当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

泵站设计任务书


摘要
为了安全可靠地满足某企业生产用水量需求,本设计完成了日供水能力 20000m3/d的供水工程的取水泵站工艺设计,包括以下内容: 在确定了该泵站的设计规模后,进行工程总体布置,水泵选型布置,管路设 计,辅助设备选型布置,泵房类型选择,泵房平面设计和,剖面设计。

关键词:泵站 水泵 工艺

1 前言
1.1 设计任务
根据河流水资源状况,经取水水源地方案论证,企业水厂从河流取水,本设 计要求完成水厂取水泵站工艺设计。

1.2 基本设计资料
1.2.1某企业拟建自用水厂一座,日供水能力20000m /d。水源采用地表水, 水源地位于企业西部。 1.2.2 自然条件 1.2.2.1地形描述,自主河槽到岸边,地形变台阶,详见河流取水段地形图。 1.2.2.2 地震烈度 6 度。 1.2.2.3 水文与水源 地表水水质三级,符合企业用水水源条件。河床最高洪水位为 111.8 米,为 减少水厂泥沙处理费用,降低工程造价,工程规划在河床中布置两眼大口井,每 眼井供水 10000m3/d,水井静水位 107.8 米,设计动水位 104.8 米。 1.2.3 初步规划部分结果 两眼井到泵房的吸水管路长度均为200米,有喇叭口,弯头,闸阀,渐缩管, 等管件。局部阻力系数分别为0.1,0.6,0.07,0.2。 净水厂沉淀池设计水位124.8米,泵房到净水厂的管路长3500米,压水管路 局部水力损失按沿程损失的10%计。
3

2 送水泵站工艺设计
2.1 工程总体布置及主要设计参数
本工程河床较宽,采用河床式泵站,为减少水厂泥沙处理费用,降低工程造 价,在主河槽附近布置两眼大口井(兼作吸水井) ,通过引(吸)水管道将主河 槽水引至泵房水泵,在泵房东南侧布置进场道路(引桥) ,在泵房周围和进场道 路两侧河床用浆砌石加固,厚0.4米。水泵站设置泵房间、配电间、值班室和检 修间。 该取水泵房为半地下式矩形泵房。 泵站级别根据《泵站设计规范》参照设计参数确定为小(1)型,泵房建筑 物级别划分为4级。

2.2 泵站主要设计参数
1

(1)防洪标准 设计洪水重现期20年,校核洪水重现期50年。 (2)设计水位 净水厂混合池设计水位124.8米,水源设计最低水位104.8米,校核洪水位 111.80米。 (3)泵站设计流量: 由设计资料可知,水厂供水规模为20000m3/d,泵站采用均匀供水方式向水 厂供水,泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算,泵站设计流量 Q=1.03×20000/24=858m3/h=0.238m3/s 由于输水干管总长3500m,井水含泥沙量较少,水头损失较小,故取k=1.03。

2.3 泵站设计扬程估算 泵站设计扬程为: H=H ST +∑hev
式中,H ST —进水池最低水位与水厂混合池设计水位高差(mH2O) H ST =124.8-104.8=20mH2O。 ∑h—为管路中的总水头损失(mH2O) ,包括沿程水头损失和局部水头损失。 输水干管沿程水头损失按比阻法计算,局部水头损失计算按沿程水头损失10% 计。 输水干管通过的设计流量均为 0.238m3/s ,根据经济设计流速 v2 = 1.5 ~ 2.5m/s,取管径 DN400,则输水干管流速 v5=1.89m/s,查手册比阻 A=0.2232, 。 查修正系数 k3=1.0。 压水管路水头损失∑ hd = 1.1Ak3LQ2 = 1.1 × 0.2232 × 1 × 3500 × 0.238 × 0.238=48.7m。 吸水管路与泵房内管路水头损失估算为 2.5m。 泵站装置需要扬程 H=20+2.5+48.7=71.2m。 (2.1)

