加压泵站设计泵与泵站课程设计

加压泵站设计泵与泵站课程设计 泵与泵站课程设计 第一章 总体规划和整体布局 第一节 基本资料: 一、工程概况: 该工程位于我国华东地区某县，根据当地政府批准的关于城市建设规划，有一定的土 地面积可供给水工程使用。该水厂厂址处地形较为平坦，高程在54.80m?57.40m之间; 厂址东、南两侧紧靠国家二级公路，交通极为便利;北临清水河，水量充足;西侧为该县 县城。 二、地形资料: 高程在44.70m?70.40m之间，其中城区高程在55.80m?68.86m之间，(详见1:5000 地形图)。 三、地质资料: 2 地下水位为5.5m，地基承载力为4.0kg/cm，(详见泵站站址处地质剖面图)。 f 四、水文资料: 31.设计最高水位53.20m，P=95%，Q=935m/S; 32.正常设计水位52.00m，P=90%，Q=290m/S; 33.设计最低水位49.50m，P=75%，Q=65m/S。 五、气象资料: 1.最高气温:36?，最低气温:-6?，平均气温:12.3?; 2.主要风向:东南，最大风速:12m/S，平均风速:1.2m/S; 3.多年平均降雨量:1039.3mm; 4.多年平均蒸发量:803.2mm; 5.多年平均无霜期:225天; 6.地面径流系数:0.40。 六、水源资料: 1.浊度:400度; 2.色度:<15度; 3.嗅和味:无; l4.总硬度:3.5mg当量/; l5.碱度:2.8 mg当量/; 6.PH值:6.7?7.7; l7.蒸发残渣:450mg/; 8.细菌总数:19400个/ml; 9.大肠菌群:97000个/ml; 10.平均水温7?; 11.其它化学毒理学指标:符合国家; 七、水厂资料: 1.平面布置:(详见枢纽平面布置图)。 - 1 - 泵与泵站课程设计 2.设计水位: 1)地面设计标高: 55.00m; 2)澄清池底部高程:51.00m; 3)澄清池设计水位:56.00m; 4)蓄水池底部高程:44.00m; 5)蓄水池设计水位:53.00m。 八、能源资料: 可保证?级负荷供电，电压等级为100KV，容量为1000KVA，距水厂3.2Km。 九、其它资料: 地震烈度5度。 第二节 给排水工程总规划 一、建站目的 随着城市发展的需要和居民对生活用水水质水量要求的提高，需要对给水厂进行扩建，由于该县以北清水河河水水质较好，故主要对取水泵站和加压泵站扩建，在经济合理的情况下，满足进期和远期规划的要求。 由于给水系统的扩建，所以相应的排水系统和废水处理设施也要相应扩建。首先，要对该县排水系统进行改建，要满足该县用水量近期规划和远期规划的需要。其次，由于该县远期以种植业和食品加工业为主要的经济支柱，所以工业废水(食品加工业为主)，含有大量的脂肪酸、芳香烃类和有机化合物类，处理工艺特殊，难度较大，故在厂内进行处理后，达标排放。城市处理厂主要处理居民生活污水和含大量氮、磷的废水。 二、参数确定 1.流量确定(详见表1-1) - 2 - 泵与泵站课程设计 流量计算表 表1-1 节点 Q(%) Q(L/S) 节点 Q(%) Q(L/S) hhhh1 0 0 20 0 0 2 1.56 13.31 21 0 0 3 1.248 10.648 22 0 0 0 0 23 3.744 31.944 4 5 0.703 6 24 3.432 29.282 6 8.993 76.725 25 0 0 7 5.646 48.171 26 5.599 47.771 8 5.785 49.352 27 6.245 53.279 9 6.959 59.37 28 2.344 20 10 1.872 15.972 29 0.936 7.986 11 0 0 30 1.56 13.31 12 3.779 32.243 31 1.56 13.31 13 5.405 46.116 32 6.986 59.598 3.52 30.032 33 1.633 13.932 14 15 4.802 40.969 34 1.82 15.53 16 0.496 4.231 35 4.858 41.443 17 3.665 31.264 18 4.848 41.364 19 0 0 合计 59.282 505.767 40.718 347.385 2.