给水与排水排水工程专业课程设计说明书—水厂取水泵房工艺设计.doc

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1、富顺县板桥水厂取水泵房工艺设计学 生： 学 号： 专 业：给水与排水排水工程班 级： 指导教师： 目录第一章 课程设计（论文）任务书2第二章 中文摘要3第三章 设计计算书4一、设计流量的确定和设计扬程估算41设计流量Q42.水泵所需静扬程Hst43.初选水泵和电机54.机组基础尺寸的确定55.压水管的设计56.泵机组及管路布置67.吸水井设计计算。68.泵站内管路的水力计算7二、泵站各部分高度的确定91泵房筒体高度的确定92泵房建筑高度的确定9三、泵房平面尺寸确定9四、辅助设备的选择和布置101起重设备102引水设备103排水设备104通风设备105计量设备10第四章 结语11第五章 参考文献

2、12附图1 取水泵房平面图13附图1 取水泵房剖面图14第一章 课程设计（论文）任务书设计题目： 富顺县板桥水厂取水泵房工艺设计 专业： 给排水工程 班级： 2005.1 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 2008-12-15 教研室主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求（一）项目简介新建富顺县板桥水厂，板桥镇近期（2008年2018年）用水量为15000方/天，远期（2018年2028年）用水量为30000方/天。水厂建于老鸦山上，厂址地形标高为404.400米，水厂配水井自由水面相对标高为5.1米。水厂水源为木桥沟水库，水库的正常水位为292.590米，枯水位为284

3、.990米，洪水位为294.700米。根据所提供的基础设计资料和图纸，完成富顺县板桥水厂取水泵房工艺设计并完成设计说明书和计算书的编制。设计提供水厂厂址及木桥沟水库地形图（1：1000）。（二）设计内容及要求1）、取水泵房工艺平面布置图泵房构筑物、机组及辅助设施平面布置图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要标准清楚，准确。2）、取水泵房工艺剖面图具体要求：剖面图中标高尺寸要明确，包括构筑物的控制标高及水位标高。3）、取水泵房辅助设施详图包括主要辅助设施详图。（三）图纸及设计要求1）、采用A3图纸出图。2）、设计说明书要内容全面、思路清晰、规范及计算书要详细。3）、最终成果严格按照四川

4、理工学院课程设计要求排版装订，图纸可附计算说明书后。2指定查阅的主要参考文献及说明1给水排水设计手册，1册， 11册，中国建筑工业出版社2给水排水制图标准3泵站设计规范GB/T50265-974给水排水管道工程施工及验收规范5泵与泵站姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1基础资料收集和整理1天2设计计算及草图绘制13施工图设计及出图24设计说明书编制1第二章 中文摘要水泵与水泵站是一门实践性很强的学科，作为一种提升设备，它服务与社会，为人们的生产、生活、消防带来极大的方便因此它在现代的社会中发挥着不可替代的作用。然而，它又是一门大学问，对如何选则

5、泵机组，如何搭配使用，如何布置泵基础和其他附属设备的平面及其高程，所以，选择合适的泵及其电机对泵站的投资和运行费用至关重要。关键字：水泵 电机 泵站 第三章 设计计算书一、设计流量的确定和设计扬程估算1设计流量Q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，则：近期设计流量为 Q1.05656.250.183 远期设计流量为Q1.051312.50.365 s2. 设计扬程H1）泵所需静扬程在最不利情况下（一条检修，另一条通过75设计流量,Q=）,查表DN=400mm,v=2.12,1000i15.47，其中取局部水头损失占沿程的20，则取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：1.2

6、15.4710300.56m（其中量得取水头部到泵房吸水间的距离为30米）则:吸水井最高水面标高为：294.700-0.56=294.14米吸水井最低水面标高为：284.990-0.56=284.43米所以水泵所需的净扬程洪水位时：H=404.100+5.1294.14=115.36米；枯水位时：H=404.100+5.1284.43=125.07米2）.输水干管的水头损失h设计中采用两条DN400钢管并联作为原水输水干管，设计中由于净扬程都上百米，管材选用钢管，既满足水泵吸水管的严密性要求，也满足耐高压的要求。设计流量Q1Q/2=0.1823m3/s，查手册， Q10.1823m3/s时，流

7、速v1.41 m/s，1000i6.85。当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75设计流量，即：Q275Q0.274 m3/s，查得：V=2.12 m/s,1000i=15.47，所以，=1.115.47110250042.55m（1.1是包括局部损失而加大的系数）3）.泵站内管路中的水头损失粗估为2m则水泵设计扬程为：设计枯水为时，Hmax125.07+42.55+2+2171.6m 设计洪水位时，Hmin115.36+42.55+2+2161.91m 3. 初选水泵和电机近期三台200D434型水泵（Q190346m3/h，扬程H181.2148m，泵轴功率N128.4178.8kw，允

