小弘的泵站设计Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:19544142
- 上传时间:2023-01-07
- 格式:DOCX
- 页数:49
- 大小:724.57KB
小弘的泵站设计Word文档下载推荐.docx
《小弘的泵站设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《小弘的泵站设计Word文档下载推荐.docx(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3)管网中控制点(即水压的不利点)所需的自由水头:
16m;
4)二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差:
25.5m。
1.1.2.该城市的最高日最高时和消防用水时情况
480L/s;
33.3m;
3)管网中要求的最低自由水头:
10m;
26m。
1.2泵站设计流量计算
泵站内吸压水管路水头损失估为2米。
安全水头可取2米。
1.1
1.2.
1.2.1.一泵站设计流量应为:
式中
—一级泵站中水泵所供给的流量(
);
—供水对象最高日用水量(
—为计及输水管道及净水构筑物自身用水而加的系数,
一般取
=1.05~1.1;
—为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
计算得
=1557.2
;
1.2.2.二泵站设计流量应为:
——为计及输水管道及净水构筑物自身用水而加的系数,
一般取=1.01~1.02。
1.2.3.二级供水计算得:
白天二级供水量为:
=1560.6
=433.5L/s;
夜间一级供水量为:
=866.4
=240.7L/s;
消防设计流量为:
=1745.3
=484.8L/s;
水泵泵站类型等级为V。
1.3泵站设计扬程计算
1.2
1.3.
1.3.1.一泵站所需扬程应为:
式中:
—泵站的扬程(m);
—静扬程,采用吸水井的最枯水位与净化构筑物进口水面高差(m);
—吸水管路的水头损失(m),与通过流量Q的平方成正比;
—输水管路的水头损失(m),与通过流量Q的平方成正比。
1.3.2.二泵站所需扬程应为:
——最低动水位与给水管网中控制点的地面标高差(
——管路中的总水头损失,与通过流量Q的平方成正比;
——给水管网中控制点所要求的服务水头;
1.3.3.计算得:
二级泵站最大日白天最大时扬程为
=25.5+(2+23.5)+16+2=69.0m。
二级泵站最大日夜间最大时扬程为=25.5+(2+7.25)+16+2=52.8m。
二级泵站最大日最大时消防供水扬程为:
=26+(2+33.3)+10+2=73.3m。
2水泵初选及方案比较
1.3
1.4.
2.1选泵的主要依据
选泵的主要依据是所需的流量、扬程及其变化规律。
2.
2.1.
2.1.1选泵要点
1)大小兼顾,调配灵活,合理使用水泵的高效段;
2)型号整齐,互为备用;
3)考虑泵站的发展,实行近期和远期建设相结合;
4)大中型泵站需作方案比较;
5)合理选择水泵的构造形式;
6)保证吸水条件,照顾基础平齐,减少泵站埋深;
7)大小兼顾,合理调配的原则下,尽量选大泵;
8)考虑必要的备用泵;
9)选泵后应进行校核;
10)因地制宜,尽量选用当地成批生产的水泵型号。
2.1.2选泵的主要原则
(1)选泵首先要满足最高时供水工况的流量和扬程要求;
在平均流量时,水泵应在高效段运行;
在最高与最低流量时,水泵应能安全、稳定运行。
所选水泵特性曲线的高效率范围应尽量平缓,以适应各种工况的流量和扬程要求。
对于特殊的工况,必要时可另设专用水泵来满足其要求(例如不设专用消防管道的高压消防制系统,为满足消防时的压力一般可另设消防专用泵),本设计不设消防专用泵。
