取水泵站设计

泵与泵站设计1设计题目：取水泵站工艺扩大初步设计目录设计说明书.........................................................................1一工程概述............................................................................................2(一)工程概括.................................................................................2(二)(二)设计资料........................................................................2二设计计算............................................................................................2（一）设计流量Q…………………………………………………2（二）设计扬程H..........................................................................2（三）初选泵和电机............................................................................................3（四）吸水、压水管路设计.............................................................7（五）吸水井设计计算.......................................................................................8（六）水泵间布置..........................................................................8（七）吸水管与压水管的水头损失计算.............………………10（八）泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算.................................12（九）辅助设备设计……………………………...........………13（十）泵房建筑高度的确定……………………………………14设计图纸（附）2设计说明书一设计概述（一）设计概括因发展需要，规划设计日产水能力为8万m3的水厂，现需设计该水厂取水泵站。（二）设计资料1、设计流量8万m3/d（不包括厂内自用水），水厂自用水系数α=10%。2、水质符合国家饮用水水源卫生规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形已确定采用固定式取水泵房，从吸水井中抽水，吸水井采用自流从江中取水，取水头部到吸水井间自流管的长度为100米。3、水源洪水位标高为80.3米（1%频率），枯水位标高为55.2米（97%频率），常年平均水位为70.75米。4、净化场混合井水面标高为98.25米，取水泵站到净化场输水干管全长为130米。水厂为双电源进线，电力充分保证。二设计计算（一）设计流量Q已知日产水量8万m3(不包括厂内自用水)，自用水α=10%，曲T=24h，则设计流量为Q=1.1×2480000=3666.7m3/h=1.02m3/s（二）设计扬程H1）泵所需静扬程STH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），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失。3设采用两条DN900的钢制自流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，即Q=0.75×3666.7=2750m3/h=0.764m3/s查水力计算表得管内流速v=1.21m/s,i=1.8‰沿程水头损失：18.0lihfm局部水头损失：查局部水头损失表，局部水头损失系数=0.56ghvj22=0.568.922112.=0.042m全部水头损失mhhhjf222.018.0042.0所以，从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.222m，则吸水井中最高水面标高为80.3-0.222=80.08m，最低水面标高为55.2-0.222=54.98m，所以泵所需静扬程STH为：洪水位时，STH=98.25-80.08=18.17m枯水位时，STH=98.25-54.98=43.27m2）输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN900的钢制自流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，即Q=0.75×3666.7=2750m3/h=0.764m3/s查水力计算表得管内流速v=1.21m/s,i=1.8‰输水管路水头损失；h=1.1×0.0018×130=0.2574m(式中1.1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2.0m，安全水头2m则泵设计扬程为：枯水水位时：mHm53.470.20.22574.043.27ax洪水水位时：mHm43.220.20.22574.018.17in（三）初选泵和电机(1)管道特性曲线的绘制4管道特性曲线的方程为QSHhHHSTST2式中STH——最高时水泵的净扬程，m;h——水头损失总数，m;S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；Q——最高时水泵流量，m3/sSTH=43.27m，把Q=0.764m3/s,H=47.53m，代入上式得:S=7.3所以，管路特性曲线即为:H=STH+7.3Q2=43.27+7.3Q2可由此方程绘制出管路特性曲线,见表1表1管路特性曲线Q-H关系表Q(m3/h)0500100015002000∑h(m)0.000.140.571.292.29H(m)43.2743.4143.8444.5645.56Q(m3/h)25003000350040004500∑h(m)3.485.156.879.1611.41H(m)46.7548.4250.1452.4354.685（2）水泵及电机的选择根据管路特性曲线、流量和扬程及选泵要点，本设计可以选用四台14SA-10A型泵（Q=250-350L/s，H=54-60m，N=209.99KW，Hs=2.6m），三台工作，一台备用。