泵站課程設(shè)計(jì)---取水泵站工藝設(shè)計(jì)說明

1、<p>　　取水泵站工藝設(shè)計(jì)說明</p><p>　　某水廠新建水源工程近期設(shè)計(jì)水量為101070m3/d，要求遠(yuǎn)期發(fā)展到151605m3/d,采用固定式取水泵房用兩條自流管從江中取水。水源洪水位標(biāo)高為90.25米(1%的頻率),枯水位標(biāo)高為75.50米(97%的頻率),常年平均水位為81.75米。凈化場(chǎng)反應(yīng)池前配水井的水面標(biāo)高為108.25米,自流管全長(zhǎng)為200米。取水泵站到凈化場(chǎng)輸水干管全長(zhǎng)為500

2、米。水廠的自用水系數(shù)為1.1。</p><p>　　其泵站樞紐布置圖如下:</p><p>　　設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)流量Q</b></p><p>　　近期設(shè)計(jì)流量為Q＝1.1×101070/24=4632.375 m3/h=1.287 m3/s</p>

3、<p>　　遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為Q=1.5×4632.375=6948.563m3/h=1.93 m3/s</p><p><b>　　設(shè)計(jì)揚(yáng)程H</b></p><p>　　水泵所需靜揚(yáng)程Hst</p><p>　　通過取水部分的計(jì)算已知在最不利情況下(即一條自流管檢修,另一條自流管通過75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)),從取水頭部到泵房吸

4、水間的全部水頭損失為6.214kPa,則吸水間中最高水面標(biāo)高為90.25-6.214/10=89.629m,最低水面標(biāo)高為75.50-6.214/10=74.879m。所以水泵所需靜揚(yáng)程Hst為：</p><p>　　洪水位時(shí)，Hst=Yh(108.25-89.629)=186.21kPa</p><p>　　枯水位時(shí)，Hst=Yh(108.25-74.879)=333.71kPa<

5、/p><p>　　輸水干管的水頭損失h</p><p>　　設(shè)采用兩條DN1200鋼管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修時(shí)，另一條輸水管應(yīng)通過75%的設(shè)計(jì)流量，即：Q=0.75×6948.563m3/h=5211.422m3/h=1.448m3/s,查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速v=1.291m/s,1000i=1.407，所以h=1.1×1.407/1000×500

6、×10=7.739kPa。(式中1.1系包括局部損失而加大的系數(shù))。</p><p>　　泵站內(nèi)管路中的水頭損失</p><p><b>　　粗估為20kPa</b></p><p><b>　　則水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為</b></p><p>　　設(shè)計(jì)枯水位時(shí)，Hmax=333.71＋7.739

7、＋20＋20=381.449kPa</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，Hmin=186.21＋7.739＋20＋20=233.949kPa</p><p><b>　　初選水泵和電機(jī)</b></p><p>　　近期3臺(tái)500S59型水泵(Q=2340m3/h，H=47m，N=374.4kw，Hs=7.5m，武漢水泵廠生產(chǎn))，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用

8、。遠(yuǎn)期增加一臺(tái)同型號(hào)水泵，三臺(tái)工作一臺(tái)備用。</p><p>　　根據(jù)500S59型水泵的要求選用湘潭電機(jī)廠電機(jī)廠生產(chǎn)的Y450-46-6型異步電動(dòng)</p><p>　　機(jī)(450kw，6kv)。</p><p><b>　　機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定</b></p><p>　　查水泵與電機(jī)的樣本，計(jì)算出500S59型水泵機(jī)組

9、基礎(chǔ)平面尺寸為</p><p>　　3390×1640mm，機(jī)組總量</p><p>　　W=Wp＋Wm=27500＋34200=61700N.</p><p>　　基礎(chǔ)深度H按下式計(jì)算:</p><p>　　H=3.0×W/(L×B×y)</p><p>　　式中L－基礎(chǔ)長(zhǎng)度，

10、L=3.39；</p><p>　　B－基礎(chǔ)寬度,B=1.64；</p><p>　　y－基礎(chǔ)所用材料的容重，對(duì)于混凝土基礎(chǔ)，y=23520N/m3</p><p>　　H=3.0×61700/(3.39×1.64×23520)=1.416m.</p><p>　　基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房底板在內(nèi)，應(yīng)為3m。<

