《取水工程》课程设计-取水泵房设计

课程设计全套图纸加扣 3346389411或3012250582课程名称 取水工程 题目名称 取水泵房设计 学 院 土木与交通工程学院 专业班级 11级给水排水工程1班 学 号 学生姓名 指导教师 2014年01月16日广东工业大学 土木与交通工程学院 11给排水（1）班 目录广东工业大学 土木与交通工程学院 11给排水（1）班 梁俊贤 3111003460一、设计任务书- 1 -1、设计目的- 1 -2、设计基本资料- 1 -3、工作内容及要求- 1 -二、总述- 2 -三、水泵设计流量的确定- 3 -1、近期流量- 3 -2、远期流量- 3 -四、取水头部的设计计算- 3 -1、格栅的设计- 3 -2、取水头部平面尺寸- 4 -五、自流管的设计计算- 4 -1、管径的确定- 4 -2、取水部分水头损失- 5 -六、水泵设计扬程的确定- 5 -1、水泵所需静扬程- 5 -2、输水管干管水头损失- 5 -3、水泵设计扬程H- 6 -七、水泵机组选择- 6 -1、水泵选择- 6 -2、电机选择- 6 -3、机组基础尺寸- 6 -八、吸、压水管路的设计计算- 7 -1、吸水管路- 7 -2、压水管路- 7 -九、机组及管路布置- 7 -十、泵站内管路的水力计算- 7 -1、吸水管路- 7 -2、压水管路- 8 -3、泵站内水头损失- 9 -十一、辅助设备的选择和布置- 9 -1、起重设备- 9 -2、引水设备- 9 -3、排水设备- 9 -4、通风设备- 9 -5、计量设备- 10 -十二、泵站各部分标高的确定- 10 -1、水泵安装高度的确定和泵房筒体高度- 10 -2、泵房建筑高度- 10 -十三、泵房平面尺寸的确定- 10 -十四、取水构筑物整体布置草图- 10 -十五、参考文献- 11 -广东工业大学 土木与交通工程学院 11给排水（1）班 梁俊贤 3111003460一、 设计任务书城市水资源与取水工程课程设计任务书本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建水源工程的取水泵房。1、设计目的本课程设计的主要目的是把泵与泵站、城市水资源与取水工程中所获得的理论知识加以系统化，并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。2、设计基本资料（1）近期设计水量12(9)万米3/日，要求远期18(13.5)万米3/日（不包括水厂自用水）括号内为班级学号的序号在26号之后的同学。（2）原水水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。取水头部到吸水井的距离为 100 米。（3）水源洪水位标高为 73.2米（1%频率）；估水位标高为 65.5米（97%频率）；常年平均水位标高为 68.2 米。地面标高70.00。（4）净水厂混合井水面标高为 95.20米，取水泵房到净水厂管道长 380(1000)米。（5）地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。（6）水厂为双电源进行。3、工作内容及要求本设计的工作内容由两部分组成：（1）说明说 （2）设计图纸其具体要求如下：（1）说明书1）设计任务书2）总述3）取水构筑物及水泵设计流量及扬程4）取水头部的设计计算5）水泵机组选择6）吸、压水管的设计7）机组及管路布置8）泵站内管路的水力计算9）辅助设备的选择和布置10）泵站各部分标高的确定11）泵房平面尺寸确定12）取水构筑物总体布置草图（包括取水头部和取水泵站）（2）设计图纸根据设计计算成果及取水构筑物的布置草图，按工艺初步设计要求绘制取水头部及取水泵房平面图、剖面图及机组大样图，图中应绘出各主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。绘制取水工程枢纽图。泵站建筑部分可示意性表示或省略，在图纸上应列出泵站和取水头部主要设备及管材配件的等材料表。二、 总述本次设计是取水泵站（一级泵站）的设计。包括了取水头部和取水泵站两部分，根据设计资料，设计取水头部的尺寸为8800mm3800mm（如图所示），自流管管径定为DN1100，管材为铸铁管。在本次设计中，给水泵站采用圆形钢筋混凝土结构，泵房设计直径为19.15m，泵房上设操作平台，建筑总高为24.00m。吸水管DN82010钢管，压水管DN63010钢管，输水管DN1100铸铁管。筒体为钢筋混凝土结构，管材为钢材，所有管路配件均为钢制零件。水泵机组采用24SA10A型水泵，JSQ-158-8型三相鼠笼型异步电动机，近期二用一备，远期三用一备。起重机选用DL型电动单梁桥式，起重机设备选用电动机型ZDR124，排水设备选用IS65-50-160A型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机Y100L-2。，通风设备选用两台T308型轴流风机两台。机组及管路布置如图所示。