扬程计算 扬程计算表 (1)(表1-3) Z Z Z 上上上maxdmin 107.56 107.56 107.56 Z Z Z 下下下maxdmin 56.00 56.00 56.00 H(m) H(m) H(m) STminSTdSTmax 51.56 51.56 51.56 h h h wminwdwmin 12.89 12.89 12.89 H(m) H(m) H(m) mindmax - 3 - 泵与泵站课程设计 扬程计算表(方案2) (表1-4) Z 101.62 Z 101.62 Z 101.62 上上上maxdmin Z 56(00 Z 56.00 Z 56.00 下下下maxdminH(m) 45.62 H(m) 45.62 H(m) 45.62 STminSTdSTmax h 12.2225 h 12.2225 h 12.2225 wminwdwmin H(m) 64.45 H(m) 64.45 H(m) 64.45 mindmax 扬程计算表(方案3)(表1-5) Z 104.89 Z 104.89 Z 104.89 上上上maxdmin Z 56.00 Z 56.00 Z 56.00 下下下maxdminH(m) 48.89 H(m) 48.89 H(m) 48.89 STminSTdSTmax h 11.405 h 11.405 h 11.405 wminwdwmin H(m) 61.1125 H(m) 61.1125 H(m) 61.1125 mindmax 第三节 给排水工程枢纽布置 一、枢纽布置 1.取水泵站布置: 取水泵房建造与清水河上游,交通便利的等级公路旁，与附近的工业园区共同并入工业电网。该河流河床稳定，流速较小，故采用岸边式取水构筑物。 2.净水厂的布置: 厂位于横穿该县的国家级二级公路东端。由于该县水源水质较好，所以对给水处理的要求就较低。但要达到国家对居民饮用水水质的标准，仍须进行给水处理，需要设置沉淀、澄清、过滤和消毒等处理工艺。 据该县用水资料，故采用水塔和加压泵站共同供水的给水方式。由其地形、地质以及用水量分布情况，确定选用网中水塔，水塔建造与整个管网地势较高处，以降低水塔高度进而降低工程量和造价，满足经济合理的要求。 由于该县用水规划要求的扬程较高，因而要对给水设施中的加压泵站进行重建。选择能够满足扬程和流量需要的离心泵及配套电机组，还要建造与之相配套的配电间。 3.污水厂的布置: 该县的远期发展规划是以经济建设为主线，其中以发展种植业和食品加工业为主，所以就给起城镇水处理设施提出了很高的要求，它不仅要对城镇居民生活用水，灌区灌溉废水进行处理，而且要对在厂内进行过处理的，含大量有机物的排放水进行再处理。所以，该县排水厂应设沉淀，絮凝，澄清，过滤，深度处理和消毒等工艺。 4.给排水管网的布置: 从取水泵站到给水厂之间铺设输水管，采用铸铁管，双管铺设。尽量沿路铺设，还要满足少占农田，避免乘压过大，避免穿河、穿山。 该县城区的道路分布规则，几乎都为平行分布，因而其管道均沿路铺设。主干管采用钢管，双管铺设，铺设与该国家级二级公路两侧，支管采用钢管，单管铺设。干管和支管埋设深度应达到要求，同时要置与排水管道上方。 该县排水系统采用分流式排水系统，雨水和污水分别排出。由于该地区雨水量较大，- 4 - 泵与泵站课程设计 可采用暗渠排水，直接排入清水河。污水排水管在满足埋设深度应达到要求的同时，要置与排水管道上方，其污水送至污水处理厂，进行处理后排入清水河下游。 第二章 机组的选型 第一节 初选泵型 一、水泵选型: 扬程为H=70(m) ，流量Q=853(l/s) 根据扬程确定所需泵的型号，由流量来确定所需泵的台数，有以下几种方案: 加压泵站水泵选型方案比较表 表3-3 方案 型号 扬程(m) 流量(l/s) 功率(kw) 台数 总功率(kw) 612-485-36? 300S-65 58-65-71 160 7(8) 1280 0 150-200-25? 12SH-6B 72-67-57 230 5(6) 1380 0 1440-1260-? 350S-75A 65-75-80 355 3(4) 1420 972 918-756-57? 300S-90A 70-78-86 280 4(6) 1680 6 250-325-37? 14SH-9A 70-65-56 300 3(6) 1800 0 2170-1872-? 500S-98A 67-83-96 630 2(4) 2520 1500 备注(括号内为总台数，多出的为备用台数) 方案?于方案?和? 的总功率最小。但是方案?和?的机组台数比方案? 多4台和2台，则厂房的战地面积较大，土建投资较多，故选用方案?