《泵与泵站》课程设计取水泵站的设计Word文档下载推荐.doc

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=1.1×

0.00425×

1500=7.0125m

（式中1.1包括局部损失而加大的系数）

③泵站内管路中的水头损失∑h

粗估1.8m，安全水头2m，

则泵设计扬程为：

枯水位时：

Hmax=33.60+7.0125+1.8+2=44.4125m

洪水位时：

Hmin=20.20+7.0125+1.8+2=31.0125m

二>

、初选泵和电机

（1）管道特性曲线的绘制

管道特性曲线的方程为

H=HST+=HST+SQ2

式中HST——最高时水泵的净扬程，m;

———水头损失总数，m;

S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；

Q——最高时水泵流量，m3/s

HST=33.60m,把Q=4156.25m3/h,H=44.41m,代入上式得:

S=8.10

所以管路特性曲线即为:

H=HST+8.10Q2=33.60+8.10Q2

可由此方程绘制出管路特性曲线,见图1

表1管路特性曲线Q-H关系表

Q（m3/h）

600

1000

1700

2000

∑h（m）

0.00

0.23

0.63

1.81

2.50

H（m0

33.60

32.83

33.23

34.41

35.10

2500

2800

3400

3900

4200

3.91

4.90

7.23

10.80

12.10

H（m）

36.51

37.50

39.83

44.41

44.70

（2）水泵选择

选泵的主要依据：

流量、扬程以及其变化规律

①大小兼顾，调配灵活

②型号整齐，互为备用

③合理地用尽各水泵的高效段

④要近远期相结合。

“小泵大基础”

⑤大中型泵站需作选泵方案比较。

根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图（图2）和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：

近期选择三台500S59A型泵，两台工作一台备用，单泵工况点为（1980，44.5），满足近期工况的要求。

远期增加一台500S59A型泵，三台工作一台备用。

远期三台水泵并联时单泵工况点为（1860,50.06）,此时三台泵均工作在高效段工作。

图1水泵并联工况点的求解图

500S59A型泵基本参数

13

图2离心泵性能曲线图

（3）水泵参数

500S59A型单能双吸式离心式水泵性能参数如下：

流量Q=1500～2170m3/s，扬程H=57～39m，转数n=970r/min,泵轴额定功率：

N=333kW，电动机型号为Y400-54-6型异步电动机，配电机功率为400kw，效率为72%～74%，气蚀余量：

Hs=6m

表2500S59A型水泵外型尺寸（不带底座）（单位：

m）

L

L1

L2

L3

B

B1

3510

1860

1167

580

810

B3

A

H

H1

H2

H3

800

710

400

370

480

E

h

W水泵

W电机

n—φd

1200

2235N

3000N

4—35

表3进口法兰尺寸表4出口法兰尺寸

DN1

D01

D1

n1-d1

500

620

670

20-26

DN2

D02

D2

n2-d2

350

460

505

16-22

500S59A型泵工作曲线图

500S59A型泵安装尺寸

三>

、吸水管路的设计

（1）流量Q

Q1==1385.52m3/h=0.385m3/s

（2）吸水管路的要求

①不漏气管材及接逢②不积气管路安装

③不吸气吸水管进口位置

④设计流速：

管径小于250㎜时，V取1.0～1.2m/s

管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6m/s

（3）吸水管路直径

采用DN600×

8钢管，则V=1.32m/s，i=3.56‰

（4）吸水管路的管件布置

1>

喇叭口设计

喇叭口扩大直径D≥（1.3～1.5）d=1.4×

600=840㎜取800㎜

喇叭口高度4（D-DN）=4×

（800-600）=800㎜

喇叭口距墙壁的距离a>

（0.75～1.0）D取a=0.9×

800=720㎜取700㎜

喇叭口距室底的距离h1≥（0.6～0.8）D=0.75×

800=1200㎜

喇叭口之间距离l1≥（1.5～2.0）D=1.5×

喇叭口淹没深度h2≥（1.0～1.25）D=1.25×

喇叭口中心线与后墙的距离C=（0.8～1.0）D=0。

9×

800=720取700㎜

喇叭口与进水室的距离l≥3D=2400㎜

2.>

手动闸阀采用Z45T—10正齿轮转动暗杆楔式闸阀，其规格为：

500S59A：

DM=700㎜，L=660㎜

〈3〉偏心渐缩管为了防止吸水管积有空气，所以采用偏心渐缩管，查表得：

DN700500，L=600㎜,ζ=0.20

<

4>

90°

弯头

500S59A:

DN600,T=700㎜,ζ=1.06

四>

、压水管路的设计

（1）流量Q

（2）压水管路要求

①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。

为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。

②压水管的设计流速：

管径小于250㎜时，为1.5～2.0m/s

管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5m/s

③压水管的选取

采用DN450×

6钢管，则V=2.34m/s，i=16.2‰

（3）、压水管路配件

①止回阀采用HH44－10微阻缓闭式止回阀，其规格为

500S59A：

DN600，L=1180㎜，ζ=0.39

②电动闸阀采用Z945T－10电动暗杆楔式闸阀，其规格为：

DN600,L=600㎜,W=1018kg,ζ=0.06

③手动闸阀设置在水管路上的常开阀门，采用Z45T－25暗杆闸阀，其规格为：

DN600,L=600㎜,W=1540kg,ζ=0.06

④同心渐扩管压水管路上的渐扩管规格如下：

500S59A，DN500600,L=600㎜,ζ=0.11

⑤设在联络管上的渐扩管规格:

DN600800,L=800㎜,ζ=0.34

DN500800,L=800㎜.ζ=0.31

⑥三通管

DN500800,L=1200,ζ=0.78

五>

、水泵间布置

（1）基础尺寸确定

机组基础的作用是支撑和固定机组，便其运行不致发生剧烈震动，更不允许产生基础沉陷。

因此对基础的要求如下：

a）坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。

b）要浇在较坚实的地基上，不宜浇在松软的地基或新填土上，以免

发生基础下沉或不均匀沉陷。

结合以上要点及所选泵的类型，本次设计选用混凝土块式基础。

由于所选泵均不带底座，所以基础尺寸的确定如下：

基础长：

L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400～500）

基础宽：

B=水泵地脚螺钉间距（宽方向）+（400～500）

基础高：

H=（2.5～4.0）×

（W水泵+W电机）/（Lβρ）

因此，500S59A型泵：

L=B+L2+L3+（400～500）=1000+1167+580+453=3200㎜

B=A+450=710+450〈B+450=1250取1250㎜

H=3.0×

（3000+2235）÷

（3.2×

1.25×

2400）=1630取1700㎜

电机基础高H0=1700+800-400=2100㎜

（2）基础布置

基础布置情况见取水泵站祥图。

泵机组布置原则：

在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。

机组的排列方式

采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：

布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。

同时因各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。

<

2>

机组与管道布置

本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。

为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，在订货时应予以说明。

每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。

对于房内机组的配置，我们可以采用近期购买安装三台500S59A型水泵，两台工作，一台备用。

远期需扩建时，再添加一台500S59A型水泵，三台工作，一台备用。

3>

水泵间平面尺寸的确定

水泵机组采用四台交错并列布置成两排,泵房采用圆形钢筋混凝土结构。

横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：

①D1:

进水侧泵与墙壁的净距D1≥1000，取D1=1200㎜

②B1:

出水侧泵基础与墙壁的净距B1≥3000,取B1=3000㎜

③A1:

泵凸出部分到墙壁的净距A1=最大设备宽度+0.5m=1250+1000=2250㎜取2700㎜

④C1:

电机凸出部分与配电设备的净距C1=电机轴长+0.5m。

所以C1=1860+500=2360㎜但是,低压配电设备应C1≥1.5m;

高压配电设备应C1≥2m,C1取2360㎜应该是满足的。

⑤E1:

泵基础之间的净E1值与C1要求相同,即E1=C1=2360㎜

⑥B:

管与管之间的净距B≥0.7m

⑦F:

管外壁与机组突出部分的距离对于功率大于50KW的电机，F要求大于1000㎜，取F=1225㎜

⑧A2:

泵及电机突出部分长度A2=200～250㎜

⑨D1:

压水管路管径D1=450㎜

⑩L:

机组基础长度L=3200㎜

所以，可得R=B1+F+D1+L+E1=3000+225+1225+3200+1350=9000㎜

六>

水泵房安装高度

（1）水泵安装高度

Hss=－Hsv－∑hs－hva

式中Hss——安装高度,泵轴至最低水位的几何高度；

Pa——水面上的绝对大气压；

Hsv——水泵的气蚀余量；

∑hs——吸水管路总水头损失；

hva——实际水温下的饱和蒸汽压力。

500S59A:

Hss=－6－0.51－0.43=3.16m

吸水间最低水位=24.60-280×

4.25‰=23.41m

泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=23.41+3.26=26.67m

（2）泵房中各标高确定

①泵房内底地面标高=泵轴标高－h1－0.4

=26.67－1.3－0.4

=24.97m（0.4为基础突出地面高）

②水泵基础顶标高=泵轴标高+H1=26.67+0.5=27.17m

③水泵基础底标高=26.67－0.8=25.87m

④电机基础顶标高=27.17+1.2=28.37m

⑤水泵进水口中心标高=泵轴标高－H2=26.67－0.37=26.30m

⑥水泵出水口中心标高=泵轴标高-H4

=26.67－0.47=26.20m

⑦地下部分筒体高度=室外地面高度－泵房内底标高

=34.60-24.97=9.63m

泵房筒体高度=操作平台标高－泵房内底标高

=（洪水位标高+1m浪高）－泵房内底标高

=（38.00+1）-24.97

=14.03m

⑧泵房上层建筑高度

根据起吊高度和采光，通风要求，从操作平台到房顶楼板间距离设计为

操作平台标高=洪水位标高+1m浪高

=38.00+1=39.00m

⑨泵房顶标高=操作平台标高+泵房地上部分高度

=39.00+5.8=44.80m

⑩总的筒体高度=泵房顶标高－泵房内底标高

=44.80－24.97=19.83m

七>

吸水管与压水管的水损计算中心

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∑hs:

∑hs=∑hfs+∑hls

1、吸水管路沿程水头损失:

∑hfs=l1×

is=3.56‰×

6.870=0.024m

2、局部水头损失:

∑hls=（ζ1+ζ2）+ζ3

式中ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.075

ζ2———DN600×

8钢管闸阀局部阻力系数，按开启度=0.125考虑，ζ2=0.45；

1.905

ζ3———偏心渐缩管DN700×

500,ζ3=0.80

则∑hls=（0.75+0.45）×

+0.2×

=1.934m

所以吸水管路总水头损失为:

∑hs=∑hfs+∑hls=1.934+0.024=1.96m

②压水管路水头损失∑hd:

∑hd=∑hfd+∑hld

1、压水管路沿程水头损失:

∑hfd=il=0.0039×

4+0.00323×

10+0.00843×

5=0.08m

∑hld=（ζ1+ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7）·

式中ζ1———止回阀局部阻力系数:

0.41；

ζ2———手动闸阀局部阻力系数:

0.06；

ζ3———压水管上的电动闸阀局部阻力系数:

ζ4———同心渐扩管局部阻力系数:

0.21

ζ5———连接三通的同心渐扩管局部阻力系数:

0.31；

ζ6———出水管上的电动机闸阀局部阻力系数:

0.06;

ζ7———三通局部阻力系数:

1.02；

v2———压水管的流速:

1.81m/s。

∑hld=（0.41+0.06×

3+0.21+0.31+1.02）×

=0.63m

所以压水管路总水头损失为∑hd=∑hfd+∑hld=0.08+0.63=0.71m

则泵站内水头损失:

∑h=∑s+∑d=1.96+0.71=2.67m，符合假设的实际水头损失。

辅助设备设计

（1）引水设备

选用真空泵作为引水设备，其特点是水泵引水快，运行可靠，易于实现自动化控制，真空泵的排气量计算：

Qv=

式中Qv———真空泵排气量，单位为m3/min;

Wp———泵站内最大一台水泵泵壳内的空气容积，相当于泵吸入口到出水闸阀

的距离乘以吸入口面积，单位为m3;

k———漏气系数，取k=1.05;

Ws———吸水井最低水位算起到吸水管中空气容积，单位为m3;

Ha———大气压的水柱高度，取10.33m;

Hss———离心泵安装高度，单位为m;

T———水泵充水时间，取5min。

500S59A型水泵的各部分参数：

Wp=×

0.72×

10=3.85㎡

Ws=×

0.52×

（0.6+1.18+0.267）=0.40㎡

则Qv==1.27m3/min

最大真空值：

Hsmax=Hss×

73.6=3.206×

73.6=235.96㎜Hg

因此选择2台SZ—2型水环真空泵（一台备用），其性能如下：

抽气量1.36m3/min,极限真空度-88.5Kpa,耗水量10L/min，重量W=140kg,配套电机:

Y112M-4，功率4Kw，转速n=1450r/min.

6—9SZ-2型真空泵外形尺寸（带底座）：

（单位：

mm）

L4

1001

809

590

527

190

495

B2

B4

445

393

343

472

282

82

基础尺寸：

基础长度=809+（150～200）=809+200=1009，取1000㎜

基础宽度=445+155=600㎜

基础高=82+（150～200）=82+200=282㎜，取300㎜

（2）起重设备的选择

①选型由前面设计可知，最大设备的重量为Y400–54–6型电动机，其重量为3000㎏，泵房宽18000㎜,据此选用LDT3.2S–型电动双梁式起重机，最大起重量为3200㎏，配电葫芦型号为AS416–162/1，配UE小车，起升速度8m/min工字钢630㎜。

其安装尺寸:

W=2500㎜,E=476㎜,H=687㎜,L1=1131㎜,L2=1790㎜,b1=1125㎜

①泵房高度确定

泵房高度:

H1=a+c+d+e+h

式中a———双轨吊车高度，0.687m；

c———行车轨道底至起重机钩中心的距离，1.125m；

d———起重绳的垂直长度（电动机1.2x，x为起重机部件长度，1.86m）；

e———电机高度，1.2m；

h———起吊物与平台距离，取0.5m。

则泵房地上部分高度H1=0.687+1.125+1.86×

2+1.2+0.5=5.744m,为了安全起见取5.8m

所以泵房总高度=17.94+5.8=23.74m

（3）排水设备

由于泵房较深，故采用电动泵排水。

沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按17.5m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.5+5=22.5m左右，可选用I