(2)尽可能选用同型号水泵,互为备用;
或扬程相近、流量大小搭配的泵。
(3)水泵选择必须考虑节约能源,除了选用高效率泵外,还可考虑运行工况的调节;
应考虑近远期结合,一般可考虑远期增加水泵台数或换装大泵。
对于埋深较大的水源泵房,远期可采用更换水泵的方式,减少泵房面积。
(4)应在保证水泵的正常吸水条件,在不发生气蚀的前提下,尽可能选用允许吸上真空度值大或必需汽蚀余量值小的泵,应充分利用水泵的允许吸上真空高度,以提高水泵安装高度,减少泵房埋深,降低造价。
同时应避免泵站内各泵安装高度相差太大,致使各泵的基础埋深参差不齐或整个泵站埋深增加。
(5)水泵的台数及流量配比根据供水系统的运行调度要求、泵房的性质及规模、近远期结合方式等作综合考虑,并结合调速装置的应用进行多方案比较后确定。
(6)水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置、泵站造价等有影响,因此要合理选择水泵的构造形式。
(7)选泵时应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。
2.1.3备用泵的选择原则
根据供水对象对供水可靠性的不同要求,选用一定数量的备用泵,以满足供水对象对供水可靠性的不同要求:
①在不允许减少供水量的情况下,应有两套备用机组。
②允许短时间内减少供水量的情况下,备用泵只保证供应事故用水量。
③允许短时间内中断供水时.可只设一台备用泵。
④城市给水系统中的泵站,一般也只设一台备用泵。
通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵相同。
当管网中无水塔且泵站内机组较多时,也可考虑增设一台备用泵,它的型号相最常运行的工作泵相同。
⑤如果给水系统中有足够大容积的高地水池或水塔时,则泵站中可不设备用泵,仅在仓库中贮存一套备用机组即可。
备用泵与其它工作泵一样,应处于随时可以启动的状态。
2.2水泵初选
IS型单级单吸悬臂式离心泵,虽然是用给水的,而且检修方便,但是却适用于流量比较小的供水,不适合本次设计。
单级双吸式离心泵是在给水工程中常用的一种离心泵(如Sh型、SA型),本设计初选水泵为单级双吸式离心泵。
由于采用并联式设计,固所选水泵扬程差距不应过大,拟采用同型号水泵并联使用,可方便统一安装规格以及操作方式、运行电压。
方案一水泵参数
表1.4.5a
名称
转速
(r/min)
流量
(L/s)
扬程
m
效率
%
轴功率Kw
电机功率Kw
汽蚀余量m
台数
250S65
1450
108.25
69.83
76.92
96.32
132
2.6
250S65型水泵特性曲线
图1.4.5a
方案二水泵参数
表1.4.5b
300S90A
216.5
76.89
73.9
220.84
280
300S90A型水泵特性曲线
图1.4.5b
方案三水泵参数
表1.4.5c
8SA-7A
2950
86.6
74.47
76.14
83.03
110
8SA-7A型水泵特性曲线
图1.4.5c
2.3方案比较
选泵利用率参数比较表
表1.4.6a
编号
供水
情况
运行水泵
供水量
(m3/h)
水泵效率η(%)
水泵扬程(m)
所需扬程(m)
扬程利用率(%)
方
案
一
二级
250S65×
866.4
78.62
67.52
52.8
79.0
一级
1560.6
76.87
69.86
69.0
98.8
消防
1745.3
75.00
73.3
97.7
二
300S90A×
72.6
72.75
73.88
76.80
89.8
73.11
100.0
三
8SA-7A×
77.01
78.29
67.4
76.11
74.39
79.6
77.07
78.68
93.2