8、许吸上真空高度Hs36m），两台工作，一台备用。远期增加二台同型号水泵，四台工作一台备用。 根据200D434型水泵的要求选用Y355-34-4电动机（200kw，效率7380%，叶轮名义直径360mm,泵口径吸口和吐出200mm,泵重1070kg）。 4. 机组基础尺寸的确定 查水泵与电机样本，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,则有基础长度L水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（400500）1403+5001903mm取2000mm基础宽度：B水泵底角螺孔长度方向间距+（400500）720+4801200mm计算出Y355-34-4型水泵机组基础平面尺寸为20001200，机组总重量W

9、WpWm10700+2020030900N 基础深度H可按下式计算：H 式中 L基础长度，L=2m； B基础宽度，B=1.2m； 基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，23520N/m3故 H=1.64m基础实际深度连同泵房地板在内取为2.5m 。5. 压水管的设计 每台水泵有单独的吸水管与压水管 1） 吸水管 已知水泵设计流量Q1Q/4=328.125 m3/h0.0911 m3/s查手册，采用DN300钢管，则V=1.21m/s，1000i7.771经过偏心管后，管径变为DN200，则V2.96m/s，1000i76.8982） 压水管 查手册 Q2328.125 m3/h 0.0911

10、 m3/s查手册采用DN250钢管，则V1.83m/s，1000i21.373 6. 泵机组及管路布置 由于所选泵为侧向进水，竖向出水，因此水泵应纵向布置，电机的功率大于55kw，相邻泵组直接的间距只少为1m，电机距离侧墙只是为3m。为了便于水泵吸水管吸水，吸水管上安装有偏心大小头。管材通通用钢管，耐压，可以焊接，密封性好。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将五台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，三台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独得吸水管，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。水泵出水管上设有电动蝶阀（D941X/J-16）和手动蝶阀（D341X

11、/J-16），吸水管上设手动闸阀（Z41H-16P）.泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水井各个方向上的最小的距离，泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附件。两条DN400输水管用2个DN400蝶阀（D341X/J-16）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D341X/J-16）一个。7. 吸水井设计计算。吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位：河流的最低枯水位284.43m吸水井最高水位：河流的最高水位294.14m水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D(1.251.5)d1.33300400mm水泵吸水管进口喇叭口长度：L（3.07.0）（Dd）5.0（400-30

12、0）500mm喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：1.5D=1.5400600mm喇叭口中心距后墙距离：G=（0.81.0）D=1.0400=400 mm喇叭口之间的距离：(1.52.0)D=2.0400=800mm喇叭口距吸水井井底距离:（1.01.25）D=1.25400500mm喇叭口淹没水深:(0.51.0)=1.0m所以，吸水井长度4005+6002+80046400mm吸水井宽度400+6001000mm。吸水井高度294140-284430+500+1000+300=11570mm（包括超高300）。（注：最后参考水泵机组之间距离得吸水井的长度为16300米，最大宽度为3.868米，高

13、度为筒体高度18米）。8. 泵站内管路的水力计算 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 hshfs+hls hfs7.7716.2030.00478m hls(1+2+3) +4 式中 1吸水管进口喇叭口局部阻力系数，10.1 ； 2DN300闸阀局部阻力系数，按开启度=考虑，20.15 ； 3DN300钢制90弯头，30.78；4偏心渐缩管DN300200，40.18。 则 hls (0.1+0.15+0.78)+0.18=0. 157 m 故 hshfs+hls=0.00478+0.157=0.162m 2) 压水管路水头损失hd h

14、d=hfd+hld hd=hfd+hldhfd=(l2+l3+l4+l5+l6+l7)i250+ 2（l8+l9）+l10i400=(1.5+3+0.8+15+6.258+3.069)0.021337+ 2(0.63+0.3)+0.350.0069010.657mhld= (5+36+7+8+9+10 +11 )V32/2g+(12+13+214+315+16) V 42/2g式中 5DN200250渐放管，50.06；DN250钢制90弯头，0.87； 7DN250电动蝶阀，70.1；8DN250消声止回阀，84.5；9DN250伸缩接头，90.2110DN200手动蝶阀，100.1；11D

15、N250钢制45弯头，11=0.4412DN250400渐放管，120.24；13DN400钢制斜三通，130.5；14DN400钢制正三通，141.5；.15DN400蝶阀，150.1；16DN400钢制正三通（切换管），160.1；hld（0.0630.870.1+4.50.210.1+0.44）（0.240.5+21.530.1+0.1）=1.789m故 hd=0.6571.7892.446m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：hhs+hd0.1622.4462.6m因此，水泵的实际扬程为： 设计枯水位时：Hmax125.07+42.55+2.6+2172.22m 设计洪

16、水位时：Hmin115.36+42.55+2.6+2162.51m 由此可见，水泵的实际扬程任然在初选水泵机组的高效段（H181.2148m）。故初选水泵机组符合要求。二、泵站各部分高度的确定 1泵房筒体高度的确定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284.430m，为保证吸水管吸水，还根据取吸水管的中心标高为282.930m（吸水喇叭口上缘的淹没深度为284.430282.930D/20.8m）。取吸水管中心距吸水间底板0.6m，则吸水间底板标高为282.9300

