水泵及水泵站课程设计

水泵与水泵站课程设计学院：土木与水利工程学院专业：农业水利工程姓名:****学号：****指导教师：****1.工程规划1.1、基本资料某供水泵站从渠道取水，在渠道边设进水闸1座，闸孔宽1m，渠道设计最高水位1178.33m，设计水位1177.86m,设计最低水位1177.70m,渠底高程1177.10m。现场勘测，供水泵站可建在渠道边上。站址区域土壤为灰钙土和淡灰钙土，地下水为基层裂隙水和碎屑岩类裂隙孔水，土壤质地为沙质黄土，地基承载力较好。该站址处交通方便，附近有输电线路通过，选择电动机较合适。根据规划，该泵站设计流量为0.2m3/s（也可以根据情况进行调整)，出水池设计水位1197.86m,出水管道（压力管道）长460m。1.2设计参数的确定1）设计流量Q=0.2m3/s=720m3/h2）设计扬程渠道出水池H设计最高水位=1178.33mHˊ设计水位=1197.86H设计水位=1177.86mH设计最低水位=1177.70mH渠底=1177.10m由于管道水头损失的影响，设计扬程：H设=（1+10%）H净=（1+10%）*（1197.86-1177.86）=22(m)2.选择机组类型及数目2.1水泵选型1）根据泵站的设计扬程，查水泵性能表，选择以下几种泵型，进行方案比较。表2—1泵型性能参数表方案水泵型号流量（m3/h）设计扬程（m）电机功率(kw)转速（r/min）必须汽蚀余量(m)一SLW250-30035022.03714805.550020.060017.5二SLW250-315A35031.55514805.55002860023三SLW250-315B35026.54514805.545024.054020.02)由公式n=Q站/Q泵计算泵型所需台数，见表2—2水泵型号SLW250-300SLW250-315ASLW250-315B台数3223)方案的比较三种方案的必须汽蚀余量一样，方案一、相对于其他两种方案,台数多,投资可能大，方案二、方案三、机组台数相近，但方案二，机组出水率相对于较大，电机功率相对大。所以，最终选方案三SLW250-315B。2.2水泵的数目确定水泵有时会出现故障，所以要选一台备用泵最后选三台SLW250-315B3.确定管材、数目、直径及管路附件3.1管材1）进水管宜采用钢管2）室内出水管宜采用法兰连接的钢管3）室外出水管也采用钢管3.2数目及管径1）管径采用经验公式法，一般进水管的经济流速为1m/s,出水管的经济流速为0.8～1.5m/sD进=进vQ4式中：v进——进水管道中平均流速（m/s），v进=0.8m/sQ——单泵进出水管道的流量sm/3，SLW250-315B型泵的流量Q=450m3/h=0.125sm/3计算得：D进=0.446m，取D进=0.45m=450mm。D出=出vQ4式中：v出——出水压力管道中平均流速（m/s），v出=1m/s计算得：D出=0.399m,D出=0.4m=400mm。考虑机组合并管道，故合并后，Q1=0.25sm/3，v=1m/s,D出1=vQ14（4—3）计算得：D出1=0.564m,取D出1=0.6m=600mm。1）数目选择3台泵，采用并联的方式。3.3管路附件管路附件及阻力系数见表3—1表3—1管路附件阻力系数表附件规格mm数量吸水管喇叭口45030.190°弯管450R=67560.6渐缩管250/450L=55030.2出水管出水闸阀40030.07渐放管250/400L=45030.2445°弯管40040.3伸缩节40040.2叉管400/60021.0出口60011.04.水泵工作点确定及校核4.1计算管道阻力参数管路阻力参数计算表吸水管直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33(s2/m5)0.4550.0120.522附件名称(规格)管径（m)系数ξS局=0.08262ξ/d4(s2/m5)喇叭进口0.450.10.20190º弯头0.450.61.209偏心渐缩管0.250.24.230小计6.163出水管（并联前）直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33(s2/m5)0.42000.01239.121附件名称(规格)直径(m)系数ξS局=0.08262ξ/d4(s2/m5)渐放管0.250.245.076出水闸阀0.40.070.22645°弯管0.40.30.968叉管0.413.227伸缩节0.40.210.678小计49.296出水管（并联后）直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33(s2/m5)0.65000.01211.266附件名称(规格)直径(m)系数ξS局=0.08262ξ/d4(s2/m5)伸缩节0.60.210.134出口0.610.638小计12.038合计67.4974.2确定水泵工作点1）SLW250-315B泵型的性能参数性能见表4—2：表4—2SLW250-315B泵型性能参数表.