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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 《泵與泵站課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》 </p><p><b> 姓名: </b></p><p><b> 學(xué)號(hào): </b></p><p> 學(xué)院:建筑與環(huán)境學(xué)院</p><p><b> 班級(jí): </b></p>
2、<p> 2013年01月11日</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 一、基礎(chǔ)資料2</b></p><p><b> 1.原始資料2</b></p><p> 2.城市基礎(chǔ)資料3</p><p&
3、gt;<b> ?、俪擎?zhèn)規(guī)劃資料3</b></p><p><b> ?、诒谜驹O(shè)計(jì)資料3</b></p><p> 二、設(shè)計(jì)成果及要求3</p><p><b> 1.設(shè)計(jì)成果3</b></p><p><b> 2.設(shè)計(jì)要求4</b>&l
4、t;/p><p> 三、泵站的初步設(shè)計(jì)4</p><p> 1.設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程:4</p><p> ?、僭O(shè)計(jì)流量的確定4</p><p> ②設(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算4</p><p> 2.初選水泵和電機(jī)6</p><p><b> ?、龠x泵的原則6</b>&
5、lt;/p><p> ?、谶x泵方案的確定6</p><p> ?、酃艿捞匦郧€的繪制7</p><p> ?、芙h(yuǎn)期泵工況點(diǎn)分析8</p><p><b> ?、葸x擇電機(jī)8</b></p><p> 3.水泵機(jī)組的設(shè)計(jì)8</p><p> ?、倩A(chǔ)尺寸的計(jì)算8&l
6、t;/p><p> ?、谒脵C(jī)組的布置原則9</p><p> 4.吸壓水管路的設(shè)計(jì)9</p><p> ?、傥苈返脑O(shè)計(jì)10</p><p> ?、趬核苈返脑O(shè)計(jì)10</p><p> ?、畚鼔核苈返姆笤O(shè)11</p><p> 四、機(jī)組與管道的布置11</p>&
7、lt;p> 五、確定泵房平面尺寸11</p><p> 1.泵房直徑的確定11</p><p> ?、倏v向最小尺寸的確定12</p><p> ?、跈M向最小尺寸的確定12</p><p> 六、精選水泵和電動(dòng)機(jī)13</p><p> 1.吸水管路的水頭損失Σhs13</p>&l
8、t;p> 2.壓水管路的水頭損失Σhd13</p><p> 七、泵房高程的確定14</p><p> 1.泵房底板的高程14</p><p> 2.泵房頂層地坪的高程15</p><p> 3.泵房頂板的高程15</p><p> ①起重設(shè)備的選擇15</p><p&
9、gt; ②總起升高度H15</p><p> 八、其他附屬設(shè)備16</p><p><b> 1.排水設(shè)備16</b></p><p><b> 2.通風(fēng)設(shè)備16</b></p><p><b> 九、設(shè)計(jì)心得16</b></p><p&
10、gt;<b> 十、參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b> 一、基礎(chǔ)資料</b></p><p><b> 1.原始資料</b></p><p> ①擬建一級(jí)泵站處河流斷面圖一張:橫向比例為1:1000和縱向比例1:150,見(jiàn)附圖1;</p><p> ②擬
11、建一級(jí)泵站處地形圖一張:比例為1:5000,見(jiàn)附圖2;</p><p> ?、郾门c泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一份;</p><p><b> 2.城市基礎(chǔ)資料</b></p><p><b> ①城鎮(zhèn)規(guī)劃資料</b></p><p> ?、旁O(shè)計(jì)用水量資料:根據(jù)設(shè)計(jì)者的學(xué)號(hào)末兩位為34,則該城鎮(zhèn)的近期設(shè)計(jì)
