取水泵房設(shè)計

取水泵房初步設(shè)計一、設(shè)計說明書設(shè)計任務(wù)及基本設(shè)計資料宜城市自來水公司為解決供水緊張問題，計劃新建一座設(shè)計水量為80000噸天的水廠（遠(yuǎn)期供水120000噸天），水廠以贛江為原水，采用固定式取水泵房，取水點(diǎn)處修水最高洪水位59.340米（1頻率），最低枯水位50.830（99%保證率）米，常水位92.40米，水廠地面標(biāo)高115.00米，泵站設(shè)計地面標(biāo)高97.00米，水廠反應(yīng)池水面高出地面3.00米，泵站到水廠的輸水干管全長3200米。試進(jìn)行該一級泵站的工藝設(shè)計。3.設(shè)計技術(shù)要求設(shè)計要求達(dá)到擴(kuò)初設(shè)計程度，設(shè)計成果包括:（1）泵站平面布置圖.（12張）（2）泵站剖面圖. （1張）（3）主要設(shè)備及材料表.（4）設(shè)計計算及說明書.二、設(shè)計概要取水泵站在水廠中也稱一級泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵站由于它靠江臨水的確良特點(diǎn)，所以河道的水文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會影響到取水泵上本身的埋深、結(jié)構(gòu)形式以及工程造價等。其從水源中吸進(jìn)所需處理的水量,經(jīng)泵站輸送到水處理工藝流程進(jìn)行凈化處理。設(shè)計中通過粗估流量以及揚(yáng)程的方法粗略的選取水泵；作水泵并聯(lián)工況點(diǎn)判斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來評估經(jīng)濟(jì)合理性以及各泵的利用情況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以此節(jié)約用地，根據(jù)布置原則確定各尺寸間距及長度，選取吸水管路和壓水管路的管路配件，各輔助設(shè)備之后，繪制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。設(shè)計取水泵房時，在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均應(yīng)有周詳?shù)挠嬎?。在施工過程中，應(yīng)考慮到爭取在河道枯水位時施工，要搶季節(jié)，要有比較周全的施工組織計劃。在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。此外，取水泵站由于其擴(kuò)建比較困難，所以在新建給水工程時，可以采取近遠(yuǎn)期結(jié)合，對于本例中，對于機(jī)組的基礎(chǔ)、吸壓水管的穿插嵌管，以及電氣容量等我們應(yīng)該考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性，所以用遠(yuǎn)期的容量及揚(yáng)程計算。三、設(shè)計計算 設(shè)計流量的確定和設(shè)計揚(yáng)程估算：(1) 設(shè)計流量Q為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸，節(jié)約基建投資，在這種情況下，我們要求一級泵站中的泵晝夜不均勻工作。因此，泵站的設(shè)計流量應(yīng)為：式中 Qr一級泵站中水泵所供給的流量(m3h)；Qd供水對象最高日用水量(m3d)；為計及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取=0.5-1.0T為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)?？紤]到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取水自用系數(shù)=1.05所以近期設(shè)計流量為 Q=1.0580000/24=3500m3/h=0.972m3/s遠(yuǎn)期設(shè)計流量為 Q=1.05120000/24=5250m3/h=1.458m3/s(2)設(shè)計揚(yáng)程HST靜揚(yáng)程HST的計算 通過取水部分的計算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條自流管道通過75%的設(shè)計流量時），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.8m。所以泵所需靜揚(yáng)程HST 為：洪水位時，HST=67.52-59.34+0.8=8.98m枯水位時，HST=67.52-50.83+0.8=17.49m輸水干管中的水頭損失h 設(shè)采用兩條DN900的鑄鐵管并聯(lián)作為原水輸水干管，當(dāng)一條輸水管檢修，另一條輸水管應(yīng)通過75%的設(shè)計流量（按遠(yuǎn)期考慮），即Q=0.755250m3/h=3937.5m3/h=1.094m3/s查水力計算表得管內(nèi)流速 v=1.72m/s,i=3.63所以輸水管路水頭損失：=1.10.003633200=2.0m(式中1.1包括局部損失而加大的系數(shù))泵站內(nèi)管路中的水頭損失h粗估2m，安全水頭2m，則泵設(shè)計揚(yáng)程為：枯水位時：Hmax=8.98+2.0+2+2=14.98m洪水位時：Hmin=17.49+2.0+2+2=23.49m、初選泵和電機(jī)(1)水泵選擇選泵的主要依據(jù)：流量、揚(yáng)程以及其變化規(guī)律大小兼顧，調(diào)配靈活 型號整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ) ”大中型泵站需作選泵方案比較。