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1、水泵及水泵站课程设计任务书一、设计任务：设计一近期供水能力为50000m3/d，远期为80000 m3/d的取水泵站。二、设计条件： 水源枯水位4.51m(97%频率)水源洪水位标高为15m（1%频率）岸边地面标高9.60 m水厂混合水池水面标高30m。水源至吸水井长150m，泵站到净水厂的输水干管全长1000m。取水泵站工艺设计（一级泵站）1.设计流量的确定和设计扬程估算1）设计流量Q自用水系数 =1.05 Q近期500001.05=52500 m3/d=0.608 m3/s Q远期800001.05=84000 m3/d=0.972 m3/s2）设计扬程H最不利情况下，一条检修，另一条75
2、%的设计流量 水泵所需静扬程HST自流管设采用两条DN1000钢管并联局部水头增大系数=1.1查表得v=0.93 1000i=0.959 ， h=iL=0.0009591501.1=0.16 m最高水位=15-0.16=14.84 m , 最低水位=4.51-0.16=4.35 m洪水期HST Min=3014.84=15.16 m ,枯水期HST Max=304.35=25.65 m输水干管中的水头损失Sh输水管设采用两条DN700钢管并联局部水头增大系数=1.1查表得v=1.9 1000i=6.13， h=iL=0.0061310001.1=6.74 m3) 泵站内管路中的水头损失hp 估
3、取hp=2.0 m4) 设计扬程 安全水头 （1取1.5）洪水位HMin=25.65+6.74+2.0+1.5=35.89 m枯水位HMax=15.16+6.74+2.0+1.5=25.40 m2初选水泵和电机 1） 根据已知查手册制定方案 方案水泵数量/型号转数流量扬程效率质量电机功率电机r/minm3/hm%kgkW型号一、三台同时工作，一台同型号的备用三台350-S44A型1450864111613324136308084801105160Y315M2-4二、近期两台工作，一台 备用，远期增加同型号水泵一台，三台工作，一台备用三台300-S32型145061279090036322880
4、86.88070975Y315S-42）特性曲线 ： HST/m=25.65m S/(h2 m-5 )=(6.74+2.0)/35002=7.110-7mH= HST +SQ2 = 25.65+7.110-7Q2Q0.0060012001800240028003200h0.000.251.002.274.035.497.17H25.6525.9026.6527.9229.6831.1432.823）对两种方案进行比较方案水量变化范围（m/h）水泵数量/型号扬程（m）管路所需扬程（m）扬程浪费（m）水泵效率（）一、三台同时工作，一台同型号的备用2720-3520三台300-S44A35-4431
5、-420-1684-871540-2720两台300-S44A31-4428-310-1781-84二、近期两台工作，一台备用，远期增加同型号水泵一台，三台工作，一台备用 1400-2000三台300-S3228-3827-350-1178-82700-1400两台300-S3227-3825-270-1278-87水泵运行效率：方案一 运行=8128/44=51 方案二 运行=7825/38=51 根据扬程和运行时效率推出,而且由于300-S32工况点达不到要求，方案一更符合标准，故选择方案一3机组基础尺寸的确定 350-S44A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下
6、1）查样本（水泵，电机）2）计算水泵机组基础平面尺寸 （1）基础长度 L/mm=2530 设取2600 （2）基础宽度 B/mm=508+(400-500)=508+482=1000 （3）基础高度 H/m=（2.54.0）（W水泵+W电机）/LB =3.0（1000+1105）/2.51.02400=1.05 设计取1.2m 那么，混凝土块式基础尺寸（m）为LBH=2.61.01.24.吸水管路与压水管路计算一台350S44-A型水泵的最大工作流量为1332m/h，为吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN=600mm，压水管管径DN=450mm。当吸水管DN=600mm时，流
7、速v=1.27m/s，1000i=3.30。(一般在1.2-1.6m/s范围内)压水管DN=450mm时，流速v=2.26m/s, 1000i=15.1。(一般在2.0-2.5m/s范围内)上述管径选择适合。5.吸水井设计计算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/m=4.35m，吸水井最高水位/m=14.84m水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm（1.31.5）d=1.33600=800mm水泵吸水管进口喇叭口长度L/mm（3.07.0）（D-d）=4.0200=800mm喇叭口距吸水井井壁距离/mm（0.751.0）D=1.0800=800mm喇叭口之间距离/mm