由表1.4.3a中可以看出,选泵的三中方案均选用各自同一种型号的泵,型号整齐、调配灵活,管理方便,能够互为备用,选泵近似满足最高时供水工况的流量和扬程要求,三中方案的都存在夜间供水工况下扬程利用率低下的现象。
方案一扬程利用率和效率都较高,而且都处于高校段范围内。
二级供水扬程利用率低于90%,但相应的水泵效率最高,能在一定程度上弥补扬程利用率的损失,同时在后期对其中一台水泵叶轮进行切削可符合扬程利用率大于90%的设计要求。
方案二消防供水不在水泵高校段之中,但扬程利用率接近100%,其余一级、二级供水工况下水泵扬程利用率偏低。
方案一、方案二,符合规范9.1.11的装置效率要求,方案三扬程利用率过低,不做讨论。
选泵能耗参数比较表
表1.4.6b
供水流量
单机功率Kw
总功率Kw
日耗电量Kw*h
101.57
203.14
8510.16
96.22
384.88
102.03
408.12
236.47
9791.88
221.15
442.30
237.12
474.24
80.51
241.53
9273.12
83.07
415.35
80.77
484.62
由表1.4.3a中可以看出:
方案一能耗最小,分别为方案二、方案三的87%和91%,效率明显高于其他两种选泵方案。
综合上述因素,根据GB50265-2010中9.1.3,决定选用方案一(5台250S65),其中1台为备用泵,水泵选用重庆水泵厂生产水泵。
2.4选泵校核
在消防期间的强供水情况下,系统负荷增加,但仍然能满足水压需要。
2.5供水的可靠度
泵站采用4台250S65大型泵联合供水,并有2台250s65作为备用泵。
选泵的型号相同,并联可靠度较高,且并联工作时便于调节流量扬程大小。
大型泵具有启动迅速,自动化程度高,供水安全要求高等优点。
在二级供水运行时,两台250S65单泵工作,一级供水运行时,四台250S65多泵并联工作,消防供水启动时,五台250S65多泵并联工作,满足不同时段不同的流量需求,并且在并联工作的水泵有损坏的情况下,其他泵仍可以继续供水,提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性。
2.6电机选择及安装尺寸
参照根据所要求的最大功率、转矩和转数选用:
一般
=1.05~1.5
,电动机的启动转矩大于水泵的启动转矩,转数与水泵的设计转数基本一致。
根据投资少、效率高、运行简便等条件,确定电动机类型:
常用三相交流异步电动机,有时用同步电动机。
所选电机为Y315M1-4,电压为380V,功率为132KW。
电机基本参数如下:
电机基本参数表
表1.4.8
水泵型号
轴功率
(KW)
电动机
型号
额定电压
(V)
功率
电动机重量
(Kg)
190
Y315M1-4
380
1060
3泵站形式
3.1水泵外形参数
机组(水泵和电动机)安装在共同的基础上。
基础的作用是支撑并固定机组,使它运行平稳,不致发生剧烈振动,更不允许基础沉陷。
因此,对基础的要求是:
①坚实牢固,除能承受机组的静荷载外,还能承受机械震动荷载;
②要浇制在较坚实的地基上,不易浇制在松软地基或新填土上,以免发生基础下沉或不均匀沉陷。
卧式水泵均为块式基础,由于水泵流量较小采用底座式安装,其尺寸大小一般均按所选水泵安装尺寸所提供的数据确定。
250S65型泵外形尺寸
图2.1
表2.1250S65型水泵主要外形尺寸表
外形尺寸
L
L1
L2
L3
B
B1
B2
B3
H
H1
H2
H3
n-Φd
1046.5
581
410
350
850
400
510
796
325
520
450
4-27
表2.2250S65型水泵法兰尺寸表
进口及吐出锥管法兰尺寸
出口法兰尺寸
DN1
D01
D1
n1-Φd1
DN2
D02
D2
n2-Φd2
250
390
12-23
150
240
8-23
250S65型泵安装尺寸图
