水泵与水泵站辅助设施课件

4.3 4.3 动力机选型动力机选型n4.3.14.3.1 变配电系统中负荷等级及电压选择变配电系统中负荷等级及电压选择1 1、负荷等级：、负荷等级：根据用电设备对供电可靠性的要求来决定根据用电设备对供电可靠性的要求来决定(1)(1)一级负荷一级负荷:两个独立电源供电两个独立电源供电(2)(2)二级负荷二级负荷:两回路供电或一回路专用线两回路供电或一回路专用线(3)(3)三级负荷：三级负荷：(村镇水厂，只供生活用水的小型水厂）村镇水厂，只供生活用水的小型水厂）2 2、电压选择：、电压选择：380v ,220v ,6kV,10kV,35kV(1)(1)规模很小的水厂：一般为规模很小的水厂：一般为380V380V。(2)(2)中小型净水厂：中小型净水厂：6kV6kV和和10kV10kV，10kV10kV替代替代6kV6kV。(3)(3)大型水厂：大型水厂：35kV35kV电压。电压。n4.3.4.3.泵站中常用的变配电系统泵站中常用的变配电系统 现代都采用由电器开关厂生产的成套设备配电屏现代都采用由电器开关厂生产的成套设备配电屏 (又称开关又称开关柜柜)。设计注意点：设计注意点：(1)(1)开关柜前面的过道宽度应不小于：开关柜前面的过道宽度应不小于：低压柜低压柜1.5m1.5m，高压高压柜柜3.0m3.0m。(2)(2)背后检修的开关柜与墙壁的净距不宜小于背后检修的开关柜与墙壁的净距不宜小于0.8m0.8m。高、低压配电室注意：门、架线、高度高、低压配电室注意：门、架线、高度 保证：安全、方便保证：安全、方便n4.3.34.3.3 变电所变电所 变电所的变配电设备是用来接受、变换和分配电变电所的变配电设备是用来接受、变换和分配电能的电气装置，它由变压器、开关设备、保护电器、能的电气装置，它由变压器、开关设备、保护电器、测量仪表、连接母线和电缆等组成。测量仪表、连接母线和电缆等组成。(1)(1)变电所的类型选择变电所的类型选择 独立变电所、附设变电所、室内变电所独立变电所、附设变电所、室内变电所 (2)(2)变电所的位置和数目变电所的位置和数目 位置：位于用电负荷中心；位置：位于用电负荷中心；考虑周围的环境；考虑周围的环境；考虑布线是否合理；考虑布线是否合理；数目：由负荷的大小及分散情况所决定；数目：由负荷的大小及分散情况所决定；考虑泵站的发展考虑泵站的发展 (3)(3)变电所的布置方案变电所的布置方案n4.3.44.3.4常用电动机常用电动机n4.3.14.3.1类型类型n 可据水泵样本配用相应的电动机可据水泵样本配用相应的电动机n1.1.异步电动机异步电动机n 笼型笼型Y Y系列（最常用）系列（最常用）n 绕线型绕线型TRTR系列（较常用）系列（较常用）n2.2.同步电动机同步电动机n （大流量泵房，价格较贵，但节能）（大流量泵房，价格较贵，但节能）n4.3.24.3.2电压选择电压选择 根据电动机的功率大小，参考外电网的电压根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。决定电动机的电压。(1)(1)功率在功率在200200kWkW以下，选用以下，选用380V380V的三相交流电；的三相交流电；(2)(2)功率在功率在200200kWkW以上，选用以上，选用l0kV(l0kV(或或6kV)6kV)的三相的三相交流电；交流电；(3)3)功率在功率在200200-200200kwkw之间，视泵站内电机配置之间，视泵站内电机配置情况而定，情况而定，n4.3.34.3.3配套功率配套功率n（电动机的额定功率应大于水泵的设计轴功率的（电动机的额定功率应大于水泵的设计轴功率的1.05-1.51.05-1.5倍）倍）1 1、根据所要求的最大功率、转矩和转数选用电动、根据所要求的最大功率、转矩和转数选用电动机。机。2 2、根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决、根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。定电动机的电压。