根据14SA-10A型泵的要求选用Y355-39-4中型交流异步电动机（250KW，380V，IP33冷水式）。（3）水泵及电机参数14SA-10A型单级双吸离心式水泵性能参数如下：流量Q=250-350L/s，扬程H=54-60m，转数n=1450r/min,泵轴额定功率：N=209.99kW，电动机型号为Y355-39-4中型交流异步电动机，配电机功率为250kw，效率为70-74%，气蚀余量：Hs=2.6m6表214SA-10A型水泵外型尺寸（单位：mm）A0A1A2A3B0B1B2B313917587206001392770790300B4B5H0H1H3H4d泵重量（kg）3001901017.5600335435351210表3Y355-39-4中型交流异步电动机外形尺寸（mm）L1BAbHhh12d电机重量（kg）9799006308006001255302819907表4进、出口法兰尺寸（mm）（四）吸水、压水管路设计（1）流量QQ=37.3666=1222.2m3/h=0.34m3/s（2）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（3）吸水管的选取采用DN500钢管，则V=1..66m/s，i=7.19‰(a)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进口法兰出口法兰锥管出口法兰DNDD1D211dnDNDD1D211dnDNDD1D211dn35052047043516-2530046041037512-2535050046042816-238③压水管的选取（b）压水管的选取采用DN450钢管，则V=2.06m/s，i=12.6‰（五）吸水间设计计算（此设计为岸边取水泵房）吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位：最低水面标高为55.2-0.222=54.98m吸水井最高水位：最高水面标高为80.3-0.222=80.08m喇叭口设计计算：喇叭口扩大直径D≥(1.3～1.5)d=1.4×500=700㎜取700㎜喇叭口高度4（D-DN）=4×（900-500）=1200㎜喇叭口距墙壁的距离a(0.75～1.0)D取a=0.9×700=630㎜取600㎜喇叭口距室底的距离h1≥(0.6～0.8)D=0.7×700=490㎜取500mm喇叭口之间距离l1≥（1.5～2.0）D=2.0×700=1400㎜喇叭口淹没深度h2≥（1.0～1.25）D=1.2×700=840㎜取900mm所以，吸水井长度＝700×4+600×2+1400×3＝8200mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）。吸水井宽度＝600×2+700＝1900mm。吸水井高度＝80080-54980+500+900+300=26800mm（包括超高300）。（六）水泵间布置（1）基础尺寸确定机组基础的作用是支撑和固定机组，便其运行不致发生剧烈震动，更不允许产生基础沉陷。因此对基础的要求如下：9a)坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。b)要浇在较坚实的地基上，不宜浇在松软的地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。结合以上要点及所选泵的类型，本次设计选用混凝土块式基础。由于所选泵均不带底座，所以基础尺寸的确定如下：基础长：L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400～500）基础宽：B=水泵地脚螺钉间距（宽方向）+（400～500）基础高：H=（2.5～4.0）×（W水泵+W电机）/(LB)查泵和电机样本，计算出14SA-10A型泵机组基础平面尺寸为3600mm×1200mm，机组总重量W=Wp+Wm=32000N。基础高H可按下式计算：H=BL.0W3式中L—基础长度，L=3.6mB—基础宽度，B=1.2m—基础所用材料的容量，混凝土容重=23520N/m3H=m94.0235202.16.3320000.3,取1m(2)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。1机组的排列方式采用机组单行顺列式排列，在泵房中机组较多的矩形取水泵站采用这种布置可节省较多的基建造价，布置紧凑，面积小，适用于双吸式泵。2机组与管道布置本取水泵房采用矩形钢筋混凝土结构，为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组单行顺列式排列。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后连接起来。对于泵房内机组的配置，我们可以购买安装四台14SA-10A型单级双吸离心式水泵，三台工作，一台备用。3水泵间平面尺寸的确定10横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：（1）泵凸出部分到墙壁的净距A1=最大设备宽度+1m=1200+1000=2.2m；（2）出水侧泵基础与墙壁的净距B1应按谁管配件安装需要确定，但是，考虑到泵出水侧是管理操作的主要通道，故B1宜不小于3m，故取B1=4m；（3）进水侧泵基础与墙壁的净距D1，也应更具管道配件的安装要求决定，但不小于1m，故取D1=2m;(4)电机凸出部分与配电设备的净距C