送水泵站课程设计.doc

土木与交通工程学院课 程 设 计课程名称：泵与泵站设计名称：送水泵站的设计专业班级：2014级给排水一班学 号：学生姓名：指导教师：2016 年 12 月 13 日泵与泵站课程设计任务书本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建给水工程的送水泵房。一、设计目的本课程设计的主要目的是把泵与泵站中所获得的理论知识加以系统化，并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。二、设计基本资料1、某城市最高日用水量为4万m3/d，时变化系数Kho=1.6，日变化系数Kd=1.3，管网起点至最不利点水头损失为12m，最不利点 地面标高为20m，楼房一般四层（服务水头20m），泵站至管网起点设两条输水管（均为铸铁管），每条长500m，管径500mm，泵站处地面标高为17.2m，吸水井最高水位17.70m，最低水位14.20m，按一处火灾核算，消防流量30L/s，发生火灾时管网起点至最不利点水头损失为17.50m，管网中无水塔。水泵流量和扬程的估算根据最高日流量为4万吨那么： Qmax=4000024*1.6=2666.7m3/h=740.7L/S. Qcommon=4000241.3=1282.0m3/h=356.1L/S输水为两条输水管，但是输水管的水头损失为总流量的75%（一条管坏了另一条管输水流量为总流量75%）来计算。 Q=0.75Qmax=0.55555m3/S=555.55L/S根据Q=555.55L/S我们选择铸铁管DN5009在560L/S时V=2.75m/s，1000i=19.5，Ki=0.99。根据H=KIL得H=9.6525m。通过上述我们得到Hmax=20+12+5.8+2+2+9.6525=51.4525H（消防）=20+2+5.8+2=29.8m这些都知道了我们就可以在选泵参考特性曲线上面选择我们所需要的泵了，连接(30，29.8)和（740.7,51.4258）我们连线上面有20sh-9A,14sh-13,12sh-9A,12sh-9B,10sh-9和8sh-13A。管道特性曲线的计算由上面我们计算的水头损失可以得到，管道的沿程阻力损失和局部阻力损失之和大约是H=12+2+9.6525，S=H/Q2下我们的管道的特性曲线方程为，H=27.8+43.11Q2.这个在我们的选泵和选泵后泵的性能曲线中非常有用的。有了上述一个图像我们在泵的方案比较的时候根据流量就知道了所需要的扬程。我们有6种泵的的方法有很多种让我们先将各种泵的性能参数列出来我们在进行比较。型号流量（L/S）扬程（米）轴功率(千瓦)效率(%)Hs(米)参考价格（1986）20sh-9A390630584230036072754590714sh-13270410503716418979843.5276112sh-9A147248554299.213178834.5209112sh-9B1402327.23782.510878824.5209110sh-910017012.532.555.5687581615158sh-13A5586433130.534.76805.23.01022根据管道的特性曲线我们选泵是组合的来，在管道特性曲线的那个图中我在（0.3561,33.45）那里标了一个点，很显然在普通日普通时所需要的扬程和流量。后面三个泵流量扬程太小而且而不符合经济和场地需求，所以就排除了。 根据查表我们找到离心泵的性能曲线，然后画出性能曲线，进行所有泵曲线的叠加 根据我们的需求来看哪一种方案最符合我们的要求。Icon 1 是各种泵的特性曲线图谱。 Icon1 有了上述图片我们把我们需要的泵的各种搭配在图形上面进行叠加（相当于各种泵的并联，假设我们各种泵在公共前面的损耗忽略）。 Icon 2在icon 2 我们可以观察到当Q越大的时候在管道特性曲线上H越大，最高日最高时（740.7,51.4258）需要大泵来供水，在我们选择的型号中，没有哪一个泵是可以单独实现的，所以需要两个泵叠加来实当然也需要一个小泵在需水量较小的时候使用或者三台一起， 12sh-9B流量和扬程与12sh-9A相近，但是功率小，。在最高日最高时我们选择泵的组合有以下几种；第一种是2个20sh-9A第二种是2台14sh-13第三种是20sh-9A和14sh-13，第四种是20sh-9A和两台12sh-9A。以下是运算过程。