水泵型号流量（m3/s）设计扬程（m）电机功率(kw)转速（r/min）必须汽蚀余量(m)SLW250-315B0.097226.54514805.50.12524.00.1520.02）管路性能曲线绘制Q—H需H需=H净+SQ2=H净+（S沿+S局）Q2式中：H净—泵站净扬程，本设计为20m并联前：S沿=10.2n2*L/D5.33=0.522+39.121=39.643S局=0.083ζ/D4=5.641+10.175=15.816S沿+S局=55.459并联后：S沿‘=11.266S局‘=0.134+0.638=0.772S沿‘+S局‘=11.266+0.772=12.038S=67.497绘制如下图：工作点确定10152025303500.05450.1090.16350.2180.27250.3270.38150.4360.4905流量Q（m3/s）扬程H(m)HH需H高H低H-Q并单泵的工作点：Q=0.1425sm/3，H=21.371m并联后工作点：Q=0.248sm/3，H=24.142m4.3校核水泵在最高水位和最低水位运行的工作点1）校核水泵在最低水位时管路性能曲线H净低=1197.86m-1177.70m=20.16m工作点：Q=0.245sm/3,H=23.22m2）校核水泵在最高水位时管路性能曲线H净高=1197.86m-1178.33m=19.53m工作点：Q=0.256sm/3,H=23.61m高效区：流量的范围0.1944—0.3sm/3，扬程范围20—26.5m满足要求。5.水泵的安装高程的确定水泵的安装高程过低，使泵房的土建投资加大，施工条件更加困难；过高是水泵产生汽蚀，流量，功率、效率的大幅度下降，甚至不能工作。因此，确定水泵的安装高程尤为重要。根据安装高程公式，需要确定大气压力、气化压力、允许吸上真空高度、吸水管损失计算得：当地大气压力：=9.06m20℃下工作气化压力：=0.24m允许吸上真空高度：5.5m吸水管水头损失：hs=S吸Q2=6.163*0.1462=0.131所以有=9.06-0.24-5.5-0.131=3.189m所以安装高程为1177.7+3.189=1180.89m而最高水位为1178.33m，加上安全超高0.5m，得地面高程1178.83m，泵的基础取0.15m，所以安装高程应为1178.98m。6.水泵机组的基础设定根据基座尺寸，确定基础尺寸：基座长度E=780mm，取基础长度L=1000mm基座宽度F=600mm，取基础宽度B=700mm考虑泵自身高度为970mm，泵出口设90°弯头半径为675mm，为方便检修，基础高度取H＝150mm。如此出水管高度控制在1800左右，检修人员可以在此高度下工作。7.泵房设计7.1泵房的结构类型选择泵站的泵房采用分基型，其原因为：（1）水源水位变幅较小，为1178.33m-1177.70m=0.63m，小于水泵的吸上高度H吸；（2）安装的是卧式离心泵；（3）由于地下水位较低，不至于渗入泵房影响地基；（4）选用分基型泵房，通风、采光、防潮条件均较好7.2泵房内部布置形式1)主机组布置三台机组，台数较少，可按一列式纵向布置，优点：布设整齐，主厂房跨度较小，水力条件较好。示意图如图2)交通道安装机组的主厂房一般都低于检修间和副厂房的地坪。为了便于管理人员来回巡视，与进水侧或出水侧设有交通道。此泵房较小，只在出水侧设交通道为1.5m宽。7.3泵房尺寸1)泵房长度泵房长度主要根据机组的长度、机组之间间距、检修间和配电间长度加以确定。泵房长度示意图2）泵房的跨度根据进出水管长度、各个进水管路附件、泵基座尺寸，拟定泵房宽度为7750mm；3）泵房的高度由于选用的是分基式泵房，故不设吊车，泵房高度主要取决于泵的尺寸，结合房屋建筑学要求，不低于3500，故取泵房高3600mm。8.进水池、出水池设计8.1前池：采用正向前池，引渠宽度取为1m。1）前池扩散角取为40°；2）前池池长2tan2dBL，得L=12.23m3）池底纵向坡度取i=0.1如下图：8.2进水池1)进水池宽度的确定：喇叭口直径D取600mm，根据《规范》，得池宽B=3D=1800mm。2）悬空高度的确定：根据《规范》，C=0.6~0.8D，取C=0.6D=360mm。3)后壁距的确定：根据《规范》，T=0.8~1.0D，取T=0.9D=540mm。4）进水池长度：Lg≧4.5D+T=3.24m取前水池长度L=3.24m5)淹没深度hs1.0~1.25D,取hs=1.5D=0.9m如下图：8.3出水池：选定为正向出水池。1)出水管出口直径：出水管直径为0.6m，为降低出口流速，使出水池中不产生水跃并减小出口损失，取出水管出口直径为D0=0.7m；2）淹没深度：gvh23~220）（淹取h淹=0.23m3)池底距管口下缘的距离：取P=0.3m4）出水池墙顶高程和池底高程：出水池的高度应保证在最高水位时不发生漫溢，故▽池顶=▽max＋h超高=1198.83（m）▽池底=▽min-h淹-D0-P=1196.5（m）H池高=▽池顶-▽池底=2.33（m）5）出水池宽度B=（n-1）δ+n（D0+2a）=1.8（m）学生自我打分表内容设计说明书设计图纸创新能力收获综合能力提高总分分值3020102020100自评分