12、用水量5000+34×100=8400m3/d。遠(yuǎn)期的設(shè)計(jì)用水量為近期的1.4倍,即8400×1.4=11760m3/d;</p><p> ?、瞥擎?zhèn)消防供水要求:根據(jù)消防防火規(guī)范要求,該城鎮(zhèn)同時(shí)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)為兩次,每次消防用水量為45L/s,火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按2小時(shí)計(jì)算。消防貯水使用后要求在24小時(shí)內(nèi)補(bǔ)滿;</p><p> ?、枪┧踩砸螅阂笠患?jí)泵站能夠連續(xù)供水,
13、且在事故時(shí)輸水管供水量不低于正常供水量的75%;</p><p><b> ②泵站設(shè)計(jì)資料</b></p><p> ?、潘馁Y料:根據(jù)河流斷面圖,在擬建一級(jí)泵站河段處百年一遇的洪水位為590.60m;常水位為585.20m,保證率為97%的枯水位為582.50m,此保證率為97%的枯水流量為31.50m3/s;</p><p> ?、频刭|(zhì)資
14、料:在擬建一級(jí)泵站的河流斷面及凈水廠的空地布置有鉆孔。由地質(zhì)柱狀圖可以看出,表層有2m厚的砂粘土覆蓋層,以下是中密卵石層或砂巖,適合工程建設(shè);</p><p> ⑶水質(zhì)資料:經(jīng)檢測(cè),該取水段河流水質(zhì)符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》;</p><p> ?、鹊匦钨Y料:擬建一級(jí)泵站處的地形見(jiàn)附圖2,水廠配水井設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為600.30m;</p><p> ?、蓺庀筚Y料
15、:年平均氣溫為15.80°?,最高氣溫為39.50°?,最低氣溫為零下5.60°?,最大的凍土深度為0.30m。河流冬季無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象,夏季最高水溫為26°?。河流夏季的主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng),冬季為西北風(fēng);</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)成果及要求</b></p><p> 該設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)規(guī)劃近期設(shè)計(jì)為2020年,遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)為2030年
16、。本設(shè)計(jì)只做取水泵站的設(shè)計(jì),要對(duì)近遠(yuǎn)期進(jìn)行結(jié)合,即泵房土建部分按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)而設(shè)備只需按近期要求安裝設(shè)備。</p><p><b> 1.設(shè)計(jì)成果</b></p><p> 對(duì)水泵進(jìn)行合理選型,對(duì)水泵站的主要工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,確定水泵站的平面布置和高程布置,完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)深度為初步設(shè)計(jì)的深度。提交的設(shè)計(jì)成果主要包括:</p>&l
17、t;p> ?、俦谜酒矫婕捌拭鎴D(比例1:100~200)、水泵基礎(chǔ)詳圖(比例1:20~50)、</p><p> 設(shè)計(jì)說(shuō)明、主要設(shè)備及材料表(注明規(guī)格及主要性能參數(shù))。圖紙采用標(biāo)準(zhǔn)2#</p><p><b> 圖或1#圖;</b></p><p> ?、诠に噲D上應(yīng)表示出構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)尺寸、布置形式、主要設(shè)備及主要工藝管</p&
18、gt;<p> 道、附件的相對(duì)位置、標(biāo)高等,注明管徑;</p><p> ③設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份,設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括以下內(nèi)容:</p><p> ⑴概述設(shè)計(jì)任務(wù),資料分析,設(shè)計(jì)所依據(jù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);</p><p> ⑵機(jī)電設(shè)備選擇的依據(jù)和計(jì)算;</p><p> ?、潜谜靖鹘ㄖ锏男褪?、結(jié)構(gòu)選擇的依據(jù)、計(jì)算結(jié)果及其草圖;<
