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1、一、设计任务(一)设计目的(1)使学生所获得的专业理论知识加以系统化,整体化,以便于巩固和扩大所学的专业知 识;(2)培养学生独立分析,解决实际问题的能力;( 3 )提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力;( 4 )为适应工作需要打一下的基础。 培养学生具有一定的泵站设计能力同过课程设计,使学生进一步将所学的基础理论、基 础技能综合的运用与设计实践,熟悉设计方法和步骤。(二)设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务,自己确定设计方案。2、要正确的运用设计资料。3、设计要结合工程实际,全面考虑,尽量的使自己的设计具有实际施工价值。(三)设计题目题目:内蒙古包头市第三水厂泵站进行设计,主要设计内容
2、如下1、设计部分1)确定泵站设计流量、设计扬程;2)初步确定水泵、电机的型号,工作备用泵的台数3)进行水泵机组和吸、压水管路的计算与布置4)计算泵站范围内吸、压水管路的水头损失,进行泵站工作的精确计算5)泵站各部分尺寸的确定6)泵房选择、泵房平面和高程布置2、图纸部分1)泵站平面布置图(包括主要设备机组位置,吸、压水管路位置及其它附属设备机组的 位置),比例尺 1: 1002)泵站立面布置图(包括主要设备机组高度,吸、压水管路高度及其它附属设备机组的 高度),比例尺1: 1003)泵站剖面图3、撰写泵站设计计算/说明书包括确定水泵、电机的型号,工作备用泵的台数;水泵机组和吸、压水管路的计算与布
3、置; 吸、压水管路的水头损失以及泵站工作的精确计算等二、设计成果要求1. 设计说明书一份(包括计算),要求书面整洁、文理通顺、论证合理、层次分明、计算无 误。2设计图纸两张:要求布置合理、图面整洁、按绘图规定制图 (1)泵站枢纽布置图(在站址地形图上绘出)( 2)泵站平面图 、剖面图3. 工作泵并联特性曲线三、设计指导(一)资料分析和熟习设计方法熟悉下列资料:站址地形,地质及水文地质条件,水源水位及变化,当地建筑材料,交通条 件,动力资源,社会经济状况。(二)Q设、H设的确定1、总体布置:站址选择,进出水方式的选择,机房形式的选择,绘制泵站总体布置地形纵 剖面图。2、Q设,H设的确定。(三)方
4、案选择水泵型号、台数,动力机的选择 用设计扬程初选水泵的型号,用设计流量初选水泵的台数。根据水泵的型号确定电动机的型 号。要求至少对两个选泵方案进行比较以确定最优。根据设计流量、设计扬程以及对泵站供水可靠性的要求,可初步确定工作水泵和备用泵台数, 并确定出单台水泵流量和扬程。根据水泵产品样本或给排水设计手册确定水泵型号。在确定 水泵工作方式、水泵组合以及水泵型号时,可选择两到三个方案进行技术经济比较,一级泵 站可考虑采用切削调节,二级泵站可考虑采用变速调节。确定方案时应注意以下要点:(1)大小兼顾,调配灵活。(2)型号整齐,互为备用。(3)合 理地用尽水泵的高效段。(4)考虑近、远期相结合。(
5、四)管路配套:包括进出水管路水头损失计算,精算扬程,绘制特性曲线,管材、管径及 附件选配等内容(五)机组布置基础尺寸的确定机组布置(画出草图)(六)安装高程的确定 根据选定的水泵拟定水泵进出水管路及附件,进行水泵工作点校核。满足要求时,求出水泵 的吸水高度H吸,然后根据进水池最低水位确定水泵的安装高程。(七)泵房设计1、内部布置,平面尺寸的确定,及泵房各控制高程的推求。2、进水管路布置及布设方式的确定。3、进水建筑物,出水建筑物设计。4、其它辅助建筑物或构件的设计。引水设备起重设备计量设备排水设备(八)精选水泵,水泵扬程的校核(九)绘图(十)整理说明书四、进度安排及方式泵站课程设计时间一周,要
6、求学生集中时间完成全部内容,时间安排如下:1、讲课0.5 天;2、查资料,初步计算和方案选择0.5 天3、设计计算1 天;4、机组布置和制图1.5 天5、撰写设计计算说明书1天;6、成果整理0.5 天五、参考资料给排水设计手册 水泵及水泵站教材及课件 全国通用给排水标准图集泵站设计规范GB泵厂家产品样本第一章 设计资料1、地形概况:内蒙古包头市位于中国北方,黄河以北。城市现有青山水厂、昆山水厂两座,分别位于城市 的东北和西部。而第三水厂位于城郊,城市的东南方。第三水厂可设置在黄河边上,位于城市东南方的城郊,远离居民区,附近有糖厂、铝厂、砖 瓦厂,所在位置地面标高约为1004米,地形为北高南低,
7、较平坦。2、供水要求规划城市人口数:10万人,用水普及率:100%。1)出水要求达到卫生部生活饮用水卫生规程;2)最高日供水量:8.5 万吨/日;3)出厂水压:36米水头。4)泵站处地面标高为1004m。5)清水池最低水位标咼1002m。3、工程地质:地下水位深度:170厘米;最大冰冻: 175厘米;设计地耐力: 13吨/米2;地震等级: 6 级;设计地震烈度: 8 度。4、气象资料:1)气温:年平均:6.5 r;极端最咼:38.4C;最冷月平均最低:-18.5C;极端最低: -31.4r;最热月平均最高: 29.5r。2)相对湿度:冬季空气调节: 54%; 最热月平均: 58%。3)风速与风
