污水泵站设计计算给排12级Word文档下载推荐.docx
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取最高日最高时设计水量为提升泵站的设计流量。
Qmax=1400m3/h
3.1.2污水泵杨程估算
设泵吸压水管路的总损失初估为2-4m,安全水头为1-2m,有效水深为1.5~2m,2个闸门的水头损失都取0.05m。
计算水泵最低吸水水位。
水泵扬程可初步按下式计算:
H=HST+∑h+2=Hss+Hsd+∑hs+∑hd+2
式中Hss——吸水管地形高度(m),为集水池内最低水位与水泵轴线之高差;
Hsd——压水地形高度(m),为泵轴线与输水最高点(即压水管出口处)之高差;
∑hs和∑hd——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失(包括沿程损失和局部损失)。
其中1~2m为安全水头,取2m。
取有效水深为1.7m
格栅前水位=来水管设计水位-闸门1水头损失=-4.30-0.05=-4.35m
格栅后水位=格栅前水位-过栅水头损失=-4.35-0.09=-4.44m
最高水位=格栅后水位-闸门2水头损失=-4.44-0.05=-4.49m
最低水位=最高水位-有效水深=-4.49-1.7=-6.19m
HST=沉砂池设计水位标高-最高水位=4.20-(-6.19)=10.39m
H=HST+∑h+2=10.39+3+2=15.4m
3.1.3选泵参考特性曲线(ab线)的求算
b点:
Qb坐标原点流量Hb=Hss+Hsd+2
图1QW潜污泵型谱图
3.2污水泵设计方案确定
3.2.1提方案
所选方案应为可行方案。
选泵时应注意:
a.在满足最大工况要求的条件下,应尽量减少能量的浪费。
b.合理利用各水泵的高效段。
c.尽可能选用型号泵,使型号整齐,互为备用。
d.尽量选用大泵,但也应按实际情况考虑大小兼顾,灵活调配。
e.∑h值变化大,则可选不同型号泵搭配运行。
f.保证吸水条件,照顾基础平齐,减少泵站埋深。
s.考虑必要的备用机组。
h.考虑泵站的发展,实行近远期相结合。
所提方案如下表:
表1选泵方案
方案编号
用水变化范围(m3/h)
运行泵及其台数
第一方案
选用两台
<
940
1台300QW800-15-55
940-1400
2台300QW800-15-55
第二方案
选用三台
735
1台250QW600-15-45
735-1340
2台250QW600-15-45
1340-1400
3台250QW600-15-45
(1)绘制水泵一的单泵及并联特性曲线
在高效段范围内去两点坐标,用抛物线法拟合水泵特性曲线方程,先假设Q-H特性曲线H=Hx-SxQ2,,在水泵特性曲线取两点(Q1,H1)和(Q2,H2)
代入H=HX-SXQ2,解出Sx和HX,求出Q-H特性曲线方程,用描点法绘出Q-H特性曲线。
取点(15,600),(12.9,700)。
解出Sx=1.5×
10^-5,HX=20.8
取点列表:
表21台水泵一Q-H表
取点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Q(m3/h)
100
200
300
400
500
600
700
800
H(m)
20.8
20.64
20.18
19.38
18.24
16.8
15
12.98
10.56
表32台水泵一并联Q-H表
1000
1200
1400
1600
表43台水泵一并联Q-H表
900
1500
描点法绘图得:
图2单泵及并联特性曲线
(2)绘制水泵二的单泵及并联特性曲线
在高效段范围内去两点坐标,用抛物线法拟合水泵特性曲线方程,先假设Q-H特性曲线H=Hx-SxQ2,,在水泵特性曲线取两点(Q1,H1)和(Q2,H2)代入H=HX-SXQ2,解得S和HX值,求出Q-H特性曲线方程,用描点法绘出Q-H特性曲线。
。
取点(15,800),(13.5,900)。
解出Sx=8.82×
10^-6,HX=20.64
表51台水泵二Q-H表
10
20.55
20.29
19.85
19.23
18.44
17.46
16.32
13.5
表62台水泵二并联Q-H表