19、;/p><p> ?、缺梅砍叽鐢M定的依據(jù)和設(shè)備布置的說(shuō)明;</p><p> ?、沈?yàn)證機(jī)組選擇的合理性,并說(shuō)明其在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題;</p><p> ⑹必要的附圖、附表、參考文獻(xiàn):包括樞紐平面布置草圖,以及取水頭部或水</p><p> 池吸水井設(shè)計(jì)草圖等;</p><p> ?、私Y(jié)束語(yǔ):包括對(duì)泵站設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)、收獲
20、和存在的問(wèn)題等;</p><p> 2.設(shè)計(jì)要求 </p><p> ①圖面整潔美觀,線條、字體符合制圖規(guī)程要求,平面圖和剖面圖的高程、尺寸、比例、圖框等均應(yīng)標(biāo)注清楚;</p><p> ?、谟?jì)算說(shuō)明書(shū)內(nèi)容完整,文字?jǐn)⑹鰲l理清楚,字跡工整;</p><p> ?、塾捎谠O(shè)計(jì)者的學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù),則采用圓形泵房;</p>&
21、lt;p><b> 泵站的初步設(shè)計(jì)</b></p><p> 1.設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程:</p><p><b> ?、僭O(shè)計(jì)流量的確定</b></p><p> 為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸,節(jié)約基建投資,在這種情況下,本設(shè)計(jì)考慮一級(jí)泵站中的泵晝夜不均勻工作。因此,泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為:</
22、p><p> 式中 Qr——一級(jí)泵站中水泵所供給的流量(m3/h);</p><p> Qd——供水對(duì)象最高日用水量(m3/d);</p><p> α——為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù),一般取α=1.05-1.10;</p><p> T——為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)。</p><p>
23、; 考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身用水,本設(shè)計(jì)取水自用系數(shù)α=1.10,則</p><p> 近期設(shè)計(jì)流量為Q=1.10×8400÷24=385m3/h=106.94L/s</p><p> 遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為Q=1.10×11760÷24=539m3/h=149.72L/s</p><p> 根據(jù)資料,97%保證率的枯水
24、位流量為31.5m3/s,足夠保證近遠(yuǎn)期的設(shè)計(jì)流量。</p><p><b> ?、谠O(shè)計(jì)揚(yáng)程的估算</b></p><p> 根據(jù)擬建一級(jí)泵站處的地質(zhì)資料顯示:該處的河流斷面及凈水廠的空地布置有鉆孔。由地質(zhì)柱狀圖可以看出,表層有2m厚的砂粘土覆蓋層,以下是中密卵石層或砂巖,適合工程建設(shè)。根據(jù)河道斷面圖可以看出,該河岸邊較陡,主流近岸且有足夠的水深,水位變幅約為8m。
25、因此現(xiàn)將取水構(gòu)筑物設(shè)為岸邊式取水,下表3-1-1為合建式取水構(gòu)筑物和分建式取水構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比:</p><p> 根據(jù)表3-1-1和取水泵站擬建處的地質(zhì)資料,本設(shè)計(jì)采用合建式岸邊取水構(gòu)筑物。由附圖1可知,擬建泵站處的地面高程為</p><p> (590.60-582.50)×9.3599÷53.9616+590.60=592.04m</p>&l
