最终泵站设计解析.docx
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最终泵站设计解析
二、泵站工业设计要点
第一节、水泵的初步选择
1.1泵站设计参数的确定
泵站一级工作时的流量
Ql=鮎=3()()()()U3;Z=2816<7m3/h=782.4L/S
99
泵站二级工作时的流量
Q2二Q/K壯35%二30000*1.3*35%二濟。
m*h二252.8L/S1515
泵站一级工作时的设计扬程
H=/Z+h安全+刀h泵站损夫+Zh管网损失+h毁务水头
=(15-16)+2+2+30+35
=68m
其屮,Z1Z为地形高差
h安全——安全水头
工h彌损失泵站内的损失(初步估计为2m)
工h管呗失一一为管网的总损失
h服务水头一一为管网最不利点的服务水头
1.2选择水泵
可用管路特性曲线进行选泵,先求出管道的特性曲线方程
因为,Hct=JZ+叽务水头+h”二(15-16)+35+2二36m
且,S-(Eh泵站橫失+Eh管网损失)/Q|2-32/2816.7
=4.03X10-"h2/m5
或,S二(Sh^+Lh.^)/Q2
=32/(782.4X10-6)=52.33s2/zn5
则,管道的特性曲线方程为:
H二Hct+SQ2=36+4.03X10-6Q?
(Q取m'/h)
或H二HCT+SQ2=36+52.33Q2(Q取L/s)
根据特性曲线方程得到流量和扬程的关系:
(表1)
Q(m3/h)
600
700
800
900
910
1000
1100
1200
1300
H(m)
37.45
37.97
38.58
39.26
39.34
40.03
40.88
41.80
42.81
Q(m3/h)
1400
1500
1700
1900
2100
2300
2500
2700
2800
H(m)
43.90
45.06
47.65
50.55
53.77
57.32
61.19
65.38
67.60
Q(m3/h)
2816
2900
3000
H(m)
67.96
69.89
72.27
(表2)
Q(l/s)
100
120
140
160
180
200
220
240
260
H(m)
36.52
36.75
37.03
37.34
37.70
38.09
38.53
39.01
39.54
Q(l/s)
280
300
320
360
400
440
480
520
560
H(m)
41.10
40.71
41.36
42.78
44.37
46.13
48.06
50.15
52.41
Q(l/s)
600
640
680
720
760
800
840
H(m)
54.84
57.43
60.20
63.13
66.22
69.49
72.92
为了方便以后水泵的维修和管理,选择4台水泵,一级工作时3台泵工作,1台备用,二级工作时1台泵单独工作,其余泵备用。
根据流量和扬程的关系得,需求的工况点参数:
一级(每台泵):
Qi=938m7h=260.6L/sH=67.96m
二级(单泵):
Q2二910m'/h二252.7L/sH=39.34m
根据反复比较水泵的特性曲线,有如下两个方案:
方案一:
选择350S75A型水泵4台并联时:
Q=2920m7h=805.6L/s,H=69.5m,q泵二76.5%,几总=80.3%
单泵时:
Q=1440m7h=400L/s,H二49.5m,n泵二74.5%,n总二98%
350s75A串并联工况点
图1(350S75A泵特性曲线及管道特性曲线)
3J-3035OS75型泵性能曲线
(“=1450r/min)
35OS7SA
1450
220
247
2KO
78
H4
3.S
1200
257
79
图2(350S75A特性曲线及机组尺寸)
方案二:
选择14sh-9A型水泵4台
并联时:
Q二2844m'/h二790L/s,H二68.5m,n杀二77.5%,n总二67%
单泵时:
Q=1476m'/h二410L/s,H二4&m,几泵二76.5%,耳总二81%
14sh9A.f.并联工况点
图3(14sh9A泵特性曲线及管道特性曲线)
冏3-1821449型象性紳曲线
("二l47Or/min)
图4(14sh9A泵特性曲线及机组尺寸)
综合考虑两种方案,在两者的流量Q、扬程H差不多的情况下,比较看来350S75A型泵的效率更高,因此最终选定350S75A型号的泵4台。
1.3确定电机
与水泵配套的电机——Y355L.-4型,其性能参数:
功率P二280KW,
n=1450r/min
第二节:
水泵基础尺寸的确定
350S75A型泵不带底座,其安装尺寸:
(mm)
(表3)
型号
电动机尺寸
E
L
L2
出口锥管法兰尺寸
LI
H
h
B
A
dn3
Do3
Ds
350S75A
1570
355
905
630
610
500
2846.5
889
350
160
500
350S75A泵(不带底座)和Y355L-4电机,所选用的基础为混凝土块式基础,贝I」:
基础长度二地脚螺钉间距+(400'500)
二L2+E+B+(400^500)二889+500+630+500
二2519mm(取2500mm)
基础宽度二地脚螺钉间距+(400'500)
二A+(400^500)=610+500
=1110mm(取1100mm)
基础高度二{(2.5X0)X(W水泵+W电机)}X(LXBXp)
二3X(1200+2000)/(2.5X1.IX2400)
=1.45m(取1.5m)
其中:
W水泵——水泵的重量(kg)
W电机——电机的重量(kg),资料有限粗估为2000
P一一基础密度(kg/nP),混凝土的密度为(2400kg/m3)
最终确定基础的尺寸为:
2.5X1.1X1.5(m3)
第三节:
水泵吸水管和压水管
一台350S75A单独工作时的最大流量为二级工作流量Q?
