泵与泵站课程设计

目录

第一章 课程设计任务书············································2 第二章 中文摘要··················································3 第三章 设计计算书················································4

一、设计流量的确定和设计扬程估算······························4 1.设计流量Q·················································4 2.水泵所需静扬程HST·········································4 3.初选水泵和电机·············································5 4.机组基础尺寸的确定·········································5 5.压水管的设计···············································6 6.泵机组及管路布置·········································· 7.吸水井设计计算·············································· 8.泵站内管路的水力计算·····································

二、泵站各部分高度的确定··································· 1.泵房简体高度的确定····································· 2.泵房高度的确定··········································

三、泵房平面尺寸确定·······························

四、辅助设备的选择和布置····································· 1.起重设备······································ 2.引水设备········································ 3.排水设备··············································· 4.通风设备·············································· 5.计量设备···················································· 第四章 结语············································ 第五章 参考文献···············································

1 第一章 课程设计（论文）任务书

1．课程设计的主要内容及基本要求 （一）项目简介 某水厂一级泵站设计

张家口某水厂，近期用水量为4.1万米3/日，远期6.15万米3/日（不包括水厂自用水）原水厂水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。取水头部到吸水井的距离为51米。水源洪水为标高为80.1米（1％频率）；枯水位标高为75.5米（97％频率）；常年平均水位标高为77.2米，泵房设置地室外地面标高为81.2m。净水厂混合井水面标高为107.2米，取水泵房到净水厂管道长570米。 地区气候资料可根据设计需要由当地气象部门提供。水厂为双电源进行。 （二）设计内容及要求

1、合理选择吸水井、吸水头部、水泵、配备动力设备，完成吸水井和机组布置；

2、设计吸水管路和压水管路的管径和埋深等； 3、计算确定水泵的安装高度；

4、进行泵站平面布置、大小和高程确定，并对泵站内主要附属设备进行选择。

（三）图纸及设计要求 1）、采用A2图纸出图。

2）、设计说明书用纸：A4纸打印或手写

3）、设计说明书要内容全面、思路清晰、规范及计算书要详细。 4）、设计说明书格式应满足“河北工业大学毕业设计格式”要求。

5）、最终成果严格按照河北工业大学课程设计要求排版装订，图纸可附计算说明书后。

2．设计参考资料

1.《水泵及水泵站成果整理并上交》 中国建筑工业出版社 姜乃昌 主编。 2.《给排水设计手册》第1、3、9、10、11册。

2 3.《泵站设计规范》 GB/T 50265—97

4.《地表水取水》 中国建筑工业出版社 周金全 主编。 3．进度安排 设计（论文）各阶段名称 1 基础资料收集和整理熟悉设计资料和设计规范 1天 2 方案比较、绘制水力草图 3 确定方案、设计计算 4 绘图、整理设计说明书 5 成果整理并上交

1天 2天 3天 1天 起 止 日 期

第二章 中文摘要

《水泵与水泵站》是一门实践性很强的学科，作为一种提升设备，它服务与社会，为人们的生产、生活、消防带来极大的方便因此它在现代的社会中发挥着不可替代的作用。然而，它又是一门大学问，对如何选则泵机组，如何搭配使用，如何布置泵基础和其他附属设备的平面及其高程，所以，选择合适的泵及其电机对泵站的投资和运行费用至关重要。 关键字：水泵 电机 泵站

3 第三章 设计计算书

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α＝1.05，则： 近期设计流量为 Q＝1.05×

350024＝1793.75m/h＝0.498 m/s

33

远期设计流量为Q'＝1.05×

6150024＝2690.625m3/h＝0.747 m/s

3

2. 设计扬程H

1）．泵所需静扬程

在最不利情况下（一条检修，另一条通过75％设计流量,Q=0.75×0.747 m/s=560L/s）,查表DN=600mm,v=1.92m/s,1000i＝7.48，其中取局部水头损失占沿程的10％，则取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：1.1×7.48×10?3×51＝0.42m（其中量得取水头部到泵房吸水间的距离为51米）则:

吸水井最高水面标高为：80.10-0.42=79.68米 吸水井最低水面标高为：75.50-0.42=75.08米 所以水泵所需的静扬程

洪水位时：HST=107.20－79.68=27.52米； 枯水位时：HST=107.20－75.08=32.12米 2）.输水干管的水头损失?h

设计中采用两条DN600钢管并联作为原水输水干管，管材选用钢管，既满足水泵吸水管的严密性要求，也满足耐高压的要求。

当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％设计流量，即：Q2＝75％Q’＝0.56 m/s，查得：V=1.92 m/s,1000i=7.48，所以，

3

3

?h=1.1×7.48×10

?3×570＝4.69m（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hp

4 粗估为2m

则水泵设计扬程为：

设计枯水为时，Hmax＝32.12+4.69+2+2＝40.81m 设计洪水位时，Hmin＝27.52+4.69+2+2＝36.21m

3. 初选水泵和电机

近期三台16SA—9J型水泵（Q＝250~350L/s，扬程H＝37~42m，泵轴功率N＝129～150kw，转速960r/min,效率80~85%，气蚀余量4.6~5.2m，叶轮直径535mm），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。

根据16SA—9J型水泵的要求选用Y400—37—6电动机（200kw,泵重1910kg，电动机重2450kg）。

4. 机组基础尺寸的确定

查水泵与电机样本，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,则有

基础长度L＝水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（400～500） ＝1747+500＝2247mm取2300mm

基础宽度：B＝水泵底角螺孔长度方向间距+（400～500） ＝700+480＝1180mm 取1200mm

计算出Y400—37—6型水泵机组基础平面尺寸为2300×1200，机组总重量W＝Wp＋Wm＝19100+24500＝43600N

基础深度H可按下式计算：

H＝

3.0?WL?B??

式中 L——基础长度，L=2m； B——基础宽度，B=1.2m；

——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，＝23520N/m3 故 H＝

3.0?WL?B??=

3?436002.3?1.2?23520＝2.01m

5

基础实际深度连同泵房地板在内取为3.25m 。

5. 压水管的设计

每台水泵有单独的吸水管与压水管

1） 吸水管

已知水泵设计流量Q1＝Q’/3=249.13L/s

查手册，采用DN500钢管，则V1=1.23m/s，1000i＝3.92

经过偏心管后，管径变为DN400，则V2＝1.94m/s，1000i＝13.0 2） 压水管

查手册 Q2＝249.13L/s

查手册采用DN450钢管，则V＝1.52m/s，1000i＝6.86

6. 泵机组及管路布置

为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将五台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，三台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独得吸水管，吸水管与压水管采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有电动蝶阀（D941X/J-16）和手动蝶阀（D341X/J-16），吸水管上设手动闸阀（Z41H-16P）.泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水井各个方向上的最小的距离，泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附件。两条DN600输水管用2个DN600蝶阀（D341X/J-16）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D341X/J-16）一个。

7. 吸水井设计计算。

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：河流的最低枯水位＝75.08m 吸水井最高水位：河流的最高水位＝79.68m

水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D≧(1.25～1.5)d＝1.33×500＝665mm 水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝5.0×（600-500）＝500mm

喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：≥1.5D=1.5×600＝900mm 喇叭口中心距后墙距离：G=（0.8～1.0）D=1.0×600=600 mm 喇叭口之间的距离：≧(1.5～2.0)D=2.0×600=1200mm

喇叭口距吸水井井底距离:≧（1.0～1.25）D=1.25×600＝750mm 喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m

6 所以，吸水井长度≧400×5+600×2+800×4＝6400mm

吸水井宽度＝400+600＝1000mm。

吸水井高度＝294140-284430+500+1000+300=11570mm（包括超高300）。 （注：最后参考水泵机组之间距离得吸水井的长度为16300米，最大宽度