x=1:0.01:1000;x2=1:0.01:300;y1=-8.659e-05*x.2+0.02094*x+63.58;y=-0.0001578*x.2+0.02882*x+53.26;plot(x,y)hold onplot(x,y1)x2=0:0.01:300;x3=0:0.01:200y2=-0.0003125*x2.2+0.01939*x2+58.01;y3=-0.0005612*x3.2+0.08523*x3+46.71;plot(x2,y2)plot(x3,y3)endF1= (4611686018427387904*(17897883401448010047776706760133137/519229685853482762853049632922009600 - (1456370444619369*x)/2305843009213693952).(1/2)/1456370444619369 + 132945684539224736/1456370444619369;F2=(9223372036854775808*(4964590331119231/144115188075855872 - (2910896214831367*x)/4611686018427387904).(1/2)/2910896214831367 + 72070/789;F3 =(4611686018427387904*(6596419866605293/288230376151711744 - (798651784671255*x)/2305843009213693952).(1/2)/798651784671255 + 5973094695759677/35184372088832；syms x;F4(12SH-9A)= 1600*(182216339/2500000000 - x/800)(1/2) + 3868/125f=sym(23.78+43.11*(x/1000).2);finverse(f)q= (1000*2.(1/2)*479.(1/2)*(50*x - 1189).(1/2)/1437;F1，F2,F3是20sh-9A,14sh-13,12sh-9B的性能曲线方程的反函数。下面是在MATLAB中的绘图过程 Icon3 Icon 4 Icon5经过上述一系列运算终于出来了图形，icon3是20sh-9A两套同时其启动的时候的图形,可以看出高效段刚好在两个图形刚好相交于700左右这说明在最高日最高时需要的流量能满足而且还在高效段内。Icon4h从图中可以看出两台14sh-13不能满足我们的需求。Icon5，20sh-9A和两台12sh-9A中看出也可以满足，从icon6种看出20sh-9A和14sh-13是不行的，如果选择两台14sh-13和20sh-9A那就不如好了20sh-9A和两台12sh-9A。所以最终的选择是在: 20sh-9A两套和20sh-9A+others和一台12sh-9A+20sh-9A中进行选择的，显然后者在低流量下不需要再加泵所以就选择。 Icon6我们选择好一台12sh-9A+20sh-9A后的搭配图形 两台12sh-9A图像一台20sh-9A启动的时候通过这几幅图我们可以了解在那些情况下开那些泵根据用水量的需求我们可以在不同需求下开不通的泵来满足我们的需水要求来保证我们的稳定运行，上述的五幅图是在不同的搭配，我们根据图中的泵并联后的的性能曲线和管道特性曲线来分析不同用水量下我们需要的泵的组合，我们的并联是假设在相同节点前的管道特性曲线对于泵的性能的影响可以忽略的前提下进行的，方案用水量变化运行泵及其台数泵扬程(m)所需扬程（m）扬程利用率（%）泵效率(%)一台20sh-9A和两台12sh-9A760650一台20sh-9A和两台12sh-9A554251.452546.1984.010072757883650450一台20sh-9A和一台12sh-9A554246.1936.7066.710072757883500232两台12sh-9A554236.7030.3055.1100788323214012sh-A7.23730.328.8277.91007883以上是我们的选泵后的方案样式。接下来我们根据我们所选的泵来匹配电机。20sh-9A我们选择的电机是JSQ-1410-6, 12sh-9B电机是JS-115-4在选择的时候我们根据根据占地面积和生产厂商的多少和大小为参考来选择，质量小，占地小，生产厂商多且厂大我们就选择。在选完电机以后我们就需要来画出底座。基础的确定。（1）20sh-9A型水泵的和JSQ-1410-6电机基础尺寸。长3282 宽1340 水泵重 2740KG 电机重3550KG总重6290kgH=3W/(L*B*23520)=1.80m（2）12sh-9A型水泵的和JS-115-4电机基础尺寸。长2254 宽1020 水泵重773KG 电机重1080KG总重1853KG H=3W/(L*B*23520)=1.03m 混凝土基础需要高于室内地面1020cm。吸水管压水管的设计。根据泵性能曲线与管道的特性曲线我们可知单台20sh-9A的最大流量为450L/S。单台12sh-9A启动时最大流量为310L/S。根据我们的最大流量我们来选择吸水管和压水管。当311L/S时，压水管DN40010钢管，v=2.40 m/s,1000i=19.9 吸水管DN50010钢管，v=1.53 m/s,1000i=6.02.当450L/S时，吸水管DN60010钢管，v=1.54 m/s,1000i=4.83压水管DN50010钢管，v=2.21m/s,1000i=12.6机组与管道的布置。我们选择的是sh型双吸泵，所以采用横向排列会比较好，所以我们的送水泵站为矩形的半地下室，每台泵都有各自单独的吸水管，压水管，然后在出泵房后连接起来汇集到两条DN5009的管线。每种型号的泵在吸水管和压水管上都有配套的设附件来完成吸水压水和保护泵。20sh-9A：吸水管DN60010钢管，偏心渐缩管的选择：DN600500 ,L=350mm, =0.18.90度弯头，D=600，=1.01闸阀选择Z44W-10,DN=600，=0.06吸水喇叭口DN600800，=0.21压水管DN50010钢管，渐放管（去掉吐出锥管直接用渐防管与出口法兰相连接）：DN300500，L=550mmm，=0.29.蝶阀D971X-16,DN=500，=0.2微阻缓闭止回阀HH44X-16，DN=500，=1.812sh-9A：吸水管DN50010钢管， 偏心渐缩管的选择：DN500300，L=550mm，=0.20. 90度弯头，D=500，=0.96闸阀选择Z44W-10,DN=500，=0.06吸水喇叭口DN500700，=0.24压水管DN40010钢管，渐放管（去掉吐出锥管直接用渐防管与出口法兰相连接）：DN200400。L=550mm, =0.30.蝶阀D971X-16,DN=400, =0.2。微阻缓闭止回阀 HH44X-16，DN=400，=2.5。泵站内管路的水力计算 取一条最不利的线路根据吸水管和压水管中的流速和局部阻力系数之和我们可以知道12sh-9A上线路最长的那条管上的水头损失最大。根据上图我们来计算沿程阻力损失：沿程阻力分安流速分为两个部分v=1.53 m/s和v=2.40m/s两部分，吸水管长度小于4.59+3.502=8.092，压水管长度小于6.807+4.746=11.553m。（1）沿程水头损失：h=8.092*6.02/1000+11.553*19.9/1000=0.27862m（2）局部水头损失（闸阀全开时的水头损失）：按照吸水管和压水管中流速的不同分为两个部分。H=（1+2+3+4）v12/2g+（5+6+7+9+9）v22/2g偏心渐缩管的选择：DN500300，L=550mm，1=0.20. 90度弯头，D=500，2=0.96闸阀选择Z44W-10,DN=500，3=0.06吸水喇叭口DN500700，4=0.24渐放管（去掉吐出锥管直接用渐防管与出口法兰相连接）：DN200400。L=550mm, 5=0.30.蝶阀D971X-16,DN=400, 6=0.2。微阻缓闭止回阀 HH44X-16，DN=400，7=2.5。 90度弯头，D=400，8=0.96四通9=3H=（0.20+0.96+0.06+0.24）1.532/(2*9.8)+(0.3+0.2+2.5+0.96+3)2.42/(2*9.8)=2.22m泵的实际最大扬程（枯水期时）Hmax=20+12+5.8+2+2.22+0.2786+9.6525=51.931m消防校核：H=5.8+17.5+9.6525+20+2.4786=55.4311m我们所选择的泵的是符合要求的。泵房的平面尺寸的确定（1）泵房的宽度的确定，水泵基础的最大宽度为1340mm，偏心渐缩管最大的长度为550mm,小与进水基础与墙壁最小距离一米，为了安装拆卸方便我们取所以我们取2米，渐放管最大的长度也是550mm,小于最小宽度3米我们取3.5米，再加0.5m的安全宽度所以泵站的宽度h=1340+2000+3500+500=7340mm。（2）泵房长度的确定。JSQ-1410-6和20sh-9A的长为4000电机轴长2307mm。JS-116-4和12sh-9A的长为2931.5mm，电机轴长1170mm。A最大设备宽度家加1米为2.34米。电机和泵突出基础。C1=2307+500=2807mm，E1=2807mm。整个泵站得长度h=4*2807+4000*2+2913.5*2+2340=27431mm。（3）泵房高度的确定起重机到屋顶的高度加上起重机和吊钩高度为h+h2=1960mm，吊高为最大设备高+2m的安全高度，总共为3960mm，最大设备高度2180mm基础高出地面30mm泵房高度为1960+3960+2180+30=8350mm附属设备的选择（1） 起重设备：最大重量的电机为JSQ1410-6，重量为3550kg，泵房的跨度为5.84米，因为我们最重的才3550kg，所以我们选择DL性电动单梁桥式起重机，DLZDY-21-4，起重质量为5吨，跨度为7.5米h=1380，h1=700，h2=580，起重高度大于最大泵和电机高，最大高度为2180mm。（2） 引水设备：启动引水设备选用水环Hi真空泵，真空泵的最大排气量为：Q=K*(SL+Ws)*Ha/(T*（Ha-Hss）)，其中K为漏气系数，Ws=0.196.Q=0.467M3/MIN。Hv=304mmHG，我们选择SZ-2就可以满足。一体用一备。（3） 排水设备 在泵房内设有排水沟和集水坑，取水泵房的排水量比较小所以50QWDL-15型潜水排污泵。（4） 通风设备：自然通风。吸水井尺寸的确定 喇叭口在喇叭口应在吸水井最低水位的液面下一米处的位置。 喇叭口距离吸水井壁为：0.751.0倍D=0.9*800=720mm。 吸水管的进口高于井壁0.8D=0.8*800=640mm井底标高为14.2-1-0.64=12.56m， 吸水井的宽度大于0.8+2*0.64，宽度我们取3m，根据我们泵的布置保证吸水不受干扰，我们的长取22m。吸水井的高度为17.7-12.56+0.3=-5.44m。吸水井内管线的最大长度为5.44-0.3-0.55=4.59m。高程的确定 为了保证在枯水期我们仍然能满足送水，所以泵的安装高度应该在枯水期时小于等于允许吸上真空高度，由此我们来确定高程。12sh-9A和20sh-9A我们安装在统一平面内，那么根据它们的最小安装高度来确定泵房的下垫面高程。所以按照20sh-9A的Hs=4m来计算。 Hs-0.303-h（吸水口的水头损失=3.012/2/9.8）3m我们就取三米。20sh-9A泵轴的标高为，14.2+3=17.2m。泵基础面的标高为17.2-0.557=16.643m。偏心管相连吸水管轴线的标高为：17.2-0.05=17.15m压水管轴线标高为：17.2m。泵房下垫面标高16.643-0.3=16.433m泵房屋顶的高度为。8.358+16.433=24.783m挂钩的标高，24.783-1.38=23.403m单梁低面的标高2（厚度为0.11m）水池最高水位的标高17.7m吸水井最高处标高为17.7+0.3=18m目 录第一章 总论1第一节 项目背景1第二节 项目概况2第二章 项目建设必要性5第三章 市场分析与建设规模7第一节 汽车市场需求分析7第二节 市场预测12第三节 项目产品市场分析13第四节 建设规模16第四章 场址选择17第一节 场址所在位置现状17第二节场址建设条件17第五章 技术方案、设备方案、工程方案22第一节 技术方案22第二节 设备方案28第三节 工程方案33第六章 原材料、燃料供应38第七章 总图布置与公用辅助工程39第一节 总图布置39第二节 公用辅助工程43第八章 环境影响评价52第一节 环境保护设计依据52第二节 项目建设和生产对环境的影响52第三节 环境保护措施54第四节 环境影响评价56第九章 劳动安全卫生与消防57第一节 劳动安全卫生57第二节 消防64第十章 节能与节能措施67第一节 项目概况67第二节 项目综合能耗69第三节 节约及合理利用能源的主要措施71第十一章 项目实施进度与人力资源配置76第一节 建设工期76第一节 项目实施进度76第二节 生产组织与人员培训79第十二章 投资估算与资金筹措82第一节 建设投资估算82第二节 总投资估算86第三节 资金筹措86第十四章 财务效益分析88第一节 财务评价基础数据与参数选取88第二节 销售收入及销售税金估算89第三节 成本费用估算89第四节 财务评价91第五节 不确定性分析93第十三章 风险分析95第十四章 结论与建议97第一节 研究结论97第二节 建议97