二1440m
3/h,压水管选DN=500mm的钢管,吸水管选DN=600mm的钢管,根据公式DN二J4Q/G.14V)计算得:
压水管DN二500mm,V=2.04m/s,1000i=3.37
吸水管DN二600mm,V二1.41m/s,10001=10.9每台水泵单独设有吸水管,并设有手动敞开蝶阀D371(H,F),其DN二600mm,L二154mm,W=350kg
压水管设有电动操作阀,D971X(H,F),其DN二500,L二127mm,
W二212kg
并设置一个手动常开蝶阀,D371X(H,F),其
DN二500mm,L二127mm,W=187kg
为预防停泵水锤的危害,每台泵设微阻缓闭消声碟式止回阀
HH44x-;6,DN二500mm,L二980mm,W二750kg
压水管道之间设有连通管,DN二400
连通管上设有止回阀HBH41H-10型液压缓闭碟型止回阀,
DN二400mm,L二216,W二219kg
泵的排列方式为:
横向排列(下图5)
2WOOD
u&aa]pfoo」刁070IJ]proaIpf)70l夕?
soo」"moI
第四节.吸水井的设计
吸水井最低水位二清水池最低水位二15・5m
水泵吸水管喇叭大头直径DM1.3〜1.5倍吸水管径=1.4X
600二840mm,(取800mm)
吸水口喇叭长度LN(3.0~7.0)X(D-吸水管径)=4X(800-600)
=800mm
喇叭口距吸水井壁的距离2(0.75^1.0)D=0.8X800二640mm,(取
700mm)
喇叭口之间的距离=2.Im
喇叭口距吸水井底的距离2(0.8~1.0)D=1.0XD=0.8m
喇叭口淹没水深h二2.0m
吸水井埋深二清水池最低水位-吸水井高度=16-2.8=13.2m
清水池规格:
9.4X2.2X2.8(m3)
▽Er
<94cc
1.6m
(一--、广・一.
淸水池
▽1.4m
/\//\\
\/1.32m
1
Tnn
.700
(上图6)
第五节、吸水管和压水管的损失计算
5.1吸水管路的损失计算
吸水管流速VI二1.41m/sV咐叭二將XI.41=0.79m/s
查《给水排水设计手册第一册》各管道局部损失系数:
同心渐缩(DN800mm-600mm).二0.20
偏心渐缩(DN600mm-350mm),=0.30
偏心渐阔(DN350mm-600mm)3=0.19
©泵入口二1・°匚啊口匚弯头=0.96匚阀门二0.06
则,局部损失工hj二h咧叽+弯头+hMfJ+h債缩+h渐縮+h泉入口
jnX^+2X—X^+5X^+JX^+」X^+
=0.56m
沿程损失Ehi=3.37/1000X8=0.027m
则,吸水管总损失Eh吸=Ehi+Lhj=O.56+0.027=0.587m
5.2压水管路损失计算
(上图7)
1不同径丁字管(DN500,500,400)-②不同径丁字管(DN500,400,400)
不同径丁字管(DN500,400,400)④偏心渐阔管(DN350-500)⑤止回阀⑥、⑦阀门⑧偏心渐缩
Vl=2.04m/sV2=l.6m/sV3=2.04m/s
查《给水排水设计手册第一册》得:
〔1二匚2匚3二0.2C4=0.19匚5=1.8C6=0.06C7=0.06
匚8=0.19
局部损失刀h,二(匚X生空匚”><亘+
;122g32g°2g
(〔+©+〔)X生+〔qX2£=l.75m
bb/2g$2g
沿程损失Ehi=10.9/1000X10=0.109m
则压水管路总损失:
刀h压二刀m+Khi=l.75+0.109二1.859m
可得,并联工作时泵站内部的水头损失为:
工h吸+Kh压=2.446m
第六节、复核水泵和电机
根据己经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内管路的水头损失,复核所需扬程,然后校核泵机组。
泵房内的损失:
Kh二2.446m则,水泵所需扬程:
H=(15-16)+2+30+2.446+35=68.446m。
与孤寂的扬程基木相同。
第七节、消防校核
在火灾时,需水量Q火二Q+Q消=2816+200=3016m7h,消防时所需的扬程:
少
H火二Zc+h'+Yh泵站损失+=h管网损失=(15-16)+10+36.66+2.6=48.26m
其中工h郎损失一消防流量
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