26、t;p> 則下圖3-1-2為該取水泵站的樞紐布置圖:</p><p> ?、澎o揚(yáng)程HST的估算</p><p> 由于該取水泵房的擬建形式為合建式岸邊取水構(gòu)筑物,則在進(jìn)水間內(nèi)壁處設(shè)置的進(jìn)水孔的格柵處,根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》可知:岸邊式取水構(gòu)筑物在無(wú)冰絮時(shí),水流的過(guò)柵流速為0.4~1.0m/s。本設(shè)計(jì)取進(jìn)水孔流速v0=1.0m/s,查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第01冊(cè))可知:沒(méi)有修圓
27、的進(jìn)水孔的局部阻力系數(shù)ξ0=0.5,則由公式可得該取水構(gòu)筑物進(jìn)水間的局部水頭損失為</p><p> 由于吸水管較短,考慮為0.5m。根據(jù)原始資料,水廠配水井的設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為600.30m。則考慮最不利情況下的靜揚(yáng)程:</p><p> 洪水位時(shí),HST=600.30-(590.60-0.026-0.5)=9.226m</p><p> 枯水位時(shí),HST=60
28、0.30-(582.50-0.026-0.5)=17.326m</p><p> ?、戚斔晒芩^損失Σh</p><p> 對(duì)于原水輸水管,其安全性要求較高,則設(shè)計(jì)采用兩條DN250的鋼管并聯(lián)??紤]最不利情況,當(dāng)一條輸水管檢修時(shí),另一條輸水管僅通過(guò)遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)水量的75%,即Q=0.75×106.94=80.205L/s,由此查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第01冊(cè))水力計(jì)算表可知管內(nèi)流
29、速v=1.604m/s,1000i=5.18m。對(duì)于壓水管,其管道流速要求為:管徑小于250mm時(shí),流速為1.5~2.0m/s,顯然本設(shè)計(jì)的壓水管直徑為250mm時(shí)滿足流速要求。在附圖2上測(cè)得取水構(gòu)筑物至凈水廠的距離為270.33m,考慮地面有一定的坡度,則取輸水管的長(zhǎng)度約為275.00m。</p><p> 則輸水干管中的水頭損失Σh=1.1×(5.18÷1000)×275.00
30、=1.57m。</p><p> ?、潜谜緝?nèi)管路中的水頭損失hp</p><p> 由于目前為初步估算泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程,因此假設(shè)為2m的水頭總損失。</p><p> 綜上所述,在考慮2m的安全水頭,在該泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為</p><p> 洪水位時(shí),Hmin=9.226+1.57+2+2=14.80m</p><p&g
31、t; 枯水位時(shí),Hmax=17.326+1.57+2+2=22.90m</p><p><b> 初選水泵和電機(jī)</b></p><p><b> ?、龠x泵的原則</b></p><p> ?、旁跐M足最大工況要求的條件下應(yīng),盡量減少能量的浪費(fèi)。即合理的利用每臺(tái)泵的高效率段;</p><p>
32、⑵盡可能的選擇同型號(hào)的泵,使泵型號(hào)整齊,互為備用便于管理;</p><p> ⑶考慮必要的備用機(jī)組,并進(jìn)行消防用水時(shí)的校核;</p><p> ?、瓤紤]泵站的發(fā)展,實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合;</p><p> ?、杀M量選用當(dāng)?shù)爻膳a(chǎn)的泵型;</p><p> ⑹選泵時(shí)應(yīng)注意“大小兼顧”。</p><p><b>
33、; ?、谶x泵方案的確定</b></p><p> 根據(jù)第三章第1節(jié)可知,本設(shè)計(jì)的近期流量為106.94L/s,遠(yuǎn)期流量為149.72L/s。根據(jù)選泵參考特性曲線,結(jié)合選泵的原則,現(xiàn)將近期設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)XA125/32B型號(hào)的單級(jí)單吸泵,一臺(tái)同型號(hào)備用,遠(yuǎn)期時(shí)加設(shè)一臺(tái)同型號(hào)的泵即可;或者近期時(shí)選用三臺(tái)IS150-125-315B型號(hào)的泵,一臺(tái)同型號(hào)的泵作備用,遠(yuǎn)期時(shí)還是可以用這三臺(tái)泵。</p>