三、 水泵设计流量的确定考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数1.05。1、 近期流量2、 远期流量四、 取水头部的设计计算取水头部设计按远期考虑设计。1、 格栅的设计格栅面积公式：式中：设计流量，按远期设计流量计2.1875m/s； ：堵塞系数，采用0.75； ：栅条引起的面积减小系数， 其中b：栅条净间距（mm），取50mm；s：栅条厚度（mm），取10mm；则：； ：过栅允许流速（m/s），取0.5m/s。则：取水头部两面进水，采用4个栅格，单个栅格的面积为，选用栅格尺寸为，进水口尺寸为，有效面积为1.75，标准图号S321-2，型号为2。2、 取水头部平面尺寸五、 自流管的设计计算设计时，按远期考虑设计，采用两根铸铁管作为自流管。1、 管径的确定自流管设计流量进水管设计流速一般采用1.01.5m/s，取经济流速。由公式，得：。采用两根DN1100铸铁管并联作为自流管。2、 取水部分水头损失取水部分的水头损失以最不利情况下计算，即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量。一条自流管冲洗或检修时，另一条管中流速允许达到1.52.0m/s。已知取水头部到吸水井的距离。最不利情况下的自流管流量此时自流管中流速（满足要求）。查手册知，此情况下1000i=2.816。取水头部水头损失为0.4m，从取水头部到泵房吸水见的全部水头损：(式中1.1为局部损失加大系数)六、 水泵设计扬程的确定1、 水泵所需静扬程通过取水部分的计算已知在最不利情况下，从取水头部到泵房吸水井的全部水头损失为0.71m，则吸水井最高水面标高为73.2-0.71=72.49m；最低水面标高为65.5-0.71=64.79m。则水泵所需静扬程为：洪水位时，；枯水位时，。2、 输水管干管水头损失设采用两根DN1100铸铁管并联作为原水输水干管，当一根输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即：，1000i=2.816。已知取水泵房到净水厂管道长。（式中1.1系包括局部损失而加大的系数）。3、 水泵设计扬程H泵站内管路中的水头损失粗估，安全水头。则：洪水位时，枯水位时，七、 水泵机组选择1、 水泵选择由近期设计流量，远期设计流量，设计扬程27.8935.59m，近期选用三台24SA-10A型双吸卧式离心泵，两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。水泵性能参数如下：流量（L/s）扬程（H）转速（r/min）功率（kW）允许吸上真空高度（m）重量（kg）配电机功率（kW）电压（V）750397303194.8410033060002、 电机选择查手册知24sh-19型水泵可配电机有JSQ-1410-6、JRQ-1410-6、JRQ-147-6等型号电机。各型号电机参数如下：电机型号电压(V)功率（kW）重量（kg）参考价格（元）JSQ-158-86000380450020820JRQ-158-86000380460024360JSQ-1410-86000280355017470JRQ-1410-86000280360020450综合考虑，选用JSQ-158-8型三相鼠笼型异步电动机。3、 机组基础尺寸查手册知选用泵与电机样本参数，计算出24SA-10A型泵机组基础平面尺寸为3400mm1500mm。基础总重量。基础深度H按如下公式计算：（为混凝土的容重，取23520N/m）则：。八、 吸、压水管路的设计计算每台水泵设有单独的吸水管和压水管，流量Q=2.1875/3=0.729m/s。1、 吸水管路 根据DN250mm吸水管流速要求1.21.6m/s，采用DN82010钢管，查给水排水设计手册第1册，选用DN800钢管有：v1.45m/s，1000i3.02。2、 压水管路根据DN250mm压水管流速要求2.002.50m/s采用DN63010钢管，查给水排水设计手册第1册，DN600钢管有：v2.50m/s，1000i12.7。九、 机组及管路布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，机组采用横向排列方式，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明，其中有一虚线部位为远期预留泵基础。每台水泵有单独得吸水管，吸水管与压水管采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵吸管路上设有手动闸阀（型号Z45T2.5），水泵压水管路上设有电动蝶阀（型号D940X-0.5）、球形补偿器、缓闭止回阀（型号HH44T-10）、液控蝶阀（型号D671X-10）。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1100输水干管用DN1100电动蝶阀连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀一个。