《水泵与水泵站》课程设计
姓名：李垚
班级：给排水科学与工程0901班
学号：U200916301


武钢黄家山净化水站
净化水站属武钢供水厂一部分，设计流量2.2万吨/h，吸水井距泵房3m，吸水井底标高10.10m，吸水井的最低水位标高12.50m，地面标高12.50m，泵房地面标高9.20m，输水管长20m，将水输到水位标高为25.60m的机械加速澄清池中，试作该泵站的工艺设计。（泵站周围地质条件良好，有规划、人防、卫生、供电等部门的同意修建泵站的正式许可文件，年最低温度-6℃。最高40℃）



目录
一. 设计流量的确定和设计扬程估算-------------- 1
二. 初选水泵和电机---------------------------- 2
三. 机组基础尺寸的确定------------------------ 2
四. 吸水管路与压水管路的设计-------------------------------- 3
五. 机组及管路布置------------------------------------------- 3
六. 吸水管路与压水管路中水头损失的计算------------- 3
七. 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算---------- 6
八. 辅助设备的选择和布置---------------------------------- 6
九. 泵房建筑高度的确定------------------------------------- 7
十. 泵房平面尺寸确定------------------------------------ 8
十一. 泵站设计心得与体会--------------------------------- 8
十二. 泵站设计附图
十三. 参考资料与书籍
泵站设计正文
一.设计流量的确定和设计扬程估算
（1）设计流量
考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.05，则设计流量为Q＝1.05×2.2*1000*10000*0.001*1/（1*3600）=6.417 m3/s
（2）设计扬程
1）水泵所需静扬程
通过取水部分的计算已知在最不利的情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.2124kpa，则吸水间中最高水面标高为12.50-0.02124=12.48m.
Hst＝rh (25.60-12.50)=131(kpa)
2）输水干管中的水头损失∑h
设采用两条DN1420×3钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％的设计流量，即Q＝75％×6.417=4.813 m3/s,查水力计算表得管内流速v＝3.00m/s，i=0.0644kpa/m。
所以∑h＝1.1×0.0644×20＝1.416（kpa）（1.1是包括局部损失而加大的系数）。
3）该泵站内管路中的水头损失hp
粗算为20kpa
则水泵设计扬程为
Hst＝131+1.416+20+20=172.416（kpa）
二.初选水泵和电机
选四台32SA－19型水泵（Q＝1.5 m3/s，H＝29m，N＝300～360，N＝474Kw，Hs＝2m），三台工作，一台备用。
根据32SH－19型水泵的要求选用JSQ-1512-8型电动机（570kw，740转/分，5400公斤）。
三.机组基础尺寸的确定
查水泵与电机样本，计算出32SA－19型水泵机组基础平面尺寸为4261×1895mm，机组总重量W＝Wp＋Wm＝60000+54000＝114000N

基础深度可按下式计算：
H＝3.0W/(L×B×r)，
式中： L——基础长度
B——基础宽度
R——基础所用材料的容重，对于混凝土基础，r23520N/ m3
故
H=3×114000/（40261×1.895×23520）=1.801（m）基础实际深度连同泵房地板在内应为1.801m
四. 吸水管路与压水管路的设计
每台水泵有单独的吸水管与压水管
1） 吸水管
Q1＝6.417/3＝2.139 m3/s＝2187 m3/h
查手册采用DN1220×12钢管，则V＝1.83m/s，i=0.02855Kpa/m


      

2） 压水管
查手册采用DN1020×10钢管，则V＝2.619m/s，i=0.0737Kpa/m
五．机组及管路布置
如图所示，为了布置紧凑，充分利用建筑面积，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。每台水泵有单独得吸水管，压水管引出泵房候量量连接起来。水泵出水管上设有电动蝶阀（D940X-0.5）和手动蝶阀（D40X-0.5），吸水管上设手动闸板闸阀（WZ545T-6）.为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1000输水管用DN1000蝶阀（D40X-0.5）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D40X-0.5）一个。
六.吸水管路与压水管路中水头损失的计算
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∑hs

