取水泵房设计计算书

(一)取水泵站工艺设计设计资料：某厂新建水源工程近期设计水量80000,要求远期发展到120000，采用固定是取水泵房用两条直径为800mm虹吸自流管从江中取水。水源洪水位标高为26.14m（1%频率），枯水位标高8.29m(97%频率)。净水站反应沉淀池前配水井的水面标高为33.14m。虹吸自流管全长为85.5m（其中在枯水位以上部分长55m）。泵站至净水站的输水干管全长为700m，见取水泵站枢纽布置图。其中通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条虹吸自流管检修，要求另一条虹吸自流管通过75%最大设计流量是），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1.2m。试进行泵站工艺设计。设计要求：1.完成设计计算书一份，书写整齐并装订成册。2.绘制泵房平面图、剖面图、立面图。文字书写一律采用仿宋字，严格按制图标准作图。一、设计流量Q和扬程H（1）考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05所以近期设计流量为Q=1.05×80000/24=3500m3/h=0.97222m3/s远期设计流量为Q=1.05×120000/24=5250m3/h=1.45833m3/s(2)设计扬程H①泵所需静扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到吸水间的全部水头损失为8.29m-7.09m=1.2m。则吸水间中最高水面标高为26.14m-1.2m=24.94m，最低水面标高为8.29m-1.2m=7.09m.所以泵所需静扬程HST为：洪水位时，HST=33.14-24.94=8.2m枯水位时，HST=33.14-7.09=26.05m②输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN800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（按远期考虑），即Q=0.75×5250=3937.5m3/h=1.09375m3/s,查水力计算表5得管内流速v=1.45m/s,i=0.00302所以输水管路水头损失：=1.1×0.00302×700=2.3254m(式中1.1是包括局部损失而加大的系数)③泵站内管路中的水头损失∑h粗估2m，安全水头2m，则泵设计扬程为：枯水位时：Hmax=26.05+2.3254+2+2=32.3754m洪水位时：Hmin=8.2+2.3254+2+2=14.5254m二、初选泵和电机由近期和远期的设计流量以及泵的设计扬程选择合适的泵故近期选择1台800S32型泵（Q=4698～6462m3/h,H=25.4～35m，轴功率N=556～575kW，转数n=730r/min,），1台工作，1台备用。远期增加1台同类型泵，2台工作1台备用。根据800S32型泵的要选用Y500-8型异步电动机（710kW，6000V）效率78%～80.4%，气蚀余量为6.5m。三、机组基础尺寸的确定查泵与电机样本，计算出800S32型泵机组基础平面尺寸为2120mm×2250mm,机组总重量W=Wp+Wm=325+49500=49825N。基础深度H可按下使计算H=式中L——基础长度，L=2.120mB——基础宽度，B=2.250mγ——基础所用材料的容重，对于混泥土基础，γ=23520N/m3故H=(3.0*49825)/(2.120*2.250*23520)=1.33m基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.53m。四、吸水管路与压水管路设计流量QQ1=25250=2625m3/h=0.729m3/s(1)吸水管路的要求①不漏气管材及接逢②不积气管路安装③不吸气吸水管进口位置④设计流速：管径小于250㎜时，V取1.0～1.2m/s管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6m/s压水管路要求①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。②压水管的设计流速：管径小于250㎜时，为1.5～2.0m/s管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5m/s(2)吸水管路直径采用DN1300钢管，则V=1.373/s，i=1.773‰压水管的选取采用DN1000钢管，则V=2.321m/s，i=6.362‰五、机组与管道布置详见附件CAD图纸1基础布置泵机组布置原则：在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。2机组的排列方式采用机组横向双行排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同时因各机组轴线在同一组平行直线上，便于选择起重设备。本取水泵房采用方形钢筋混凝土结构，此类泵房平面施工相对方便，也便于泵和机组的布置。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后连接起来。泵出水管上设有液压蝶阀（（c）HDZs41X-10）和手动蝶阀（D2241X-10），吸水管上设手动闸板闸阀（Z545T-6）。为了减少泵房建设面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1200的输水干管用每条输水管上各设有切换用的蝶阀（GD371Xp-1）一个。