即4台350S75 卧式双吸式离心泵，其中1台备用。 所选泵的特性见表3-4 水泵参数表 表3-4 功率(kw) 流量 扬程 转速 效率 吸上高重量 生产型号 电动机(L/S) (m) (n/m) (%) 度(m) (kg) 厂家 轴功率 功率 900 70 220 78 武汉350S75A 1170 65 1450 247 280 84 3.5 1200 水泵 1332 56 257 79 厂 第二节 管道设计 一、 吸水管设计: (一)管道材料选择: - 5 - 泵与泵站课程设计 由于钢管具有强度高，壁厚，重量轻，便于制作安装和检修，水头损失小，所以选用钢管材料。 (二)经济管径确定: 按经济流速来确定，吸水管的经济流速一般控制在1.0 , 2.0米/秒。 1/2 D=(800 , 921)Q 3式中: D----吸水管直径(毫米) Q----单泵流量(米/秒) 另外:吸水管的直径一般比水泵进口直径大50 , 150毫米，吸水管比压力支管大50 , 100毫米。 取水泵站:吸水管管径为D=500mm; 加压泵站:吸水管管径为D=500mm 压力管管径为D=450mm; 压力管管径为D=450mm 压力并管管径为D=700mm; 压力并管管径为D=700mm。 (三)壁厚确定 δ?D/130+(1,2)mm 式中:δ----吸水管壁厚(mm) D-----吸水管直径(mm) δ=350/130+2=5mm 吸 (四)长度估算: 1.引水方式的选择 1)当泵房靠近水源，水源含沙量较少，水位变化幅度较小，引水流量不大时，可选用管式引水;岸坡较陡时采用直叉式;较缓时采用斜叉式。 2)当机房靠近水源，水源含沙量较大且岸坡基岩较陡时，取水口处不便于机房的布置，可选用涵洞引水。 3)当岸坡较缓，出水建筑物离水源离远时，可选用明渠引水以缩短压力管道的长度和造价，减少水质危害 根据所给的地形图和水文资料知道，本设计条件基本符合(1)，所以选择用管式引水。 2.穿墙管形式的选择 目前有柔性连接和刚性连接两种形式，当进水池最高水位加安全趋高低于穿墙管底部时，可选用柔性的连接方式，否则选用刚性的连接方式。 据实际情况取水泵房和加压泵房都采用刚性连接方式。 3.长度的估算: 吸水管的长度不宜超过10米，愈短愈好，一般可按4 , 6米估算。 则 取水泵站和加压泵站吸水管长度为6米。 二、压力管道的设计 (一)压力管道的布置 1.布置原则: 垂直等高线，线路少损失小，在压力示坡线(发生水击时，压力变化过程线)以下，减少挖方，避开填方，禁遇塌方，躲开山洪，便于运输.安装和检修运行管理和今后的发展。 2.布置形式 1)当机组数量较少，单机流量较大时，多采用轴线互相平行，管线短而直，施工- 6 - 泵与泵站课程设计 安装方便的平行布置。 2)机组数量较多，单机流量较大时，多采用机房后开始收缩，经联合镇墩后再平行的辐射状布置。可减小镇墩和出水建筑物的宽度，减少工程投资。 3)机组数量较多，单机流量不太大时，可以采用几台机合用一根压力管道的并联布置。从而减少管道和出水建筑物的投资，高扬程泵站多采用这种布置形式，但并联台数不宜多于4台。 4)高扬程泵站由于地形地质条件的限制，不便于机房和进.出水建筑物的布置时，可采用串联布置，但串联的级数不宜超过2级，以防压力水管受力过大，增加造价和产生破坏。 5)管间净距不应小于0.8米，钢管底部应高出管槽底面0.6米。 本设计采用两两并联的布置形式，两根并管之间用叉管连通，并安装一闸阀以便某管道维修。 (二) 管道材料的选择: 当扬程较低时，可选用钢筋混凝土管;当扬程较高时可选用钢管。 (三)经济管速的确定 压力管道的经济内径的材料，可过的流量，可承受的压力(计算水头)有关，常用的有以下几种: 1.济用经流速控制:经济流速一般控制在1.5,3.0米/秒 2.单泵运行时，选用水泵出口直径加上50,150毫米或吸水管减去50 ,100毫米 3.用经验公式计算: 1/21)钢管:D=800×(Q) 1/2 混凝土管和铸铁管:D=840×(Q) 31/22)D=kπ(Q/H) 1/23)当Q? 0.033米/秒时，D=0.217(Q) 1/2 当Q， 0.033米/秒时，D=0.192(Q) 3式中: Q-------管道可通过流量，单位为米/秒 H-------压力管道计算段内最大的计算水头，单位米; K-------修正系数，K=1346 , 1472; D-------压力管道直径，单位毫米。 (四) 压力水管壁厚的确定: 1.钢管:压力钢管的壁厚，一般按照强度要求计算，刚度要较合。 1)强度要求: γHD δ?δ=mm 压,,2φσ 式中:H------压力管道计算段内的最大计算水头，单位为米; Ф-------接缝强度系数，焊接管 0.9,1.0; [σ] -------钢材允许应力(单位千帕)，按照要求适当降低; 3 γ -------水的容重，单位千牛/米; 2)刚度要求: - 7 - 泵与泵站课程设计 δ?D/130+(1,2)mm 混凝土管: i.环向拉力:P=0.5γHD(千牛) ii.1米内环向钢筋截面面积Ag=kp/Rg(厘米) iii.壁厚:δ=(K-200Ag)/100 Rf(毫米) f 式中:K -----混凝土抗裂安全系数 f k-------轴向抗压安全系数 Rg -----钢筋抗拉强度 Rf -----混凝土抗裂强度 本设计采用钢管，厚度见表3-5。 管道壁厚计算表 (表3-5) D(m) 0.5 吸水管 δ(m) 4 D(m) 0.7 1 0.654 0.45 δ(m) 11 16 11 7 压力管道 δ(m) 13 18 12 8 δ(m) 12 17 11 8 (五)铺设方式的确定: 一般采用露天式，混凝土管也可以采用埋置式，采用埋置式时，最小埋置深度应大于冻土层厚度。顶部承压时，埋置深度不小于1.0 , 1.2米，露天式安置则安装检修都方便，造价低，不需要考虑埋置深度及冻土层影响问，但占地面积较大。为了便于维修本设计管道采用露天铺设方式，管网采用沟埋式。 (六)管道附件的选择 1.大小头的选配: 由于水泵的进.出口径的直径不同，故需大小头进行衔接。另外，在管径发生变化处也许要大小头。除水泵进口需要偏心异径管外，其余均用同心异径管。它们的选择是根据可需衔接的两个直径来选择。若采用自制时，其长度取5, 7米。 L=(5,7)(D—D) 大小 D—大头直径; D—小头直径 大小 取水泵站L=6*(350-30)=300?=0.3m 2.弯管的选择: 在管道发生平面.立面或空间的转弯处，应设置弯管。转弯角度宜小于90度，转弯半径宜大于2倍管径。 本设计转弯半径取为R=3D。 3.闸阀的选择: 闸阀一般设置在水泵的出口附近机房内，离心泵必须设有出水管闸阀，目前一般用缓闭蝶阀代替，对于落井式安装的水泵，为了检修水泵，需设置进水管闸阀。 根据水流的流量.流速.压力和管道直径等来选择闸阀的形式(电动和手动，明杆和暗杆)一般地，300毫米以下管道上可选用手动，500毫米以上可选用电动。为了避免产生过大- 8 - 泵与泵站课程设计 水压力，又能自动断流，所以 在作泵站时，可用缓闭阀代替闸阀和逆止阀。 本设计取水泵站和加压泵站均分别设 4个缓闭阀和一个闸法。 4.底阀和滤网的选择: 为了防止水倒流，对于小型离心泵可以在吸水管的底部设置底阀，吸水管直径小于等于200毫米时，用升降式;大于等于250毫米时用旋启式。 为防止异物进入泵体，确保水泵正常运行，可在吸水管的进口设置率网。但发展的趋势渐渐表明取消滤网，而以拦污栅取而代之。 为了减少水头损失，本设计取消底阀和滤网，采用真空式循环泵进行抽取空气，用拦污栅代替取水泵站的滤网。 5.仪表的选用: 为了监测水泵的运行情况，一般在水泵的出水侧设置弹簧管式压力表，对于利用真空工作的离心泵还需要在水泵的进口侧设置弹簧管式真空表。 真空表选择:根据水泵进口处最大真空度来选择，压力表选择是根据水泵出口处的最大计算水头而定。 6.绘制压力管道平面.立面布置示意图，并计算各管段长度。 无缝钢管规格表\表3-6 159 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 203 29.14 33.83 38.47 43.03 47.59 52.08 325 62.54 70.04 77.68 85.18 402 67.67 75.91 84.1 92.23 450 81.21 96.67 106.1 500 79.87 108.5 119.1 (备注:大直径钢管一般均选定尺寸自行制作) 混凝土管规格表:表 3-7 规格型号(mm) 总长度 工作压力 2(直径× 厚度×有效长度) (mm) (kg/cm) Φ250 28 2000 2160 Φ300 30 2000 2160 Φ360 60 4000 4160 Φ400 40 5000 5160 10 Φ460 70 5000 5160 Φ500 50 5000 5160 - 9 - 泵与泵站课程设计 闸阀规格表 表3-8 代号 名称 直径 长度 高度 电动机型号 250 450 1140 300 500 1331 明杆平行式Z-10 350 550 1504 44T手动双闸阀 400 600 1699 450 650 1875 250 450 1294 电动明杆平42-6F 300 500 1451 J0Z-10 行式双闸板944350 550 1625 N=1.7KW 闸阀 400 600 1830 500 700 1613 电动暗杆平SI-6F 600 800 1783 J0Z-10 行式双闸板948T700 900 2083 N=2.8KW 闸阀 800 1000 2225 具体管道附件见管道布置图. 第三节 水泵工况点的确定和校核 一、管道参数的确定: (一)吸水管阻力参数 1.沿程阻力参数: 216/325S=10.29n L/D(秒/米) 吸吸吸吸f 2.局部阻力参数: 425S=0.083 ?ξ/D (秒/米) 吸吸吸j 式中: n------管道材料糙率(钢管n =0.012) L------管道长度(m) ξ-----局部阻力系数 S S+ S吸吸吸 =fj (二)压力水管阻力参数: 1.1.沿程阻力参数: 216/325S=10.29n*L/D(秒/米) 压压压压f 2.2.局部阻力参数: 425S=0.083 ?ξ/D (秒/米) 压压压j S S+ S压压压 =f (三)总的阻力参数 : S S+ S吸压 = 相同型号泵并联时 2 S S+ S+ Sm吸吸支并=* 式中: S------压力支管阻力参数 支 - 10 - 泵与泵站课程设计 m ------并联台数(M=2) S------压力并管阻力参数(单泵运行时m=1) 并 二、工作点的确定: (一)绘制抽水装置特性曲线 1.列表计算H: 需 2假设流量,依次计算Q, 2 h=S* Q; 损 H=H+h; 需净损 H=H+h 需净损maxmax H=H+h 需净损minmin 计算结果见列表3-6 2.绘制抽水装置特性曲线(管路系统特性曲线) (二)绘制扬程性能曲线: 1.根据水泵的性能图,绘出水泵单泵的性能曲线; 2.多台泵并联时应绘出并联的扬程性能曲线,相同型号泵并联无需绘出此图. (三)工况点确定: - 11 - 泵与泵站课程设计 管路阻力系数计算表 (方案1)(表3-12) 吸水管 压力支管 压力并管 进水喇叭口同心渐扩管0.56 0.3 (ζ) (ζ) 90?弯管0.64 缓闭阀(ζ) 0.3 (ζ) 偏心渐缩管90?弯管0.2 0.67 (ζ) (ζ) 三通管(ζ) 1.5 ?(ζ) 1.4 2.77 d 0.5 0.45 0.7 1000 0.65 0.65 n 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 C 56.569 55.584 59.831 200.79 59.097 59.097 λ 0.0245 0.0254 0.0219 0.0019 0.0225 0.0225 L 6 15 15 280 285 245 S 22.789 69.256 0.1616 4.5002 4.5591 3.9192 ?S 125.96 92.049 8.4783 抽水装置特性曲线计算表 (方案1)(表3-13) H(m) 51.56 51.56 51.56 3Q(m/s) 0.2 0.25 0.27 0.3 0.35 0.4 0.5 hw(m) 5.038 7.872 9.182 11.336 15.43 20.153 23.011 Hmin(m) 56.598 59.432 60.742 62.896 66.99 71.713 23.011 Hd(m) 56.598 59.432 60.742 62.896 66.99 71.713 23.011 Hmax(m) 56.598 59.432 60.742 62.896 66.99 71.713 23.011 - 12 - 泵与泵站课程设计 管路阻力系数计算表 (方案2) (表3-14) 吸水管 压力支管 压力并管 同心渐扩管进水喇叭口(ζ) 0.56 0.3 (ζ) 90?弯管(ζ) 0.64 缓闭阀(ζ) 0.3 偏心渐缩管(ζ) 0.2 90?弯管(ζ) 0.67 三通管(ζ) 1.5 ?