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1、新疆大学课程名：水泵及水泵站课程设计姓名：向坤年级：2011 级学院：建筑工程学院专业：给水排水工程学号：20112206005设计计算说明书1. 总述1.1 设计任务（1）确定设计流量和扬程，泵站内吸压水管路水头损失可暂 估计为2m,安全水头可取2m。（2）初步选电动机，包括水泵型号，工作和备用泵的台数。（3）设计机组的基础,（根据水泵及电动机产品样本查出机 组的安装尺寸或机组地板的尺寸和总重量,据此进行基础的平面 尺寸和深度的设计）。（4）决定泵站的形式（据此地质及水泵注水方式等因素来选 择）。（5）决定水泵吸压水管的的直径并计算其流速。（6）水泵机组和吸压水管的布置（包括布置图式、平面尺
2、寸, 管路上附件与配件长度,计算机器间需要的最小宽度和长度）。（7）计算泵站范围内吸压水管路的水头损失,计算一台最大 泵路线,水表的损失可估算为 0.2m。（8）计算水泵的最大的安装高度,确定水泵轴及机器间的地 面标高。（9）确定泵房的建筑高度,起重设备的型号。（10）选择真空泵,排水泵等附属设备。（11）进行泵站平面布置,定出泵站的平面尺寸（写明计算 和确定步骤及说明）。 泵站总平面布置包括：操作平台（控制、配电系统）；水泵、电 机、管道、闸阀、排水、真空、通风，交通等。（12）编写说明书，汇总泵站的设备和管件表。（13）绘制泵站平剖面图（2 号图纸一张，平立剖三个面， 附主要设备和材料表）
3、。1.2 设计依据（1）某市新建一个送水泵站，日最大设计水量 90000 m3 / d ；（2）给水系统工艺设计中拟定本站分二级工作：1）一级供水从 5 时到 22 时，每小时水量站全天用水量的 5.00%；2）二级供水从 22 时到 4 时，每小时供水量占全天用水量 的 2.15% ；（3）建筑层数 4 层，输水管和给水管网总水头损失 19.30m， 泵站地面至设计最不利点地面高差21.60m，吸水井最低水位在 地面以下 4.20m。（4 ）送水泵站地面标高96.50m，自由水头20m。试设计 该送水泵站。（ 5）给水排水管道工程1.3 简要分析该送水泵站采用分级供水方式，即按最高日逐时用水
4、量变化曲线确定水泵各时段的分级供水线，每个供水时段采用不同 的水泵并联组合供水。这种供水方式泵站的设计流量应为最高日最大时用水量。h取水泵站设计扬程基本计算公式如：H = Hst +工 h + Hsev + Hc (m)其中 H 泵站所需扬程， m；H st水泵静扬程， m；工h 水泵吸水管起端至管网控制点间管道总的水头损失，m；管网控制点所要求的自由水压， m；Hc安全水头，一般取l2m。2. 设计流量及扬程计算2.l 设计流量送水泵站日最大设计水量Q = 9.0xi4m3/d。d第一级工作从 5 时到 22 时，每小时水量占全天用水量的 5.00%：Q = Q x5.00% = 4.5x
5、103 m3/h = 1250 L/sld第二级工作从 22 时到 5 时，每小时水量占全天用水量的 2.15%：Q = o X2.15% = 1.935x 103 m3/h = 537.5 L/s 2d比较Q1、Q2，选择流量较大的分级工作流量作为送水泵站的设计流量。Q=Qh =Q1 = 4.5 x103 m3 / h =1250 L/s2.2 水泵扬程2.2.1 送水泵站一级工作扬程：输水管网损失，水厂内损失以及水表水头损失：工 h = 19.30+2+0.2=21.5 m1最不利点距地面高差：Hst1=21.60 m吸水井距地面高差：Hst 2 =4.20 m自由水头：H 自由=20-0
6、0 m安全水头：H= 2 m安全泵站一级工作扬程：H = H . + 工 h + H1st1sev+Hc=21.60 + 4.20 +19.30 + 2.0 + 0.2 + 20.00 + 2.00 = 69.3 (m)2 . 2 . 2送水泵站二级工作扬程：输配水管网的压力损失，按水力学公式计算，可得Q 212502工 h =工 h 2 = 21.5 x= 5.41 m2=1Q 2537.521则泵站二级工作扬程：H = H T + 工 h + H + H C2 st 2 sev c=21.60+4.20+5.41+2+20=53.21 m3. 水泵机组的选择 根据水泵设计扬程和流量确定的选
7、泵方案如下：为保证供水的安全可靠性，共选择五台水泵（其中 1 台备 用），送水泵站一级工作采用四台 14SH-9 相同规格的水泵并联 工作。二级工作时两台14SH-9停用，其他两台泵继续工作。备 用泵为一台 1 4S H -9 。以下为1 4S H -9型号泵的参数。水泵参数表型号流量扬程转速轴功率配带电动机效率必需汽蚀余量叶轮名义直径泵口径泵重QHnPa功率型号n进口出 口m$hmr/minkWkW%mmmmmmm14SH-9972801480271355Y4501-4785.3493350250120012607530385144065319801.四台泵并联同时工作时流量与扬程的关系14
