水泵与水泵站设计说明书

水泵与水泵站课程设计任务书福建工程学院建筑环境与设备系给水排水教研室2009年11月泵与泵站课程设计任务书一、教学目的与基本要求泵和泵站课程设计，是给水排水工程专业的重要的集中性实践性环节之一。该课 程的任务是使学生在掌握水泵及水泵站基本理论知识的基础上，进一步掌握给、排水 泵站的工艺设计步骤和设计方法，使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化， 以便于巩固和扩大所学的专业知识。通过本课程设计还可以训练学生工程设计的基本 技能，提高其设计计算能力、编写说明书的能力和工程图纸的表达能力。基本要求：1. 培养学生严谨的科学态度，严肃认真的学习和工作作风，树立正确的设计思想， 形成科学的研究方法。2. 培养学生独立工作的能力，包括收集设计资料、综合分析问题、理论计算、数据 处理、工程制图、文字表达等能力。3. 通过课程设计，使学生得到较为全面的工程设计的初步训练。4. 掌握给、排水泵站设计的一般程序，学会灵活地处理复杂的工程问题。5. 学会编写“设计说明书”和“设计计算书”，按规范和标准绘制有关图纸。6. 本设计原则上是由学生在指导教师的指导下，独立完成。二、设计内容1. 确定泵站的设计流量和扬程，拟定选泵方案。2. 选择水泵和电动机（包括水泵型号、电动机型号、工作和备用泵台数等）；3. 确定水泵机组的基础尺寸；4. 吸水管路和压水管路的设计计算（包括进出水管内的流速、管径、阀门等）；5. 确定泵站内的附属设备，引水设备（如真空泵）、起重设备、排水泵等；6. 泵站的平面布置；7. 泵站的高程布置（包括水泵的基础、进出水管、泵轴、泵站地面等的标高）；8. 确定泵房的建筑高度；9. 绘制泵站的平面图1张，剖面图1张，并列出主要设备表及材料表。10. 整理设计计算书1份，设计说明书1份。最终的设计成果：（1）设计计算书和设计说明书各1份要求文字通顺，内容详实，层次清晰，叙述简明扼要。计算书采用A4页面，电脑打 印或手工书写。计算书应有统一的打印封面。手工书写要求用黑色钢笔书写，字迹应清楚工整，每页字数不少于500字。电脑打印要求见附录1（2）图纸2张（泵站平面图1张，泵站剖面图1张）制图方式可采用AutoCAD制图或手工绘制，均应严格按比例出图，图面应清晰美观, 标注字体大小合理，绘图标准参照给水排水制图标准GB/T 50106-2001。三、设计题目（一）题目一 某给水工程净水厂取水泵站设计（0801,0802班）此为某新建给水厂的水源工程。（1）水量：最高日用水量为（35000+200X座号X班级）吨/天，由于该城市用电 紧张，工业用电分时段定价，为了节省运行成本，取水泵房采用分时段供水，高电费时 段（620时）供应总日用水量的40%，低电费时段（206时）供应日用水量的60%。（2）水源资料：取水水源为地表水，洪水水位标高46.00m （1%频率），枯水位标高 39.25m （97%频率）（3）泵站为岸边式取水构筑物，距离取水河道300m，距离给水厂2000m。（4）给水厂反应池前配水井水面标高63.05m。（5）该城市不允许间断供水。（6）地质资料：粘土，地下水水位-7m。（7）气候资料：年平均气温15C，年最高气温36C，年最低气温4C,无霜期300 天。（二）题目二 某给水工程净水厂送水泵站设计（0803,0804班）设计资料：（1）水量：最高日用水量为（35000+200X座号X班级）吨/天。全天小时（024小时）用水量见表1-1 （百分数表示）。表1-1最大日用水量变化表时间用水量（%）时间用水量（%）时间用水量（%）0-12.38-95.316-175.61-22.39-105.217-185.52-32.210-114.918-195.43-42.211-124.819-204.84-52.312-134.720-214.35-63.513-144.621-223.86-74.614-154.822-233.57-85.215-165.223-243.0(2) 城市管网中设置有高位水池(水塔)，因此给水泵站采用两级供水，即22-6点, 每小时供水量为2.7%, 6-22点，每小时供水量为4.9%。(3) 清水池及地面标高见图1-1。175.8m肪/加/ W勿丽.%1 /I.174.5m衣效调节水童171.5m占8m消膀水竜图1-1清水池及地面标高示意图(4) 在该城市最高日最高时用水量时： 二泵站供水量为两级供水中的最高级(即4.9%)； 输配水管网中水头损失为25.5米； 管网中的控制点所需的自由水压为16米； 控制点的标高为205.5m。(5) 在该城市消防用水时： 消防用水量为60L/S； 输配水管网中水头损失为34米； 管网中要求的最低自由水头为10米；控制点标高205.5m。（6）该城市不允许间断供水。