3 3、根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造、根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造形式。形式。4 4、根据投资少，效率高，运行简便等条件，确定、根据投资少，效率高，运行简便等条件，确定所选电动机的类型。所选电动机的类型。n4.3.44.3.4水泵机组的控制设备水泵机组的控制设备 直接启动：电动机功率小于直接启动：电动机功率小于10kW10kW 减压启动：电动机功率在减压启动：电动机功率在10kw10kw以上以上(1)(1)手操作启动器手操作启动器(2)(2)电磁启动器电磁启动器n4.3.54.3.5泵站自动测控系统泵站自动测控系统1 1控制方式控制方式 (IACIAC技术：仪表化、自动化及控制化）技术：仪表化、自动化及控制化）集中型控制、分散型控制、集散型控制和分布型控制集中型控制、分散型控制、集散型控制和分布型控制2 2集散型控制集散型控制 “指挥权集中、控制权分散指挥权集中、控制权分散”三级控制三级控制(即就地现场的手动控制、车间自动控制和中即就地现场的手动控制、车间自动控制和中央控制室集中控制央控制室集中控制)。硬件：工业计算机、可编程序控制器（硬件：工业计算机、可编程序控制器（ICP+PLCICP+PLC系统）系统）传动装置4.8泵站辅助设备4.84.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n4.8.14.8.1 计量计量 水厂泵站中常用的计量设施水厂泵站中常用的计量设施:电磁流量计、超声波流量计、插入式涡轮流量电磁流量计、超声波流量计、插入式涡轮流量计、均速流量计等。计、均速流量计等。工作原理工作原理：基本上都是由测量变送器基本上都是由测量变送器(传感元件传感元件)+)+转换器转换器(放放大器大器)两部分组成。两部分组成。传感元件在管流中所产生的微电讯号或非电讯号，传感元件在管流中所产生的微电讯号或非电讯号，通过变送、转换放大为电讯号在液晶显示仪上显示或通过变送、转换放大为电讯号在液晶显示仪上显示或记录记录。电磁流量计电磁流量计WL-1A型超声波明渠流量计型超声波明渠流量计n电磁流量计电磁流量计(1)(1)工作原理工作原理 利用电磁感应定律利用电磁感应定律 当被测的导电液体，在导管内以平均速度当被测的导电液体，在导管内以平均速度v v切割切割磁力线时，便产生感应电势。感应电势的大小与磁磁力线时，便产生感应电势。感应电势的大小与磁力线密度和导体运动速度成正比，即：力线密度和导体运动速度成正比，即：E产生的电动势产生的电动势(v)；B磁力线磁力线密度密度(g s)；Q导管内通过的流量导管内通过的流量(cm3s)；D管径管径(cm)；v导体通过导管的平均流速导体通过导管的平均流速(cms)(2)(2)电磁流量计的特点电磁流量计的特点 (A)(A)其变送器结构简单，工作可靠。其变送器结构简单，工作可靠。(B)(B)水头损失小，且不易堵塞，电耗少。水头损失小，且不易堵塞，电耗少。(C)(C)无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉动流量，流量测量无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉动流量，流量测量范围大低负荷亦可测量；而且输出讯号与流量成线性范围大低负荷亦可测量；而且输出讯号与流量成线性关系，计量方便；测量精度约为土关系，计量方便；测量精度约为土1 15 5。(D)(D)安装方便。安装方便。(E)(E)重量轻，体积小，占地少。重量轻，体积小，占地少。(6)(6)价格较高，怕潮、怕水浸。价格较高，怕潮、怕水浸。(3)(3)电磁流量计的选择电磁流量计的选择 流量计的测量量程应比设计流量大，一般正常工艺流流量计的测量量程应比设计流量大，一般正常工艺流量为量程的量为量程的6565-80-80，而最大流量仍不超过量程。，而最大流量仍不超过量程。例：设计管道直径为例：设计管道直径为700mm700mm，设计流量为设计流量为1500m1500m3 3h h，就可以选用就可以选用LD-600LD-600型电磁流量计，其量程范围为型电磁流量计，其量程范围为0-0-2000m2000m3 3h h。