图2.2
对于所选300TSS-90A型的水泵,其主要安装尺寸见下表。
注:
不采用原配出口椎管,采用150—300异径接管。
表2.3250S65型水泵底座尺寸表
带底座六孔安装尺寸
电动机尺寸
底座尺寸
E
L4
h
L5
b
b1
1340
865
315
1844
1200
600
610
760
500
2400
表2.4250S65型水泵法兰尺寸表
DN3
D03
D3
n3-Φd3
285
3.2最大安装高度的计算
相关的计算公式如下:
――修正后采用的允许吸上真空高度(m);
――水泵厂给定的允许吸上真空高度(m);
――安装地点的大气压(即
),mH2O,
海拔高度与大气压(
)关系见表2.4;
--实际水温下的饱和蒸汽压力,mH2O,
水温与饱和蒸汽压力(
)的关系见表3.1。
)关系表
表3.1.1
海拔m
-600
100
200
300
大气压
(mH2O)
11.3
10.3
10.2
10.1
10.0
9.8
9.7
9.6
800
900
1000
1500
2000
3000
4000
5000
9.4
9.3
9.2
8.6
8.4
7.3
6.3
5.5
)
表3.1.2
水温℃
30
40
50
60
70
80
90
饱和蒸汽压
0.06
0.09
0.12
0.24
0.43
0.75
1.25
2.02
3.17
4.82
7.14
10.33
――最大安装高度(m);
――吸水管从喇叭口到泵进水口的水头损失(m)。
根据该水泵站的具体实际情况:
该水泵站海拔为200米,
夏季最高水温为30℃,所以最不利饱和蒸汽压为
即水泵厂给定的允许吸上真空高度:
取吸水口最不利直径250mm,计算得:
取安装高度为-1.2m。
图3.2吸水管轴标高意图(因为偏心变径头关系吸水管轴心比水泵吸水口轴心低50mm)
3.3水泵的引水方式
水泵引水有自灌式和抽吸式两种形式,真空吸水高度较低的大型水泵,自动化程度和供水安全性要求较高的泵房,水泵顶部标高可以在吸水井最低水位以下,以便自动灌水,随时启动水泵。
表3.2.1各种引水方式比较表
引水方式
适用条件
特点(优缺点)
有底阀
水下底阀
压力水管冲水
1.小型水泵(水泵吸水管直径在300mm以下)
2.压水管路内经常有水
1.水头损失较大;
2.底阀需经常清洗和修理;
尤其当用于取水泵时。
易被杂草、石块等堵塞,使底阀关不严密影响灌水启动;
3.底阀在水下检修麻烦;
4.优点是引水装置简单
高架水箱灌水
1.小型水泵〔水泵吸水管直径在300mm以下)
2.压水管路内经常因停泵而泄空无水时
3.适用于吸水管较短所需注人水量不多
水上底阀
小型水泵(水泵吸水管径在400mm以下)
1.底阀安装于吸水管上端90°
弯头处,拆装检修方便;
2.水头损失较水下底阀小
无底阀
液(气)射流泵、水射器
1.适用于小型水泵
2.有足够压力的自来水或专用水泵提供压力水
1.水头损失小;
2.优点是结构简单,占地少,安装方便.工作可靠,维护简单;
3.缺点是效率较低,并需供给大量压力水
真空泵
直接允水
适用于启动各种规模型号水泵。
尤其适合于大、中型水泵及吸水管道较长时
2.优点是真空泵的启动迅速,效率较高;
3.缺点是要设置真空泵等设备和管路;
使水泵启动、操作麻烦。
自动控制(一步化操作)较复杂
常吊真空充水
目前用于中、小型水系启动较多,大型水泵使用较少,适用于虹吸进水系统
2.优点是长期真空吊水,使水泵启动方便迅速便于一步化自动化操作;
3.缺点是真空泵装置和真空管路复杂、真空泵自动启停频繁、初始运行抽气时间较长
自吸泵(自吸式离心泵)
适用于水泵频繁启动的场合
1.吸水管路无底阀,水头损失小;
2.启动方便,仅需灌一次水即可自行启动水泵;
3.由于采用了球阀控制的回流切换机构,使之效率已接近普通离心泵,但水泵价格较贵
经过综合比较,又已知二泵站处的地质情况是:
地面表层(约2米)为粘土,2米以下为页岩,页岩不易开挖。
不适合采用自灌式引水方式。
对于吸水管直径在300mm以内的城市供水泵站,压水管路内经常有水,结合生产实习参观经验,采用压水管引水。
此法设备简单,一般中小型水泵多被采用。
水泵水管容积为:
V=0.3×
0.3÷
4×
π×
(3.8+0.5+0.85×
1.2+0.5)=0.41m³
,
取充满时间为3min,引水管最低压力为67.52mH2O,流量为2.28L/s。
取金属管道最大设计流速为10m/s,则经计算管径为:
0.2mm,取最小管径15mm普通输水管,采用焊接方法接入止回阀后压水管道,并连接水泵泵壳注水孔。
3.4泵站形式
清水池的埋深、地质情况、供水要求的可靠程度,水泵的充水方法和水泵允许吸水高度等因素选择。
清水池示意图图3.4.0
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.4.1泵站的类型
此次设计的是级泵站(送水泵站),二级泵站吸水水位范围小,通常不超过3-4米,因此泵站埋深较浅,一般可以建成地面式或半地下式。
根据给定的清水池尺寸图,计算离心泵的安装高度为0.87m。
泵的机组埋在地下一部分,然后最低水面为-5.00m,所以此二泵站修建成半地下式泵站。
3.4.2清水池的埋深
清水池埋深为6m。
其上覆土0.5m,消防水位-4.30m,满足清水池抗浮要求,避免池顶面直晒,并符合保温要求。
3.4.3地质情况及相关施工方法
(1)二泵站半地下式。
根据地质情况:
地面表层(约2米)为粘土,2米以下为页岩。
页岩承重能力较好,粘土开挖难度与成本不高。
(2)采用柱墩式基础,墙壁用砖砌于地基梁上,根据泵站当地气候湿暖,外墙采用一砖。
(3)为防潮,墙身用防水砂浆与基础隔开。
(4)从抗震角度,泵防最好建成半地下式。
(5)在管道穿过墙壁处采用柔性穿墙套管可减少噪声的传播。
(6)从抗震角度,泵防最好建成半地下式。
(7)泵站内还应有水位指示器,当清水池中水位最高或最低时发出信号,采用与池水不接触式水位计,便于检修。
(8)泵站内外应设置灭火设施或消火拴。
4水泵机组及吸压水管路布置
4.1水泵机组布置
4.1.1水泵机组的布置原则
水泵机组的排列是泵站内布置的重要内容,它决定泵房建筑面积的大小。
机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。
机组布置应保证运行安全,装卸、维修和管理方便,管道总长度最短、接头配件最小、水头损失最小,并应考虑泵站有扩建的余地。
4.1.2水泵机组的布置方式
根据《给水排水工程快速设计手册》(第一册给水工程)152~153页水泵机组各种布置方式的比较见表5.2.1。
水泵机组各种布置方式的比较
表5.2.1
布置
形式
优缺点
平行
单排
优点:
①悬臂式水泵的吸收管可以处于顺直状态;
②布置紧凑,泵房建筑面积小;
③电动机轴抽出方便;
缺点:
①泵房跨度大;
②管道配件较多;
③水力条件较差
④用单轨起吊水泵和电动机较不方便
①单级单吸悬臂式离心泵,如IS,BJ,B,BA型泵和单级双吸离心泵,如Sh型泵均适用。
②一般适用于小泵房。
直线
单行
泵房跨度小;
②进出水管顺直,水力条件好;
③可减少水头损失和电耗
1泵房较长;
②管道配件拆装不便
①侧向进水和侧向出水的水泵,如sh型,SA型单级双吸卧式离心泵
②中小水厂采用较广泛;
③水泵的台数不宜超过5-6台;
④吸水管阀门也可以放在泵房里
横向
双行
①布置紧凑,泵房建筑面积较小;
②管件配制简单,水力条件好
②水泵倒顺转布置,订货和检修麻烦;
③泵房内较挤,检修空间小;
④常需采用桥式起重机
①适
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 泵站 设计