保定市城市給水廠送水泵房設(shè)計(jì)河南城建學(xué)院第19頁前言該設(shè)計(jì)為保定市城市給水廠工送水泵房程工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包含了選泵、機(jī)組布置、吸水管和壓水管的布置、水泵流量和揚(yáng)程的校核、輔助設(shè)備的選取、泵房平面尺寸和高程的確等大部分內(nèi)容。該送水泵房的設(shè)計(jì)主要指的是二級泵站的設(shè)計(jì)，級泵站主要由水泵機(jī)組,吸壓管路,引水設(shè)備,起重設(shè)備,排水設(shè)備,計(jì)量設(shè)備,采暖及通風(fēng)設(shè)備,電氣設(shè)備,防水錘設(shè)備和其他設(shè)備組成。在泵站中除設(shè)有機(jī)器間(安裝水泵機(jī)組的房間)外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。通過這次設(shè)計(jì)，使我得到了一次綜合訓(xùn)練，我把以前學(xué)到的分散、零亂的知識，進(jìn)一步加強(qiáng)與鞏固，并使之系統(tǒng)化，理論和實(shí)際相結(jié)合，加深了我們對城市取水泵房的整體性理解和認(rèn)識。使我在查閱文獻(xiàn)、編寫計(jì)算書和說明書、計(jì)算機(jī)繪圖等各方面的技能也得到了相應(yīng)的提高。由于自己水平有限，在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)差錯(cuò)，敬請老師加以指正，以促進(jìn)我進(jìn)步。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會加強(qiáng)學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己的不足，使設(shè)計(jì)更加完善、科學(xué)、合理。PrefaceThedesignfortheBaodingcitywaterplantwaterintakepumphouseinprocessengineeringdesign,designcontentincludestheselectionofpump,unitarrangement,thewatersuctionpipeandthepressurepipelayout,waterpumpflowandliftcheck,auxiliaryequipmentselection,thepumpingstationplanesizeandelevationismostcontent.Thewaterintakepumphousedesignmainlyreferstothetwostagepumpingstationpumpingstationdesign,mainlybythepump,suctionpressurepipeline,waterequipment,liftingequipment,drainageequipment,meteringequipment,heatingandventilationequipment,electricalequipment,waterhammerandotherequipment.Inthepumpstationwiththeexceptionofamachineroom(mountedpumpunitroom),alsowithhighandlowvoltagepowerdistributionroom,controlroom,dutyroom,garageandotherauxiliaryroom.Throughthisdesign,soIgotacomprehensivetraining,Ihadlearnedthescattered,messyknowledge,furtherstrengthenandconsolidate,andmakeitsystematic,combiningtheoryandpractice,ourunderstandingofthecitywaterintakepumphousecomprehensiveunderstandingandunderstanding.Makemeinliterature,writingspecifications,calculationsandcomputerdrawingskillshasalsobeenacorrespondingincrease.Duetotheirownlevelislimited,inthedesignoftheinevitableerrors,pleaseteachertocorrect,inordertopromoteourprogress.Inthefuturestudyandwork,Iwillstrengthenthestudy,makesupowninsufficiency,makethedesignmoreperfect,scientific,reasonable.目錄第一章基本資料 41.1設(shè)計(jì)題目： 41.2設(shè)計(jì)原始資料： 4第二章設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 52.1泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 52.1.1設(shè)計(jì)流量的確定 52.2.