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1、给水泵站工艺设计,一、设计资料 设计给水泵站所需资料,可分为两部分: 1.基础资料 2.参考资料,1.基础资料 (1)设计任务; (2)规划、人防、卫生、供电、航道、航运等部门同意在一定地点修建泵站的正式许可文件; (3)地区气象资料:最低、最高、平均、气温,冬季采暖计算温度,冻结平均深度和起止日期,最大冻结层厚; (4)地区水文与水文地质资料:水源的洪水位、常水位、枯水位资料,河流的含砂量、流速、风浪、冰凌情况等,地下水流向、流速,水质情况及对建筑材料的腐蚀性等; (5)泵站所在地附近地区一定比例、足够数量的地形图; (6)泵站所在地的工程地质资料,抗震设计烈度资料; (7)用水量、水压资料
2、(污水泵站还应有水质分析资料)以及给排水制度;,(8)泵站的设计标准、使用年限; (9)电源位置、性质、可靠程度、电压、电价等; (10)与泵站有关的给水排水构筑物的位置与设计标高; (11)水泵样本,电动机和电器产品目录; (12)管材及管配件的产品规格; (13)设备、材料单价表,预算工程单位估价表,地方材料及价格,劳动工资水平; (14)对于扩建或改建工程,还应有原构筑物的设计资料、调查资料、竣工图或实测图。,2.参考资料 (1)地区内现有水泵站的运行情况调查资料、水泵站形式、建筑规模和年限、结构形式、机组台数和设备性能、历年大修次数、曾经发生的事故及其原因分析和解决办法、冬季采暖、季通
3、风情况、电源或其它动力来源等; (2)地区内现有泵站的设计图、竣工图或实测图; (3)地区内已有泵站的施工方法和施工经验; (4)施工中可能利用的机械和劳动力的来源; (5)其它有关参考资料。,二、给水泵站工艺设计步骤和方法 泵站工艺设计步骤和方法分述如下: (1)确定设计流量和扬程。 (2)初步选泵和电动机或其它原动机,包括选择水泵的型号、工作泵和备用泵的台数。由于初步选泵时泵站尚未设计好,吸水管、压水管路也未进行布置,水流通过管路中的水头损失是未知的,水泵的扬程不能确切知道,只能假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般在初步选泵时,可假定此数或按净扬程的百分比(详见第二章水泵选型)。根
4、据所选泵的轴功率及转速选用电动机。如果机组由水泵厂配套供应,则不必另选。,(3)设计机组的基础。在机组初步选好后,即可查水泵及电动机产品样本,查到机组的安装尺寸(或机组底板的尺寸)和总重量,据此可进行基础的平面尺寸和深度的设计。 (4)计算水泵的吸水管和压水管的直径。 (5)布置机组和管道。 (6)精选水泵和电动机。根据地形条件确定水泵的安装高度。计算出吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失,然后校核水泵的工况点,求出泵站的扬程。如果发现初选的水泵不合适,可以调节水泵的工况点或另行选泵。根据新选的水泵的轴功率,再选用电动机。,(7)选择泵站中的附属设备。 (8)确定泵房建筑高度。泵房的建筑高
5、度,取决于泵的安装高度、泵房内有无起重设备以及起重设备的类型和型号。 (9)确定泵房的平面尺寸,初步规划泵站总平面。机组的平面布置确定以后,泵房(机器间)的最小长度L也就确定了,查有关材料手册,找出相应管道、配件的型号规格、大小尺寸,按一定的比例将水泵机组的基础和吸水管、压水管道上的管路附件等画在同一张图上,逐一标出尺寸,依次相加,就可以得出机器间的最小宽度 。,再考虑到维修场地等因素,可确定泵站机器间的平面尺寸大小。泵站的总平面布置包括变压器室、配电室、机器间、值班室、修理间、管理用房、生活区、车库、回车场等。总平面布置的原则是:运行管理安全可靠,检修及运输方便,经济合理,并且考虑到有发展余
6、地。 (10)向有关工种提出设计任。 (11) 审校,会签。 (12)出图。 (13)编制预算和效益分析。,取水泵站工艺设计举例,某厂新建水源工程近期设计水量为250000 ,要求远期发展到40000 ,采用固定式取水泵房用两条直径为1400 的自流管从江中取水。水源洪水位标高为37.00 (1%频率),枯水位标高为23.53 (97%频率)。净化场反应池前配水井的水面标高为57.83 ,自流取水管全长200 ,泵站到净化场的输水干管全长115 ,见图某取水泵站枢纽布置图。试进行泵站工艺设计。,图1013某取水泵站枢纽布置图 1箱式取水头部;2取水自流管; 3吸水间;4-机器间;5净化场配水井
7、,1.设计流量的确定和设计扬程估算: (1)设计流量 考虑到输水干管漏损和净化场本身用水,取自用水 =1.05,则: 近期设计流量为,远期设计流量为,(2)设计扬程,通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修, 另一条自流管通过75%的设计流量时),从取水头部到泵房吸水 间的则吸水间中最高水面标高为37.00-0.89/10=36.11m 最低水面标高为23.53-8.9/10=22.64m 所以水泵所需静扬程HST为全部水头损失为0.89,水泵所需静扬程,,,,洪水位时:,枯水位时:,输水干管中的水头损失 设采用两条DN142012钢管并联作为原水输水干管,当一条输水管检修时,另
8、一条输水管应通过75%的设计流量,即: ,查水力计算表得管内流速v=2.37 , =0.0039 ,所以 =1.10.00391150=4.934 式中1.1系包括局部损失而加大的系数)。 泵站内管路中的水头损失hp粗估为2.0 ,则水泵设计扬程为 设计枯水位时, =35.19+4.934+2.0+2.0=44.124 设计洪水位时, =21.72+4.934+2.0+2.0=30.654 2.初选水泵和电机 近期三台32 -10型水泵( =1.001.71 =524.3416.5 , =752kW, =47.04 ),两台工作,一台备用。远期增加一台同型号水泵,三台工作一台备用。 根据32
9、-10型水泵的要求选用湖南湘潭电机厂生产的YKS630-10型异步电动机(1000 ,l0 , 44水冷式)。,3.机组基础尺寸的确定 查水泵与电机样本,计算出32 -10型水泵机组基础平面尺寸为5200x2000mm , 机组总重量 。 基础深度H可按下式计算: 式中:L 基础长度,L=5.2 ; B基础宽度, =2.0 ; Y基础所用材料的容重,对于混凝土基础 Y =23.520 ,故: 基础实际深度连同泵房底板在内,应为3.25 。,4.吸水管路与压水管路计算 每台水泵有单独的吸水管与压水管 (1)吸水管 已知 采用 122012钢管,则 , (2) 压水管 采用 102010钢管,则
10、, 5.机组与管道布置 如图1014所示,为了布置紧凑,充分利用建筑面积,将四台机组交错并列布置成两排,两台为正常转向,两台为反常转向,在订货时应予以说明。每台水泵有单独的吸水管,压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有液控蝶阀(c) 41 -10)和手动蝶阀( 241 -10),吸水管上设手动闸板闸阀( 545 -6)。为了减少泵房建筑面积,闸阀切换井设在泵房外面,两条 400的输水干管用 1400蝶阀( 371 -1)连接起来,每条输水管上各设切换用的蝶阀( 371 -1)一个。,由于管径较大,相应的连接配件(如三通、大小头等)没有全国通用的标准系列产品,本设计中便采用了一些自制的配件,在其它设计中,以选用全国通用标准产品为宜。 6.吸水管路和压水管路中水头损失的计算 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(图1015) (1)吸水管路中水头损失,某污水泵站负责将污水提升至污水厂,由DN1400的夹砂玻璃管负责输送,管道竖向高程最高控制点标高为42.50m,纳污区汇水面积为13.82x106m2,规划服务人口数17.88万人,采用分流制排水,由污水管汇集,自流至污水泵站。 泵站平均日污水量为9.95万m3/d,最大日污水量为12.7万m3/d,最大时污水量为1.4976 9.95万m3/s,该泵站最大设计流量为12.70 万m3/d。,