在这种情况下，正常工作时最大流量为最在这种情况下，正常工作时最大流量为最大量程的大量程的7575。(4)(4)电磁流量计的安装电磁流量计的安装 (A)(A)电磁流量计的安装环境，应选择周围环境温度为电磁流量计的安装环境，应选择周围环境温度为0-0-4040。(B)(B)尽量远离大电器设备，如电动机、变压器等，从流量尽量远离大电器设备，如电动机、变压器等，从流量计电极中心起在上游侧计电极中心起在上游侧5 5倍直径的范围内，不要安装影倍直径的范围内，不要安装影响管内流速的设备配件，如闸阀等。响管内流速的设备配件，如闸阀等。(C)(C)对于地下埋设的管道，电磁流量计的变送器应装在钢对于地下埋设的管道，电磁流量计的变送器应装在钢筋混凝土水表井内。筋混凝土水表井内。(D)(D)在流量计的下游侧安装伸缩接头，以便于仪表的拆装。在流量计的下游侧安装伸缩接头，以便于仪表的拆装。n 4.8.24.8.2 引水引水 n(自灌式、吸入式自灌式、吸入式)自灌式：自灌式：A.A.装有大型水泵，自动化程度高，供水安全要求装有大型水泵，自动化程度高，供水安全要求高的泵站高的泵站;B.B.水泵外壳顶点应低于吸水池内的最低水位水泵外壳顶点应低于吸水池内的最低水位(1)(1)吸水管带有底阀吸水管带有底阀A A、人工引水人工引水:从泵顶的引水孔灌入，打开排气阀从泵顶的引水孔灌入，打开排气阀(临时性临时性供水且为小泵）供水且为小泵）(1)(1)吸水管带有底阀吸水管带有底阀A A、人工引水人工引水:从泵顶的引水孔灌入，打开排气阀从泵顶的引水孔灌入，打开排气阀B B、用压水管中的水倒灌引水用压水管中的水倒灌引水:压水管内常有水，水压不大、压水管内常有水，水压不大、无止回阀无止回阀时，开闸阀，倒灌水时，开闸阀，倒灌水;(中小型泵，吸水管径在中小型泵，吸水管径在200200mmmm内）内）水泵从压水管引水水泵从压水管引水(2)(2)吸水管不带底阀吸水管不带底阀A A、真空泵引水真空泵引水(设两台，一备一用）设两台，一备一用）水环式真空泵水环式真空泵Q Qv v ：真空泵的排气量真空泵的排气量(m3(m3h)h)；WpWp ：泵站中最大一台水泵泵壳内空气容积泵站中最大一台水泵泵壳内空气容积(m3)(m3)，相当于水相当于水泵吸入口面积乘以吸入口到出水闸阀间的距离；泵吸入口面积乘以吸入口到出水闸阀间的距离；Ws Ws：从吸水井最低水位算起的吸水管中空气容积从吸水井最低水位算起的吸水管中空气容积(m3)(m3)，根根据吸水管直径和长度计算，一般可查表求得；据吸水管直径和长度计算，一般可查表求得；Ha Ha：大气压的水柱高度，取大气压的水柱高度，取10.33m10.33m；HssHss ：离心泵的安装高度离心泵的安装高度(m)(m)；T T：水泵引水时间水泵引水时间(h)(h)，一般应小于一般应小于5min,5min,K K：漏气系数，一般取漏气系数，一般取1.05-1.101.05-1.10。真空泵的选择真空泵的选择(1)(1)Q Qv v(2)(2)最大真空值比值最大真空值比值HvmaxHvmax 可由吸水井最低水位到水泵最高点间的垂直距离计可由吸水井最低水位到水泵最高点间的垂直距离计算。算。例：吸水井最低水位到水泵最高点间的垂直距离距离例：吸水井最低水位到水泵最高点间的垂直距离距离为为.m m水射器引水水射器引水B B、水射器引水水射器引水:利用压力水通过水射器喷嘴处产利用压力水通过水射器喷嘴处产生高速水流，使喉管进口处形成真空的原理，将生高速水流，使喉管进口处形成真空的原理，将水泵内的气体抽走水泵内的气体抽走n 4.8.34.8.3 起重起重(1)(1)起重设备的选择起重设备的选择 泵房中必须设置起重设备以满足机泵安装与维修需要。泵房中必须设置起重设备以满足机泵安装与维修需要。常用的起重设备有移动吊架、单轨吊车梁和桥式行车常用的起重设备有移动吊架、单轨吊车梁和桥式行车(包包括悬挂起重机括悬挂起重机)。起重量可作为设计时的基本依据，查表可得。起重量可作为设计时的基本依据，查表可得。