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定 52.3水泵選型 62.3.1水泵選擇原則： 62.3.2初選水泵 62.3.3水泵裝置需能曲線參數(shù)的確定 62.4水泵機(jī)組的布置及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算 72.4.1布置機(jī)組 72.4.2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算 82.5水泵吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì) 92.5.1吸水管路 92.5.2壓水管路 102.6精確選泵并消防校核 112.6.1吸水管路中的損失 112.6.2壓水管路損失 112.6.3水泵房內(nèi)總水頭損失 112.6.4消防校核 112.7輔助設(shè)備的選擇 122.7.1充水設(shè)備 122.7.2計(jì)量設(shè)備 122.7.3起重設(shè)備 122.7.4排水設(shè)備 122.7.5通風(fēng)設(shè)備 122.8泵房平面尺寸 122.8.1泵房總長度 132.8.2泵房總寬度 132.9泵房內(nèi)部標(biāo)高及泵房高度 132.9.1水泵安裝高度及泵房形式的確定 132.9.2泵房內(nèi)部標(biāo)高 142.9.3泵房高度 14第三章總結(jié)及致謝 15第一章基本資料1.1設(shè)計(jì)題目：保定市城市給水廠送水泵站1.2設(shè)計(jì)原始資料：任務(wù)書保定市城市所需用水量237200.6m3/d，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高94.55m、服務(wù)水頭20m，泵站處的地面標(biāo)高73.55m、水池最高水位72.00m地區(qū)氣象資料：最低氣溫：-8—8℃，最高氣溫：35~40泵站地址1∕100—1∕500地形圖站址處要求抗震設(shè)計(jì)烈度為8°。電源資料：采用雙回路供電，電壓等級為：220V、380V、10KV。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書2.1泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定2.1.1設(shè)計(jì)流量的確定二級泵站分兩級供水，為滿足各個(gè)時(shí)段的用水和保證供水的安全性，泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按用戶最高日最高時(shí)用水量來確定。保定市城市最高日最高時(shí)用水量為：，則泵站的設(shè)計(jì)流量為：泵站一級工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量：泵站二級工作時(shí)的設(shè)計(jì)工作流量2.2.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算的一些設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如下表所示：供水流量(L/s)水頭損失/m清水池最低水位與控制點(diǎn)地面高差/m自由水壓/m泵站內(nèi)輸水管管網(wǎng)供水流量3381.630.4815.054.5520消防3個(gè)火點(diǎn)3×10030.5821.814.5510則與設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的管路系統(tǒng)的水頭損失，取安全水頭為2m，則設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：其中：H—泵站所需揚(yáng)程（m）；—地形高差(m)；—自由水壓(m)；—總水頭損失(m)；Hc—安全水頭（m）；2.3水泵選型2.3.1水泵選擇原則：①必須滿足用戶對水量和水壓的要求，保證供水的安全可靠性；②盡量降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用（水泵機(jī)組在長期運(yùn)行中，水泵工作點(diǎn)的效率最高，選用效率較高的水泵）；③水泵使用性能好（選用HS較大，[NPSH]r較小的水泵），④結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長，便于安裝、檢修和管理；⑤所配備電機(jī)總裝機(jī)容量小，避免“大馬拉小車”；⑥泵站投資要少；⑦近遠(yuǎn)期結(jié)合，留有發(fā)展余地。2.3.2初選水泵根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程，在型譜圖上選取符合本設(shè)計(jì)要求的水泵型號。本設(shè)計(jì)選取600s47型水泵5臺，其中備用泵一臺。當(dāng)一級供水時(shí)開三臺泵，二級供水時(shí)開四臺泵。600S47型單能雙吸式離心式水泵性能參數(shù)如下：流量Q=880L/s，揚(yáng)程H=47m，轉(zhuǎn)數(shù)n=970r/min,泵軸額定功率N=461kW，電動機(jī)型號為Y450-54-6型異步電動機(jī)，配電機(jī)功率為560kw，效率為89%，汽蝕余量為6.5m。2.3.3水泵裝置需能曲線參數(shù)的確定先求出裝置需能曲線方程中的參數(shù)，其中，管路水頭損失，則管路系統(tǒng)的當(dāng)量摩阻為：則水泵裝置需能曲線公式為：其中Q以L/s為單位，取值帶入上式。列表2，得裝置需能曲線關(guān)系表，以此作出裝置需能曲線如下圖所示：流量（L/s)2004006008001000120014001600∑h0.060.260.581.041.622.333.184.15H26.6126.8127.1327.5928.1728.8829.7330.70流量（L/s)18002000220024002600280030003200∑h5.256.487.849.3310.9512.7014.5816.59H31.8033.0334.3935.8837.5039.2541.1343.14各種工況下水泵的性能見上圖所示。