2.4 初步选泵
选泵的主要依据是泵站设计扬程和泵站设计流量。 根据泵站设计扬程71.2m, 泵站设计流量为0.238m3/s,查双吸离心泵的型谱图,根据选泵原则和选泵步骤, 淘汰明显不合理的选泵方案,符合选泵原则要求的水泵列表如下: 表 2.1 初选水泵性能列表 泵的 流 量 扬程 转 数 轴功率 电机 效 率 允许吸 叶 轮 重量 型号 (kw) 功率 η 上真空 直 径 3 (m /s) (m) (r/min) (kw) (%) 高度(m) (mm) (kg) 0.100 0.135 0.170 0.095 0.130 0.150 71 65.1 56 61 54 50 99.4 112.6 126 83 91.8 101
2

10Sh-6

1470

135

70 76.5 74 70 75 73

6 5.5 4.5 6.5 6 5.0

460

598

10Sh-6A

1470

135

430

588

根据表 2.1,列举出以下选泵方案: (1)方案一为:选用 2 台 10Sh-6,备用 1 台 10Sh-6,总计 3 台。 (2)方案二为:选用 2 台 10Sh-6A,备用 1 台 10Sh-6A,总计 3 台。 方案一水泵组合流量和扬程满足要求。 初选电机:根据 10Sh-6 型水泵的要求,选用配套三相交流异步电动机,其 型号为 JR115—4。

2.5 水泵机组的布置与基础
本设计采用的是3台Sh系列单级双吸卧式离心泵,因此机组布置采用横向排 列方式。 机组基础采用混凝土基础,混凝土容重γ =23520N/m3,机组的基础深度计算 公式为 3.0W H= (2.2) L ? B ?γ 式中,W—机组总重量(N) , L—基础长度(m) , B—基础宽度(m) , γ —基础所用材料的容重(N/m3) 。 查给水排水设计手册,得到 10Sh-6 型水泵机组的基础平面尺寸为 2800mm× 900mm,机组总重量为 1778kg,则根据公式(2.2)计算出其基础深度为 882mm。

2.6 吸水井的设计
根据场地条件,为降低造价,泵站的吸水井采用受力条件好的半地下式圆形 吸水井两个,为避免泥沙进入吸水井中,降低泥沙处理费,设计成大口井,各有 1 根吸水管路至于井中,吸水井设计动水位为 104.8m,池顶高程为 108.0m。 吸水井口径为 3m,深度 7m,有效容积为 28m3。两眼大口井相距 120 米。

2.7 管路计算与水泵校核
2.71 管材的选择 由于钢管的强度高,接口可焊接,密封性胜于球墨铸铁管,吸水管路要求不 能漏气,因此吸水管路和出水管(泵房内)均采用壁厚为 6mm 的钢管。 由于球墨铸铁管耐腐蚀,造价和一般钢管接近,但是比普通钢管寿命长,同 时考虑到压水管路不是太长,所以压水管采用球墨铸铁管。 2.7.2 管线的布置 每台水泵均有单独的吸水管,其中两台水泵的吸水管深入大口井中,备用水 泵的吸水管和其它两台水泵相连。水泵吸水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀 (D371XP-10) 。三条水泵出水管路在距离泵房后墙 0.495m 处两两连接后,与 DN400 的输水干管相连。水泵出水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀(D371XP-10) 和对夹式液动蝶阀(D771X-10) 。管线详细布置见附图。 2.7.3 管路流速计算 4Q v= 2 (2.3) ?D 式中, Q —管路通过的设计流量(m3/s) , D —管径(m)
3

(1) 吸水管路的流速计算 吸水管路两条,单泵设计供水流量为 0.119m3/s,根据适宜设计流速 v1= 1.0~1.5m/s,经计算采用 D1=350mm,根据式(2.3)计算其流速 v1=1.24m/s。 (2) 喇叭口的管径确定及流速计算 按照泵站设计规范要求, 吸水管的喇叭口管径 D≥1.25D1, 所以取 D=450mm, 则根据公式(2.3)计算得喇叭口流速为 0.75m/s,符合泵站设计要求。 (3) 泵进口及出口流速计算 水泵进口直径 D3=250mm, 则根据公式 (2.3) 计算得泵进口流速 v3=2.43m/s; 水泵出口管径 D4=150mm,则根据公式(2.3)计算得泵出口流速 v4=6.74m/s。 (4) 水泵出水支管的流速计算 出水管路两条, 根据经济设计流速 v2=1.5~2.5m/s, 经计算采用 D2=300mm。 根据式(2.3)计算其经济流速 v2=1.68m/s。 2.7.4 吸水管路和压水管路中水头损失的计算 管路沿程水头损失可按比阻法计算,对于钢管,计算公式如下: ∑hf=∑Ak1k3LQ2 (2.4) 式中,k1—钢管壁厚不等于 10mm 时的修正系数 k3—管中平均流速小于 1.2m/s 的修正系数 A—比阻值 管路局部水头损失计算公式如下: ∑hm=∑ζ
v2 2g