8、向频率:夏季平均风速: 3.3 米/秒;冬季平均风速: 3.2米/秒;夏季最多风向:东风、东南风;冬季最多风向:北风、西北风;夏季最多风向频率: 15;冬季最多风向频率: 17;4)大气压:888.4 毫巴。5)降水量:年降水量: 308.9 毫米;最大时降水量: 33.1 毫米; 最大日降水量: 100.8 毫米。6)年蒸发量:2342.2毫米。7)最大积雪厚度:21 厘米。8)冰冻期:150天。5、黄河河流概况:1 )河流流量: 河流平均流量824米3/秒;河流最小流量43米3/秒;河流最大流量5390米3/秒。2)河流水位:河流最低水位994米;河流最高水位1001米;河流正常水位996
9、米。3)河流流速: 河流平均最低流速1.4米/秒。4)河水温度:河水最高温度: 28C;河水平均最高温度:21C ;河水最低温度:4C;河水平均最低温度:6C。5)河水冰冻情况:冰冻期间11月 20日3月;冰冻厚度:5080厘米。6)河水含砂量: 最高含砂量:6.36公斤/米 3。6、水源选择 指定选择黄河磴口处水源。 浑浊度最高值1000度;平均值200 度;最低值50 度。第二章 设计计算第二节 二级泵站设计1.设计流量为了减小输水管道各净水构筑物的尺寸,在这种情况下,输入管网时要求二级泵站中的泵昼 夜不均匀工作。因此,泵站的设计流量应为:Qr = B d式中Qr二级泵站中水泵所供给的流量
10、(m3/h);Qd供水对象最高日用水量(m3/d);P为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数,一般取卩=1.05-1.1T为二级泵站在一昼夜内工作小时数。考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水,取水自用系数a =1.05,则85000近期设计流量为Q=1.05X 24 X1.41=5243.44m3/h=1.456 m3/s2设计扬程 静扬程HST的计算HST=36m+2m=38m 输水管设计每根输水管流量Q1=Q/2=0.728 m3/s取经济流速V=1.4 m/s,计算得D= 口V = 814 mm查设计手册,采用两条DN900铸铁管作为输水管,流速V=1.145 m/s, i=1.0
11、65%o 当一条输水管检修时,另一条输水管应通过75%设计流量,即:Q2=0.75X 5243.44 m3/h =3932.58m3/h=1.092m3/s, 计算得管内流速 v=1.717m/s,i=2.255% 输水干管中的水头损失工h设采用两条DN900的铸铁管并联作为原水输水干管,当一条输水管检修,另一条输水管应 通过 75%的设计流量,Q2=0.75X5243.44 m3/h =3932.58m3/h=1.092m3/s所以E h输水管路水头损失; =1.1 X 0.002255 X 120=0.2977m(式中 1.1 包括局部损失而加大的系数) 泵站内管路中的水头损失工h安全水头
12、2m,水泵站内损失水头估计为1m, 则泵设计扬程为:Hmax=38+0.2977+2+1=41.2977mi=105Ch1.85 dj4.87qg1.85式中i管道单位长度水头损失(kPa/m);dj管道计算内径(m);Ch海澄-威廉系数,Ch=140;qg设计流量(m3/s)。图七3.方案初选及比较性能参数型号流量Q总扬程转速功率N效率最大允叶轮直丿页量泵方案表七:(千瓦)许吸上 真空高 度径m3 /hL/SHn电机n(Hs)kgmr/min轴功率功率%mmm14sh-13972270501470164220813.54101105126035043.81798414804103718879
13、14SA-10B900250511480149220846.14251210108030048162.287126035044179.7844WI10U 1640图八选泵方案比较表八方 案设计方 案用水变化范围(L/S)卿类型船所需扬程(m)扬程利用率(%)泵效率(%)级方 案四台并 联一台 备用27041014sh-13375041.382.61007072泵 站 方 案方 案五台并 联一台 备用25035014SA-10B445141.381.193.96870根据手绘的泵站特性曲线图得出的工况点,第二个方案效率太低,综合考虑取水泵站采用第种四台(14Sh-13)并联一台备用的方案。说明:
14、有人开发了智能选泵软件,我们采用该软件选择泵方案如下: 二级泵站智能选泵表九:方 案水泵型号转速(r/min)单泵 流量 (L/s)单泵 扬程(m)单泵 轴功率(kw)单 泵 电 动 机 功 率单泵 效率水 泵 运 行 台 数水 泵 运 行 方 式总流量(L/s)总 扬 程(m)总轴 功率 (kw)电动 机总 功 率 (kw)114SA-10B1450291.248.6159.6522082.95并 联145648.6798.2511002350S44(14sh-13)145036442.55176.3722086.094并 联145642.55824.551100mm生产厂家:备洼:-基本信息一