根據(jù)上述選泵要點(diǎn)以及離心泵性能曲線型譜圖和選泵參考書綜合考慮初步擬定以下：近期選擇4臺500S35A型單級雙吸離心泵（Q=1746 m3/h,H=37m，N=151kW，Hs=4m），兩臺工作，一臺備用。遠(yuǎn)期增加一臺500S35A型泵，三臺工作兩臺備用。根據(jù)500S35A型泵的要求選用Y400-39-6型異步電動機(jī)（220kW，6000V）。(2)機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定查泵與電機(jī)樣本，計算出500S35A型泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺寸為760mm630mm,機(jī)組總重量W = Wp + Wm= 2210+3650=4560kg?；A(chǔ)深度H可按下使計算H=3.0W/LB式中 L 基礎(chǔ)長度， L=0.76m B 基礎(chǔ)寬度， B=0.63m 基礎(chǔ)所用材料的容重，對于混泥土基礎(chǔ)，=23520N/m3故H=3.04560/1.360.623520=0.524m基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房底板在內(nèi)，應(yīng)為0.524m。、吸水管路與壓水管路計算流量QQ1=4375/3= 1750m3/h = 0.486m3/s(1) 吸水管路的要求 管材及接逢不漏氣 管路安裝不積氣 吸水管進(jìn)口位置不吸氣 設(shè)計流速： 管徑小于250時，V取1.01.2 m/s 管徑等于或大于250時，V取1.21.6 m/s（2）壓水管路要求 要求堅固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當(dāng) 地點(diǎn)可為法蘭接口。為了防止不倒流，應(yīng)在泵壓水管路上設(shè)置止回閥。 壓水管的設(shè)計流速：管徑小于250時，為1.52.0 m/s 管徑等于或大于250時，為2.02.5 m/s (2) 吸水管路直徑 采用DN700鋼管，則v=1.26/s ，1000i=2.76 壓水管的選取 采用DN600鋼管，則V=1.66m/s，1000i=5.41、機(jī)組與管道布置 基礎(chǔ)布置 基礎(chǔ)布置情況見取水泵站祥圖。 泵機(jī)組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小，以節(jié)約成本。機(jī)組的排列方式采用機(jī)組橫向排列方式，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡單，且水力條件好。同時因各機(jī)組軸線在同一直線上，便于選擇起重設(shè)備。 本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，此類泵房平面面積相對較小，可以減少工程造價。每臺泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后連接起來。泵出水管上設(shè)有液壓蝶閥（c）HDZs41X-10）和手動蝶閥（D2241X-10），吸水管上設(shè)手動閘板閘閥（Z545T-6）。為了減少泵房建設(shè)面積，閘閥切換井設(shè)在泵房外面，兩條DN900的輸水干管用每條輸水管上各設(shè)有切換用的蝶閥（GD371 Xp-1）一個。、吸水管路與壓水管路的水頭損失的計算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖（1）吸水管路中水頭損失h s: = +1、吸水管路沿程水頭損失:2、局部水頭損失:式中 1吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，1=0.752 DN700鋼管閘閥局部阻力系數(shù)，按開啟度=0.125考慮，2=0.123 偏心漸縮管DN800670 ,3=0.18則 =（0.75+0.12）1.262/2g+0.181.372/2g=0.088m 所以吸水管路總水頭損失為: = + =0.00825+0.088=0.1m（2）壓水管路水頭損失h d: = +1、壓水管路沿程水頭損失:則： =(0.5+4.0+0.6+0.5+4.1)14.6+22.2=0.14m2、局部水頭損失:h ld=4V32/2g+(5+6+7+8+29+10）V42/2g+(11+12+13) V52/2g式中：4DN500600漸放管，4=0.185DN600鋼制900彎頭, 5=0.676DN600液控蝶閥, 6=0.37DN600伸縮接頭, 7=0.218DN600手動蝶閥, 8=0.1510DN600900漸放管, 10=0.2112DN900鋼制正四通, 12=1.5則h ld=0.335.242/2g+(0.54+0.15+0.21+0.15+21.08+0.41)2.062/2g+(1.10+1.5+0.15)1.83/2g=0.496+0.405+0.660=2.26m 所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.18+2.26=2.44m則泵站內(nèi)水頭損失:h=s+d=0.14+2.44=2.58m，符合假設(shè)的實(shí)際水頭損失。