《水泵与水泵站》课程设计说明与计算说明书学院：水利电力学院专业班级：农业水利水电工程2010 级指导教师：***学生姓名：**学号： **********日期： 2013年12月10日目录绪论 (2)《水泵与水泵站》课程设计说明书 (2)设计原始资料，设计标准概要 (2)设计流程 (3)水泵机组的初步选择 (4)管道水利计算 (9)泵房设计 (11)工艺高程设计 (14)其他设计 (15)水泵房安装高度 (17)参考文献 (18)设计说明书一、设计原始资料，设计概要，设计标准1、设计资料(一) 工程概括市因发展需要，原有的第一水厂已不能满足居民的用水要求，因此，规划设计日产水能力为9.5万m3的第二水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。
(二) 设计资料市新建第二水厂工程近期设计水量为85000m3/d，要求远期发展到95000m3/d，采用固定取水泵房用两条直径为800mm的自流管从江中取水。
水源洪水位标高为38.00m，枯水位标高为24.60m。
净水构筑物前配水井的水面标高为57.20m，自流取水管全长280m，泵站到净化场的输水干管全长1500m。
自用水系数α=1.05~1.1，取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为10kPa，泵房底板高度取1~1.5m。
2、设计概要取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。
取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。
其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。
本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。
取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。
设计取水泵房时，在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗倾覆、防滑波等方面均应有周详的计算。
在施工过程中，应考虑到争取在河道枯水位时施工，要抢季节，要有比较周全的施工组织计划。
在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。
此外，取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近远期结合，对于本例中，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。
对于机组的配置，我们可以暂时只布置三台500S59A型水泵（一台备用，两台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。
3、设计标准1.贯彻执行国家有关环境保护的政策，按照国家颁布的有关法规，规范及标准设计2.充分利用已有的工程条件，使新建部分与已有工程紧密衔接。
3.根据设计要求，选用工艺技术先进，处理效果好，操作管理简单，运行稳定可靠，占地面积少，工程投资省和运行费用低的方案。
4.选用性能可靠，效果好，能耗低的国内先进设备。
5.设计充分考虑第二次污染的防治，力求噪声低，基本无异味，不影响周围环境。
6.自动化控制程度高，降低劳动强度。
二、设计流程1、确定设计流量和扬程。
2、近期选择三台500S59A型泵，两台工作一台备用，单泵工况点为（1980，44.5），满足近期工况的要求。
远期增加一台500S59A型泵，三台工作一台备用。
远期三台水泵并联时单泵工况点为(1860,50.06),此时三台泵均工作在高效段工作。
3、设计机组的基础。
4、根据流量计算水泵吸水管和压水管的直径。
采用DN450×6钢管，则V=2.34 m/s，i=16.2‰5、根据当地的地形，流量以及水泵特点，布置机组和管道。
详细布图以及尺寸见图。
6、精选水泵和电动机。
计算出吸水管和泵站范围内压水管中的水头损失，然后求出泵站的扬程。
发现初选的水泵合适。
7、确定泵房建筑高度。
泵房和建筑高度，取决于泵的安装高度以及起重设备的型号。
8、初步规划泵站总平面。
机组的平面布置确定以后，泵房（机器间）的最小长度L也就确定，配件的型号、大小尺寸，按规定将水泵机组的基础和吸水，压水管道上的管配件、闸阀、止加阀等画在册一张图上，逐一标出尺寸，集资相加，就可以得机组间的最小宽度。
L确定后，再考虑到维修场地等因素，便可最后确定泵站机器间的平面尺寸大小。
泵站的总两面布置包括变压器室、配电室、机器间、值班室等单元。
总现面的布置的原则：运行管理安全可靠，检修及运输方便，经济合理，并且考虑到有发展余地。
配电室内高有各种受配电柜，因此应便于电源进线，且应紧靠机给，以节省电线，便于操作。
配电室与机器间应能通视，否则，应分别安装登记表及按钮（切断装置），以便当发生故障时，在两个房间内，均能及时切断主电路。
值班室与机器间及配电室应相通，而且一定要靠近机器间，且能很好的通视。
修理间的布置应便于重物（如设备）的内部吊动及向外运输，因此，往往在修理间的外墙上开有大门。
三、水泵机组的初步选择(1) 管道特性曲线的绘制管道特性曲线的方程为+∑h=H ST+SQ2H=HST——最高时水泵的净扬程，m;式中 HST∑h———水头损失总数，m;S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；Q——最高时水泵流量，m3/sH=33.60m ,把Q=4156.25m3/h,H=44.41m,代入上式得:S=8.10 ST+8.10Q2=33.60+8.10Q2所以管路特性曲线即为:H= HST可由此方程绘制出管路特性曲线,见图1H(m) 36.51 37.50 39.83 44.41 44.70 (2）水泵选择选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律①大小兼顾，调配灵活②型号整齐，互为备用③合理地用尽各水泵的高效段④要近远期相结合。