(ζ) 1.4 2.77 d 0.5 0.45 0.7 1000 0.65 0.6 0.5 n 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 C 56.569 55.584 59.831 200.79 59.097 58.314 56.569 λ 0.0245 0.0254 0.0219 0.0019 0.0225 0.0231 0.0245 L 6 15 15 280 530 515 885 S 22.789 69.256 0.1616 4.5002 8.4783 12.625 57.368 ?S 405.93 92.05 78.472 加压泵站抽水装置特性曲线计算表(方案2) (表3-15) H(m) 45.62 45.62 45.62 3Q(m/s) 0.2 0.25 0.27 0.3 0.35 0.4 0.5 hw(m) 16.237 25.371 29.592 36.534 49.727 64.949 23.011 Hmin(m) 61.857 70.991 75.212 82.154 95.347 110.57 68.631 Hd(m) 61.857 70.991 75.212 82.154 95.347 110.57 68.631 Hmax(m) 61.857 70.991 75.212 82.154 95.347 110.57 68.631 - 13 - 泵与泵站课程设计 加压泵站管路阻力系数计算表(方案3) (表3-16) 吸水管 压力支管 压力并管 进水喇叭口(ζ) 0.56 同心渐扩管(ζ) 0.3 90?弯管(ζ) 0.64 缓闭阀(ζ) 0.3 偏心渐缩管(ζ) 0.2 90?弯管(ζ) 0.67 三同管(ζ) 1.5 ?(ζ) 1.4 2.77 d 0.5 0.45 0.7 1000 0.65 0.65 n 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 0.0125 (续表3-16) 吸水管 压力支管 压力支管 C 56.569 55.584 59.831 200.79 59.097 59.097 λ 0.0245 0.0254 0.0219 0.0019 0.0225 0.0225 L 6 15 15 280 285 245 S 22.789 69.256 0.1616 4.5002 4.5591 3.9192 ?S 125.96 92.045 8.4783 加压泵站抽水装置特性曲线计算表(方案3)(表3-17) H(m) 48.89 48.89 48.89 3Q(m/s) 0.2 0.25 0.27 0.3 0.35 0.4 0.5 hw(m) 5.038 7.872 9.182 11.336 15.43 20.153 23.011 Hmin(m) 53.928 56.762 58.072 60.226 64.32 69.043 71.901 Hd(m) 53.928 56.762 58.072 60.226 64.32 69.043 71.901 Hmax(m) 53.928 56.762 58.072 60.226 64.32 69.043 71.901 加压泵站曲线的对应控制点见表3-18(表3-18) 方案 一 二 三 H(m) 51.56 45.62 48.89 3Q(m/s) 0.345 0.290 0.450 hw(m) 14.992 34.140 16.324 Hmin(m) 66.552 79.760 65.214 Hd(m) 66.552 79.760 65.214 Hmax(m) 66.552 79.760 65.214 通过曲线得出的工况点对应参数如下表: - 14 - 泵与泵站课程设计 加压泵站水泵运行方案表(表3-19) 最大 最小 设计 净扬程 H(m) 51.56 H(m) 45.62 H(m) 48.89 123 扬程(m) 76 81 75 3流量(m/s) 0.444 0.297 0.450 功率(kw) 330 260 338 效率(%) 76 81 75 通过比较可以知道，方案二的工况点各参数都很符合要求，所以最后确定取水泵站以方案二的工况点为工作点，并按此方案运行。 三、动力机的初步选择 在靠近电源的地方，尽量采用电动机。 当单机容量小于25KW时，尽量选用鼠笼式异步电动机;当单机容量大于150KW大型机组，则选用绕线式异步电动机。 可根据水泵的转速.