泵安裝高度和泵房筒體高度確定為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而泵為自灌式工作，所以泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度，無需計算。已知吸水間最低動水位標(biāo)高為50.83m，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo)高為50.08 m（吸水管上緣淹沒深度為50.83-50.08-（D/2）=0.4m）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7，則吸水間底板標(biāo)高為50-（D/2+0.7）=48.95m。洪水位標(biāo)高為59.34m，考慮1.0m的浪高，則操作平臺標(biāo)高為59.34+1.0=60.34m。故泵房筒體高度為：H=60.34-48.95=11.39m輔助設(shè)備設(shè)計 (1)引水設(shè)備 泵系自灌式工作，不需要引水設(shè)備。(2)起重設(shè)備的選擇 選型 由前面設(shè)計可知，選用ZDY12-4型電動機(jī)，其重量為5.76t(包括起重機(jī)重量和電動葫蘆重量)，最大起吊高度為11.39+2=13.39m（其中2.0m是考慮操作平臺上汽車的高度）。為此，選用環(huán)形吊車（定制，起重量5t，雙梁，跨度20m，CD1-18D電動葫蘆，起吊高度18m） (3)排水設(shè)備 由于泵房較深，故采用電動泵排水。沿泵房內(nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。 取水泵房的排水量一般按2040 m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按10m計，水頭損失大約5m，故總揚(yáng)程在10.0+5=15.0m左右，可選用IS6550125型離心泵（Q=1530m3/h, H=21.818.5m, N=3kW, n=2900 r/min）兩臺，一臺工作一臺備用，配套電機(jī)為8022。 (4)通風(fēng)設(shè)備 由于與泵配套的電機(jī)為水冷式，無需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空氣冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。選用兩臺T3511型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑700，轉(zhuǎn)速960 r/min，葉片角度15，風(fēng)量10127m3/h，風(fēng)壓90Pa，配套電機(jī)YSF8026, N=0.37 kW）。 (5)計量設(shè)備 由于在凈化場的送水泵站內(nèi)安裝電磁流量計統(tǒng)一計量，故本泵站內(nèi)不再設(shè)計量設(shè)備。泵房建筑高度的確定 泵房筒體高度已知為11.39m，操作平臺以上的建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備及起吊高度、電梯機(jī)房的高度、采光及通風(fēng)的要求，吊車梁底板到操作平臺樓板的距離為6. 0m，從平臺樓板到房頂?shù)装鍍舾邽?.5m。泵房平面尺寸的確定根據(jù)泵機(jī)組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機(jī)組和通風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備的情況，從給水排水設(shè)計手冊中查出有關(guān)設(shè)備和管道配件尺寸，通過計算，求得泵房內(nèi)徑為18m。送水泵站初步設(shè)計一、設(shè)計說明書1.設(shè)計任務(wù)及基本設(shè)計資料某一新建水廠，原水經(jīng)水廠處理后，由二級泵站送入市政給水管網(wǎng)。水泵從吸水井取水，清水池最高水位64米，最低水位60米，吸水井距清水池22.6米，水廠地面標(biāo)高64米，輸配水管網(wǎng)最大用水時水頭損失為3.86米，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高67.00米，服務(wù)水頭按28米考慮，城市最高日最高時用水量為2083.34L/s，消防水量按兩個消防節(jié)點(diǎn)、每個消防節(jié)點(diǎn)45L/s考慮。試進(jìn)行該二級泵站的工藝設(shè)計。2.設(shè)計技術(shù)要求設(shè)計要求達(dá)到擴(kuò)初設(shè)計程度，設(shè)計成果包括:（1）泵站平面布置圖.（12張）（2）泵站剖面圖. （1張）（3）主要設(shè)備及材料表.（4）設(shè)計計算及說明書.