六、吸水管路与压水管路的水头损失的计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图①吸水管路中水头损失∑hs:∑hs=∑hfs+∑hls1、吸水管路沿程水头损失:（吸水管：2m）∑hfs=l1×is=1.773‰×2.000=0.0036m2、局部水头损失:∑hls=(ζ1+ζ2)+ζ3式中ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75。(l/d4,ζ=0.75)ζ2———DN1300钢管闸阀局部阻力系数，按开启度=0.125考虑，ζ2=0.15ζ3———偏心渐缩管DN1300×1000,ζ3=0.20则∑hls=（0.75+0.15）×1.3732/2g+0.20×17482/2g=0.0866m所以吸水管路总水头损失为:∑hs=∑hfs+∑hls=0.0036+0.08636=0.091m②压水管路水头损失∑hd:∑hd=∑hfd+∑hld1、压水管路沿程水头损失:∑hfd=(l2+l3+l4+l5+l6)id1+l7×id2∑hfd=(5.500+3.650+7.410+5.000+1.300)×63.62‰+2×4.97‰=1.464m2、局部水头损失:∑hld=ζ4V32/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10）V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13)V52/2g式中式中ζ4-DN300×450渐放管，ζ4=0.25ζ4-800×1000渐放管,ζ5=0.25ζ5-DN1000液控蝶阀,ζ6=0.15ζ6-DN1000手动蝶阀,ζ7=0.15ζ7-DN1000钢制90°弯头,ζ8=1.08ζ8-DN1000钢制90°弯头,ζ9=1.08ζ9-DN1000×1200渐放管,ζ10=0.25ζ10-DN1200蝶阀,ζ11=0.3则∑hld=0.25×3.6272/2g+(0.15+0.15+1.08×2+0.18×2)×2.3212/2g+(0.25+0.3)×1.6122/2g=0.168+0.1.270+0.073=1.511m所以压水管路总水头损失为∑hd=∑hfd+∑hld=1.464+1.511=2.975m则泵站内水头损失:∑h=∑s+∑d=0.091+2.975=3.066m，符合假设的实际水头损失。所以泵的实际扬程为：枯水位时：Hmax=26.05+2.3254+3.066+2=33.4414m洪水位时：Hmin=8.2+2.3254+3.066+2=15.5914m由此可见，初选的泵机组符合要求。七、泵安装高度为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。八、辅助设备选择(1)起重设备的选择选用YZR225M-8Z型电动机，其重量为6.33t(包括起重机重量和电动葫芦重量)，最大起吊高度为16.50+2=18.50m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车的高度）。为此，选用桥式起重机（定制，起重量12t，双梁，跨度10m，LH-16电动葫芦，起吊高度24m）(2)引水设备泵系自灌式工作，不需要引水设备。(3)排水设备由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按30.50-14.65=15.85m计，水头损失大约5m，故总扬程在15.85+5=20.85m左右，可选用IS65–50–125型离心泵（Q=15～30m3/h,H=21.8～18.5m,N=3kW,n=2900r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为802–2。(4)通风设备由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空–––––空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35–11型轴流风机（叶轮直径700㎜，转速960r/min，叶片角度15°，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF–8026,N=0.37kW）。(5)计量设备由于在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。九、泵房高度的确定已知吸水间最低动水位标高为7.09m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为5.50m（吸水管上缘淹没深度为7.09-5.50-（D/2）=0.94m）。吸水间底板标高为5.34m。洪水位标高为26.14m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为26.14+1.00=27.14m。故泵房筒体高度为：H=27.14-5.34=21.8m泵房筒体高度已知为21.8m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为6.0m，从平台楼板到房顶底板净高为6.5m。十、泵房平面尺寸的确定根据泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件尺寸，通过计算，求得泵房长为20m，宽为10m。十一、参考资料与书籍《水泵及水泵站》-----------中国建筑工业出版社《给水排水设计手册1》《给水排水设计手册11》《给水排水设计手册-材料设备2》泵与泵站课程设计学生姓名：刘凡奇专业班级：2011级给水排水（1）班学号：2011102525指导教师：高桂青日期：2013年12月16日至12月27日