配套功率查《电气手册》选出电动机的型号，电压等级，额定功率，额定电流等参数，所以: 取水泵站选用的动力设备为:异步鼠笼式电动机 加压泵站选用的动力设备为: 四、传动设备的选择: 一般尽量选择直接传动，因为具有外形尺寸小，占地面积少，运输平稳，效率高(η=100%)，噪音小等优点。 第三章 厂房结构型式设计 第一节 厂房结构型式选择 一、取水泵站厂房的结构型式选择 根据泵站结构形式的选型表 表4-1 水位变幅 较小 较大 很大 备注 圆筒形干室型 卧式机组 分基型 矩形干室型 或潜没式泵站 或移动型泵站 排架型湿室型或D?1.4m的大型立式机组 墩墙型湿室型 井筒型湿室型 箱型湿室型 泵站选块基型 备注:对于地质条件或水文地质条件不好的泵站，可以适当提高选型标准。 本设计水泵选用4台S350-75A 型卧式离心泵。虽然加压泵站的水源的水位变幅较小，但地下水位较高，影响地基的承载能力，故加压泵房矩形选择干室型泵房。 第二节 厂房尺寸确定 一、取水泵站平面尺寸确定 - 15 - 泵与泵站课程设计 1.长度确定 有前计算所得数据，查手册的知，应选用立式轴流泵350ZLB—70型，该泵选用4台， 其中一台备用，各性能参数如表4-2: 功 率 Kw 流 量 扬 程 转 速 3m/h m 轴功率 电动机功率 1210 7.22 1450 效 率 叶片安装角度 叶轮直径mm 29.9 37 079.5 0 300 该泵房采用墩墙型的维护结构，壁厚1米，并分为地上部分和地下部分，地上部分为 电机层，主要放置配套电机组、配电柜、检修桂以及起吊设备;底下结构为水泵层，主要 放置所选轴流泵，以及附加泵。 二、 加压泵房尺寸确定 (一)平面尺寸计算 1.泵房宽度计算 2.宽度确定 由于泵房总宽度主要受起吊设备宽度的影响。查手册得知，应选用 DL型电动单梁桥式起重机，其各参数如表4-3: 起重量t 运行速度m/min 功 率w 3 20 2*0.8 跨 度m 最大轮压t 总 重t 7.5 2.15~2.45 1.88~2.24 由上表可知起重机的跨度为l=7.5m 0 净跨??????B0= l0+2×0.5=7.5+2×0.2=7.9 m 0.2 m??????安全间距 总宽??????B1= B0+2×0.5=7.9+2×0.5=8.9 m 0.5 m??????柱截面高 屋面板宽度??????B2= B1+2×0.5=8.9+2×0.5=9.9 m 0.5 m??????房檐 机墩宽1.0米，450—350?渐缩管长0.7米，250—400?渐扩管长0.7米，两个连接管各长0.5米，蝶型环闭阀长0.9米。泵房内宽8.9米。地下结构，墙厚1.0米，泵房外宽10.9米。地上结构，墙厚0.4米，泵房外宽9.7米。 3.泵房长度计算 1)泵房长度初步计算: iv.机墩长277?。 v.水泵端水泵悬出机墩65.1?，电机端电机悬出机墩4.9?。 vi.相邻水泵与电机之间距离设为30?。 vii.机组与墙之间距离设为100? viii.机墩与机墩间距为65.1+4.9+30=100? - 16 - 泵与泵站课程设计 ix.泵房长度为:277*4+100*3+200=1608? x.泵房墙厚1.0M，泵房墙中线到墙中线长度为:1608+50*2=1708? xi.泵房分为四个跨间，每个跨间长度为1708/4=4.27?，不是标准跨度，所以取每个跨间长度为450?，即泵房立柱中线到立柱中线长度为450?。则泵房墙中线到墙中线长度为: 450*4=1800?。 xii.重新布置泵房内构筑物尺寸: 因为泵悬出机墩的长度比电机悬出机墩的长度长，所以: 承载泵的机墩与墙之间的距离为152?; 承载电机的机墩与墙之间的距离为92?: 机墩与机墩之间距离为116?，既相邻电机与泵之间距离为46?。 由于采用垂直吊装水泵和电机，所以相邻电机与泵之间距离为93?是安全的。 xiii.由于在泵房左侧设有配电间，在泵房右侧设有检修间，而配电间与检修间的跨度都为450?，所以整个加压泵房地下结构长度为2790?(墙1.0M厚)，整个加压泵房地上结构长度为2740?(墙0.4M厚)。 450 50100 109011627780150100120890 10040010040 200410 400500 3932790 (二)立面尺寸计算 1.泵房地上高度计算 H=h+h+h+h+h+h+h1234567 式中 h— 汽车车厢底版离地面的高度，高度为1.32 m。 1 h—起吊物离车厢板的必要高度。h =0.2 m 22 h—起吊物的最大高度。