17、.6）282.33m。洪水位标高为294.14m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为294.14+1.0295.14m。泵房筒体高度为：H295.14282.3312.81 m 由于操作台应在地面操作，所以操作平台标高至少应为地面标高。取地面标高为300.258，则筒体高度应为： H300.258282.3317.9318米m H所以泵房筒体高度确定为18米2泵房建筑高度的确定 泵房筒体高度已知为18m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的为水泵0.88m，电动葫芦的高度1.08m，起重机梁高0.82m，起重绳垂直长度2m。所以，平台到吊车梁底板 距离为6.78m。吊

18、车梁到到天花板距离大于0.1米m，平台天花板距离取8米。所以泵房总高度为26米。三、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21m，详细尺寸请见附图。 四、辅助设备的选择和布置 1起重设备最大起重为用Y355-34-4电动机重量Wm2020kg，最大起吊高度见平台上建筑高度的确定为18+6.78=24.78米。故选用DL型电动单梁桥式起重机（起重量为3t，跨度为22.5m，起重高度为30m）由于重量大于2吨，选用型号为CD-3-30D的电动葫芦。2引水设备水泵是

19、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2040m3/h考虑，排水泵的净扬程18m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在23m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q1528m3/h，H2722m，N3KW,n=2890 r/min）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810次所需要风量计算，排量为10127m 3/h，选用两台T307型

20、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JO-311，N1.5kw）。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。第四章 结语这次的水泵课程设计，让我受益良多。虽然泵站的设计相比水厂、污水厂、管网、建筑给排水来说是一个比较少的任务，甚至可以说是它们中的一部分，但是它依然花了我一个周的时间来把它完成。我们的设计叫取水泵站的工艺设计，要求是需要很细致的做，包括每一部分的详细尺寸。由于我们人多，图书管泵站的资源相对少一些，很多资料书上又没有，于是我们就求助与网络。但是从一开始的水泵的选取就把我们给难住了，面对

21、浩如烟海的网络资源，要找那样大的流量和那么高扬程的泵真的很费劲。只有找到泵了我们才可以往下做下去，否则就搁浅。后来先确定某一类型的泵，比如锅炉泵，往复泵，多级泵的扬程比较高，我们在去找满足流量要求的就省了一大半的时间。我们花了一天半的时间来选泵，最后终于在网易土木在线和网易给排水上找到了一些手册上没有的泵，而且比较新。真的非常感谢这两个网站为我们提供这么丰富的资源，除了泵，还有各式阀门，阀件，法兰等的图文并茂的详细信息，让我又学到了很多很多东西，把这些资料找到后泵站的工艺设计就容易多了。以前在网易给排水上就是下载点资料，没有发现它有这么多好处和功能，很高兴做了水泵课程设计让我从新认识了这个专业

22、网站。当然我还有许多不懂的东西，或许还是一知半解，比如那个法兰，它就分为很多种，有整体式法兰，焊接式法兰，还有凸式的和平板式，当时查资料的时候可能没有分清楚是哪类型的，就把尺寸写上去了。还有在算水头损失的时候比如相同管径的弯头都一样，可以合在一起算，但是有 些阀件比如三通，它的水流方向不通局部阻力系数也不通，所以不能笼统的合在一起算。还有吸水管上有一点微小却不能忽视的问题，就是那个偏心大小头，它使得吸水管的轴线和水泵进水口的轴线在高程上不相同；还有就是算到输水管上流量要加倍，所以流速和水力坡度也不同了，也容易忽视掉。还有在设计中筒体的高度虽然用最高水位加上一米可以确定为操作平台，但是通过计算吊

23、车梁还是在地下，这样吊上来或者吊下去的东西还要先搬到地下上操纵台，不方便，所以我想最好从地面上算起。总之虽然我学到了很多东西，但是还有一些地方还是不尽人意的，我们这次的水泵并联输水，型号相同，要是以后选不同型号的水泵并联输水，我就不知道该选多少台才能满足流量要求，因为不同型号的水泵等扬程下并联输水，并不是简单的流量相加那么简单。还有就是做二级泵站的设计可能比一级泵站复杂，因为取水泵站的流量是稳定的，而二级泵站的流量是时刻变化的，对选泵的要求也不通了。还有我们设计的时候要综合宏观考虑，比如那个吊车有个死角的地区，我们在设计的时候不能把泵机组或者是管道附件设计在那些地区，要设计在吊车能活动的地区，

24、这样才是合理的设计。还有就是我的画图能力还有待提高。和其他同学相比我慢了他们一天，不过我不会气馁的，我一定会加油的。不过我还是比较满意这次的设计，我不仅能弄懂原理，最高兴的是我终于把想的转化在实践中了。还有就是感谢老师的倾力传授和指导，否则我们大方向错了，一切都白费了。 2008-12-21第五章 参考文献1、给水排水设计手册，1册， 11册，中国建筑工业出版社2、给水排水制图标准 3、泵站设计规范GB/T50265-974、给水排水管道工程施工及验收规范5、泵与泵站姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社 6、实用管道工程安装技术手册冯秋良主编，2006.7第一版，中国电力出版社 7、输配水工程赵新华 刘洪波主编，2006.1第一版，化学工业出版社8、9、