1800
图3水泵二的单泵及并联特性曲线
3.2.2进行方案比较后,确定设计方案
表7选泵方案比较表
用水变化范围
泵扬程(m)
所需扬程(m)
扬程利用率(%)
泵效率(%)
第一方案选用两台300QW800-15-55
一台300QW800-15-55
12.8
82.78
940~1400
两台300QW800-15-55
12.8-16.3
12.8~13.7
84~100
第二方案选用三台250QW600-15-45
一台
250QW600-15-45
12.15
82.6
735~1340
两台
12.15~13.5
1340~1400
三台
13.5~17.3
13.5~13.7
79-100
(1)方案比较
1从运行费用方面:
方案一,方案二均能满足用水要求,方案一方案扬程利用率较高,而方案二富余扬程多,利用率较低。
且在用水量低时,方案二会造成很大的能耗,故方案一较优;
2从运行方面维护方面看:
因为使用的是同种型号(或同样)的水泵,管道附件变化较少,便于施工维护,同时也便于泵的轮换工作,互为工作、备用泵;
3发展方面:
方案一起初采用小叶轮,用水量逐渐增大时,将可改换成大叶轮。
同时,也为远期供水预留了水泵位,具有很好扩容的条件;
4方案一水泵效率高,较节能。
例,经过比较几个方案,300QW800-15-55型泵效率高,平时运行费低,且并联输送水量大,能满足发展需要。
选用方案二,选用3台300QW800-15-55型泵,二用一备。
(2)查出所选水泵及电动机的各项参数。
表8水泵性能参数表
水泵型号
Q
(m3/h)
H
(m)
转速r/min
轴功率(KW)
效率(%)
允许吸上真空高度Hs
叶轮直径D
进口法兰DN
出口法兰DN
泵重
(吨
备注
300QW800-15-55
980
55
-
1.350
表9配用电机性能参数表
电机型号
功率(KW)
电压(V)
重量(吨)
参考价格
Y315S-6
75
380
0.990
3.3水泵机组基础尺寸的确定
图4潜污泵尺寸图
图5潜污泵安装尺寸图
3.3.1查出水泵的外形尺寸及安装尺寸
根据《给排水设计手册》第11册及网络等资料,查出所选泵的安装尺寸。
3.3.2计算机组基础尺寸
基础长度L=地脚螺栓孔间距+(400~500)mm
=p+400=780+400mm=1180mm
基础宽度B=地脚螺栓孔间距+(400~500)mm
=y+400=770+400=1170mm
基础高度H=3.0w/LBr
=3.0
1350
(1.18
1.17
2400)=1.22m
式中:
W---机组总重量r---混泥土容重2400kg/m3
3.3.3基础校核:
a、基础重量=1.18
1.22
2400=4042.40kg
机组重量=1350kg
满足基础重量=机组重量×
3,符合要求
b、基础高度=1220mm≮50cm,符合要求
顶面高出室内地坪取30cm>
10~20cm
3.4水泵机组布置
本泵站分三期建设,本设计为最后一期工程。
(1)水泵机组布置原则
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、接头配件最少、水头损失最小,降低平时运行费用,并应考虑泵站有扩展的余地。
水泵机组的排列决定泵房建筑面积的大小,应尽量缩小泵房面积,降低造价。
(2)泵站排列方式
污水泵站一般有图5三种排列方式:
图6污水泵站排列方式
3.5确定泵站类型
根据泵站的平面形式,泵站的布置形式有圆形和方形;
根据泵站机器间地面与室外地面相对标高,泵站又分为地面式、半地下式和地下式泵站。
应根据吸水面高度、地质情况、供水要求的可靠程度、水泵的充水方式、水泵允许吸上真空高度等因素选择。
污水泵站启动频繁,应采用自罐式吸水方式;
方形泵房有利于设备布置。
3.6计算吸、压水管及联络管直径
表9吸、压水管及联络管管径计算表
泵型
管道
最大流量Q(m3/h)
估计流速V(m/s)
计算管径D’(mm)
选用管径D(mm)
实际流速V(m/s)
吸水管
无吸水管
压水管
850
2.00
388
1.88
联络管
1485
1.50
591
1.46
3.7布置机组与管道,确定泵房平面尺寸
(1)机组、设备间距布置要求(参见tb,P164-166)