11、/p><p>　　吸水管路與壓水管路計(jì)算</p><p>　　每臺(tái)水泵有單獨(dú)的吸水管與壓水管</p><p><b>　　吸水管</b></p><p>　　已知Q1=1.93/3=0.643m3/s</p><p>　　采用DN800鋼管,則v=1.290m/s,i=0.239﹪</p>

12、<p><b>　　壓水管</b></p><p>　　采用DN600鋼管, 則v=2.220m/s,i=1.01﹪</p><p><b>　　機(jī)組與管道布置</b></p><p>　　為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將四臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列布置成兩排，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反常轉(zhuǎn)向，在訂貨時(shí)應(yīng)予以說明。每臺(tái)水

13、泵有單獨(dú)的吸水管，壓水管引出泵房后兩兩連接起來。水泵出水管上設(shè)有D971X-0.6型對(duì)夾式電動(dòng)蝶閥和手動(dòng)蝶閥(D371X-0.6)，吸水管設(shè)手動(dòng)閘板閘閥(Z548T-10型傘形齒輪傳動(dòng)法蘭暗桿平行式雙閘板閘閥)。為了減少泵房建筑面積，閘閥切換井設(shè)在泵房外面，兩條DN1200的輸水干管用DN1200蝶閥（D41X-0.6）連接起來，每條輸水管上各設(shè)切換用的蝶閥（D41X-0.6）一個(gè)。</p><p>　　吸水管路

14、和壓水管路中水頭損失的計(jì)算</p><p>　　取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥為止為計(jì)算線路圖</p><p>　　吸水管路中水頭損失∑hs</p><p>　　∑hs=∑hfs+∑hls</p><p>　　∑hfs=l1*is=5×2.39×10-3=0.01195kPa</p><

15、p>　　∑hls= Yh((ζ1+ζ2)×v22/2g＋ζ3*v12/2g)</p><p>　　式中, ζ1-吸水管進(jìn)口局部陰力系數(shù)， ζ1=0.75；</p><p>　　ζ2-DN800閘閥局部阻力系數(shù),按全開考慮, ζ2=0.3；</p><p>　　ζ3-偏心漸縮管DN800×500, ζ3=0.21；</p>&

16、lt;p>　　則　　 hls=γh((0.75＋0.3)×1.292/2g＋0.21×2.272/2g)=1.42kPa </p><p>　　故　　 hs=hfs＋hls=0.01195+1.42=1.432 kPa</p><p>　　(2) 壓水管路水頭損失hd</p><p>　　hd=hfd＋hld</p><

17、p>　　hfd=γh[(l2＋l3＋l4＋l5＋l6)×id1＋l7×id2]</p><p>　　=10×[(5.0+0.8+8.0+5.87+0.5) ×0.011+1.8×1.407×10-3]</p><p>　　=2.2244kPa</p><p>　　hld=γh[ζ4×v32/

18、2g＋(2ζ5＋ζ6＋ζ7＋ζ8＋2ζ9＋ζ10)v42/2g＋(ζ11＋2ζ12＋2ζ13)v52/2g]</p><p>　　式中ζ4-DN350×600漸放管，ζ4=0.3</p><p>　　ζ5-DN600鋼制450彎頭, ζ5=0.51</p><p>　　ζ6-DN600液控蝶閥, ζ6=0.315</p><p>　

19、　ζ7-DN600伸縮接頭, ζ7=0.21</p><p>　　ζ8-DN600手動(dòng)蝶閥, ζ8=0.15</p><p>　　ζ9-DN600鋼制彎頭, ζ9=1.01</p><p>　　ζ10-DN600×1200漸放管, ζ10=0.33</p><p>　　ζ11-DN1200鋼制斜三通, ζ11=0.5</p&g

20、t;<p>　　ζ12-DN1200鋼制正三通, ζ12=1.5</p><p>　　ζ13-DN1200蝶閥, ζ13=0.15</p><p>　　則 hld=γh[0.3×9.12/2g＋(2×0.51＋0.315＋0.21＋0.15＋2×1.01＋0.33)×2.32/2g ＋(0.5＋2×1.5＋2×