∑hs＝∑hfs+∑hls
∑hfs＝l1×is＝0.02855×1.255＝0.035831（kpa）
∑hls＝rh（(ζ1+ζ2) ?V22/2g＋ζ3?V12/2g ）
式中 ζ1――吸水管进口局部阻力系数，ζ1＝0.75；
ζ2――DN1200闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，ζ2＝0.15；
ζ3――偏心渐缩管DN1200×800，ζ3＝0.20。
则 ∑hls＝rh[(0.75+0.15)×（1.832/2g）+0.20×（42/2g）]=0.181m
故 ∑hs＝∑hfs+∑hls=3.206（Kpa）
2) 压水管路水头损失∑hd
∑hd=∑hfd+∑hld
∑hfd=rh（(l2+l3+l4+l5+l6)?id1+l7?id2）=rh（(5.172+1.153+15.65+5.039+1.351)×0.0737+1.855×0.0644）=23.57（Kpa）
∑hld=ζ4?V32/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)?V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13)V52/2g
式中 ζ4――DN600×1000渐放管，ζ4＝0.33；
ζ5――DN1000钢制45弯头，ζο5＝0.54；
ζ6――DN1000电动蝶阀，ζ6＝0.15；
ζ7――DN1000伸缩接头，ζ7＝0.21
ζ8――DN1000手动蝶阀，ζ8＝0.15；
ζ9――DN1000钢制900弯头，ζ9＝1.08；
ζ10――DN1000×1400渐放管，ζ10＝0.47；
ζ11――DN1400钢制斜三通，ζ11＝0.5；
ζ12――DN1400钢制正三通，ζ12＝1.5；
ζ13――DN1400蝶阀，ζ13＝0.15。
则 ∑hld＝rh〔0.33×7.002＋（2×0.54+0.15+0.21+0.15+3×1.08+0.47）×2.6192/2g+（0.5+2×1.5+2×0.15）×3.002/2g〕＝40.46（Kpa）
故 ∑hd=23.57+40.46=64.03（Kpa）
从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：
∑h＝∑hs+∑hd＝67.236（Kpa）
因此，水泵的实际扬程为：
H=131+1.146+20+67.236=219.652（Kpa）
由此可见，初选水泵机组符合要求。
七.水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算
为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，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，无须计算。
已知吸水间最低动水位标高为12.48m，为保证吸水管吸水，取吸水管的中心标高为10.61m（吸水管上缘的淹没深度为12.48－10.61－D/2＝1.16m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为10.61－（D/2+0.7）＝9.20m。洪水位标高为12.50m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为12.50+1.0＝13.50m。故泵房筒体高度为：
H＝13.50－9.20＝4.30 m
八. 辅助设备的选择和布置
1) 起重设备
最大起重为JSQ1410-6型电动机重量Wm＝5400kg，最大起重高度为4.30+2.0＝6.30m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度）。考虑选用DL型电动单梁桥式起重机，起重量为5T，跨度1935m，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20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程3m考虑，水头损失大约1m，故总扬程在4m左右，可选用20SA—22C型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机JQ92-8。(Q=1300m3, H=9.5m ,N=39.6Kw, n=730转/分)
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8～10次所需要风量计算，排量为8～10V9646m≈3/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25°，配套电机JO2-21，N＝0.8kw）。
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。
九. 泵房建筑高度的确定
泵房筒体高度已知为9.40m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度，电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为7.00m，从平台楼板到房顶底板净高为9.5m
十. 泵房平面尺寸确定
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22m。
十一.泵站设计心得与体会
水泵与水泵站课程设计是我的第一次比较大型的课程设计，历时一个星期，长期对着电脑屏幕，几经熬夜，终于完成。
该课设题目是从现实生活中的武钢取材，很有实际意义。课设的过程比较复杂，要计算，查阅资料，画图。计算过程中有很多问题不懂，问老师或问同学或查资料，通过这种破那个过程，也搞懂了许多以前课本上搞不懂的问题。通过课设我发现以前课堂上许多以为听懂了的东西，到实际运用的时候缺不知从何处下手，由此，我觉得以后还要加强动手能力，多进行实践。CAD学过很久了，许多都忘记了，此次设计我又一次学习了CAD的用法，虽然比较困难，但获益匪浅。总体而言我觉得此次课设的目的达到了！
此外，通过课设，我也收获了许多额外的东西。课设过程中很多东西不懂都是向同学求援，他们也总是热情的讲解，这种互助无形的是我们的友谊进一步加深了。


十二.泵站设计附图
十三.参考资料与书籍
《水泵及水泵站》----------- 姜乃昌主编，中国建筑工业出版社
《给水排水设计手册-专用机械》------------中国建筑工业出版社
《给水排水设计手册-常用资料》------------中国建筑工业出版社
《给水排水设计手册-常用设备》------------中国建筑工业出版社

      

居然发上来了。。

      

又换头像了啊

      

恩