從以上技術(shù)指標(biāo)看該方案是可行的。2.4水泵機(jī)組的布置及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1布置機(jī)組水泵機(jī)組布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡短、安裝與維護(hù)方便、機(jī)組排列整齊、起重設(shè)備簡單并留有擴(kuò)建余地。常見的布置形式有：一行式排列、雙行式交叉排列、雙行式半交叉排列、平行一行式排列。因本設(shè)計(jì)選用5臺泵，若采用一行式排列泵房長度過長，而雙行式交叉排列要求部分機(jī)組水泵軸調(diào)向，比較麻煩。故本設(shè)計(jì)采用雙行式半交叉式排列，既減少了泵房長度有不要求部分機(jī)組水泵軸調(diào)向。2.4.2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算水泵外形尺寸LL1L2L3BB1B219421085110090018008001300B3HH1H2H3n-?d100017009505356634-41電動機(jī)尺寸L1HhBAn-?d1167450135011205604-35600s47型水泵不帶底座，所以選定其基礎(chǔ)為混凝土塊式基礎(chǔ)，則基礎(chǔ)長度L＝相應(yīng)地角螺釘間距大者+（400～500）＝基礎(chǔ)寬度B＝相應(yīng)地角螺釘間距大者+（400～500）＝基礎(chǔ)高度H＝＝其中—水泵重量（kg）;—電機(jī)重量（kg）;—基礎(chǔ)長度（m）—基礎(chǔ)寬度（m）;—基礎(chǔ)密度（kg/m3）(混凝土密度ρ＝2400kg/m3)最終確定水泵占地3.7m×1.4m×1.5m。2.5水泵吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì)當(dāng)泵站為用戶供水時(shí)，四臺600s47型單級雙吸離心泵并聯(lián)工作，其流量Q1=Q/4=845.4(L/s)，單臺泵出水量Q=845.4L/s。水泵吸、壓水管所通過的流量應(yīng)按Q=845.4L/s設(shè)計(jì)，管材采用鋼管。2.5.1吸水管路1、吸水管路布置要求吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產(chǎn)生故障。為此常采取一下措施：(1)為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴(yán)格。(2)為使水泵及時(shí)排走吸水管路中的氣體，吸水管應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度。(3)吸水管的安裝與敷設(shè)應(yīng)避免在管道內(nèi)形成氣囊。(4)吸水管安裝在吸水井內(nèi)，吸水井有效容積應(yīng)不小于最大一臺泵5min的抽水量。(5)吸入式工作的水泵，每臺水泵應(yīng)設(shè)單獨(dú)的吸水管。(6)當(dāng)吸水池水位高于水泵軸線時(shí)，吸水管上應(yīng)設(shè)閘閥，以利于水泵檢修。(7)當(dāng)水中有大量雜質(zhì)時(shí)，喇叭口下面應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)。(8)吸水管設(shè)計(jì)流速一般為：DN＜250mm時(shí)，v=1.0～1.2m/s；DN≥250～1000mm時(shí)，v=1.2～1.6m/s；DN﹥1000mm時(shí)，v=1.5～2.0m/s.2、吸水管管徑當(dāng)Q=845.4L/s時(shí)，由鋼管水力計(jì)算表查得管徑DN=900mm，流速v=1.34m/s，管段的水頭損失i=0.00219。3、吸水管路的管件布置（1）喇叭口設(shè)計(jì)喇叭口擴(kuò)大直徑：D≥(1.3～1.5)DN=1.3×900=1170㎜取1200㎜喇叭口高度：4（D-DN）=4×（1200-900）=1200㎜喇叭口距墻壁的距離：T=(0.3～0.5)D取T=0.4×1200=520㎜取500㎜喇叭口距室底的距離：P=0.62D=0.62×1300=806㎜取800㎜喇叭口之間距離：l1≥3D=3×1200=3600㎜喇叭口淹沒深度：h2≥（1.2～1.4）D=1.3×1200=1560㎜取1600mm進(jìn)水閘閥：采用Z941T—10型電動法蘭明桿楔式閘閥，DN=900㎜，L=780㎜，ζ=0.05（3）偏心漸縮管：為了防止吸水管積有空氣，其規(guī)格為：DN900-600，L=2（D-d）+150=750㎜,ζ=0.21（4）90°彎頭：DN900,ζ=0.712.5.2壓水管路1、壓水管路布置要求對壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修方便。具體如下：(1)壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設(shè)備連接處或需要常檢修處采用法蘭接口。(2)為了避免管路上的應(yīng)力傳至水泵，以及安裝和拆卸方便，可在壓水管路適當(dāng)位置上設(shè)補(bǔ)償接頭或可撓性接頭。(3)離心泵必須要關(guān)閘啟動。(4)當(dāng)不允許水倒流時(shí)，需設(shè)止回閥。