泵房设计说明书.doc

**学院

课程设计任务书

设计名称 水泵及水泵站
专 业____ 给水排水工程_____
年级班别
学 号____ ____ ___
学生姓名____ ____ _____
指导教师_______ _____ ____

200* 年 ** 月** 日

《水泵及水泵站》课程设计说明书

设计目的:
本课程设计的主要目的是把《水泵及水泵站》、《水资源利用与保护》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，同时提高同学们有条理地创造性地处理设计资料地独立工作能力。

设计基本资料:

1. 近期设计水量10万米3/日，要求远期15万米3/日（不包括水厂自用水）
2. 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100米。
3. 水源洪水为标高为73.1米（1％频率）；枯水位标高为65.5米（97％频率）；常年平均水位标高为68.2米。
4. 净水厂混合井水面标高为100.20米，取水泵房到净水厂管道长1000米。
5. 地区气候资料可根据设计需要由当地气象部门提供。
6. 水厂为双电源进行。

一、 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×＝4375m3/h＝1.215 m3/s
远期设计流量为 Q’=1.05×=6562.5 m3/h=1.823 m3/s

二、 自流管设计

设计流量 Q1＝=0.9115 m3/s
取经济流速 V＝1.5 m/s，计算得 D＝== 880 mm
查设计手册，采用两条DN920×10钢管作为自流管，流速 V＝143 m/s，1000i＝2.51
当一条自流管检修时，另一条自流管应通过75％设计流量，即：Q2＝75％Q’＝1.3672 m3/s，查得：V=2.17 m/s,1000i=5.78
从取水头部到吸水间水头损失h沿程= I• L =×100=0.578 m

三、 水泵设计流量及扬程

1）水泵所需静扬程Hst
洪水位时 Hst＝100.2－73.2+0.578＝27.578 m
枯水位时 Hst＝100.2－65.5+0.578＝35.278 m
2）输水干管中的水头损失Σh
设采用两条DN920×10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＝75％Q’=4921 m3/h,查得V＝2.17 m/s，1000i＝5.78
所以Σh＝1.1××1000＝6.358 m（式中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
粗估为2m
则水泵设计扬程为
设计枯水位时，Hmax＝35.278+6.358+2+2＝45.636 m
设计洪水位时，Hmin＝27.578+6.358+2+2＝37.936 m
水泵设计流量＝==2187.5 m3/h

四、 水泵机组选择

近期三台20sh－9A型水泵（Q＝1405~2270 m3/h，扬程H＝58～42m，泵轴功率N＝300～360kv，允许吸上真空高度Hs＝4m），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20sh－9A型水泵的要求选用JSQ-1410-6电动机（380kw，6000v，水冷式）。
机组基础尺寸的确定
查水泵与电机样本，计算出20sh－9A型水泵机组基础平面尺寸为3300×1400，机组总重量W＝Wp＋Wm＝27400+35500＝62900N
基础深度H可按下式计算：
H＝
式中 L——基础长度，L=3.3m；
B——基础宽度，B=1.4m；
——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，＝23520N/m3
故 H＝＝＝1.74m
基础实际深度连同泵房地板在内应为2.74m 。

五、 吸、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 Q1＝＝0.6077 m3/s＝2187 m3/h
查手册，采用DN820×10钢管，则 V＝1.21m/s，1000i＝2.11
2） 压水管
查手册 ,采用DN630×10钢管，则V＝2.09m/s，1000i＝8.87

六、 机组及管路布置

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。每台水泵有单独得吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有电动蝶阀（D940X-0.5）和手动蝶阀（D40X-0.5），吸水管上设手动闸板闸阀（WZ545T-6）.为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN900输水管用DN900液动蝶阀（D741X-10）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D741X-10）一个。

七、 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＝l1•is＝1.095×＝0.00231m
Σhls＝(ζ1+ζ2) •＋ζ3•
式中 ζ1——吸水管进口局部阻力系数，ζ1＝0.75 ；
ζ2——DN800闸阀局部阻力系数，按全开考虑，ζ2＝0.3 ；
ζ3——偏心渐缩管DN800×500，ζ3＝0.21 。
则 Σhls＝[(0.75+0.3)×+0.21×]=0.1814 m
故 Σhs＝Σhfs+Σhls=0.00231+0.1814=0.184 m
2) 压水管路水头损失Σhd
Σhd=Σhfd+Σhld
Σhfd=(l2+l3+l4+l5+l6)•id1+l7•id2
=(3.901+1.423+3.30+4.026+0.443)×+2.286×
=0.129 m
Σhld=ζ4•+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)• +(ζ11+ζ12+ζ13)
式中 ζ4——DN300×600渐放管，ζ4＝0.34；
ζ5——DN600钢制45弯头，ζ5＝0.51；
ζ6——DN600电动蝶阀，ζ6＝0.315；
ζ7——DN600伸缩接头，ζ7＝0.21
ζ8——DN600手动蝶阀，ζ8＝0.15；
ζ9——DN600钢制弯头，ζ9＝1.01；
ζ10——DN600×900渐放管，ζ10＝0.33；

ζ11——DN900钢制斜三通，ζ11＝0.5；
ζ12——DN900钢制正三通，ζ12＝1.5；
ζ13——DN900蝶阀，ζ13＝0.15。
则 Σhld＝0.34×＋（2×0.51+0.15+0.21+0.15+2×1.01+0.33）×+（0.5+1.5+0.15）×＝2.664 m
故 Σhd=0.129+2.664=2.793m
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＝0.184+2.793＝2.977 m
因此，水泵的实际扬程为：
设计枯水位时，Hmax＝35.278+6.358+2.977+2＝46.613 m
设计洪水位时，Hmin＝27.578+6.358+2.969+2＝38.913m
由此可见，初选水泵机组符合要求。

八．辅助设备的选择和布置

1) 起重设备
最大起重为JSQ1410-6型电动机重量Wm＝3550kg，最大起重高度为12.19+2.0＝14.19m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度）。考虑选用DL型电动单梁桥式起重机，起重量为5T，跨度19.5m，起重高度18m。
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20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程11.15m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在17m左右，可选用IS80-65-125A型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电
机Y112M-2。(380v, 2900 r/min ,8.2A, 4000W ,η＝75％ ) 。
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。按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为8～10V≈9646m3/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25°，配套电机JO2-21，N＝0.8kw）。
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。

九．泵站各部分标高的确定

1） 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算
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64.81m，为保证吸水管吸水，取吸水管的中心标高为63.16m（吸水管上缘的淹没深度为64.81－63.16－＝1.24m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为63.16-（+0.55）＝62.20m。洪水位标高为73.2m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为73.2+1.0＝74.2m。故泵房筒体高度为：
H＝74.2－62.20＝12 m
2） 泵房建筑高度的确定
泵房筒体高度已知为12m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的高度水泵1.457m，取1.5m，电动葫芦的高度1.4m，起重机梁0.66m，起重绳垂直长度1.2X（X为宽度），2.2m。所以，平台到吊车梁底板距离为7.9m。

十、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18m。
十一、 取水构筑物总体布置草图

总体布置草图

I－I剖面图