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1、NANCHANG UNIVERSITY水泵与水泵站课程设计说明书姓名:学号:班级:环境工程112 班一、设计课题某工业园区污水处理厂一期设计规模为lX104m3/d,二期设计规模为IX 104m3/d,污水提升泵房处地面标高为26米,进水管管底标高为20米,管径为 DN800,假设进水管最大充满度为1。污水处理厂工艺流程为:进水管一中格栅 f集水井f提升泵站1一调节池一提升泵站2循环厌氧池一A/O池一二沉池一 消毒池一排水堰一受纳水体。调节池最高水位标高为30米,提升泵站至调节池 的水平距离为15米,污水的时变化系数取2.0,中格栅水头损失0.2米,试设 计提升泵站1。如还要请你设计提升泵站2
2、,那么还需要哪些条件?二、设计内容1. 水泵的选择 该污水泵站选用集水井与机器间合建的矩形泵站。(1) 流量的确定 因为污水的时变化系数取2.0,所以在考虑提升泵站1的流量应该按2 x 104m3/d选泵。该泵站提升的设计流量为Qmax = 2 x 104m3/d = 834m3/h 设计拟用3台泵(2用1备),则每台泵的设计流量为Q = Qmax/2 = 834 一 2 = 417m3/h选泵前扬程的估算 水泵提升的静扬程为调节池最高水位(30m)与水泵集水井的最低水位H2之差,集水井有效水深取2.0m,在集水井最低水位H2 = H1 - 2m。集水井最高水位H1取进水管水位,进水管充满度为
3、1,则H1 = (20+0.8 x 1-0.2)m=20.6m, H2 = (20.6-2)m=18.6m。静扬程静二(30-18.6)m=11.4m水泵吸水管和压水管水头损失估算为1.5m,自由水头取1.0m,则水泵扬程为H = H” + 1.5m + 1.0m = 13.9m静(2)选泵 由 Q=417m3/h=0.12m3/s, H=13.9m 可知,选用 200WL I 594-15.2 型水 泵三台,两用一备,其各项性能参数如表1所示。型号流量Q/(L/s)扬程H/m转速 n/(r/min)轴功率W/KW效率%吸入口径排出口径200WL I 594-15.259415.273532.
4、975250200根据泵的功率32.9kw,选择项对应的电机YDT225M型号功率(kw)电压(V)电流(A)转速(r/min)净重(kg)YDT225M3438064.514753352. 吸、压水管路实际水头损失的计算及水泵扬程的核算(1) 管径及流速的确定Q=0.12m3/s,吸水管选用DN=350mm的铸铁管,压水管 DN=250mm的铸铁管,则压水管内流速为:v = 込 =(_4X2) = 2.44m/s,查给水排水设计手册第一册知: 压 nxD2nxO.2521000i=38.1;吸水管内流速为:v吸-二仝Q = ( 4X0.12 ) 1.25m/s,查给水排水设计手册第一册知:
5、nXD2nXO.352 丿1000i=6.52;水泵的进出口直径分别为250mm,200mm,则水泵进出口流速为:v进口= 2.44m/sv = 3.82m/s 出口2) 吸入管路水头损失计算 吸水管上附件有: 一个喇叭口 D=1.5x350mm=525mm, g =0.1;1D350 的 90 弯头二个,g =0.59;2D350 的闸阀一个,g =0.07;3D350x250的偏心渐缩管一个,g =0.18;4 吸水管局部水头损失为:h局部SZv22Xg(0.1 + 0.59 X 2 + 0.07)X 1.252 + 0.18 X 2.4422 X 9.8m = 0.16m设吸水管直线段管
6、长3m,则吸水管沿程损失为:6.52h = il =X 3m = 0.02m沿程1000吸水管总损失町=(0.16 + 0.02)m = 0.18m(3)压水管路损1 失 压水管上附件有:D200x250 的渐缩管一个,g =0.17;1D250的截止阀一个,g =4.52D250 的闸阀一个,g =0.08;3D250的90弯头两个,g =0.58;4则压水管路局部水头损失为:h局部SZv.22Xg(0.17+4.5+0.08+0.58X2)X2.4422 X 9.8m=1.80m已知压水管长为12m,则h沿程h2= (1.8 + 0.57)m = 2.37m=il = X 15m = 0.
7、57m,1000则压水管总水头损失泵站内总水头损失h=h+h= (0.18+2.37) m=2.55m (4)水泵扬程校正 1 2+ h + 1.0 =(11.4 + 2.55 + 1.0)m = 14.95m 15.2m能够满足要求,故选泵合适。3. 集水井(1)集水井形式 本设计的集水井与泵房共建,属封闭式。故需在集水井内设 通气管,通向地外,并将管口做成弯头或加罩,以防止雨水及杂质入内。集水井 设有污泥斗,池底做成不小于0.01的坡度,坡向污泥井。从平台到池底应设向 下的扶梯,台上应有吊泥用的梁钩滑车。(2) 集水井容积计算 集水井容积按最大一台泵5min的出水量计算,有效水深 取 2.