（7）送水泵站（清水池附近）的地质资料：地面表层（约2米）为粘土，2米以下 为页岩，地下水水位-7m。（8）该城市最大转输用水时，因矛盾不突出，故略。（9）气候资料：年平均气温15C，年最高气温36C，年最低气温4C,无霜期300 天。四、时间安排：12 月 14 日-12 月 27 日时间设计任务12.6布置设计任务熟悉资料。12.712.9确定设计流量和扬程，初步选泵和电动机12.1012.12水泵机组和吸压水管路的布置，计算吸压水管 路的水头损失，校核选泵方案12.13确定泵站内的附属设备12.14泵房的平面布置，泵房的高度确定，及高程布置12.1512.17绘制泵站平面图和剖面图12.1812.19整理设计计算说明书六、设计依据及参考资料：1. 水泵及水泵站教材2. 给排水设计手册（第2版）第1、3、5、10、11册3. 泵站设计规范GB/T50265-974. 给排水标准图集一钢制管件02S403泵与泵站课程设计说明书目录一、 综述7二、水泵机组的选择 7三、水泵机组的基础设计 9四、水泵吸水管和压水管的计算 10五、泵房形式的选择 11六、水泵安装高度的确定设计 12七、泵房尺寸的确定 12八、附属设备的选择 12说明书、综述1、泵站的设计流量为38000m3/d。2、消防用水量为60L/S。3、根据用水变化曲线，该二级泵站采用两级供水。22： 006： 00为285L/S, 6： 0022：00 为 518L/S。4、最大用水时水泵所需扬程为79.5m；最大用水加消防时泵站所需扬程为81.36m。5、清水池至泵站址的水平距离为0.4m。6、地面标高为173.52m。7、清水池最低动水位标高为171.5m。二、水泵机组的选择1、泵站设计参数的确定泵站最大用水时的设计工作流量为518L/s，泵站最大用水时的设计扬程为79.5m； 泵站最大用水加消防时的设计工作流量为578L/S，泵站最大用水加消防时的设计扬程为81.36m。2、选择水泵选泵方案比较方案用水量变 化范围 (L / s)运行水泵水泵扬程 (m )所需扬 程(m )扬程利 用率 (%)水泵效率 (% )第一方案：两台500S98B水 泵，一台350S75A，(其中 一台 500S98B 备 用)389561一台500S98B59 8679.592.471 73250 370一台350S75A56 7060.3386.27879第二方案：两台500S98A 水泵，417603一台500S98A679679.582.87377一台 350S75A，(其中一台500S98A 备用)250 370一台350S75A56 7060.3386.27879通过比较，第一方案能量利用率好于第二方案，特别在一级供水时，扬程利用率高, 能量浪费较少，因此可采用第一方案。即选择三台水泵，两台500S98B 水泵，一台 350S75A，(其 中一台 500S98B 备用)。水泵外形及尺寸Li型号流量Q总扬 程H(m)转速n(r/min)功率N (kw)效率n(%)取大允许吸上真空咼度H (m)s质量m(kg)m3 /hL/s轴功率电机功率350S75A900250701450220280783.512001170325652478413323705625779500S98B140041786970431.4560764392417405207445278202060359432.8763、确定电机L电机选择屯冃2 -必日丘出口摊管法兰350S75A选定Y355-39-4电机，其参数如下:500S98B选定Y450-64-6电机，其参数如下:N = 280kW, n = 1450r /minN 二 630kW, n 二 970r / min三、水泵机组的基础设计1、基础尺寸350S75A型水泵不带底座，所以选定其基础为混泥土块方式基础，则基础长度 L=地角螺钉间距+（400500）二 L + L + B + （400500） = 1090 + 500 + 900 + 560 二 3050mm23基础宽度B =地角螺钉间距+ （400500）=A + （400 500） = 630 + 470 = 1100 mm基础高度H二&54.0）xW + W水泵 电机=3.0x （1200 + 2065）/（3.0x0.9x 2400）= 1.51m （取2.00m）其中：水泵一水泵重量（kg）;叫机一电机重量（kg）;L 基础长度（m）B 基础宽度（m）;P 基础密度（kg/m3）（混凝土密度p =2400 kg/m3）最终确定水泵占地3.05mX1.10mX2.00m。