(2.5)

式中,ζ —局部水头损失系数 因此,管路总水头损失∑hs=∑hf+∑hm。 (1) 吸水管路水头损失的计算 取 10Sh-6 型水泵吸水喇叭口至泵房外墙为最不利计算路线。 A. 沿程水头损失计算 管径 350mm,钢管查《手册》可知:A=0.4078,k1=0.89,k3=1 吸水管路管长为 200m,则根据公式(2.4)计算得 ∑hfs=0.4078×0.89×1×200×0.1192=1.028m B. 局部水头损失计算 查《手册》知:喇叭口局部阻力系数ζ 1=0.1,90°弯头ζ 2=0.6,60°弯 头ζ 3=0.4,DN350对夹式蜗杆传动蝶阀的局部阻力系数ζ 4=0.15,偏心渐缩管 DN350×300的局部阻力系数ζ 5=0.2。 则根据公式(2.5)计算得
v ∑hms=(ζ 1+ζ 2+ζ 3+ζ 4) 1 +ζ 2g
2

v3 =[(0.1+0.6+0.4+0.15)× 5 2g

2

1.24×1.24/2/9.81]+(0.2×2.43×2.43/2/9.81)=0.098+0.060=0.158m 所以,吸水管路水头损失∑hs=1.028+0.158=1.186m (2)压水管路水头损失的计算 A. 泵房内沿程水头损失计算 查给水排水设计手册可知,对于 DN300,A1=1.025,k1=0.87,k 3=1; 压水管路 DN300 管长为 4m,因此根据公式(2.4)可得:
4

∑hfd=0.9392×0.87×1×4× 0.1192 =0.046m B. 泵房内局部水头损失计算 查《手册》可知:同心渐扩管 DN150×300 的局部阻力系数ζ 6=0.05,缓闭 逆止阀ζ 7=0.8,DN300 对夹式蜗杆传动蝶阀的局部阻力系数ζ 8=0.15,DN300 钢制 90°弯头的局部阻力系数ζ 10= 0.78, DN300 钢制等径正三通的局部阻力系 数ζ 11=1.5,DN300×400 钢制三通的局部阻力系数ζ 12=1.86。 则根据公式(2.5)计算得 ∑hmd=ζ

v4 +(ζ 7+ζ 8+ζ 9+ζ 6 2g

2

10+ζ

11+ζ

12)

v2 2g

2

=0.05×

6.742 1.682 +(0.8+0.15+0.15+0.78+1.5+1.86)× 2 ? 9.81 2 ? 9.81

=0.116+0.754=0.870m 2.7.5 泵站装置需要扬程 管路总水头损失∑h=1.186+0.046+0.870+48.7=50.802m。 泵站设计装置需要扬程H=20+50.802=70.802m。 2.7.6 水泵工况校核和水泵选型校核 装置需要扬程 H=H ST +SQ2 =20+SQ2

S干 ? 48.7 / 0.2382 ? 859.75 S进 ? (1.186? 0.046? 0.870) / 0.1192 ? 148.44
S ? S进 / 4 ? S干 ? 148.44 / 4 ? 859.75 ? 896.86
H=H ST +SQ2 =20+896.86Q2 并联工况图解法: 水泵并联运行工况:由图知,并联运行时工况点为点 A , Q A =0.232m ? /s,H A =68.5m,则日流量 Q=0.232×3600×24=20044.8m?/d 校核误差:
20044 .8 ? 20000 =0.224%<3%,满足设计要求。 20000

水泵工况与效率 : 并联工作时,每台水泵的工况点 B , Q B =0.116m ? /s , H B =68.5。查水泵效率曲线知,当 Q=0.116m?/s,水泵效率为? =73%。

2.8 水泵安装高程的确定
查 10Sh-6 水泵的 H s ~Q 曲线, 得 H s =5.8m, 吸水井设计动水位 (最低) 104.8

5

米,水温 20℃,先修正 HS 为 H1S, H1S=HS-(10.33-10.2)=5.67m
' 由公式(2.3)得泵进口速度 v 3 =2.36m/s,根据 2.7.2 节计算方法,以并联