h=水泵高度1.07 m 3 3 h—吊钩与起吊物之间的钓索最小高度。h =0.8*水泵电机长度 44 =0.8*2.194=1.755 m h—吊钩最高位置到吊车梁轨道顶面的高度。 5 h—吊车梁轨道顶面到吊车最高点之间的高度。h + h=1.800m 65 6 h—吊车最高点到屋盖大梁底部的富裕高度，一般不小于0.2 m。 7 H=1.32+0.2+1.07+1.76+1.8+0.25=6.4 m 2.泵房地下高度计算 - 17 - 泵与泵站课程设计 1/61/61/6Rd/40.45/41/2，，，，，，c,,,,49.63m/snn0.014 8g8*9.81,,,,0.0319249.63c 1)水泵安装高度计算: 22lv4.21.685,**,0.0319**,0.043mh= fd2g0.452*9.81 22v1.685,0.483*,0.07m h=Σζ2g2*9.81m 查表得: ζ喇叭=0.19 ζ渐缩=0.16 iζ=0.133 s 所以Σζ=0.19+0.133+0.16=0.483 221.685vH=[Hs]--hw =3.5--0.07=3.285 吸2*9.812g 取H=3.2M 吸 2)高度计算 青水池底部标高44米，水面标高53米，水泵安装高度3.2米，所以水泵进水口轴线 标高56.2米。 加压泵房所在地标高57.4米，所以泵房地面到地表为1.8米。 所以加压泵房地面到屋面的距离为6.4+1.8=8.2米。 - 18 - 泵与泵站课程设计 1040 5050 252525640 1090120150 440884.5400 450 32050450350 50600250 400 500 第三节 加压泵房的内部布置 一、主泵房的布置 1.主机组布置 机组较少时，采用单排布置;双吸式离心泵采用纵向列式布置，单级单吸离心泵采用横向平行布置。当机组较多时，采用双排布置，一般采用交错布置，以免机组和管道相互影响。 本设计选用4台S350-75A 型双吸式卧式离心泵，机组台数较少，故采用纵向列式布置的形式。 2.抽气充水设备布置 1)抽气充水方式的选择: 抽气充水方式分为人工浇水，抽气充水。 抽气充水又分为真空式循环泵，水塔充水，水源充水三种形式。 2)水塔充水在第一次使用时效果不理想，而水源充水要加装进水阀，操作也不方便，所以本设计选用真空式循环泵。 3.排水设备布置 1)排水沟一般采用纵向布置，矩形明沟，宽0.05~0.25M，深0.05~0.3M，坡度1/50， - 19 - 泵与泵站课程设计 本设计排水沟宽0.1M，深0.1M，坡度1/50。 2)集水井一般采用0.6*0.6M至1.0*1.0M，深度1.5~2.0M， 本设计集水井采用1.0*1.0 M 深2.0M的形式。 3)排污泵根据3~5分钟内排干24小时的漏水量。 4.起吊设备选择 起吊设备根据泵房内最重的物体的重量查规范选择。表4-4 起吊物最大重量 1 5 10 (T) 起吊设备 手动葫芦 单轨手动葫芦 单轨电动吊车 双轨电动吊车 本设计泵重1.2吨，电机重3.0吨，查〈〈给排水设计手册〉〉11分册，起重设备选择LH5型。 5.通风设备布置 每两根立柱之间设两扇窗户，下面的窗户离地1.2米，尺寸(宽*高)是2.0*2.0米，有16扇玻璃，上面的窗户下沿离下 面窗户上沿0.5米，上面窗户尺寸(宽*高)为2.0*1.5米。 6.通风校核: 窗户总面积=(2.0*2.0+2.0*1.5)*8=56? 泵房面积=17.1*8.9=152.19? 窗户总面积/泵房面积=(56/152.19)*100%=37%>25%，所以不用加通风设备。 7.通道 泵房内可分为工作通道(1.2,1.5米)，人行通道(1.5,2.0米)。 本设计工作通道设在进水一侧，宽1.5米。 人行通道设在出水一侧，宽1.85米。 从地面到底层有楼梯，楼梯宽80?，每个台阶落差20?，每个台阶宽30?。 二、副泵房的布置 1.检修间布置 检修间一般布置在泵房的一端，大都布置在交通方便的一端。 2. 配电设备布置 1)配电间的布置: 对于大中型泵站，应该设配电间，可以采用一端布置或一侧布置，采用一侧布置时，一般设于泵房的出水侧;小型泵站可以不专设配电间。 本设计属于中型泵站，为了便于管理，特设配电间，因为一端已设检修间，所以在另一端设配电间。 2)配电柜的布置: 配电柜的布置形式可根据配电柜数量的多少依次采用“ㄩ”字形、“L”形或“一”形布置。 本设计只有4台机组，故采用“一”形布置。 - 20 -