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水泵课程设计

1. 工程规划
1.1、基本资料
某供水泵站从渠道取水,在渠道边设进水闸1座,闸孔宽1m,渠道设计最高水位1178.33m,设计水位1177.86m,设计最低水位1177.70m,渠底高程1177.10m。

现场勘测,供水泵站可建在渠道边上。

站址区域土壤为灰钙土和淡灰钙土,地下水为基层裂隙水和碎屑岩类裂隙孔水,土壤质地为沙质黄土,地基承载力较好。

该站址处交通方便,附近有输电线路通过,选择电动机较合适。

根据规划,该泵站设计流量为0.2m3/s(也可以根据情况进行调整),出水池设计水位1197.86m,出水管道(压力管道)长460m。

1.2设计参数的确定
1)设计流量
Q=0.2 m3/s=720 m3/h
2)设计扬程
渠道出水池
H
设计最高水位=1178.33m Hˊ
设计水位
=1197.86
H
设计水位
=1177.86m
H
设计最低水位
=1177.70m
H渠底=1177.10m
由于管道水头损失的影响,设计扬程:
H

=(1+10%)H净=(1+10%)*(1197.86-1177.86)=22(m)
2.选择机组类型及数目
2.1水泵选型
1)根据泵站的设计扬程,查水泵性能表,选择以下几种泵型,进行方案比较。

三种方案的必须汽蚀余量一样,方案一、相对于其他两种方案,台数多,投资可能大,方案二、方案三、机组台数相近,但方案二,机组出水率相对于较大,电机功率相对大。

所以,最终选方案三SLW250-315B 。

2.2 水泵的数目确定
水泵有时会出现故障,所以要选一台备用泵
最后选三台SLW250-315B
3. 确定管材、数目、直径及管路附件
3.1 管材
1)进水管宜采用钢管
2)室内出水管宜采用法兰连接的钢管 3)室外出水管也采用钢管 3.2 数目及管径 1)管径
采用经验公式法,一般进水管的经济流速为<1m/s,出水管的经济流速为0.8~1.5 m/s D 进=

v Q π4
式中:v 进——进水管道中平均流速(m/s ),v 进=0.8 m/s
Q ——单泵进出水管道的流量s m /3
,SLW250-315B 型泵的流量 Q=450 m 3/h =0.125s m /3
计算得:D 进=0.446 m ,取D 进=0.45 m=450mm 。

D 出=

v Q π4
式中:v 出——出水压力管道中平均流速(m/s ),v 出=1 m/s 计算得:D 出=0.399m, D 出=0.4m=400mm 。

考虑机组合并管道,故合并后,Q1=0.25s m /3
,v=1m/s,
D 出1=v Q π1
4 (4—3)
计算得: D 出1=0.564m, 取D 出1=0.6 m=600mm 。

1)数目
选择3台泵,采用并联的方式。

3.3 管路附件
管路附件及阻力系数见表3—1
4. 水泵工作点确定及校核
4.1计算管道阻力参数
管路阻力参数计算表
4.2确定水泵工作点
1)SLW250-315B泵型的性能参数性能见表4—2:
2)管路性能曲线绘制Q—H

H
需=H

+SQ2=H

+(S
沿
+S

)Q2
式中: H

—泵站净扬程,本设计为20m
并联前:S
沿
=10.2n2*L/D5.33= 0.522 +39.121=39.643
S

=0.083ζ/D4=5.641+10.175=15.816
S
沿+ S

=55.459
并联后:S
沿‘=11.266
S 局‘=0.134+0.638=0.772
S 沿‘+ S 局‘=11.266+0.772=12.038 S=67.497 绘制如下图:
单泵的工作点:Q=0.1425s m /3
,H=21.371m 并联后工作点:Q=0.248s m /3
,H=24.142m
4.3校核水泵在最高水位和最低水位运行的工作点 1)校核水泵在最低水位时管路性能曲线
H 净低=1197.86m-1177.70m=20.16m
工作点:Q=0.245s m /3,H=23.22m
2)校核水泵在最高水位时管路性能曲线
H 净高=1197.86m-1178.33m=19.53m
工作点:Q=0.256s m
/3
,H=23.61m
高效区:流量的范围0.1944—0.3s m /3
,扬程范围20—26.5m
满足要求。

5. 水泵的安装高程的确定
水泵的安装高程过低,使泵房的土建投资加大,施工条件更加困难;过高是
水泵产生汽蚀,流量,功率、效率的大幅度下降,甚至不能工作。

因此,确定水泵的安装高程尤为重要。

根据安装高程公式,
[][]a v s P P
Hsz NPSH h g g ρρ=
---
需要确定大气压力、气化压力、允许吸上真空高度、吸水管损失
计算得:当地大气压力:
a
P
g
ρ=9.06m
20℃下工作气化压力:
v
p
g
ρ=0.24m
允许吸上真空高度:5.5m
吸水管水头损失:hs= S

Q2
=6.163 *0.1432
=0.135
所以有[][]
a v
s
P P
Hsz NPSH h
g g
ρρ
=---
=9.06-0.24-5.5-0.135
=3.185 m
所以安装高程为1177.7+3.185=1180.89m
而最高水位为1178.33m,加上安全超高0.5m,得地面高程1178.83m,泵的底座到泵轴线的距离H1取0.518m,所以安装高程应为1179.348m。

6.水泵机组的基础设定
根据基座尺寸,确定基础尺寸:
基座长度 E=780mm,取基础长度L=1000mm
基座宽度 F=600mm,取基础宽度B=700mm
考虑泵自身高度为970mm,泵出口设90°弯头半径为675mm,为方便检修,基础高度取 H=150mm。

如此出水管高度控制在1800mm左右,检修人员可以在此高度下工作。

7.泵房设计
7.1 泵房的结构类型选择
泵站的泵房采用分基型,其原因为:(1)水源水位变幅较小,为1178.33m
;(2)安装的是卧式离心泵;(3)-1177.70m =0.63m,小于水泵的吸上高度H

由于地下水位较低,不至于渗入泵房影响地基;(4)选用分基型泵房,通风、采光、防潮条件均较好
7.2泵房内部布置形式
1) 主机组布置
示意图如图
2) 交通道
安装机组的主厂房一般都低于检修间和副厂房的地坪。

为了便于管理人员来回巡视,与进水侧或出水侧设有交通道。

此泵房较小,只在出水侧设交通道为
1.5m 宽。

7.3泵房尺寸
1)泵房长度
泵房长度主要根据机组的长度、机组之间间距、检修间和配电间长度加以确定。

泵房长度示意图
2) 泵房的跨度
根据进出水管长度、各个进水管路附件、泵基座尺寸,拟定泵房宽度为9000mm ;
3)泵房的高度
由于选用的是分基式泵房,故不设吊车,泵房高度主要取决于泵的尺寸,结合房屋建筑学要求,不低于3500,故取泵房高3600mm 。

8. 进水池、出水池设计
8.1 前池:
采用正向前池,引渠宽度取为1m 。

1)前池扩散角取为40°;B=8550mm,d=1000mm,
2)前池池长
2tan

d B L -=
,得L=10.37m
3)池底纵向坡度取i=0.1 如下图:
8.2进水池
1)进水池宽度的确定:
喇叭口直径D取600mm,根据《规范》,得池宽B=3D=1800mm。

2)悬空高度的确定:
根据《规范》,C=0.6~0.8D,取C=0.6D=360mm。

3)后壁距的确定:
根据《规范》,T=0.8~1.0D,取T=0.9D=540mm。

4)进水池长度:
Lg≧4.5D+T=3.24m Lg=KQ/Bh=3.457m(K=25~30m)
取前水池长度L=3.457m 5)淹没深度
hs>1.0~1.25D, 取hs=1.5D=0.9m 如下图:
8.3 出水池:
选定为正向出水池。

1)出水管出口直径:
出水管直径为0.6m ,为降低出口流速,使出水池中不产生水跃并减小 出口损失,取出水管出口直径为D 0=0.7m ;
2)淹没深度:
g v h 23~22
0)
(淹 取h 淹=0.10m
3)池底距管口下缘的距离: 取P=0.3m
4)出水池墙顶高程和池底高程:
出水池的高度应保证在最高水位时不发生漫溢,故 ▽池顶=▽max +h 超高=1198.83(m ) ▽池底=▽min - h 淹- D 0-P=1196.6(m ) H 池高=▽池顶-▽池底=2.23(m ) 5)出水池宽度
B=(n-1)δ+n (D 0+2a )=1.8(m )。

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