为3.868米，高度为筒体高度18米）。

8. 泵站内管路的水力计算

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Σhs

Σhs＝Σhfs+Σhls Σhfs＝i1l1＝3.92?10Σhls＝(ζ1+ζ2+) ?式中

ζ1——吸水管进口局部阻力系数，ζ1＝0.75； ζ2——DN600闸阀局部阻力系数，按开启度

?d18?3?1.225＝0.00492m

V122g+ζ

32gV22

=考虑，ζ2＝0.15 ；

ζ3——偏心渐缩管DN500×400，ζ3＝0.19。 则 Σhls＝ (0.75+0.15)×

1.2322?9.8+0.19?1.9422?9.8=0. 106 m

故 Σhs＝Σhfs+Σhls=0.00492+0.106=0.111m 2) 压水管路水头损失Σhd

Σhd=Σhfd+Σhld Σhd=Σhfd+Σhld

Σhfd=(l2+l3+l4+l5+l6)?id+ [2（l8+l9）+l10]i400 =(1.5+3+0.8+15+6.258+3.069)×

2

6.861000+ 1.855×

2

7.481000＝0.157m

2

Σhld= ζ4V3/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10 )?V4/2g+(ζ11+ ζ12+ζ13 )V5/2g 式中 ζ4――DN350×450渐放管，ζ5＝0.13；

7 ζ5――DN450钢制45°弯头，ζ5＝0.51；

?6――DN450液控蝶阀，?6＝0.15；

ζ7――DN450伸缩接头，ζ7＝0.21； ζ8――DN450手动蝶阀，ζ8＝0.15； ζ9――DN450钢制90度弯头，ζ9＝1.01 ζ10――DN450?600渐放管，ζ10＝0.18； ζ11――DN600钢制斜三通，ζ11=0.5 ζ12――DN600钢制正三通，ζ12＝1.5； ζ13――DN600蝶阀，ζ13＝0.15；

Σhld＝0..13?2.5122?9.8+（2?0.51+0.15+0.21+0.15+2?1.01+0.18）×

1.9221.5222?9.8

＋（0.5+2?1.5+2?0.15）×

2?9.8=0.946m

故 Σhd=0.157＋0.946＝1.103m

从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为： Σh＝Σhs+Σhd＝0.111＋1.103＝1.214m

因此，水泵的实际扬程为：

设计枯水位时：Hmax＝32.12+4.69+1.214+2＝40.024m 设计洪水位时：Hmin＝27.52+4.69+1.214+2=35.424m

由此可见，水泵的实际扬程任然在初选水泵机组的高效段（H＝37～42m）。

故初选水泵机组符合要求。

二、泵站各部分高度的确定

1．泵房筒体高度的确定

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，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。

已知吸水间最低动水位标高为75.08m，为保证吸水管吸水，还根据取吸水管的中心标高为73.95m（吸水喇叭口上缘的淹没深度为75.08－73.59－D/2＝0.83m）。取吸水管中心距吸水间底板0.37m，则吸水间底板标高为75.08－(D/2+0.37）＝73.28m。洪水位标高为80.10m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为80.10+1.0＝81.10m。 泵房筒体高度为：

8 H1＝81.10－73.28＝7.82m

2．泵房建筑高度的确定

泵房筒体高度已知为18m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的为水泵0.88m，电动葫芦的高度1.08m，起重机梁高0.82m，起重绳垂直长度2m。所以，平台到吊车梁底板 距离为6.78m。吊车梁到到天花板距离大于0.1米m，平台天花板距离取8米。 所以泵房总高度为26米。

三、泵房平面尺寸确定

根据水泵机组、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设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为21m，详细尺寸请见附图。

四、辅助设备的选择和布置

1．起重设备

用Y400—37—6电动机重量Wm＝2450kg，最大起吊高度见平台上建筑高度的确定为18+2.0=20.0米。故选用LX电动双梁悬挂式起重机（起重量为5t，双梁，跨度为16m，选用型号为CD1的电动葫芦，起吊高度24m）

9 2．引水设备

水泵是自灌式工作，不需要引水设备。

3．排水设备

由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20～40m/h考虑，排水泵的净扬程18m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在23m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q＝15～28m/h，H＝27～22m，N＝3KW,n=2900 r/min）两台，一台工作，一台备用，配电机Y100l-2。

3

3

4．通风设备

由于与水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7500mm，转速960r/min，风量4129m/h，叶片角20°，配套电机YSF-8026，N＝0.37kw）。

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5．计量设备

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。

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第四章 结语

第五章 参考文献

1.《水泵及水泵站成果整理并上交》 中国建筑工业出版社 姜乃昌 主编。

2.《给排水设计手册》第1、3、9、10、11册。 3.《泵站设计规范》 GB/T 50265—97

4.《地表水取水》 中国建筑工业出版社 周金全 主编。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/khfg.html