8、（1.52.0）D=2.0800=1600mm喇叭口距吸水井底距离/mm0.8D=1.0800=800mm喇叭口淹没水深h/mm（0.51.5）=1.0m所以，吸水井设计长度=16800mm，宽度=2400mm，高度=13000mm(包括超高600mm)6.各工艺标高的设计计算泵轴安装高度 Hss=Hs-v2/2g-hs1）吸水管设计长14m，hf=143.30/1000=0.0462m吸水管管路阻力系数名称喇叭口90弯头(钢制)蝶阀偏心减缩管水泵入口数量11111局部阻力系数0.100.600.060.181.0规格DN800600DN 600DN600DN600500DN500计算得hj=
9、1.272/19.6（0.1+0.6+0.06+0.18+1.0）= 0.1596m所以hs=0.0462+0.1596=0.2058m 考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加，取hs=0.5mHSS=3.5-1.272/19.6-0.5=2.91m泵轴标高=4.35+2.91=7.26m基础顶面标高=7.26-0.76=6.50m泵房地面标高=6.50-0.24=6.26m2）压水管设计长15m，hf=1515.1/1000=0.2265m压水管管路阻力系数名称止回阀蝶阀超声波流量计偏心渐扩管同心渐扩管数量11111局部阻力系数2.00.0600.290.24规格DN450DN450DN7
10、00DN450700DN350450hl=2.262/19.6（2.0+0.06+0.29+0.24）= 0.6749mhd=0.6749+0.2606=0.9355m7复核水泵机组 根据已经确定的机组布置和管路情况重新设计泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组泵房内管路水头损失h泵站内=0.5+0.9355=1.4355m水泵扬程Hmax=25.65+7.26+1.4355+1.5=35.8435m与估计扬程基本相同，选定的水泵合适8消防校核 消防时，二级泵站的供水量Q火=3500+144=3644m/h自流管流速v=0.97m/s，i=0.00104，水头损失=1.11500
11、.00104=0.1716m吸水井最高水面标高为15-0.1716=14.8284m，最低水面标高为4.51-0.1716=4.3384m。所以水泵所需静扬程HST为：洪水位时：HStmin=Z0-Zbmax=30-14.8284=15.1716m枯水位时：HStmax=Z0-Zbmin=30- 4.3384=25.6616m 输水管流速v=1.97m/s i=0.00664，所以水头损失=1.110000.00664=7.304m水泵扬程Hmax=25.6616+7.304+1.4355+1.5=35.8991m所选水泵机组能够适应消防灭火的要求。9泵房形式的选择及机械间布置根据清水池最低水
12、位和水泵HS的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用单排顺列式布置每台水泵都设有单独的吸水管，并设有手动常检修阀门，型号为D371J-10，DN=600mm，L=154mm，W=380kg。压水管设有HH44（X）-10型旋启式止回阀，DN=450mm，L=1000m W=602kg。电动控制阀门型号为3D941W-25电动法兰连接三偏心金属蝶阀，DN=450mm，L=222mm，W=269kg。泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。选用各种弯头、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为34m，宽度为12m10泵站的辅助设施1）引水设备：(1)真空泵的最大排气量Qv=K(WP+
13、WS)Ha/T（Ha-Hss） =1.1（0.39+3.95）10.33/300（10.33-2.67）=0.021 m3/h(2)真空泵的最大真空度 HVmax/Pa=HSS1.01105/10.33=2.911.01105/10.33 =28452.08Pa选取SK-5型水环式真空泵2台，一用一备，布置在水泵房靠墙边出。2)计量设备 在压水管上设电脑超声波流量计DCHL-5型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上。 在压水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为0.01.0MPa。在吸水管上设真空表，型号Z-60Z，测量范围为-1.011050.0Pa。3)起重设备选取LDT3.2-S型电动单梁环形轨道起重机，起重量3吨，跨度7.5m-22.5m4)排水设备设污水泵2台，一用一备。设集水坑一个，容积取2.01.01.5=3.0m。选取50WQ18-15-1.5型潜水排污泵，参数为Q=18L/s;H=15m;n=2840r/m
