污水提升泵站的设计

污水提升泵站的设计班级：环境工程112班学号：5802111071姓名：林秋荣指导老师：王白杨完成时间：2014-5-7一、目的和要求1、加深理解和巩固《水泵和水泵站》所讲授的内容。2、掌握给水泵站工艺设计的步骤、方法和内容。3、提高设计计算及绘图能力。4、熟悉并能应用一些常用的设计资料及设计手册。5、培养独立的分析问题和解决问题的能力。二、设计题目污水提升泵站设计：某工业园区污水处理厂一期设计规模为1×104m3/d，二期设计规模为1×104m3/d，污水提升泵房处地面标高为26米，进水管管底标高为20米，管径为DN800，假设进水管最大充满度为1。污水处理厂工艺流程为：进水管→中格栅→集水井→提升泵站1→调节池→提升泵站2→循环厌氧池→A/O池→二沉池→消毒池→排水堰→受纳水体。调节池最高水位标高为30米，提升泵站至调节池的水平距离为15米，污水的时变化系数取2.0，中格栅水头损失0.2米，试设计提升泵站1。如还要请你设计提升泵站2，那么还需要哪些条件？三、设计内容及成果1、设计内容选泵；水泵机组及其平面布置；集水井、泵房平面及高度；吸、压水管道；泵房辅助设备。2、设计成果设计成果包括两大部分。（1）设计说明书要求文字通顺，字体工整，简明扼要，内容完整，其内容包括：设计概述；取水泵站流量和扬程的确定；水泵机组和电机的选择及布置；吸压水管的设计计算及布置；泵站辅助设备的选择；泵站平面及高度的确定。（2）、设计图纸图纸用A3图纸，内容包括：泵站工艺的平、剖面图，主要设备材料表。图面要整洁。四、时间安排本课程设计为二周。目录一、水泵的选择………………………………………………………………………4二、吸、压水管实际水头损失的计算及水泵养成的核算………………………4三、集水池………………………………………………………………………5四、水泵机组基础的确定和污水泵站的布置………………………………………5五、泵房高度的确定…………………………………6六、泵房附属设施及尺寸的确定……………………………………………6七、采光、采暖与通风………………………………………………………6八、起吊设备………………………………………………………………………6九、泵房值班室、控制室及配电间………………………………………………7十、门窗及走廊、楼梯…………………………………………………………7一、水泵的选择计算简图(1)流量的确定该泵站提升的一期设计最大流量为Qmax=1*104*2=2*104m3/d=833.4m3/h采用三用一备，则一台泵的流量为Q=833.4/3=277.8m3/h(2)选泵前扬程的估算水泵提升的静扬程为调节池水位(30m)与集水井最低水位H2之差，集水井的有效水深为2m，通过格栅的水头损失为0.2m。集水井最高水位H1取进水管水位，进水管充满度为1，则H1=20+1*0.8-0.2=20.6m,H2=20.6-2=18.6m静扬程H静=30-18.6=11.4m水泵吸水管和压水管水头损失估算为2.0m，自由水头取1.0m,则水泵扬程为:H=H静+2.0+1.0=11.4+2.0+1.0=14.4m(3)由Q=277.8m3/h和H=14.4m可知，选用150WLI-300-16型四台，三用一备，其个性能参数如表1表1型号流量Q（m3/h）扬程H/m转速n/（r/min）轴功率W/kw电动机功率w/kw效率汽蚀余量m重量/kg150WLI-300-1630016145017.52275%4.6980安装尺寸mmn-ФdJBCDEFGH4-274250900600450355470590670进口法兰出口法兰DND1D2n-ФdDND1D2n-Фd1502402858-222002803208-17.5二、吸、压水管实际水头损失的计算及水泵扬程的核算（1）管径及流速的确定Q=277.8m3/h，吸水管选用DN300mm的钢管，压水管选用DN250mm的钢管则吸水管内流速为v吸=4Q/π/D2=4*277.8/3.14/0.3/0.3=1.09m/s查《给排水设计手册01》知1000i=7.27压水管内流速为v压=4Q/π/D2=4*277.8/3.14/0.25/0.25=1.57m/s查《给排水设计手册01》知1000i=11.0水泵进出口直径分别是200mm，150mm所以v进口=2.46m/sv出口=4.37m/s(2)吸水管路水头损失计算吸水管上附件有：一个喇叭口D=1.5*300=450mm，ζ1=0.1D300的90°弯头一个ζ2=0.78D300闸阀一个ζ3=0.07D300*200的偏心渐缩管一个ζ4=0.18吸水管局部水头损失为H局部=∑ζv2i/2g=[(0.1+0.78+0.07)*1.092+0.18*2.462]/2/9.8=0.11m设吸水管为3m，则h沿程=3*7.27/1000=0.02m(3)压水管水头损失压水管上附件有：D150*250渐放管一个ζ1=0.18D250的截止阀一个ζ2=3.0D250闸阀一个ζ3=0.07D250的90°弯头四个ζ4=0.87压水管局部水头损失为：H局部=∑ζv2i/2g=（3.0+0.07+0.87*4+0.18）*1.57*1.57/2/9.8=0.74m设压水管长为30m,则压水管沿程水头损失为h沿程=30*11.0/1000=0.33m所以总的水头损失为h=0.11+0.02+0.74+0.33=1.2m所以水泵的扬程为H=11.4+1.2+1.0=13.6m16m能够满足需求，故选泵合适。三、集水井（1）集水井形式本设计，把集水井设在泵房外面，集水井内设有污泥斗，池底做成不小于0.01的坡度，坡向污泥井。从平台到池底设有扶梯，台上设有吊污泥用的粱钩滑车。（2）集水井容积的计算集水井容积按最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取2.0m，v=5/60*227.8=23.5m3则，集水池的面积A=23.5/2=11.75m2由于太小，泵的台数太多，把它扩大，做成面积为28平方米（3）集水井的排沙污水杂质往往在集水井内沉积，时间长了容易发臭，甚至堵塞集水坑，影响正常吸水。因此，在压水管路设DN150mm的压力冲洗管伸进集水坑冲洗。四、水泵基础的确定和污水泵站的布置（1）基础要浇在坚实的基础上，一面发生不均匀的沉降或下沉。查手册算得水泵基础尺寸为900mm*700mm，机组的总质量W=980+335=1315kg，基础的深度H=3.0*1315/0.9/0.7/2400=2.61m3取3m3，（2）污水泵站的布置采用矩形，泵房内采用横向双行排列，泵房的长度为18米，宽为6米（不包括值班室、配电间）。集水井的长为14米，宽为2米。五、泵房高度的确定（1）地下部分集水井最高水位标高H1=20.6m最低水位为H2=18.6m吸水管的中心标高在最低水位以下0.6m则吸水管中心线标高为H3=18.6-0.6=18m所以泵轴标高为H3=18+0.3+0.42=18.72m基础顶标高为H4=18.72-0.42=18.30m基础底面标高为H518.3-0.2=18.1m所以泵房地下埋深为H下=26-18.1=7.7m(2)地上部分H上=n+a2+c2+d+e+h=100+140+930+0.85*900+3000+200=5.14m其中，n取100m;行车梁高度a取140mm；行车梁底至起吊中心距离c取930mm;起重绳的垂直长度d=0.85x=0.85*900=765mm;最大一台水泵或电动机的高度e取3000mm;起吊物底部与泵房进口处室内地坪的距离h取200mm.所以泵房的高度H=H下+H上=7.7m+5.14m=12.94m水泵的开启方式为自灌式。六、泵房附属设施及尺寸的确定（1）水位控制污水泵房采用自动控制机组运行，根据水位变化，应用可编程序控制系统PLC实现水泵开停的自动控制。启动停车自动控制的信号有水位继电器发出。（2）计量设备由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵的问题，可采用电磁流量计作为计量设备。（3）排水在机械间的地板上设排水沟和集水坑。排水沟沿墙设置，坡度i=0.01，集水坑平面尺寸为1m*1m，深为1m，在吸水管上接出DN100mm，的小官伸到集水坑内，当水泵工作时把坑内的积水抽走。七、采光、采暖和通风（1）位于南方地区，课不需要采暖设备。（2）泵房在上层工作间设置窗户，保证有充足的阳光，检修操作采用集中照明。（3）泵房通风主要解决高温散热和空气污染问题，污水泵站的机械间机组台数越多，功率越大，除四周设置窗户外，还要设置机械通风和通气管。八、起吊设备泵房起重设备根据最大一台设备的重量进行选择，有水泵机组重量W=1315kg，可选用LDH型电动单梁环形轨道起重机，起性能参数如下表2表2起重量（t）跨度（m）操作方式最小压轮（KN）最大压轮（KN）总重量（kg）220地面/司机室6.518.92.74外形尺寸mmHH1H2C1C2WB58012010408721343-2500-310九、泵房值班室、控制室及配电间值班室设在机器间一侧，有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控制台和配电柜，其面积为12-18平方米，能满足1-2个人值班。本设计泵房和控制室合建，并建在泵房外面，面积取3m*9m，配电间取3m*9m。十、门窗及走廊、楼梯（1）门：机器间至少要满足设备最大部件搬迁出入的门，取宽3.5米，高3.5米，泵房靠近值班室一侧设有小门，取高2米，宽1米。泵房与配电间之间设有小门，尺寸与值班室小门一样，配电间通往室外的门也与其一样（2）窗：未来便于通风采光，开窗面积不小于泵房面积的五分之一，所以开6个窗子，尺寸为2500mm*2000mm。（3）走道：在泵房思卓设有走道，走道栏杆高1米，在机器间的一侧设有楼梯，楼梯倾角约为1/0.75、宽0.8米，扶手1米。（4）卫生设备：未来管理员使用方便，就近设厕所。欲设计提升泵站2，需要的条件是：1.知道提升泵站2的地面标高2.提升泵站2下一道工序的地面标高3.这两地之间的水平距离4.提升泵站2前一道工序的最低液位和最高液位