.3×
8.99×
10-3=0.1
压水管路局部水头损失计算如下表
渐扩管
0.3
6.55
2.190
0.657
1.7
2.23
0.253
0.430
0.025
0.67
1.25
0.080
0.054
0.053
0.20
0.016
4×
闸阀
0.032
三通管
1.30
0.104
1.371
压水管路总水头损失
1.371+0.1=1.471m
从吸水口至输水干管的总水头损失:
0.246=1.471=1.717m
因此泵的实际扬程为
=4.7+24+12.3+2.4+1.5+1.717=46.627m
由此可见,所选的泵机组符合要求。
第八章各工艺标高设计计算
泵轴安装高度
注HSS—泵轴允许安装高度(m);
HS—水泵吸上高度(m);
g—重力加速度(m/s2);
—水泵吸水管路水头损失。
泵轴至底座/mm
泵轴中心至吸水口中心线/mm
泵轴中心至出水口中心线/mm
允许吸上真空高度/m
进水口直径/mm
出水口直径/mm
12SH-9A
520
265
304
300
200
20SH-9A
900
425
4.0
350
(1)12Sh-9A型水泵
经计算
=0.01m,考虑长期运行后,水泵性能下降和管路阻力增加等,取
=1m
Hss1/m=4.5-1-
=3.42m
泵轴标高=吸水井最低水位+Hss1=132.0+3.42=135.72m,考虑冻土层1.6m,取标高为134m
进水管中心线标高=134-0.265=133.735m
出水管中心线标高=134-0.304=133.696m
基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度=134-0.52=133.48m
(2)20Sh-9A型水泵经计算
=0.246m,考虑长期运行后,水泵性能下降和管路阻力增加等,取
Hss2/m=4-1-
=2.9m
泵轴标高=吸水井最低水位+Hss2=132.3+2.9=135.2m,取134m
进水管中心线标高=134-0.425=133.575m
出水管中心线标高=134-0.500=133.500m
基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度=134-0.9=133.1m
泵房地底标高/m=基础顶面—0.2=133.1-0.2=132.9m
第九章消防校核
20万人口的城镇,按照同一时间2次火灾,每次用水45L/s,Qp=90L/s
Q火=QⅠ+Qp=1691+90=1781L/s
城市给水系统常采用低压消防制,服务水头为10m,消防时最不利管段水头损失增加以20%计
H火=HST+Ho火+∑h火+∑h泵站内+H安全=
4.7+10+12.3×
1.2+2.4×
1.2+1.5+2=35.84m
可知,在这种情况下该设计能够满足城市消防灭火的要求。
第一十章泵站附属设备的选择
(1)引水设备
启动饮水设备,选用水环式真空泵,选用SZB-8型水环式真空泵,一用一备,布置在泵房靠墙角处,
(2)计量设备
在压水管上设超声波流量计,选取SP-1型超声波流量计两台,安装在泵房外输水干管上,距离泵房5m
在压水管上设压力表,型号为Y-60Z,测量范围为0.0-1.0MPa;
吸水管上设真空表,型号为Z-60Z,测量范围为0.0-760mmHg
(3)起重设备
选用
型,起重量为5t,其中高度为6m
(4)排水设备
选用50QW10-7-0.75潜水排污泵两台,一用一备,流量Q=10m3/h,转数n=2820r/min,电机功率N=7.5KW,设集水坑一个,2.0×
1.0×
1.5=3.0
第一十一章泵房形式的选择及尺寸设计
根据吸水井最低水位和水泵吸上真空高度的条件,确定泵站为矩形半地下式。
水泵机组采用单排横向式布置。
(1)机器间长度
因电机功率大于55KW,故基础间距取2.5m,基础与墙壁间距离取2m,除六台水泵外,机器间左端按最大一台一组布置,设一块检修地,宽3.0m,另外考虑远期发展,预留一块以加设大泵,故机器间总长度为
L=3.0×
3+2.3×
3+2.5×
5+2×
2+3×
1+(3.0+2.5)=40.9m
(2)机器间宽度
吸水管蝶阀距墙壁取1.5m,水泵出水侧是管理,操作的主要通道,水泵基础与墙壁净距不宜小于3m,取4m,故泵房宽度取8m
(3)机器间高度
泵房高度为起重机高度,吊梁高度,滑车高度及最大型号泵高度之和,取10m
泵房尺寸为41×
8×
10
参考文献
1.《给水排水设计手册第一册常用资料》中国建筑工业出版社,1986
2.《给水排水设计手册第三册城镇给水》中国建筑工业出版社,1986
3.《给水排水设计手册第十一册常用设备》中国建筑工业出版社,1986
4.《给水排水设计手册第十二册器材与装置》中国建筑工业出版社,1986
5.《水泵及泵站设计计算》李亚峰,尹士君,蒋白懿主编化学工业出版社
6.《泵与泵站》(第五版),姜乃昌主编中国建筑工业出版社2007.
7.《水泵与水泵站》张景成、张立秋主编哈尔滨工业大学出版社
8.《现代给水排水工程设计》谢水波、余健主编湖南大学出版社2003.
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