8、0m。V = 5 X 60 x 0.12m3 = 36m3则集水井面积F为F = V/h = 36/2m2 = 18m2(3) 集水井的排沙 污水杂质往往沉积在集水井内,时间长了腐化变臭,甚至 堵塞集水坑,影响水泵正常吸水,因此在压水管路上设150mm的压力冲洗管伸入 集水坑,定期将沉渣冲起,由水泵抽走,集水井可设成联通的两格,以便检修。4. 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置(1)水泵机组基础的确定 机组安装在共同基础上,基础的作用是支撑并固定机组,使之运行稳定。不致发生剧烈振动,更不允许发生沉降,对基础的要求:1) 坚实牢固,除能承受机组静荷载外,还能承受机械振动荷载。2) 要浇制在较坚实
9、的地基上,以免发生不均匀沉降或基础下沉。查手册,算得水泵机组基础尺寸为:900mmX805mm,机组总质量 W=(1200+335)=1535Kg,基础深度=2.65m,为安全计,取H = 3.0mLBy 0.9 x 0.805 x 2400(2)污水泵站的布置 虽然所选用的台数仅3台,但二期工程的污水处理量也 需要3台,故泵房采用矩形,泵房内水泵采用横向排列,这样虽增加了泵房长度, 但由于立式泵占地面积小,跨度减小;水利条件好,节省电耗。基础尺寸为900mmX805mm;基础间净距为1.0m;泵房尺寸为27800mmX3.0 X W 3.0 X 1535H =7200mm泵房与中格栅合建,污
10、水泵房平面布置如图1-1所示。I15. 泵房高度的确定(1) 地下部分 集水井最高水位为进水管水面标高,即H 1 =(20+0.8 1-0.2)m=20.6m集水井最低水位为:18.6m设水泵吸水管中心标高在最低水位以下0.6m,则吸水管中心线标高为:(18.6 - 0.6) =18m则泵轴标高为(18 + 3 + 0.2)m = 21.2m机组基础部分埋于地下,露出地面0.20m则基础顶标高为(21.2 - 3)m = 18.2m基础地面标高为(18.2-0.2)m=18.0m则泵房地下埋深H = (26 18.0)m = 8.0m下(2) 地上部分 根据式(8-32)得地上部分高度为下H
11、下= n + a2+c2+d + e + h = (0.1 + .7 + 1.07 + .77 + 2.82 + 2)= 5.66m其中,n取0.lm;行车梁高度a取0.7m;行车梁底至起吊钩中心距离c,取1.07m; 起重绳的垂直长度d为0.85X=0.85X0.9m=0.77m;最大一台水泵或电动机的高 度e取2.82m;吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离h取0.2m则 H = H + H = (8.0 + 5.66)m = 13.66m水泵的开启方式为自灌式。6泵房附属设施及尺寸的确定(1) 水位控制 污水泵房水泵采用自动控制机组运行,根据水位变化,应用可 编程控制系统PLC实现水泵开
12、停的自动控制。启动停车自动控制的信号由 水位继电器发出。(2) 计量设备 由于污水中含有机械杂质,其计量设备考虑被堵塞的问题,可 采用电磁流量计作为计量设备。(3) 排水 在机器间的地板上应设有排水沟和集水坑。排水沟沿墙设置,坡度 i=0.01,集水坑平面尺寸为0.8mX0.8m,深为0.5m,在吸水管上接出DN100 的小管伸到集水坑内,当水泵工作时把坑内积水抽走。7. 采光、采暖与通风1) 集水坑一般不需要采暖设备,因为集水坑较深热量不易散失,且污水温度通常不低于10-20C,机器间采暖采用暖气设施。2) 泵房在上层工作间设置窗户,保证有充足的自然采光,检修操作点采用集中 照明。3) 泵房
13、通风主要解决高温散热和空气污染问题,污水泵站的机械间机组台数较 多,功率较大,除四周设置窗户进行自然通风外,还设置机械通风和通气管。8. 起吊设备泵房起重设备起吊最大一台设备的重量进行选择,由水泵机组总重W=1535kg, 可选用MD/-18D起重机,其性能如表2所示。1 表2 MD 2-18D型电动单梁桥式起重机性能参数1型号起重量/t/m起升速度 /(m/min)运行速度 /(m/min)工字钢型号最大 轮压 /kN重量/kgMD 2-18D12180.8; 820; 3020a-45cGB706-657.60350主起升-电动机慢速也起升电动 机运行电动机钢丝网功率/kW转速/(r/mi
14、n)功 率 /kW转速/(r/min)功率/kW转速/ (r/min)直径/mm长度/m313800.413800.4138011409. 泵房值班室、控制室及配电间 值班室设在机器间一侧,有门相通,并设有观察窗,根据运行控制要求设置控制台和配电柜,其面积约为1218m2,能满足1-2个人值班,因常年运行, 因此安装电话。本设计泵房值班室及控制室合建,面积取3mX9m,配电间尺寸 为 3mX9m.10. 门窗及走廊、楼梯1) 门:机器间至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门,宽不小于4m 。 取宽4.5m,高4.0m,泵房靠经值班室一侧设小门,取门高2.0m、宽1.0m,泵房 与配电间之间设小门,尺寸与值班室小门相同,配电间通往室外的门也与其相同。2) 窗:为了便于通风采光,开窗面积不小于泵房的1/5,设八扇窗,其尺寸为 2500mmX2000mm。3) 走道:在泵房四周设走道,走道栏杆高1.0m,在机器间的一侧设有楼梯,楼梯坡度倾角为1/0.75、宽0. 8m、扶手1.0m。4) 卫生设备:为了管理人员使用方便,应该就近设洗手间,接DN25mm的给水 管,并备有供冲洗的橡皮管。三、如还要请你设计提升泵站2,那么还需要哪些条件? 如果设计提升泵站2,还需要知道循环厌氧池的水平标高,还有提升泵站2 到循厌氧