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一级泵站取水工艺设计

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一级取水泵站的工艺设计
1. 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，取自用水系统α=1.05，则：
近期设计流量为 Q=1.05×1450000/24=63437.5m3/h
远期设计流量为 Q’=1.05×2850000/24=124687.5 m3/h
（2） 设计扬程H
1）泵所需静扬程HST
通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修，另一条自流管通过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为0.28m，则吸水间的最高水面标高为127.10-0.28=126.82m,最低水面标高92.5-0.28=92.22m。 所以泵所需静扬程HST为：
洪水位时，HST=181.20-126.82=54.38m
枯水为时，HST=181.20-92.22=88.98m
2）输水干管中的水头损失∑h
设采用两条DN700钢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（按远期考虑），即：Q=0.75×12468.8=9352.8m3/h查水力计算表得管内流速v=2.299m/s，i=0.004462，所以∑h=1.1×0.004462×770=3.78m
3）泵站内管路中的水头损失hp
粗估为2m
则泵设计扬程为：
枯水为时，Hmax=54.38+3.78+2+2=62.16m
洪水位时，Hmin=88.98+3.78+2+2=96.76m
2.初选泵和电机
近期三台24SA-6型泵（Q=3200 m3/h，H=100m，N=1025kW），两台工作，一台备用。远期增加两台同型号泵，四台工作，一台备用。
根据泵的要求选用Y1250-8型异步电动机（1250kW，10kV，IP44水冷式）。
3．机组根据尺寸的确定
查泵与电机样本，计算出24SA-6型泵机组基础平面尺寸为1300mm×4011mm，
机组总重量W=WP+Wm=41000+86000=127000N。
基础深度H可按下式计算：
H=3.0W/(L×B×γ)
式中 L——基础深度，L=1.300m；
B——基础宽度，B=4.011m；
γ——基础所用材料的容重，γ=23520N/m3
故 H=（3.0×71400）/（1.300×4.011×23520）=3.11m
4.吸水管路与压水管路计算
每台泵有单独的吸水管与压水管
（1） 吸水管
已知 Q1=12468.8/4=3117.2 m3/s
采用DN900钢管，则v=1.37m/s, i2.3×10-3。
（2） 压水管
采用DN700钢管，则v=2.26 m/s, i=8.7×10-3。
5.机组与管道布置
将泵房设计为长方体，五台机组并列布置为一排，每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后将压水管路内水分流到两个管路内。泵出水管上设有止回阀和液控蝶阀，吸水管上设有手动闸板闸阀。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1400每条输水管上各设切换用的蝶阀一个。
6．吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止位计算线路。
（1）吸水管路中水头损失∑hs
∑hs=∑hfs+∑hls
∑hfs=l1*is5.7×2.3×10-3=0.013m
∑hls=(ζ1+ζ2)v22/2g+ξ3v12/2g
式中 ζ1——吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75；
ζ2——DN700闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，ζ2=0.15；
ζ3——偏心渐缩管DN700×500，ζ3=0.20.
则 ∑hls=（0.75+0.15）×1.182/2g+0.20×2.312/2g=0.12m
∑hs=∑hfs +∑hls=0.014+0.12=0.133m
(2)压水管路水头损失∑hd
∑hd=∑hfd+∑hld
∑hfd=(l2 + l3 + l4 + l5 + l6)id1 + l7 id2
=（0.8+0.881+4.743+1.891+2.096）×+1.08×
∑hld =ζ4×v32/2g+(ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+ζ9+ζ10+ζ11）v42/2g+ζ12×v52/2g
式中 ζ4——DN900×600渐放管，ζ4=0.20；
ζ5——DN700止回阀，ζ5=0.15；
ζ6——DN700伸缩接头，ζ6=0.21；
ζ7——DN700液空蝶阀，ζ7=0.15；
ζ8——DN1400钢制正三通，ζ8=1.5；
ζ9——DN1400钢制正三通，ζ9=1.5；
ζ10——DN700×1400渐放管，ζ10=0.31；
ζ11——DN1400蝶阀，ζ11=0.15.
则 ∑hld=0.20×4.572/2g+(0.15+1.7+0.4+1.02×2+0.5) ×2.262/2g+0.15×1.362/2g=1.99m
故 ∑hd=∑hfd+∑hfd=1.99+0.36=2.35m
从泵吸水口到输水干管上切换闸阀阀间的全部水头损失为：
∑h=∑hs+∑hd=0.133+2.35=2.48m
因此,泵的实际扬程为，
设计枯水位时，Hmax=88.98+3.782.48+2=97.24m
Hmin =54.38 +3.78 +2.48+2=62.64m
由此可见，初选的泵机组符合要求。
7.泵安装高度的确定和泵房高度计算
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，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。
已知吸水间最低动水位标高为91.6 m，为保证吸水管的正常吸水取吸水管的中心标高为89.6 m（吸水管上缘的淹没深度为91.6-89.6-0.8=1.2 m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.8 m，则吸水间底板标高为89.6-（0.8+0.8）=88.00 m。
8.附属设备的选择
（1）起重设备
最大起重量为Y1250-8型电机重量Wm=8600kg，最大起吊高度为3.54+2.0=5.54m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度），。为此，选用环形吊车（定制，起重量5t，双梁，跨度10 m，CD15-12D电动葫芦，起吊高度12 m。
（2）引水设备
泵系自灌式工作，不需引水设备。
（3）排水设备
在吸水管闸阀下面设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用水抽出泵房。
取水泵房的排水量一般按20~40 m3/h考虑，排水泵的静扬程按8.5 m计，水头损失大约5 m，故总扬程在8.5+5=13.5 m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q=15~28 m3/h,H=27~22 m,N=3 Kw,n =2900r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为Y100L-2。
9.泵房建筑高度的确定
泵房埋在地下部分高度为22 m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为10.5m，从平台楼板到房顶底板净高为16 m。
10.泵房平面尺寸的确定
根据泵机组，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，求得泵房长度为33.1m，宽度为7.2 m。