二設(shè)計基本資料泵站的設(shè)計流量Q ：2083.341.1=2291.67L/s吸水井到清水池的水頭損失為0.18m，吸水井最高水位63.82m，最低水位59.82m水泵的揚(yáng)程： H= H1+ H2+ + h 1 +h2 +h1 ； 式中：H-水泵揚(yáng)程（m）H1-管網(wǎng)控制點(diǎn)的地面標(biāo)高與吸水井的最低水位的高程差，為67-59.82=7.18m；H2- 管網(wǎng)控制點(diǎn)要求的自由水頭（m），取28m；h1- 管網(wǎng)中最高用水時的水頭損失（m），取3m； h2 -初步假定用水量最大時泵站內(nèi)管路水頭損失（m），取2m； h1-安全供水水頭（m），取2m則二級泵站的設(shè)計揚(yáng)程：H= H1+ H2+ h1+ h2+h1 = 7.18+28+3.86+2+2= 43.04m 三、水泵選型選泵時應(yīng)遵循以下原則 1、先要滿足最高供水工況的流量和揚(yáng)程要求，并使所選水泵特性曲線的高效率范圍盡量平緩，對特殊工況，必要時另設(shè)專用水泵來滿足其要求； 2、盡可能選用同型號水泵；或揚(yáng)程相近、流量大小搭配的泵； 3、應(yīng)考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合，一般考慮遠(yuǎn)期增加水泵臺數(shù)或換裝大泵； 根據(jù)本設(shè)計，近期選擇12SH-9B(Q=190L/s，H=43m，HS=4.5) 型離心泵 四臺，兩用兩備，20SH-00-54-6 型電動機(jī)(400KW,10KV)。 四、水泵機(jī)主基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)計算：1、L=1637.5mm 2、B=1640mm 3、H=3（W泵+ W電機(jī) ）/BL=3(3670+4100)/1.641.642400=1.20m 所以500S59A型水泵混凝土塊式基礎(chǔ)尺寸為 LBH=1.641.641.2m。 五、泵軸安裝高度確定及水泵吸水管和壓水管的計算500S59A型水泵最大工作流量為 603L/S為水泵吸水管路和壓水管路所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑 DN=800mm，壓水管管徑 DN=600mm。 當(dāng)吸水管 DN=800mm 時，L=流速 v=1.21m/s，1000i=2.11 。 當(dāng)壓水管 DN=600mm 時，流速 v=2.09m/s,1000i=8.87 。吸水管路與壓水管路的水頭損失的計算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖吸水管路中水頭損失h s: h s=h fs+h ls1、吸水管路沿程水頭損失:h fs=l1is=2.112.4=0.0051m2、局部水頭損失:h ls=(1+2) + 3式中 1吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，1=0.752 DN500鋼管閘閥局部阻力系數(shù)，按開啟度=0.125考慮，2=0.153 偏心漸縮管DN800600 ,3=0.22則 h ls=（0.75+0.15）1.212/2g+0.222.152/2g=0.12m500S59A 型水泵的汽蝕余量Hsv=6m，泵站海拔 50m 左右，水溫 20，修正汽蝕余量Hs = Hs-( 10.33 -10.27)= 6-0.06=5.94m，經(jīng)計算并考慮長期運(yùn)行后泵性能下降和管路阻力增加等，水泵允許的最大安裝高度：Hss=Hs- v2/2g - hs=5.94-0.08-0.12=5.74m。泵軸安裝高度=17.20+Hss=22.94m. 基礎(chǔ)頂面標(biāo)高 =泵軸標(biāo)高-泵軸到基礎(chǔ)頂面高度H=22.94-0.63=22.31泵房地面標(biāo)高 =22.31-0.2=22.11 壓水管路水頭損失h d:h d=h fd+h ld1、壓水管路沿程水頭損失: h fd =(l2+l3+l4+l5+ l6+l7)id1 h fd =(7.19+1.5+6.4+7.05+6.51+4.32)8.87=0.287m2、局部水頭損失:h ld=4V32/2g+(5+6+7+8+29+10）V42/2g+(11+12+13) V52/2g 式中 4 DN400600漸放管，1=0.33； 5 DN600鋼制45o彎頭，1=0.51； 6 DN600液控蝶閥，1=0.1；7 DN600伸縮接頭，1=0.21；8 DN600手動蝶閥，1=0.15；9 DN600鋼制90o彎頭，1=1.02；10 DN600700漸放管，1=0.41；11DN700鋼制90o彎頭，1=1.02； 12DN700鋼制正三通，1=1.3；13DN700蝶閥，1=0.13；則h ld=（0.334.72/2g+(20.51+0.1+0.21+0.15+21.02+0.41)2.092/2g+(1.02+21.3+20.13)1.592/2g=0.37+0.876+0.5=1.746m所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.287+1.746=2.033m則泵站內(nèi)水頭損失:h=s+d=0.12+2.033=2.153m，因此，泵的實(shí)際揚(yáng)程為：最低水位時：Hmax=4.2+18+10+2.153+1.5=35. 853m最高水位時：Hmin=(21.4-21)+18+10+2.153+1.5=32.053m可見初選水泵機(jī)組符合要求。六、吸水井的設(shè)計計算吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)水喇叭口的要求。吸水井最低水位=17.20m 吸水井最高水位=21.00m。水泵吸水管進(jìn)水喇叭口大頭直徑=（1.3-1.5）d=1.4800=1120mm吸水管喇叭口邊緣距離井壁距離=（0.75-1）D =1000mm吸水管喇叭口之間的距離=（1.5-2.0）D=2000mm喇叭口距離吸水井底距離=0.8D=1000mm喇叭口淹沒水深=0.5-1.5m=1.2m吸水井井底標(biāo)高：17.2-1.2-1.0=15.0