“小泵大基础”⑤大中型泵站需作选泵方案比较。
根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图(图2)和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：近期选择三台500S59A型泵，两台工作一台备用，单泵工况点为（1980，44.5），满足近期工况的要求。
远期增加一台500S59A型泵，三台工作一台备用。
远期三台水泵并联时单泵工况点为(1860,50.06),此时三台泵均工作在高效段工作。
图1 水泵并联工况点的求解图500S59A型泵基本参数品牌/型号：中沃/500S59A 20SH-9A性能：耐磨泵轴位置：卧式叶轮结构：敞开式叶轮叶轮吸入方式：双吸式流量：1404-1908-2268（m3/h）叶轮数目：1扬程：58-50-42（m）汽蚀余量：4（m）轴功率：300-347-360（kW）吸入口径：1（mm）排出口径：1（mm）结构原理：中开泵材质：铸铁用途：双吸泵图2 离心泵性能曲线图(3) 水泵参数500S59A 型单能双吸式离心式水泵性能参数如下：流量Q=1500～2170m 3/s ，扬程H=57～39m ，转数n=970r/min,泵轴额定功率：N=333kW ，电动机型号为Y400-54-6型异步电动机，配电机功率为400 kw ，效率为72%～74%，气蚀余量：Hs=6m表2 500S59A 型水泵外型尺寸（不带底座）（单位：m ）LL 1 L 2 L 3 B B 1 35101860 1167 580 1000 810 B 3A H H 1 H 2 H 3 800710 400 800 370 480 Eh W 水泵 W 电机 n —φd 8001200 2235 N 3000 N 4—35表3 进口法兰尺寸 表4 出口法兰尺寸500S59A 型泵工作曲线图DN 2 D 02 D 2 n 2-d 2 350 460 50516-22DN 1 D 01 D 1 n 1-d 1 500 620 670 20-26500S59A型泵安装尺寸四、管道水力计算吸水管路的设计(1) 流量QQ1=325 .4156=1385.52 m3/h = 0.385 m3/s(2)吸水管路的要求①不漏气管材及接逢②不积气管路安装③不吸气吸水管进口位置④设计流速：管径小于250㎜时，V取1.0～1.2 m/s管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6 m/s (3) 吸水管路直径采用DN600×8钢管，则V=1.32m/s ，i=3.56‰(4) 吸水管路的管件布置<1>喇叭口设计喇叭口扩大直径 D≥(1.3～1.5)d=1.4×600=840㎜取800㎜喇叭口高度 4（D-DN）=4×（800-600）=800㎜喇叭口距墙壁的距离 a>(0.75～1.0)D 取a=0.9×800=720㎜取700㎜喇叭口距室底的距离 h1≥(0.6～0.8)D=0.75×800=1200㎜喇叭口之间距离 l1≥（1.5～2.0）D=1.5×800=1200㎜喇叭口淹没深度 h2≥（1.0～1.25）D=1.25×800=1200㎜喇叭口中心线与后墙的距离C=（0.8～1.0）D=0。
9×800=720 取700㎜喇叭口与进水室的距离 l≥3D=2400 ㎜<2.>手动闸阀采用Z45T—10正齿轮转动暗杆楔式闸阀，其规格为：500S59A： DM=700㎜，L=660㎜〈3〉偏心渐缩管为了防止吸水管积有空气，所以采用偏心渐缩管，查表得：500S59A： DN700 500，L=600㎜,ζ=0.20<4>90°弯头500S59A: DN600, T=700㎜, ζ=1.06压水管路的设计(1) 流量QQ1=325 .4156=1385.52 m3/h = 0.385 m3/s(2)压水管路要求①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。
为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。
②压水管的设计流速：管径小于250㎜时，为1.5～2.0 m/s管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5 m/s③压水管的选取采用DN450×6钢管，则V=2.34 m/s，i=16.2‰(3)、压水管路配件①止回阀采用HH44－10微阻缓闭式止回阀，其规格为500S59A： DN600，L=1180㎜，ζ=0.39②电动闸阀采用Z945T－10电动暗杆楔式闸阀，其规格为：500S59A： DN600, L=600㎜,W=1018 kg , ζ=0.06③手动闸阀设置在水管路上的常开阀门，采用Z45T－25暗杆闸阀，其规格为：500S59A： DN600,L=600㎜,W=1540 kg , ζ=0.06④同心渐扩管压水管路上的渐扩管规格如下：500S59A，DN500 600, L=600㎜, ζ=0.11⑤设在联络管上的渐扩管规格:DN600 800,L=800㎜, ζ=0.34DN500 800,L=800㎜. ζ=0.31⑥三通管DN500 800,L=1200, ζ=0.78五、泵房设计1)基础尺寸确定机组基础的作用是支撑和固定机组，便其运行不致发生剧烈震动，更不允许产生基础沉陷。