时实际单泵流量 Q B =0.116m?/s,重新计算吸水管水头损失得,h=1.127m,

v' HSS=H S- 3 -h 2g
1

2

(2.6)

2.362 = 5.67- -1.127 =4.259m 2 ? 9.81

▽安=▽低+HSS =104.8 +4.259=109.059m

2.9 辅助设备的选择
2.9.1 起重设备 查给水排水设计手册得到, JR115 - 4 型交流异步电动机重量为 1180kg , 10Sh-6型水泵重量为598kg。因此,最大起重量为1778kg。 最大起吊高度H=112.8-108.279+1.5+0.2=6.121m。 因此,本设计采用的电动单轨葫芦型号为 CD13-12D(起重量3t,起升高度 12m,自重390kg) 。 2.9.2 排水设备 泵房吸水管路一侧沿壁边设置排水槽,尺寸为21000mm×300mm×50mm,泵房 底板以坡度0.1%向排水槽倾斜,水流汇集到集水井后由排水泵排出至道路雨水 口,集水井尺寸为500mm×500mm×100mm。 由于泵房较深,故采用电动排水泵排水。泵房排水量按20~40m3/h考虑,排 水泵静扬程按 17.5m 计,水头损失大约 5m ,故排水泵的扬程估算为 17.5 + 5 = 22.5m,因此可选用IS65-50-160A型离心泵两台,一台工作,一台备用,配套 电机为Y100L-2。 IS65-50-160A型离心泵是根据国际标准 ISO02858规定的性能和尺寸设计 的,其优点是检修方便。排水泵性能表如下: 表2.2 排水泵性能列表
型号 流量(m /h) 15 22 28
3

扬程 转速 功率 (m) (r/min) (kw) 27 24 22 2900 3

电机型号

电机功率 效率 (kw) (%) 4 63%

IS65-50-160A

Y100L-2

2.9.3 通风设备 由于泵房为半地下式, 所以需要专用的通风设备进行冷却,选用轴流通风机 进行通风换气。30K4-11型轴流通风机属低压通风机,具有结构简单、噪音较小 等优点,适用于厂房、仓库、办公室等。

6

本次设计选用2台30K4-11型轴流通风机,根据泵房窗户尺寸选用其中的8 号风机,其性能表如下: 表2.3 轴流风机性能列表 风机 型号 8 叶轮直 叶片 转数 叶片 风量 空气效 理论 电机 径 3 数 (r/min) 角度 (m /h) 率(%) 功率(kw) 型号 (mm) 800 6 1450 25 27400 63 5.0 JO-51 电机功 率 (kw) 5.5

2.9.4 计量设备 为了有效地调度泵站的工作,并进行经济核算,泵站内必须设置计量设施。 本设计采用LWCB型插入式涡轮流量计DN400。该流量计具有水头损失小、节能、 易于远传、 显示以及可不断流即可在管道上安装和拆卸等优点,因此可以将其直 接安装在管道中,而无须安装旁通管道。 2.9.5 水环式真空泵 真空泵排气量Q v =K( W p + Ws )H s /T(H a -H ss )m?/s K-漏气系数,1.05-1.1

W p -泵中空气体积
Ws -吸水管中空气体积 H s -大气压10m水柱,10.33m H ss -水泵安装高程
根据水泵安装高程和泵轴线距离泵底座的距离以及泵基础高出泵房地下室 地面的高度,引水时间约为1-5min,则排气量

Qv ? 1.05? (0.16 ? 19.2) ?10.33/ 20(10.33? 4.146) ? 14.2m3 / s
查手册,选择SZ-3型水环式真空泵。

2.10 泵房建筑高度的确定
根据水泵安装高程和泵轴离泵底座的距离以及泵基础高出泵房地下室地面 0.2m,可计算得泵房地下室地面标高为109.059-0.48-0.2=108.379m。 进水管中心标高109.059-0.24-0.05=108.769m 出水管中心标高109.059-0.3=108.759m 上层楼板走道标高比洪水位高1米,则为112.8m,又根据走道以上厂房建筑 高度,以及起重设备和起吊高度、采光及通风的要求,推算泵房屋顶大梁下缘高 程为118.950m,因此计算出泵房净高为6.150m。 详细尺寸见附图。

