彭禹_泵站课程设计计算书

水泵与水泵站设计计算书学校:长江大学院系:城市建设班级:08给排水1姓名:彭禹学号:200802417指导老师:胡菲菲黄向阳完成时间:2011-3-4目录一、设计流量的确定和设计扬程估算1.设计流量Q2.设计扬程H1）泵所需要的静扬程HST2)输水干管的水头损失h3)泵站内管路中的水头损失二、初选水泵和电机，方案比较三、机组基础尺寸的确定四、吸水管路与压水管路计算1）吸水管2）压水管五、机组与管道布置六、吸水管路与压水管路中水头损失的计算1）吸水管路中水头损失∑hs2）压水管路水头损失hd3）从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失h七、水泵安装高度的确定和泵房简体高度计算八、附属设备的选择1）计量设备2）引水设备3）排水设备4）通风设备5）起重设备九、泵房平面尺寸的确定十、泵房建筑高度的确定十一、参考资料十二、课程设计感想十三、附录一1）90°弯头资料2）45°弯头资料3）渐缩管资料一、设计流量的确定和设计扬程估算（1）设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数（至少1.05），取α=1.05，则：近期设计流量为Q=1.05×24200000=8750m3/h=2.431m3/s远期设计流量为Q=1.05×24300000=13125m3/h=3.646m3/s（2）设计扬程H1）泵所需要的静扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修,另一条自流管通过75%的设计流量时),从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失估计为1.50m,则吸水间中最高水面标高为252-1.50=250.5m,最低水面标高为236.00-1.50=234.50m，常水位水面标高为240-1.5=238.5m。所以水泵所需静扬程HST为：洪水位时，HST=253.15-250.5=2.65m枯水位时，HST=253.15-234.50=18.65m常水位时，HST=253.15-238.5=14.65m2)输水干管的水头损失h设采用两条DN1200钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即：Q=0.75×13125m3/h=0.75×3.646m3/s=2.735m3/s，查《给排水设计手册.第一册.常用资料》383页，取流速V=2.423m/s,1000i=4.955,i=0.0050。在图中测量取水泵房到净水场所的管线长：L=1800×360009774=488.7m,以h=1.1×0.0050×488.7=2.69m。(式中1.1系包括局部损失而加大的系数)。3)泵站内管路中的水头损失粗估为2.00m.，则水泵设计扬程为：设计枯水位时，Hmax=18.65+2.69+2+2=25.35m设计洪水位时，Hmin=2.65+2.69+2+2=9.34m设计常水位时，H=14.65+2.69+2+2=21.34m二、初选水泵和电机，方案比较按规范中要求，根据近期水量为2.431m3/s，远期流量为3.646m3/s，常水位时水泵的扬程H=21.34m。水泵选型严格按照规范中的选型原则进行，查《给排水设计手册.第03册.城镇给水》309页，具体要求如下。查《给排水设计手册.第十一册.常用设备》57页选32SA-19A型水泵；查《给排水设计手册.第十一册.常用设备》70页选800s24型水泵。由于给排水手册上没有合适的水泵性能曲线，所以选泵时参考上海天泉SOW型单级双吸离心泵。'5.2.2.2水泵选择（2）泵型与水泵特性：1）对水源水位变化幅度大的取水泵房，或长距离引水、输水的泵房宜选用Q-H特性曲线陡峭的水泵；流量变化幅度大的出水泵房，宜选用Q-H特性曲线平缓的泵型。2）因优先选用国家推荐的系列产品和经过鉴定的产品。当现有产品不能满足泵站设计要求时，可设计新水泵。新设计的水泵必须进行模型试验或装置模型试验，经鉴定合格后方可采用。采用国外先进产品时，应有充分论证。3）具有多泵型可供选择时，应综合分析水力性能、机组造价、工程投资和运行检修等因素择优确定。条件相同时宜选用卧式离心泵。4）应优先选用气蚀性能好的水泵。尽可能选用允许席上真空高度值大或必须汽蚀余量值最小的被泵，以提高水泵安装高度，减小泵房埋深，降低造价。图1-1SOW型水泵型谱图查《SOW》5页泵的型谱图,根据所需流量和扬程，初步选择SOW600-560(I)、SOW700-580两个类型的泵做两个方案的比较。选泵方案一：近期2台SOW600-560(I)型水泵(Q=2655-4950m3/h，H=14.3–31.9m，转速：980r/min，N=280kw，Hsv=6.1m，效率85%，上海天泉泵业集团有限公司生产)，两台工作一台备用。远期增加一台同型号水泵，三台工作一台备用。选泵方案二：近期2台SOW700-580型水泵(Q=3198-6480m3/h，H=10.8–34.2m，转速：980r/min，N=400kw，Hsv=6.0m，效率87%，上海天泉泵业集团有限公司生产)，两台工作一台备用。远期增加一台同型号水泵，三台工作一台备用。方案比较见表1-1，单泵性能比较见表1-2表1-1方案比较见方案编号运行台数泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（m）泵效率（%）初期远期方案一SOW600-560(I)2用一备SOW600-560(I)3用一备14.3-31.99.34-25.34方案编号运行台数泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（m）泵效率（%）初期远期方案二SOW700-5802用一备SOW700-5803用一备10.8-34.29.34-25.34图1-2上海天泉SOW型蜗壳式中开双吸离心泵根据等扬程流量相加的方法分别作出（初期设计）方案一SOW600-560（I）、方案二SOW700-580并联工作的性能曲线，分析其并联中单泵的工作效率和扬程，见图2-1、2-2图2-1方案一（SOW600-560（I））并联曲线图◆由此图有：并联后，在初期设计流量为8750m3/h的情况下，600-560（I）单台水泵的工作效率约为85%，单台水泵的扬程为25m。图2-2方案二（SOW700-580）并联曲线图◆由此图有：并联后，在初期设计流量为8750m3/h的情况下，700-580单台水泵的工作效率约为77%，单台水泵的扬程为28m。由以上分析结果知：（1）在设计流量下，方案一中对应的单台泵有更高的工作效率。（2）水位不断变化的过程中，方案一始终能保证所选泵在其高效段运行（3）在设计流量下，方案一的能量利用率好于方案二，这种情况下方案一的能量浪费较少。而且泵的台数两个方案均相等，因此可采用第一方案。（参考表1-2）表1-2SOW700-580、SOW600-650(I)水泵性能参数根据SOW600-560（I）型水泵的要求，查《SOW》34页，得到其对应的电机型号：Y400-6。查《Y系列中型高压三相异步电动机技术数据(6000V)(保证值)》，得到Y400-6型电动机的性能参数见表2-1。表2-1：Y400-6性能参数型号额定功率（KW）定子电流（A）转速（r/min）效率（%）功率因素cosφY400-640049.3985940.83最大转矩堵转转矩堵转电流转动惯量重量（Kg）额定转矩额定转矩额定电流电机JKg.m2负载JKg.m21.60.86.0124012960泵型号流量扬程（m）转速所需扬程（m）（m3/h）（L/s）SOW600-560(I)314047166100872.213101694.431.924.214.39808.39­24.39电机功率（kw）效率（%）必须汽蚀余量（m）泵净重（Kg）扬程利用率（%）4008764500泵型号流量扬程（m）转速所需扬程（m）（m3/h）（L/s）700-5803190496864808861380180034.223.510.89808.39­24.39电机功率（kw）效率（%）必须汽蚀余量（m）泵净重（Kg）扬程利用率（%）400876.15100三、机组基础尺寸的确定查《SOW》34页，得到SOW600-560（I）泵机组安装结构图。查《SOW》34页，得到SOW600-560（I）泵的安装尺寸参数见表3-1，Y400-6型主要外形尺寸见表3-2。表3-1SOW600-560（I）泵主要外形尺寸泵型号法兰尺寸（mm）泵尺寸（mm）DN1DN2S1S2B1B2efh1SOW600-650（I）7006005448110090088510801100泵尺寸（mm）泵重量（kg）h2h3h4b1b2b3b4n-d17506106106509504005004-354500图2-1SOW600-560（I）泵机组（无底座）外形及安装尺寸表3-2Y400-6型主要外形尺寸电机型号电机功率（KW）l4l5h5h6u1u2Y400-62806505204501585150300u3u4t1t2n-dq电机重（Kg）5651306508504-3519482960根据规范，水泵机组基础应牢固地浇注在坚实的地基上。水泵块状基础的尺寸，查《给排水设计手册.第三册.城镇给水》第377页，按下列方法确定：无底座水泵机组基础尺寸，根据水泵和电机地脚螺栓孔沿长度和宽度方向的最大间距，另外加0.4～0.5m来确定其基础长度和宽度。因SOW600-560（I）泵机组无底座，则：1）基础长度L=地角螺丝钉间距+（400-500）=u1+b2+f+l5/2+u3+q/2=150+950+1080+565+1948/2+500=3977mm2）基础长度B=地角螺丝钉间距+（400-500）=2u2+b3+b4+500=2×300+400+500+500=2000mm由此计算出32SA-19A型水泵机组基础平面尺寸为取L×b=3977×2000mm，机组总量W=Wp＋Wm=4500×9.8＋2960×9.8=73108N3）基础深度H按下式计算:H=BL.0w3式中L－基础长度，L=3.98；B－基础宽度,B=2.00；γ－基础所用材料的容重，对于混凝土基础，γ=23520N/m3H=BL.0w3=235200.23.9873108.03=1.17m基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.3m。四、吸水管路与压水管路计算（1）吸水管已知Q1=313125=4375m3/h=1.22m3/s采用DN1000钢管，则v=1.55m/s，i=2.58×103（2）压水管采用DN800钢管，则v=2.43m/s，i=8.43×103五、机组与管道布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独的吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有D971X-0.6型对夹式电动蝶阀和手动蝶阀(D371X-0.6)，吸水管设手动闸板闸阀(Z548T-10型伞形齿轮传动法兰暗杆平行式双闸板闸阀)。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1200的输水干管用DN1200蝶阀（D41X-0.6）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D41X-0.6）一个。六、吸水管路与压水管路中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（图3-1）（1）查《给排水手册.第12册.器材与装置》第38页，得到600-800型号渐缩管的长为（2）查《SOW》34页，得到水泵进水口直径为DN1=700mm，出水口直径为DN2=600mm（3）查《给排水手册.第3册.城市给水》第368页，机组布置间距与宽度。（4）查《给排水手册.第12册.器材与装置》第257页：D971X（H、F）型电动对夹式蝶阀规格（5）查查《给排水手册.第1册.常用资料》第668页，得到渐缩、渐放管、蝶阀、90°弯头、45°弯头的阻力系数ξ（1）吸水管路中的水头损失ΣhsΣhs=Σhfs+Σhls吸水管长1.152m，吸水管流量q=1.22m3/s，流速1.55m/s，i=2