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泵与泵站课程设计计算案例

下面的是按照40000 m ³/d 计算的(计算流量:本班 按照学号: Q=40000+(N-0)x 500)<泵与泵站>计算说明书1、总述(1)城市最高日用水量为40000m ³/d ,消防水量按30L/s 考虑。

(2)吸水井最高水位标高为17.70m ,最低水位标高为14.20m 。

(3)管网最不利点地面标高为20.00m ,管网起点至最不利点水头损失为12.00m ,消防时为17.50m 。

2、水泵机组的选择(1)水泵设计流量及扬程Q=K h 24d Q =1.6×241044⨯(m ³/h)= 1.6×241044⨯×36001000=740.74(L/s)H=H ST ’+H sev +Σh 输+Σh 网+Σh p +安全水头 因为有两条输水管,所以单管流量s /L .Q'Q 373702==, (给排水设计手册1),P400, 表11-11,查得 1000i=9.36,V=1.88L/s管径500mm,P334,由表11-5, 差得比阻A=68.39L/s,由11-6查的,K=1.0(v>1.2m/s),所以K 可以忽略不记, Σh 输=ixl=)(68.4500100036.9m =⨯ 所以)(48.4600.200.200.1268.400.20)20.1400.20(m H =+++++-=(2)选择水泵型号 为了在用水量减少时进行灵活调度,减少能量浪费,利用水泵综合性能图选择几台水泵并联工作来满足最高时用水流量和扬程需要,而在用水量减小时,减少并联水泵台数或单泵运行供水都能保持在各水泵高效段工作。

当Q=30L/s 时,泵站内水头损失甚小,此时输水管和配水管网中水头损失也较小,假定三者之和为2m ,则相应的水泵的扬程为:(m)....)..(H 8029002002002020140020=+++-=根据Q=740.74L/s ,H=46.48m 和Q=30.00L/s ,H=29.80m ,在水泵综合性能图上(书本P152)确定两点连接成参考管道特性曲线,选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联。

通过比较,选用两台14Sh-13,一台10Sh-9型水泵并联,且选用一台14Sh-13型水泵为备用泵(见表1)。

表1 水泵性能 (可以查阅SH 型离心泵性能参数表---根据需要厂家会提供)可以参考:上海长申泵业有限责任公司 SH 型泵性能参数或者 东莞冠星水泵有限公司9234740740161922.).(.Q h h h S p==∑+∑+∑=网输 (∑=292.34h Q ) 即管道特性曲线方程为2292.348.25Q SQ H H ST +=+= 将水泵特性曲线及管道特性曲线均绘于坐标纸上,两条曲线会相交于一点,这个点就是最佳工况点,看这个点是否在所需的流量和扬程范围内,结果复符合条件(检验其效率).得出结论:上述方案可行。

(3)电机配置 查给排水设计手册第11册,P55,表格11-19,泵外形及安装尺寸,如果没有,可以根据厂家提供的水泵配套的电机号,去获得电机的功率,重量,转速,轴功率等资料采用水泵厂家指定的配套电机,见表2 .表2 电机配置(查电机的型号 )3、机组布置和基础设计(1)机组布置 采用单行顺列布置,便于吸、压管路直进直出布置,减少水力损失,同时也可简化起吊设备。

(2)基础尺寸P166 基础根据厂家提供样本,10Sh-9型和14Sh-13型水泵均不带底座,其基础尺寸按水泵、电机安装尺寸提供的数据确定(给排水手册11,P55,泵的安装尺寸,见图1-15,表1-21或者可以在网上查阅相应的泵和电机的外型尺寸),见表3。

表3 基础尺寸其中L ’= L+ 400,B ’=B+400 W=W p +W m ,基础深度m 42.12400*440.1*609.1)15201105(*0.30.3=+=⨯⨯=γB L W H , =γ2400kg/m ³。

4、吸水管路和压水管路设计(1)管路布置根据当地条件,泵房选用半地下式。

水管出泵房后,在闸阀井内以横向联络管相接,且以两条总输水管送至管网。

由后续计算、设计得知,吸水井中最高水位为17.70m,此时水泵为自灌式引水,吸水管上设闸阀,以便停泵检修时使用。

吸水井最低水位为14.20m,此时水泵为吸入式引水,需要相应的引水设备,管路布置如右图1。

(2)管径计算一台水泵单独工作时,其流量为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量,根据单泵运行流量初步选定吸水管和压水管管径,一般吸水管径比压水管径大一号,计算结果见表4.可以查阅给排水设计手册1---P364表4 吸水管和压水管管径计算可知,横向联络管的流量应为两台大泵并联流量Q=780L/s,取d=600mm,则v=2.76m/s,1000i=15.8;每条输水管按最大总流量的75%考虑,即Q=780×0.75=585.5L/s,取d=500mm,v=2.95m/s,1000i=23.0。

附表:吸水管的设计流速建议采用以下数值:①管径小于250mm时,为1.o~1.2m/s;②管径在250~1000mm时,为1.2~1.6m/s;③管径大于1000mm时,为1.5~2.om/s。