7

2.11 泵房平面尺寸的确定
2.11.1 根据水泵机组、 吸水管路与压水管路的布置条件以及排水泵等相关辅助设备 的布置情况, 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 得泵房平面尺寸为16.185m×7m。 2.11.2 巡视走道 平面尺寸为1.32m×1.05m, 通往地下室的楼梯投影平面尺寸宽为0.7m。其具 体布置位置见附图。 详细尺寸见附图。

3 结论
本设计完成了 2000m /d 供水规模的某企业水厂取水泵站工艺设计,为下一 步的其它工种设计和施 工图设计做好了准备。 但由于本人设计经验有限,设计时间较短,因此,本设计存在了许多不足之 处,需要进一步的改进。例如,水泵选型缺乏优化,泵房布置仍有不合理之处。 有待在今后的学习和工作中不断学习,在具体实践中进一步修改完善。
3

参考文献
[1] 姜乃昌.水泵及水泵站[第五版].北京:中国建筑工业出版社.2008 年. [2] 泵站设计规范. GB/T50256-97.北京:中国计划出版社.1998 年. [3] 给水排水设计手册[第一册]~[第十三册].北京:中国建筑工业出版 社.1999 年. [4] 严煦世 范谨初. 给水工程[第四版].北京:中国建筑工业出版社.1999 年 12 月. [5] 室外给水设计规范. GBJ13-86.北京:中国计划出版社.1998 年. [6] 给水排水标准图集[第四版]S1-S3.北京:中国建筑工业出版社.2001 年

8


相关文章:
泵站设计说明书
设计任务书课程设计题目:任务起至日期: 给水泵站设计 2014 年 11 月 12 日至 2015 年 1 月 10 日 一、设计任务 1. A 城地区给水工程一、二级泵站设计。 ...
某城镇给水泵站设计任务书1
真空泵 3.通风 (七)管材及敷设 (八)主要参考文献和设计成果图 2 华北地区某城镇给水泵站设计任务书一.任务书依据:根据华北某城市建委批准的文件,提出某城镇给水...
泵与泵站设计说明书
环境科学与工程学院 给水排水教研室 某城镇给水工程 第二水泵站工艺设计说明(计算)书 设计班级:29020801 学生姓名:毕淼睿 学号:2902080110 指导教师:杨玉思 赵红梅 ...
2013给水泵站课程设计任务书
水泵与水泵站课程设计 班 级 学生姓名 指导教师 环境科学与工程学院 给水泵站课程设计任务书一、课程设计任务某厂新建水源工程,近期设计流量 A 万 m /d,要求远期...
泵与泵站设计说明书
水泵与水泵站课程设计 26页 1下载券 泵与泵站课程设计 18页 1下载券 取水泵站课程设计说明书... 9页 免费泵​与​泵​站​设​计​说​明​...
泵与泵站设计说明书
泵与泵站设计说明书_建筑/土木_工程科技_专业资料。太原理工大学泵与泵站课程设计说明书泵站设计说明书一、 基本情况概述 1、给水管网供水量:最高日供水量近期为 ...
泵与泵站设计说明书
泵与泵站设计说明书_教学案例/设计_教学研究_教育专区。郑州大学给排水课程设计郑州...关键词:泵站 水泵 工艺 1 前言 1.1 设计任务根据河流水资源状况,经取水水源...
泵站设计 任务书 2015
泵站设计 任务书 2015_建筑/土木_工程科技_专业资料。泵站与管道课程设计指导书 专 业:环境工程 课程名称:泵站与管道实习与设计 指导教师: 1 一、水泵机组的选择...
泵站设计说明书
《泵与泵站》课程设计 说明书 题目:2.5 万人城镇给水泵站(二级泵站)规划设计 学专班学 院:环境科学与工程学院 业:给水排水工程 级:给排水 1202 号:1213300226、...
泵站课程设计任务书_图文
泵站课程设计任务书 河海大学农业水利工程系 一、 设计任务(一)皂河灌溉泵站 1、地形资料 2、泵站规划参数 2.1 流量 设计流量:4.5m3/s。 2.2 水位 引河设计...
更多相关标签: