污水提升泵站的设计.docx

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污水提升泵站的设计

污水提升泵站的设计

污水提升泵站的设计

班级：

环境工程112班

学号：

5802111071

姓名：

林秋荣

指导老师：

王白杨

完成时间：

2014-5-7

一、目的和要求

1、加深理解和巩固《水泵和水泵站》所讲授的内容。

2、掌握给水泵站工艺设计的步骤、方法和内容。

3、提高设计计算及绘图能力。

4、熟悉并能应用一些常用的设计资料及设计手册。

5、培养独立的分析问题和解决问题的能力。

二、设计题目

污水提升泵站设计：

某工业园区污水处理厂一期设计规模为1×104m3/d，二期设计规模为1×104m3/d，污水提升泵房处地面标高为26米，进水管管底标高为20米，管径为DN800，假设进水管最大充满度为1。

污水处理厂工艺流程为：

进水管→中格栅→集水井→提升泵站1→调节池→提升泵站2→循环厌氧池→A/O池→二沉池→消毒池→排水堰→受纳水体。

调节池最高水位标高为30米，提升泵站至调节池的水平距离为15米，污水的时变化系数取2.0，中格栅水头损失0.2米，试设计提升泵站1。

如还要请你设计提升泵站2，那么还需要哪些条件？

三、设计内容及成果

1、设计内容

选泵；水泵机组及其平面布置；集水井、泵房平面及高度；吸、压水管道；泵房辅助设备。

2、设计成果

设计成果包括两大部分。

（1）设计说明书

要求文字通顺，字体工整，简明扼要，内容完整，其内容包括：

设计概述；取水泵站流量和扬程的确定；水泵机组和电机的选择及布置；吸压水管的设计计算及布置；泵站辅助设备的选择；泵站平面及高度的确定。

（2）、设计图纸

图纸用A3图纸，内容包括：

泵站工艺的平、剖面图，主要设备材料表。

图面要整洁。

四、时间安排

本课程设计为二周。

一、水泵的选择………………………………………………………………………4

二、吸、压水管实际水头损失的计算及水泵养成的核算………………………4

三、集水池………………………………………………………………………5

四、水泵机组基础的确定和污水泵站的布置………………………………………5

五、泵房高度的确定…………………………………6

六、泵房附属设施及尺寸的确定……………………………………………6

七、采光、采暖与通风………………………………………………………6

八、起吊设备………………………………………………………………………6

九、泵房值班室、控制室及配电间………………………………………………7

10、门窗及走廊、楼梯…………………………………………………………7

一、水泵的选择

计算简图

（1）流量的确定

该泵站提升的一期设计最大流量为Qmax=1*104*2=2*104m3/d=833.4m3/h

采用三用一备，则一台泵的流量为Q=833.4/3=277.8m3/h

（2）选泵前扬程的估算

水泵提升的静扬程为调节池水位（30m）与集水井最低水位H2之差，集水井的有效水深为2m，通过格栅的水头损失为0.2m。

集水井最高水位H1取进水管水位，进水管充满度为1，则H1=20+1*0.8-0.2=20.6m,H2=20.6-2=18.6m

静扬程H静=30-18.6=11.4m

水泵吸水管和压水管水头损失估算为2.0m，自由水头取1.0m,则水泵扬程为:

H=H静+2.0+1.0=11.4+2.0+1.0=14.4m

（3）由Q=277.8m3/h和H=14.4m可知，选用150WL

-300-16型四台，三用一备，其个性能参数如表1

表1

型号

流量Q（m3/h）

扬程H/m

转速n/（r/min）

轴功率W/kw

电动机功率w/kw

效率

汽蚀余量m

重量/kg

150WL

-300-16

300

16

1450

17.5

22

75%

4.6

980

安装尺寸mm

n-Фd

J

B

C

D

E

F

G

H

4-27

4250

900

600

450

355

470

590

670

进口法兰

出口法兰

DN

D1

D2

n-Фd

DN

D1

D2

n-Фd

150

240

285

8-22

200

280

320

8-17.5

二、吸、压水管实际水头损失的计算及水泵扬程的核算

（1）管径及流速的确定

Q=277.8m3/h，吸水管选用DN300mm的钢管，压水管选用DN250mm的钢管则

吸水管内流速为v吸=4Q/π/D2=4*277.8/3.14/0.3/0.3=1.09m/s查《给排水设计手册01》

知1000i=7.27

压水管内流速为v压=4Q/π/D2=4*277.8/3.14/0.25/0.25=1.57m/s查《给排水设计手册01》

知1000i=11.0

水泵进出口直径分别是200mm，150mm

所以v进口=2.46m/sv出口=4.37m/s

（2）吸水管路水头损失计算

吸水管上附件有：

一个喇叭口D=1.5*300=450mm，ζ1=0.1

D300的90°弯头一个ζ2=0.78

D300闸阀一个ζ3=0.07

D300*200的偏心渐缩管一个ζ4=0.18

吸水管局部水头损失为

H局部=∑ζv2i/2g=[（0.1+0.78+0.07）*1.092+0.18*2.462]/2/9.8=0.11m

设吸水管为3m，则h沿程=3*7.27/1000=0.02m

（3）压水管水头损失

压水管上附件有：

D150*250渐放管一个ζ1=0.18

D250的截止阀一个ζ2=3.0

D250闸阀一个ζ3=0.07

D250的90°弯头四个ζ4=0.87

压水管局部水头损失为：

H局部=∑ζv2i/2g=（3.0+0.07+0.87*4+0.18）*1.57*1.57/2/9.8=0.74m

设压水管长为30m,则压水管沿程水头损失为

h沿程=30*11.0/1000=0.33m

所以总的水头损失为h=0.11+0.02+0.74+0.33=1.2m

所以水泵的扬程为H=11.4+1.2+1.0=13.6m<16m能够满足需求，故选泵合适。

三、集水井

（1）集水井形式

本设计，把集水井设在泵房外面，集水井内设有污泥斗，池底做成不小于0.01的坡度，坡向污泥井。

从平台到池底设有扶梯，台上设有吊污泥用的粱钩滑车。

（2）集水井容积的计算

集水井容积按最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取2.0m，v=5/60*227.8=23.5m3

则，集水池的面积A=23.5/2=11.75m2由于太小，泵的台数太多，把它扩大，做成面积为28平方米

（3）集水井的排沙

污水杂质往往在集水井内沉积，时间长了容易发臭，甚至堵塞集水坑，影响正常吸水。

因此，在压水管路设DN150mm的压力冲洗管伸进集水坑冲洗。

四、水泵基础的确定和污水泵站的布置

（1）基础要浇在坚实的基础上，一面发生不均匀的沉降或下沉。

查手册算得水泵基础尺寸为900mm*700mm，机组的总质量W=980+335=1315kg，基础的深度H=3.0*1315/0.9/0.7/2400=2.61m3取3m3，

（2）污水泵站的布置

采用矩形，泵房内采用横向双行排列，泵房的长度为18米，宽为6米（不包括值班室、配电间）。

集水井的长为14米，宽为2米

。

五、泵房高度的确定

（1）地下部分

集水井最高水位标高H1=20.6m最低水位为H2=18.6m

吸水管的中心标高在最低水位以下0.6m

则吸水管中心线标高为H3=18.6-0.6=18m

所以泵轴标高为H3=18+0.3+0.42=18.72m

基础顶标高为H4=18.72-0.42=18.30m

基础底面标高为H518.3-0.2=18.1m

所以泵房地下埋深为H下=26-18.1=7.7m

（2）地上部分

H上=n+a2+c2+d+e+h=100+140+930+0.85*900+3000+200=5.14m

其中，n取100m;行车梁高度a取140mm；行车梁底至起吊中心距离c取930mm;起重绳的垂直长度d=0.85x=0.85*900=765mm;最大一台水泵或电动机的高度e取3000mm;起吊物底部与泵房进口处室内地坪的距离h取200mm.

所以泵房的高度H=H下+H上=7.7m+5.14m=12.94m

水泵的开启方式为自灌式。

六、泵房附属设施及尺寸的确定

（1）水位控制

污水泵房采用自动控制机组运行，根据水位变化，应用可编程序控制系统PLC实现水泵开停的自动控制。

启动停车自动控制的信号有水位继电器发出。

（2）计量设备

由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵的问题，可采用电磁流量计作为计量设备。

（3）排水

在机械间的地板上设排水沟和集水坑。

排水沟沿墙设置，坡度i=0.01，集水坑平面尺寸为1m*1m，深为1m，在吸水管上接出DN100mm，的小官伸到集水坑内，当水泵工作时把坑内的积水抽走。

七、采光、采暖和通风

（1）位于南方地区，课不需要采暖设备。

（2）泵房在上层工作间设置窗户，保证有充足的阳光，检修操作采用集中照明。

（3）泵房通风主要解决高温散热和空气污染问题，污水泵站的机械间机组台数越多，功率越大，除四周设置窗户外，还要设置机械通风和通气管。

八、起吊设备

泵房起重设备根据最大一台设备的重量进行选择，有水泵机组重量W=1315kg，可选用LDH型电动单梁环形轨道起重机，起性能参数如下表2

表2

起重量（t）

跨度（m）

操作方式

最小压轮（KN）

最大压轮（KN）

总重量（kg）

2

20

地面/司机室

6.5

18.9

2.74

外形尺寸mm

H

H1

H2

C1

C2

W

B

580

120

1040

872

1343

-2500

-310

九、泵房值班室、控制室及配电间

值班室设在机器间一侧，有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控制台和配电柜，其面积为12-18平方米，能满足1-2个人值班。

本设计泵房和控制室合建，并建在泵房外面，面积取3m*9m，配电间取3m*9m。

十、门窗及走廊、楼梯

（1）门：

机器间至少要满足设备最大部件搬迁出入的门，取宽3.5米，高3.5米，泵房靠近值班室一侧设有小门，取高2米，宽1米。

泵房与配电间之间设有小门，尺寸与值班室小门一样，配电间通往室外的门也与其一样

（2）窗：

未来便于通风采光，开窗面积不小于泵房面积的五分之一，所以开6个窗子，尺寸为2500mm*2000mm。

（3）走道：

在泵房思卓设有走道，走道栏杆高1米，在机器间的一侧设有楼梯，楼梯倾角约为1/0.75、宽0.8米，扶手1米。

（4）卫生设备：

未来管理员使用方便，就近设厕所。

欲设计提升泵站2，需要的条件是：

1.知道提升泵站2的地面标高

2.提升泵站2下一道工序的地面标高

3.这两地之间的水平距离

4.提升泵站2前一道工序的最低液位和最高液位