图7泵房机组间布置图
(2)吸水口间距和离墙距离应符合图8要求(附尺寸标注示意)
图8吸水口间距及离墙距离
图9机器间尺寸计算图
(3)确定机器间长、宽,并画出机器间布置如图9
(4)压水管路设计要求
①泵站内的压水管路要求坚固而不漏水,因污水宜腐蚀管道,采用铸铁管。
为便于拆装与检修,在适当地点设法兰接口。
②为了安装上方便和避免管路上的应力传至水泵,一般应在压水管路设置伸缩节或柔性的橡胶接头。
为了承受管路中内压力所造成的推力,在一定的部位上(各弯头处)应设置专门的支墩或拉杆。
③在不允许水倒流的给水系统中,应在水泵压水管上设置止回阀。
(5)确定泵房机器间平面尺寸
要求查出阀门、管件长度,并图示。
图10机器间尺寸计算图
3.8确定水泵机组安装标高和机器间标高
图11高程计算图
3.9吸、压水管的水头损失计算
(1)沿线水头损失计算
管道沿程水头损失hy=iL
其中:
L——管段长度
i——水力坡降(单位长度管段的水头损失)
AB管
HAB=B点标高-A点标高
A点标高=喇叭口距池底标高0.8D+池底标高
池底标高=栅前水位标高-栅前水深
取栅前水深0.3m,栅前水位标高=-4.35m
0.8D=0.24m(D为喇叭口直径DN300)
则A点标高=-4.41m
B点标高=联络管埋深高度=0.7+联络管半径图12局部水头损失计算图
=0.7+0.3=1m
故HAB=1-(-4.41)=5.41m
故LAB=竖管+横管=5.41+2.38+1.47+0.48(闸阀长度)+0.31(止回阀长度)+0.255(伸缩节长度)=10.31m
BC管段
LBC=2.38m
CD管段
LCD=1.59+沉砂池设计水位标高-B点标高=1.59+4.20-1.0=4.8m
AB管采用DN400压力管,流速1.88m/s,1000i=12.4
BC、CD管段采用DN600,流速1.46m/s,1000i=4.4
则hy=iL=
(2)计算局部水头损失∑
表10局部水头损失计算表
序号
管件名称
管件
局部阻力
流量Q
最大流速v
(m)
局部水头损失(m)
直径
系数
(m/s)
(mm)
喇叭口
0.1
3.34
0.57
0.057
弯头2个
0.6
0.18
0.11
渐扩管
0.13
0.074
90°
1.1
0.12
0.0216
球形伸缩节
0.21
0.038
闸阀
0.07
0.0126
止回阀
2.5
0.45
弯头
0.52
0.296
.10
三通管2个
1.62
0.178
1.757
(3)总水头损失
各管段水头损失为沿程水头损失和局部水头损失之和。
再计算总水头损失,即计算A-D管路水头损失,为AB管段、BC管段、CD管段水头损失之和。
则水泵所需总扬程:
H=10.39+1.92+2=14.31m
3.10水泵工况点的校核
(1)水泵管道特性曲线
①比阻
=1.76/14852=7.98*10^-7
管道曲线
,列出流量与杨程计算表,再描点作图:
表11管道特性曲线计算(最低水位)
10.39
10.42
10.52
10.68
10.90
11.19
11.54
11.95
12.43
表12管道特性曲线计算(最高水位)
8.69
8.72
8.82
8.98
9.2
9.49
9.84
10.25
10.73
画出最低水位和最高水位时的管道、单泵和并联泵的特性曲线图,如下图所示:
图13提升泵工况校核曲线图
检验单泵运行和并联运行时,由泵得性能图得知该泵4个工况点都在高效段,所选泵合理。
4集水池容积校核
集水池的容积在满足安装格栅和吸水管的要求,保证水泵的吸水条件并能够及时将流入的污水抽走的前提下,应尽量小些,这样既降低造价,又可以减轻污水池污水中杂物沉积和腐化。
(1)全昼夜运行的大型泵站(最高日污水处理量超过15000m3),集水池容积根据工作泵机组停车时启动备用泵所需时间来计算。
一般可采用不小于最大泵5min出水量的容积。
W1——集水池有效容积,m3
Q——最大泵5min出水量,m3/h
(2)小型污水泵站,由于夜间流量不大,通常在夜间停止运行。
在这种情况下,集水池容积应满足储存夜间流入量的要求。
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