8、SH-9型号三台水泵并联工作曲线H m100806040200500100015002000一台水泵单独运行二台水泵并联三台水泵并联四台水泵并联L/s四台泵并联工作曲线由图可知四台泵并联工作时的扬程大于水泵提升静扬程 H ，st剩余能量用来克服管网中的水头损失。因此，该方案是合理的。2.确定电机根据水泵样本提供的配套可选电机，选定 Y4501-4 异步电机，其参数如下：型号功率KW电流A电压V转速 r/min功率 因数Y4501-46301110.738014850.914、水泵基础的基础设计及布置14SH-9水泵安装尺寸(mm)L3L2BA4-d144099986079032水泵机组基础采用
9、混凝土块状基础。14SH-9型水泵不带底座， 查表可得其基础尺寸计算如下：基础长度L=地脚螺栓间距+ ( 400500 )=L3+L2+B+ ( 400 500 ) =440+999+860+448 =2747mm基础宽度B=地脚螺栓间距(宽度方向)+ ( 400500 )=A+( 400 500)=790+420=1210mm基础高度H=地脚螺栓长度+ ( 0.15-0.2 ) m=24d+200=24x32+200=968mm=0.968m按机组重量校核基础高度(2.5 4.0)(W + W )H =pJ_P L BH_ 3 x (1200 + 3000)-2400x 3.454x 1.2
10、1=1.256m经比较取基础高度H为1.30m。5. 水泵吸、压水管路计算当泵站为一级供水时，泵站出流量为1250L/S，单台水泵的 出流量Q=280.5L/s ;二级供水时泵站出流量为537.5L/S，单台 水泵出水量Q=310L/s。则单台水泵吸、压水管路应按Q=310L/s 设计。管材均采用钢管。(1)吸水管管径14SH-9型水泵，当Q=310L/s时，由钢管水力计算表差得 管径 d=500mm，流速 v=1.58m/s，i=6.86%o。(2)压水管管径14SH-9型水泵，当Q=310L/s时，管径d=450mm，流速 v=1.95m/s,i=11.5%o。以上计算吸、压水管道流速均在
11、允许流速范围内，符合要求。6. 机组和管路布置 根据吸水井最低水位和水泵的吸水性能，确定泵房为矩形平面布 置，半地下式。五台水泵机组采用横向排列布置。相邻机组基础之间间距为2200mm。根据工艺要求，泵房总长度为33000mm，宽度为 21000mm。泵房采用半地下式，平面为矩形。泵房左端设一进出设备的 大门。配电室、控制室、值班室设在泵房右侧地上一层。吸水管路和压水管路采取直进直出的方式敷设在室内地面下。每台水泵设单独吸水管，并设有手动阀门，阀门型号为 D37J，DN600， L=154mm， W=380kg。压水管道上设型号为 D941X-10 电动蝶阀， DN500， L=350mm，W
12、=600kg,并设有液压缓闭式蝶阀，型号为 HD741X-10，DN500，L=350mm，W=1358kg。采用 DN600 联络管与每台水泵出水管相接。 在联络管上设有型号为 D371J-10的电动蝶阀2个。在联络管上接出两条DN600输水 管，将水输至城市管网。7 吸水井设计吸水井尺寸按满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求设 计。吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位：Hmin=-0.1m吸水井最高水位：Hmax=清水池最高水位-清水池至吸水井水头损失=2.O-0.2=1.8m水泵吸水管进口喇叭口大头直径Dh（1.31.5）d，取1.33x500=670mm水泵吸水
13、管进口喇叭口长度L（3.0-7.0）x（D-d），取3.0x （670-500）=510mm喇叭口距吸水井井壁距离 （0.751.0）D，取1.0 x670=670mm喇叭口之间距离（1.5 2.0）D，取 2.0x670=1340mm喇叭口距吸水井井底距离0.8D，取536mm喇叭口淹没水深h（0.51.0）仃1，取1.0m吸水井井底标高： -1.00-1.0-0.50=-2.50m所以，吸水井长度二 670 x5+670 x2+1340 x4 二 10050mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）。吸水井宽度二 670x2+670 二 2010mm。吸水井高度二 1800+536+
14、1000+300=3630mm （包括超 高 300）。所以，吸水井长度为10050mm，最后根据水泵机组之间距离 调整为18000mm，水井宽度为2010mm（最后调整为3000mm）, 吸水井高度为3700mm（包括超高300mm）。经计算吸水井有效容积为200m3 ,大于泵站一台泵5min的抽水 量，故满足要求。8. 确定水泵线标高。（1）水泵轴线标高14SH-9型水泵允许吸上真空高度Hs可在水泵性能曲线上 s查得，当Q=310L/s时，Hs=m。水泵允许安装高度为：H =H -二-工h2 gs吸水管长度暂按10m估算，其沿程压力损失：iL= I91 xi0=?1000吸水管局部压力损失为：工8 二（8 +8 +8 ） + 8 2g1 2 3 2g 4 2g=（0.1+0.6+0.01）?=?其中片吸水管进口喇叭口局部阻力系数，取0.1 ；90弯头局部阻力系数，取0.6 ;e3阀门阻力系数，取0.1 ；4偏心渐缩管局部阻力系数