21、0.15)×1.2912/2g] </p><p>　　=γh[1.24215＋1.0917＋0.2806]= 26.1445kPa</p><p>　　故 hd=hld＋hfd=2.2244+26.1445=28.37 kPa </p><p>　　從水泵吸水口到輸水干管上切換閘閥間的全部水頭損失為:</p>

22、<p>　　h=hd＋hs=1.432+28.37=29.8kPa</p><p>　　因此,水泵的實(shí)際揚(yáng)程為:</p><p>　　設(shè)計(jì)枯水位時(shí),Hmax=334.3＋7.739＋20+29.8=391.84kPa</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位時(shí),Hmin=186.8＋7.739＋20+29.8=244.34kPa</p><p

23、>　　由此可見，出選的水泵機(jī)組符合要求。</p><p>　?。罚冒惭b高度的確定和泵房簡(jiǎn)體高度計(jì)算</p><p>　　為了便于用沉井法施工將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而水泵為自灌式工作，所以水泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度無須計(jì)算。</p><p>　　已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為74.879,為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo)高

24、為72.5m。（吸水管上緣的淹沒深度為74.879—72.5—D/2=1.979）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7m,則吸水間底版標(biāo)高為71.4m。</p><p>　　洪水位標(biāo)高為90.25，考慮1.0m的浪高，則操作平臺(tái)標(biāo)高為91.25m。故泵房筒體高度為：</p><p>　　H=91.25-71.4=19.85m</p><p><b>　　附屬設(shè)

25、備的選擇</b></p><p><b>　　起重設(shè)備</b></p><p>　　最大起重量為Y450-46-6型電機(jī)重量Wm=3420kg，最大起吊高度為19.85+2=21.85m。為此，選用LDH環(huán)型吊車（起重量10T，單梁，跨度22.5m，CD1電動(dòng)葫蘆，起吊高度24m）。</p><p><b>　　引水設(shè)備&

26、lt;/b></p><p>　　水泵系自灌工作，不需引水設(shè)備。</p><p><b>　　排水設(shè)備</b></p><p>　　由于泵房較深，故采用電動(dòng)水泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。</p><p>　　取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按9

27、0.25-71.4=18.85m計(jì)，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在18.85+5=23.85左右，可選用2BA-6型離心泵（Q=30m3/h,H=24m,N=3.09kW,n=2900/min）2臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配套電機(jī)為Y112M-2型電機(jī)（N=4Kw,380V）。 </p><p><b>　　通風(fēng)設(shè)備</b></p><p>　　由于與水

28、泵配套的電機(jī)為水冷式，無需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空-空冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。選用兩臺(tái)C400-1.5型軸流風(fēng)機(jī)(轉(zhuǎn)速2960r/min,風(fēng)量400m3/min,風(fēng)壓50Pa，配套電機(jī)Y400-4,N=500kW，6Kw)。</p><p><b>　　計(jì)量設(shè)備</b></p><p>　　在凈化場(chǎng)的送水泵讓內(nèi)安裝電磁流量計(jì)統(tǒng)一計(jì)量，故本泵讓內(nèi)不再

29、設(shè)計(jì)量設(shè)備。</p><p><b>　　泵房建筑高度的確定</b></p><p>　　泵房筒體高度為19.85,操作平臺(tái)以上的建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備及起吊高度、電梯井機(jī)房的高度、采光及通風(fēng)的要求，吊車梁底板到操作平臺(tái)樓板的距離為8.8m,從平臺(tái)樓板到房頂?shù)装鍍舾邽?0.0m。</p><p>　　10．泵房平面尺寸的確定</p>

30、<p>　　根據(jù)水泵機(jī)組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機(jī)組和通風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備的設(shè)置情況，從給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出有關(guān)設(shè)備和管道配件的尺寸，能過計(jì)算，求得泵房?jī)?nèi)徑為9.25m。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1.《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（1、3、11冊(cè)） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>

31、　　2.《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》續(xù)冊(cè)2 材料設(shè)備 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　3.《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ－８６）</p><p>　　4.《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》</p><p>　　5. 教材《給水工程》、《水泵及水泵站》 </p><p>　　6.《現(xiàn)代給水排水工程設(shè)計(jì)》 謝水波、余健主編，湖南大學(xué)出版社</p