具体布置图见取水泵站工艺图和取水头部工艺图。由于管径较大，相应的连接配件（如三通、大小头等）没有全国通用的标准系列产品，本设计中便采用了一些自制的配件。十、 泵站内管路的水力计算1、 吸水管路其中 式中：吸水管进口局部阻力系数，取0.5； ：DN800手动闸阀局部阻力系数（全开），取0.1； ：DN800600偏心减缩管局部阻力系数，取0.2； ：吸水管水流流速，取1.45m/s； ：水泵入口水流流速，则： 2、 压水管路其中输水管水流流速，1000i=0.596。 式中：DN500600同心渐放管局部阻力系数，取0.11； ：DN600钢制45弯头局部阻力系数，取0.51； ：DN600电动蝶阀局部阻力系数（全开），取0.1； ：DN600球形补偿器局部阻力系数，取0.21； ：DN600液控蝶阀局部阻力系数（全开），取0.1； ：DN600钢制90弯头局部阻力系数，取1.01； ：DN6001100同心渐放管局部阻力系数，取0.33； ：DN1100钢制斜三通局部阻力系数，取0.5； ：DN1100钢制正三通局部阻力系数，取1.5； ：DN1100电动蝶阀局部阻力系数（全开），取0.1； ：水泵出口水流流速，； ：压水管水流流速，取2.50m/s； ：输水管水流流速，取0.77m/s。则：3、 泵站内水头损失即：。由此可见，所选机组符合要求。十一、 辅助设备的选择和布置1、 起重设备最大起重为JS-137-6型电动机重量Wm2340kg，最大起重高度为12.31+2.014.31m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度）。考虑选用环行吊车（定制，起重量为5t，跨度19.5m，起重高度18m）2、 引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。3、 排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。 取水泵房的排水量一般按2040m/h考虑，排水泵的净扬程15m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在20m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机Y100L-2。4、 通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。按泵房每小时换气810次所需要通风空气量计算，排风量为810V（V为泵房总建筑容积）即：排风量选用两台T308型轴流风机（叶轮直径800mm，转速1450r/min，叶片角度35，风量35600m3/h，配套电机JO2-42，N5.5kw）。5、计量设备在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。十二、 泵站各部分标高的确定1、 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水井底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。已知吸水井最低动水位标高为64.79m，吸水管中心标高为62.89（吸水管上缘的淹没深度为64.79-62.89-=1.50m）。取吸水管下缘距吸水井底板0.6m，则吸水井底板标高为62.89-（+0.6）=61.89m。洪水位标高为73.2m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为73.2+1.0=74.2m。故泵房筒体高度为：H=74.2-61.8=12.31m2、 泵房建筑高度泵房筒体高度已知为12.31m,操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m,设备中最高的高度为水泵高1.29m,电动葫芦的高度为1.08m，起重机梁高0.8m，起重机绳垂直长度为1.2325m，起重机梁上缘距天花板取0.2m。所以，平台到天花板距离为6.7m。泵机器间底板到天花板距离为6.7+12.31=19.01m。十三、 泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为19.15m。十四、 取水构筑物整体布置草图十五、 参考文献1中国市政工程西南设计院.给排水设计手册第1册常用资料Z.1986-072中国市政工程西南设计院.给排水设计手册第3册城市给水Z.1986-073中国市政工程西南设计院.给排水设计手册第10册器材与装置Z.1986-074中国市政工程西南设计院.给排水设计手册第11册常用设备Z.1986-075姜乃昌.泵与泵站（第五版）Z.2007-126李亚峰，尹士君，蒋白懿.水泵及泵站设计计算Z.2007-017李广贺.水资源利用与保护Z.2002-06- 11 -