(5)壓水管設(shè)計(jì)流速為：DN＜250mm時(shí)，v=1.5～2.0m/s；DN≥250mm時(shí)，v=2.0～2.5m/s；2、壓水管管徑當(dāng)Q=845.4L/s時(shí)，壓水管流速以經(jīng)濟(jì)流速為依據(jù)，由鋼管水力計(jì)算表查得管徑DN=700mm，流速v=2.21m/s，管路的水頭損失i=0.00831。3、壓水管路配件（1）止回閥:采用HD741X型液壓式緩沖止回閥，其規(guī)格為DN700，L=430㎜，ζ=1.7（2）閘閥：設(shè)置在壓水管路上的常開閥門，采用Z941T—10型電動法蘭明桿楔式閘閥，DN=700㎜，L=720㎜，ζ=0.05（3）同心漸擴(kuò)管：DN400-700,L=2（D-d）+150=750㎜,ζ=0.32（4）90°彎頭：DN700,ζ=1.02具體管路附件選配如下：型號進(jìn)口法蘭尺寸mm出口法蘭尺寸mmDN1D11D1n1-Фd1DN2D12D2n2-Фd2600S4760072578020-3040051556516-262.6精確選泵并消防校核2.6.1吸水管路中的損失吸水管水頭損失:h吸=hf1+hj1其中沿程水頭損失Hf1=i×l=0.00219×25=0.055m(設(shè)吸水管長25m)局部水頭損失吸水管水頭損失為： 2.6.2壓水管路損失壓水管水頭損失為：h壓=hf2+hj2其中沿程水頭損失為;hf1=i×l=0.00813×20=0.163m(設(shè)壓水管路長20m)局部水頭損失為：壓水管水頭損失為：2.6.3水泵房內(nèi)總水頭損失泵房內(nèi)總的水頭損失為：小于估計(jì)的泵房內(nèi)總水頭損失2m，故選擇的水泵合適。2.6.4消防校核保定市屬于二區(qū)，取一次可有三個(gè)著火點(diǎn)，每個(gè)著火點(diǎn)消防用水為100L/s，則消防時(shí)，泵站的供水量為：消防時(shí)，泵站的揚(yáng)程為：所選機(jī)組能滿足消防時(shí)的水量和揚(yáng)程的要求。2.7輔助設(shè)備的選擇2.7.1充水設(shè)備當(dāng)吸水井水位低于泵軸線時(shí)，水泵需要采用真空泵充水。其中，充水的方法有很多，對于小型水泵裝置在進(jìn)水管路進(jìn)口安裝有底閥的，一般用人工充水，不帶底閥時(shí)，用真空水箱充水；對于大中型泵多采用真空泵充水。本設(shè)計(jì)設(shè)兩臺真空泵，其中一臺做備用。2.7.2計(jì)量設(shè)備在壓水管上設(shè)超聲波流量計(jì)，選取SP-1型超聲波流量計(jì)2臺，安裝在泵房外輸水干管上。2.7.3起重設(shè)備根據(jù)電機(jī)和水泵的重量結(jié)合水泵房的高度選擇起重機(jī)型號。選擇起重機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范及起重機(jī)的尺寸要求選擇合適的起重機(jī)。本設(shè)計(jì)選用電動葫蘆，型號為CD11-24D。2.7.4排水設(shè)備（1）排水溝一般采用縱向布置，矩形明溝，寬0.05～0.25m，深0.05～0.3m，坡度1/50，本設(shè)計(jì)排水溝寬0.2m，深0.2m，坡度1/50。（2）采用排水泵排水，沿泵房內(nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用排水泵抽送出去。本設(shè)計(jì)采用排水泵型號為50ZZB-10。2.7.5通風(fēng)設(shè)備因泵房高度比較高可以設(shè)多個(gè)窗戶來通風(fēng)，本設(shè)計(jì)分別在側(cè)墻上設(shè)兩排窗戶高度為1.2m，通風(fēng)效果較好，故不再單獨(dú)設(shè)機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。2.8泵房平面尺寸水泵機(jī)組采用雙行式半交叉式排列形式布置泵房右端設(shè)一進(jìn)出設(shè)備的大門，控制室、配電室、值班室設(shè)在泵房左側(cè)地上一層。水泵間距：L=2400mm水泵與配電設(shè)備間距：L=3000mm水泵距大門間距：L=5000mm水泵距吸水管側(cè)墻的距離：L=3700mm泵房長:L＝27000mm泵房寬：L=12000mm2.8.1泵房總長度值班室、控制室和配電間寬度為d1=3000mm，值班室距離第一根進(jìn)水管為L1=3000mm，吸水管間距為L2=2700mm，吸水管距離檢修間的距離為L3=2700mm，檢修間寬度為d2=3000mm，則泵房的總長度為：=3000+3000+4×2700+5×900+2700+3000=27000mm2.8.2泵房總寬度控制室、值班室和配電室的長度均為d3=4000mm，則泵房總寬度為：B=3d3=3×4000=12000mm2.9泵房內(nèi)部標(biāo)高及泵房高度2.9.1水泵安裝高度及泵房形式的確定允許吸上真空高度計(jì)算公式：其中：Hs——允許吸上真空高度；[NPSH]p——允許汽蝕余量；υ1——吸水管流速；則可得允許吸上真空高度值為：水泵安裝高度為：取∑hs=0.5m，則水泵的安裝高度為：清水池最低水位為70.00m，取清水池至積水間的水頭損失為0.2m，則積水間的最低水位為69.80m，水泵安裝高度為泵軸標(biāo)高=吸水間最低水位+Hss=69.80.5+3.0=72因?yàn)榈孛鏄?biāo)高為73.55m，而泵軸的標(biāo)高為72.80m，在地面以下故本設(shè)計(jì)泵房形式采用半地下室。2.9.2泵房內(nèi)部標(biāo)高(1)泵房內(nèi)底地面標(biāo)高=泵軸標(biāo)高－h(huán)1－0.4=72.80－0.95－0.4=7（0.95為泵軸至基礎(chǔ)高度，0.4為基礎(chǔ)突出地面高）(2)水泵基礎(chǔ)頂標(biāo)高=泵軸標(biāo)高-h1=72.80-0.95=71.85(3)水泵基礎(chǔ)底標(biāo)高=