(2)(2)起重设备布置起重设备布置 起重机的设置高度起重机的设置高度 起重机的作业面起重机的作业面 点、线、面点、线、面U型单轨吊车梁布置图型单轨吊车梁布置图1进水阀门；进水阀门；2出水阀门；出水阀门；3单轨吊车梁单轨吊车梁；4大门大门桥式行车工作范围桥式行车工作范围1进水阀门；进水阀门；2出水阀门；出水阀门；3吊车边缘工作点轨迹吊车边缘工作点轨迹；4死角区死角区n 4.8.44.8.4通风与采暖通风与采暖(1)(1)通风：通风：自然通风自然通风 机械通风机械通风 抽风式、排风式抽风式、排风式(2)(2)采暖采暖 在寒冷地区，泵房应考虑采暖设备。泵房采暖温度：在寒冷地区，泵房应考虑采暖设备。泵房采暖温度：对于自动化泵站，机器间为对于自动化泵站，机器间为5 5 ，非自动化泵站，机，非自动化泵站，机器间为器间为1616，辅助房间室内温度在，辅助房间室内温度在1818以上。以上。n4.8.54.8.5 其它设施其它设施 (1)(1)排水排水 (2)(2)通讯通讯 (3)(3)防火与安全防火与安全4.114.11 给水泵站的土建要求给水泵站的土建要求n4.11.14.11.1一级泵站一级泵站一般地下式、沉井施工、充分利用空间一般地下式、沉井施工、充分利用空间n4.11.24.11.2 二级泵站二级泵站地面式或半地下式、土建与供电要一并考虑地面式或半地下式、土建与供电要一并考虑(节电节电)n4.11.34.11.3循环泵站循环泵站考虑有必要的备用率和安全供水措施。考虑有必要的备用率和安全供水措施。某化工厂地下式取水泵房某化工厂地下式取水泵房某化工厂地下式取水泵房某化工厂地下式取水泵房设有设有Sh型水泵的半地下式平面布置图型水泵的半地下式平面布置图 1操作室与配电室；操作室与配电室；2地下式泵房；地下式泵房；3走道；走道；4短梯短梯5水泵基础；水泵基础；6、真空泵基础；、真空泵基础；7集水坑集水坑4.10 4.10 深井泵站深井泵站 深井泵站通常由泵房与变电所组成。探井泵深井泵站通常由泵房与变电所组成。探井泵房的形式有地面式、半地下式和地下式房的形式有地面式、半地下式和地下式3种。种。n4.10.1一般深井泵站一般深井泵站深井泵：一台水泵一个水泵站深井泵：一台水泵一个水泵站 集中遥控集中遥控潜水泵：无需单独设置泵房潜水泵：无需单独设置泵房 集中控制集中控制n4.10.2大型大型 深井泵站深井泵站一井多泵一井多泵4.124.12 给水泵站的工艺设计给水泵站的工艺设计n4.12.1设计资料设计资料 (l)基础资料基础资料 基础资料对设计具有决定性作用和不同程度的约束性。基础资料对设计具有决定性作用和不同程度的约束性。主管部门对设计工作的主要指示、决议、设计任务书、主管部门对设计工作的主要指示、决议、设计任务书、有关的协议文件、工程地质、水文与水文地质、气象、有关的协议文件、工程地质、水文与水文地质、气象、地形等等，都属于这类资。地形等等，都属于这类资。(2)参考资料参考资料 参考资料仅供参考，不能作为设计的依据，如各种参参考资料仅供参考，不能作为设计的依据，如各种参考书籍，口头调查资料，某些历史性记录及某些尚未考书籍，口头调查资料，某些历史性记录及某些尚未生产的产品目录等。生产的产品目录等。n4.12.2泵站工艺设计步骤和方法泵站工艺设计步骤和方法(1)确定设计流量和扬程。确定设计流量和扬程。(2)初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，工初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。作泵和备用泵的台数。(3)设计机组的基础。设计机组的基础。(4)计算水泵的吸水管和压水管的直径。计算水泵的吸水管和压水管的直径。(5)布置机组和管道。布置机组和管道。(6)精选水泵和电动机。精选水泵和电动机。(7)选择泵站中的附属设备。选择泵站中的附属设备。(8)确定泵房建筑高度。确定泵房建筑高度。(9)确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。(10)向有关工种提出设计任务。向有关工种提出设计任务。(11)审校，会签。审校，会签。(12)出图。出图。(13)编制预算。编制预算。