压水管的设计流速建议采用以下数值:①管径小于250mm时,为1.5~2.om/s;②管径在250~1000mm时,为2.0~2.5m/s;③管径大于1000mm时,为2.0~3.0m/s。

(3)管路附件选配附件见表5(参考<管路附件设计选用手册>)横向联络管与输水管选用Z41T-10型闸阀,DN500,L=540mm,W=681kg。

5、泵房机器间布置表5 管路附件选配(1)机器间长度(参见给水排水工程设计与施工规范)A、相邻两个机组基础间净距:电机容量≤55千瓦时,≥0.8米;电机容量>55千瓦时,≥1.2米;B、相邻两个机组的突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间的净距:电机容量≤55千瓦时,≥0.7米;电机容量>55千瓦时,≥1.0米;还应保证泵轴和电机转子在检修时能拆卸。

C、泵房主要通道宽度不小于1.2米。

D、当考虑就地检修时,至少在每个机组一侧设置大于泵机组宽度0.5米的通道。

这部分说明书应该用草图画出布置图式(可以和下边管道布置合为一张),注上尺寸,草图可参考教材或给排水手册第3册第284~413页进行布置,并配以简单的文字说明,叙述选用该布置的优点和存在的问题。

因为电机功率大于55KW,故基础间距取1.5m,基础与墙壁间距离取1.4m。

除4台水泵外,机器间右端按最大一台机组布置,设一块检修场地,平面尺寸为4.0m×3.0m,故得机器间总长度为:m++.1⨯3=209=⨯++⨯0.415L9164.1989.3.025.1(2)机器间宽度吸水管蝶阀距墙取1m,压水管蝶阀一侧留1.2m宽的管理管路,水泵基础与墙壁净距按水管配件安装的需要确定,故机器间宽度为:++B=0.1.039=+.0+++++.02.135.9004m84.0856.31.1.083844综上,所以机器间平面尺寸最后确定为长16m,宽10m。

6、吸水井设计(建筑给排水设计手册—吸水井)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:H min =14.2m (已知)水泵吸水管进口喇叭口大头直径D ≥(1.3~1.5)d ,取1.33×800 = 1100mm 水泵吸水管进口喇叭口长度L ≥(3.0~7.0)×(D -d ),取3.0×(800-600)=600mm 喇叭口距吸水井井壁距离≥(0.75~1.0)D ,取1.0×800 = 800mm 喇叭口之间距离≥(1.5~2.0)D ,取2.0×1100 = 2.2mm 喇叭口距吸水井井底距离≥0.8D ,取900mm 喇叭口淹没水深h ≥(0.5~1.0)m ,取1.0m 吸水井井底标高:14.20-1.0-1.0=12.2m 吸水井高度为:17.70+0.50-12.20=6.0m吸水井长度为:800×2+1100×4+2200×3=10800mm 吸水井宽度为:800×2+1100=2700mm所以,初定吸水井长度为10800mm ,宽度为2700mm ,吸水井高度为6000mm 。

因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min 抽水量,即390×3×60=70200L =70.2m ³,而初定吸水井枯水期蓄水量为(14.20-12.20)×10.8×2.70=58.32m ³,(根据两个容纳水的体积比较而定).故初定吸水井面积不满足用水需要,调整为长15000mm ,宽6000mm 。

7、泵站内管路的水力计算 取最不利路线,按大泵计算(1)吸水管路中水头损失Σh s : 吸水管路沿程损失: m il h fs 02.0100066.35.4=⨯==∑ 吸水管路局部水头损失Σh ls 计算结果见表6。

表6 吸水管路局部水头损失计算吸水管路水头损失:m .h h h ls fs s 430=+=∑∑∑ (2)压水管路水头损失Σh d : 压水管路沿程损失:m il h fd 16.0100056.94100068.67=⨯+⨯==∑∑ 压水管路局部水头损失Σh d 计算见表7。

表7 压水管路局部水头损失计算压水管路总水头损失:∑∑∑=+=+=m ...h h h ld fd d 141980160m ...h h h d s p 571141430=+=+=∑∑∑∴水泵实际扬程枯水位时:H max =(20-14.2)+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =46.53m 洪水位时:H min =(20-17.7)+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =43.03m 8、消防校核H =(20-14.2)+ 10 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =42.03m Q = 740.74 + 30 =770.74L/s 在坐标纸上描出此点可知无需备用泵。

9、水泵安装高度的确定按大泵计:s s ss h gv H H ∑--≤221m (042440892474532)=-⨯-=取H ss 为1.8m 。

10、辅助设备的选择(1)起重设备:最大起重量为1520 + 340 = 1860kg选用DL 型3t 单梁桥式起重机,MD I 3-9D 型电动葫芦,起升高度为9m 。

(2)引水设备:泵系自灌式工作,,,不需要引水设备(3)排水设备:选用50QWDL-15潜水排污泵两台,一备一用,设排水沟。

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