500S98B型水泵不带底座，所以选定其基础也为混泥土块方式基础，则基础长度: L=地角螺钉间距+ （400500）二 L + L + B + （400500） = 1234 + 670 + 800 + 500 二 3204（取3800mm）23基础宽度B =地角螺钉间距+ （400500）=A + （400500） = 1120 + 480 = 1600 mm基础高度 H =（2.5 4.0）x（W+ W 场（LxBxp）水泵 电机=3.0x（3924 + 3600）/（3.75 x0.8x 2400）= 3.14m （取3.50m）最终确定水泵占地3.80mX 1.60mX3.50m。整理如下表:编号水泵型号水泵mmL/B/mmH/mmI350S75A305011002000II500S98B380016003500四、水泵吸水管和压水管的计算为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将三台机组采用横向双行排列，正常转向，并 设有联络管（DN=600mm）。吸水管路上设有喇叭口、DN450钢制90弯头、偏心渐缩 管，压水管路上设有偏心渐扩管、蝶阀、三通管。每条输水管按最大总流量的75%考虑, 即 Q=518X75%=388L / s，取 DN=450mm,则 V=2.29m / s，1000i= 15.8mm / m。主要材料设备一览表编号名称规格单位数量备注1蝶阀DN700台22蝶阀DN600台13蝶阀DN500台2490弯头DN700个2590弯头DN600个16三通DN500XDN500个37渐缩管DN600 X DN350台18渐缩管DN700 X DN350台29渐扩管DN350X DN450个110渐扩管DN350X DN500个211渐扩管DN450X DN500个112多功能阀DN450个113多功能阀DN500个214闸阀DN500个21、取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图(1)吸水管路中水头损失E hs工h =h +工h sfsIsy h r 厶 hfs = l1 *0.0158 X 8.216=0.130 my h = (g +g +g )二 + g 巴=(0.3 +1.02 + 0.15)34 + 0.18.63 = 0.20 fs 123 2g6 2g2 x 9.82 x 9.8yhs =y hfs+y h= 0.13+0.20=0.33(2)压水管路水头损失1 hdy h = y h +y h dfdIdyd , y hfs = l1 * 1 二 0.0161 X 8.495=0.137mv 2v21.0122.272y h = (g + g + g )+ g = (0.15 + 0.15 + 0.1)+ 0.21= 0.69fs 334 2g5 2g2 x 9.82 x 9.8yhd =y hfd+y hi =0.14+0.69=0.83(3)从泵吸水口到输水干管上的全部水头损失为:y h = y h +y hsd=1.18m五、泵房形式的选择根据清水池最低水位标高H二1715m和两台水泵中最小吸上高度Hs = 3.5m的条件,确定泵房为矩形半地下式。六、水泵安装高度的确定设计已知吸水间最低动水位标高为171.5 m,该泵房为半地下式，水泵的安装使得泵轴低 于最大允许吸上真空咼度4m。(1) 对于350S75A:，泵轴标高为173.91m。基础顶面标高为173.56m。泵房地面标高为 173.36m。(2) 对于500S98B:泵轴标高为174.35m。基础顶面标高为173.72m。泵房地面标高为 173.52m。七、泵房尺寸的确定水泵机组采用单排顺列式布置。水泵间距1.5m，水泵与配电设备间距3.0m，水泵距 大门口 5m；水泵距吸水管侧墙3.7m；泵房长48m,宽15m，净高12m；吸水井长12.0m， 宽 3.0m，高 6.5m。八、附属设备的选择1、引水设备选取SZB-8型水环式真空泵2台，一备一用，布置在泵房靠墙边处。2、计量设备在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干 管上，距离泵房7m。在压水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为0.01.0MPa。 在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为0760mmHg。3、起重设备选取单梁悬挂式起重机SDQ-2，起重量2t,跨度7.0m，起升高度3.010.0m。根据起重机的要求计算确定泵房净高度12m。4、排水设备设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为2.0X1.0X1.5 = 3.0m3 选取 50QW15-7-0.75 型潜水排污泵，其参数为：Q =15m3/h ； H = 7m ； n = 2820r/min . N 二 0.75kW