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1、1 泵与泵站课程设计说明书一任务书本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建给水工程的送水泵房 。（一） 、设计目的本课程设计的主要目的是把泵与泵站中所获得的理论知识加以系统化，并应用于设计工作中， 使所学知识得到巩固和提高， 同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。（二） 、设计基本资料1、 某城市最高日用水量为8 万 m3/d， 时变化系数 Kh=1.6， 日变化系数 Kd=1.3，管网起点至最不利点水头损失为12m，最不利点地面标高为 20m，楼房一般四层 （服务水头 20m） ， 泵站至管网起点设两条输水管 （均为铸铁管）， 每条长 500m，管径_mm，
2、泵站处地面标高为 17.2m， 吸水井最高水位 17.70m， 最低水位 14.20m，按一处火灾核算，消防流量30L/s，发生火灾时管网起点至最不利点水头损失为17.50m，管网中无水塔。2、地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。3、水厂为双电源进行。（三） 、工作内容及要求本设计的工作内容由两部分组成：1、说明书2、设计图纸其具体要求如下：1、说明书（1）设计任务书（2）总述（3）水泵设计流量及扬程（4）水泵机组选择（5）吸、压水管的设计（6）机组及管路布置2（7）泵站内管路的水力计算（8）辅助设备的选择和布置（9）泵站各部分标高的确定（10）泵房平面尺寸确定2、设计图纸根据设计计
3、算成果及取水构筑物的布置草图，按工艺初步设计要求绘制送水泵房平面图、剖面图及机组大样图，图中应绘出各主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。泵站建筑部分可示意性表示或省略， 在图纸上应列出泵站主要设备及管材配件的等材料表。二、总述本次设计为给水二级泵站，泵房净长28.5m，净宽 10m ，墙体厚度为 0.5m， 泵房上设操作平台， 建筑总高 9.74m。吸水管采用 DN1000 和 DN700 ，压水管采用 DN800和 DN500 ，输水管管径经计算为DN900 ，管材为钢管，所有管路配件均为 钢制管件。水泵采用两台14sh-13 水泵和两台 24sh-13 型水泵（一备一用），电
4、 机分别选用 JS-136-4 型电机和 JRQ-1410-6 型电机。起重设备选用 DLZDY21-4型 电动单梁桥式起重机，起重为5 吨，起重高度为6m ，跨度为 9.5m，排水设备选 用 50QWDL-15 型潜水排污泵，真空泵选用SZ-3 型真空泵，一备一用。三、水泵设计流量及扬程估算1.设计流量 Q 的确定：由于管网中无水塔，因此所设计泵站采取分级供水方式，即设计流量Q 按最高日最高时用水量计算得：?= ? 24?= 1.6 8 10410324 3600? / ? = 1481.48 ? / ?2.输水管径的确定：由于采用两条输水管输水，所以单管的输水流量Q输=? 2= 740.7
5、4? / ? ，根据输水管的流速范围1.0-1.5m/s，选取 V=1.2 m/s，得 D =4?输1.2?= 887mm ，因此输 水管取 900mm 的钢管。3.设计扬程 H 的估算（1）水泵所需的静扬程Hst 根据吸水井的最高水位17.7m,最低水位 14.2m，以及最不利点的地面标高3 为 20m所以，枯水位时：即当吸水井水位最低时：洪水位时：即当吸水井水位最高时：（2）输水管中的水头损失?输在正常工作最大流量下的情况下，由于有两条输水管，当一条输水管检修时， 另一条输水管应通过75%的设计流量，即 Q= ?75%=1481.48 0.75? /s = 1111.11 ? /s 由 给
6、水排水工程设计手册 的第一册查铸铁管的水力计算表,当 D=900mm 时，Q1=1100? /s 时，V1=1.73m/s，1000i1=3.67 Q2=1120? /s 时，V1=1.76m/s，1000i2=3.81 利用“内插法”可求得输水管的水力坡度i 为：1000i=3.75，同理可得输水管流速为 V=1.75m/s。由式 h=il， 得?输= 1.1 3.75 10- 3500 = 2.06m(1.1 是包括局部水头损失而加大的系数 )。（3）泵站内管道的水头损失hp粗估计为 2m。 （4） 正常情况下泵站的服务水头为20m， 火灾发生时的消防服务水头为约为10m。 （5）安全水头
7、粗估为2m。 （6）管网水头损失为12m。故泵的扬程设计为： H=Hst+?输+Hsev+?网+ hp+安全水头H枯=（5.80+2.06+20+12+2+2）m=43.86m H洪=（2.30+2.06+20+12+2+2）m=40.36m 四、水泵的机组选择1.水泵的特性曲线 在流量和扬程要求最高时，即在最不利的情况下：当Q= 1481.48? / ? 时，H枯=43.86m， 在 泵 的 性 能 曲 线 上 作 出 点a（1481.48,43.86 ） 。 当 Q=30? / ?时，即水泵综合性能图上坐标原点时，泵站内水头损失最小， 此 时输水管和配水管网中水头损失也较小，今假定三者和为
8、 2m ， 则所需泵扬程为：H = ? 枯+ ?sev+ ?安全水头+ 2 = 5.80 + 20 + 2 + 2 = 29.8?在图上作出点 b（30,29.8 ） ，连接 a、b 两点，利用两点连线所通过的泵的 性能曲线，确定适合设计的所有泵。 （14sh-13 型水泵的 Q=270 410L/s,H=50 37m,n=1470r/min,N=164 189KW, = 79%84% ;20sh-13 型水泵的 Q=430 70 L/s ，H=43 30m ，n=970r/min ，N=280KW，= 80%88% ;24sh-13 型水泵m80.520.1420枯STHm30.270.17
9、20洪STH4的 Q=695 792L/s，H=56 38m ，n=970r/min ，N=550KW，= 80%88% 2.泵的初选从泵的利用率和经济性方面进行对比和综合考虑，我归纳出两种选泵方案：12 台 14sh-13和 2 台 24sh-13（一备一用） 22 台 20sh-13 和 2 台 24sh-13 （一备一用） 3.管道特性曲线 最低水位到最不利点所需的净扬程HST=(20-14.2)+12+2=27.8m S=(h输+h网+hp）Q2=(2.06 +12 +2)1.48152= 7.32所以管道特性曲线方程为：H=HST+SQ2=27.8+7.32Q2 4.选泵方案的比较
10、根据手册，在坐标纸上画出两套方案水泵的单泵特性曲线，并联泵的特性曲线 以及管道的特征管道曲线 （见说明书后附图）， 两套方案的相关性能参数见下表：方案编 号用 水变 化 范围 （L/s ）运行泵及其台 数泵扬程 (m) 所 需 扬 程(m) 扬 程 利 用率(%) 泵效率 (%) 方案一： 选用 2 台 14sh-13 和 2 台 24sh-13 （一备 一用）13351545一台 24sh-13 两台 14sh-13 5046 4146 82100 8588 7884 10301335一台 24sh-13 一台 14sh-13 5241 3641 69100 7085 7883 880103
11、0一台 24sh-13 4636 3336 71100 8788 470880两台 14sh-13 5133 2933 56100 7075 29 31 31 88 综上所述，方案一能量利用率好于方案二，因此可采用方案一。 5.电机的选择 查给水排水工程设计手册第十一册知 （1） 14sh-13 型泵可配的点击有四种： JS-136-4,JR-136-4 ， JS-127-4， JR-127-4 5 相关系数如下表所示： 电机型号功率（ KW ）转速 （r/min ）重量（ KG ）参考价格 (元) 电压（ V）JS-136-4 220 1482 2000 11000 6000 JR-136-
12、4 220 1475 2000 12400 6000 JS-127-4 260 1480 1520 5600 380 JR-127-4 260 1742 1760 97500 380 （2）24sh-13 型泵可配电机有三种： JSQ-158-6，JRQ-158-6，JRQ-1410-6 电机型号功率（ KW ）转速 （r/min ）重量（ KG ）参考价格 ( 元) 电压（V）JSQ-158-6 550 985 4500 20820 6000 JRQ-158-6 550 985 4600 24360 6000 JRQ-1410-6 380 985 3600 20450 6000 从泵的长期运
13、行效益和经济情况角度考虑，选用如下方案：14sh-13型水泵 配 JS-136-4型电机24sh-13型水泵 配 JRQ-1410-6 型电机 6.机组基础的确定 （1）14sh-13 型水泵与 JS-136-4 型电机的基础尺寸 长：2729mm ,宽：1190mm ，水泵重 1000Kg ，总重： 3000Kg ，如图所示：（2）24sh-13 型水泵与 JRQ-1410-6 型电机的基础尺寸 长：3466mm ，宽： 1400mm ，水泵重： 3780Kg ，总重： 7380Kg ，如图所示：6（3）基础高度确定（ g取 9.8N/kg） 14sh-13 型水泵与 JS-136-4 型电
14、机的基础高度：?1=3.0? ? ?=3.0 3000 9.82.729 1.19 23520= 1.15?24sh-13型水泵与 JRQ-1410-6 型电机的基础高度：?2=3.0? ? ?=3.0 7380 9.83.466 1.4 23520= 1.90?式中 为基础所用材料的容重，对于混凝土基础，= 23520N/ ?3五、吸压水管的设计由水泵的单泵特性曲线，并联的特性曲线以及管道特性曲线图可知： 1.单台 14sh-13 型水泵运行时，最大流量为Q=470L/s，取用钢管查手册知： 吸水管： D1=700mm，V1=1.22m/s，1000i=2.54 压水管： D2=500mm，
15、V2=2.31m/s，1000i=13.7 2. 24sh-13 型水泵单独运行时时，最大流量为1030 L/s，取用钢管查手册知： 吸水管： D1=1000mm，V1=1.31m/s，1000i1=1.85 压水管： D2=800mm，V2=2.05m/s，1000i2=6.01 六、机组及管路布置1.机组布置： 为了布置紧凑，充分利用建筑面积，本设计的送水泵站设为矩形，机组布置采 用横排列方式。每台泵都有单独的吸水管，压水管引出泵房后连接起来汇到两 条 DN900 的输水管中。2.管路布置： （1）24sh-13型水泵管路（按一条最不利路线）24s h-1 3 型 水 泵吸 水 管 路编
16、号设备名称规格型号局部阻力系数 1 吸水喇叭口DN1000 DN1500，H1=830，H2=210 0.56 2 90同径弯头DN1000 9 1.08 3 手动闸阀Z445T-10型暗杆楔式闸阀， DN1000 0.05 4 偏心渐缩管DN1000 DN600 9，L=830 0.22 压 水 管 路5 同心阔渐管DN500 DN800 8，L=1010 0.31 6 球形补偿器DN800,L=766 0.21 7 止回阀DN800,H45X-10 型旋启式 ,L=1900 1.7 8 电动蝶阀DN800，D941X-10 型电动蝶阀， L=470 0.11 9 同心阔渐管DN800 900，L=716 0.08 10 异径三通DN800 90