34、;<p> 查找相關(guān)資料,可以得到這兩種水泵高效率區(qū)的特性曲線,如下圖3-2-1所示:</p><p> 常水位下時(shí)該泵站的揚(yáng)程Hp=(600.30)-(585.20-0.026-0.5)=15.626m?,F(xiàn)在近期設(shè)計(jì)流量,常水位條件下,將兩套方案作對(duì)比如下表3-2-2: </p><p> 根據(jù)表3-2-2的選泵方案對(duì)比可知,雖然從泵揚(yáng)程利用率來(lái)說(shuō),方案一不如方案二,
35、可是考慮到此僅為初選水泵,總水頭損失考慮不完整,為后續(xù)工作留有一定余地可選擇方案二。從泵高效率段的利用方面來(lái)說(shuō),方案一優(yōu)于方案二,且近期時(shí)可只工作兩臺(tái)離心泵,降低運(yùn)行費(fèi)用。并且從遠(yuǎn)期選泵來(lái)說(shuō),選擇方案一可直接增設(shè)一臺(tái)同型號(hào)的泵,以便于泵站的管理運(yùn)行,各泵可互為備用,以提高泵站的安全性。因此,綜合上述原因,選擇兩臺(tái)型號(hào)為XA125/32B臥式離心泵,一臺(tái)同型號(hào)泵備用,并且在設(shè)計(jì)泵房時(shí)預(yù)留一臺(tái)同型號(hào)泵的基礎(chǔ)位置,作為遠(yuǎn)期考慮。則型號(hào)為XA1
36、25/32B臥式離心泵的水泵基本參數(shù)如下圖3-2-3所示:</p><p> ?、酃艿捞匦郧€的繪制</p><p> 管道特性曲線的方程為H=HST+Σh=HST+SQ2 </p><p> 式中 HST——最高時(shí)水泵的凈揚(yáng)程,m;</p><p> Σh——水頭損失總數(shù),m;</p><p
37、> S——沿程摩阻與局部阻力之和的系數(shù);</p><p> Q——最高時(shí)水泵流量,m3/s。</p><p> HST=17.326m ,把Q=106.94m3/s,H=22.90m,代入上式得:S=4.874×10-4</p><p> 所以管路特性曲線即為:H= HST+4.874×10-4Q2=17.326+4.874
38、5;10-4Q2。那么根據(jù)管路的特性方程可描繪出管路的特性曲線。 </p><p> ?、芙h(yuǎn)期泵工況點(diǎn)分析</p><p> 已初步擬定近期工作的水泵為兩臺(tái)XA125/32B型號(hào)的單級(jí)單吸泵,遠(yuǎn)期為三臺(tái)XA125/32B型號(hào)的單級(jí)單吸泵,由圖3-2-1中XA125/32B型號(hào)水泵的特性曲線,可以作泵在不同時(shí)期的特性曲線圖如下圖3-2-4所示:</p><p&
39、gt; 從圖3-2-4可以看出,近期設(shè)計(jì)時(shí),由兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作的工況點(diǎn)流量為106.94L/s,揚(yáng)程為24m;遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)時(shí),由三臺(tái)泵并聯(lián)工作的工況點(diǎn)流量為125L/s,揚(yáng)程為25m。由于是設(shè)計(jì)者通過(guò)Excel軟件擬合的水泵及管路特性曲線,則數(shù)據(jù)存在一定的誤差,總體上看,滿足設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程的要求。</p><p><b> ?、葸x擇電機(jī)</b></p><p> 根據(jù)
40、所選泵的型號(hào)為XA125/32B的單級(jí)單吸泵,配套電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y180L-4,其電機(jī)功率為22kw,電壓為380V。</p><p><b> 水泵機(jī)組的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> ?、倩A(chǔ)尺寸的計(jì)算</b></p><p> 機(jī)組基礎(chǔ)的作用是支撐和固定機(jī)組,便其運(yùn)行不致發(fā)生劇烈震動(dòng),更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷
41、。因此對(duì)基礎(chǔ)的要求如下:</p><p> ?、艌?jiān)實(shí)牢固,除能承受機(jī)組的靜荷載外,還能承受機(jī)械振動(dòng)荷載;</p><p> ?、埔獫苍谳^堅(jiān)實(shí)的地基上,不宜澆在松軟的地基或新填土上,以免</p><p> 發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷;</p><p> 結(jié)合以上要點(diǎn)及所選泵的類(lèi)型,本設(shè)計(jì)選用混凝土塊式基礎(chǔ),根據(jù)資料查得XA125/32B型號(hào)的
42、單級(jí)單吸泵以及其配套型號(hào)為Y180L-4電機(jī)的基座尺寸如下圖3-2-5:</p><p> 由圖3-2-5可知,該泵機(jī)組的底座長(zhǎng)度L1=1.310m,螺孔間距b1=0.600m,則泵基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=L1+0.20m=1.510m,基礎(chǔ)寬度B=b1+0.20m=0.800m?;A(chǔ)重量應(yīng)大于泵機(jī)組總重量的2.5~4.0倍,則根據(jù)已知的基礎(chǔ)長(zhǎng)度、寬度和機(jī)組重量即可求得基礎(chǔ)深度。</p><p>
43、 根據(jù)圖3-2-3可知該型號(hào)的泵和電機(jī)的重量分別為163kg和197kg。即Wp=1597.4N,Wm=1930.6N,由此得該機(jī)組總重量W=Wp+Wm=3528N。則該基礎(chǔ)深度H為</p><p> 而泵基礎(chǔ)的實(shí)際深度應(yīng)包括泵房的底板厚度在內(nèi),泵座的混凝土基礎(chǔ)應(yīng)高出泵房室內(nèi)地坪約0.01~0.02m,本設(shè)計(jì)取為0.02m。泵房底板厚度取為為1.2m,則泵基礎(chǔ)的深度H`=1.220m。</p>&
44、lt;p> ?、谒脵C(jī)組的布置原則</p><p> 為了保證泵站的工作可靠,運(yùn)行安全和管理方便,布置機(jī)組時(shí)本設(shè)計(jì)可參照一下原則:</p><p> a.相鄰機(jī)組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過(guò)道,以便于工作人員通行。本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y180L-4,其電機(jī)功率為22kw,電壓為380V,則設(shè)計(jì)凈距不應(yīng)小于0.8m。且任何情況下,當(dāng)電機(jī)容量小于55kw時(shí),機(jī)組突出部分之間或突出部件與
45、墻之間應(yīng)不小于0.7m;</p><p> b.對(duì)于非水平接縫的泵,在檢修時(shí),往往要將泵軸和葉輪沿軸線方向取出,因此泵離開(kāi)墻壁或其他機(jī)組的距離應(yīng)大于泵軸長(zhǎng)度加上0.25m。同時(shí)檢修和維護(hù)電機(jī)時(shí),也可能會(huì)將電機(jī)的轉(zhuǎn)子取出,則需留有一定的距離;</p><p> c.泵站運(yùn)行及管理必定會(huì)有一部分需要工作人員進(jìn)行管理,則泵房?jī)?nèi)會(huì)設(shè)置供人使用的通道,且主要寬度應(yīng)不小于1.2m;</p&g
46、t;<p> d.本設(shè)計(jì)采用的是臥式泵,若設(shè)計(jì)成吸上式,則須設(shè)置真空泵、排水泵等輔助泵。這些泵應(yīng)布置在合適的位置以避免增加泵房的建筑面積,增大土石方量而提高了成本和施工難度。 </p><p> 4.吸壓水管路的設(shè)計(jì)</p><p> 為了保證泵有良好的吸水條件,減少臨近機(jī)組的干擾,提高取水的安全性,每臺(tái)泵都布置有各自單獨(dú)的吸水管和壓水管。為了保證泵吸壓水管路有良
47、好的水力條件,且使水流不在管內(nèi)發(fā)生淤積或沖刷,《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》要求吸壓水管路有不同的流速范圍如下表3-4-1: </p><p> 由于遠(yuǎn)期工作泵的臺(tái)數(shù)為3,則吸、壓水管布置3條,則每條水管的流量Q=149.72÷3=49.91L/s。輸水管路平行敷設(shè)兩條管道以提高供水安全性,則輸水管每條管的流量Q=149.72÷2=74.86L/s。 </p><p>&l
48、t;b> ?、傥苈返脑O(shè)計(jì)</b></p><p><b> ⑴吸水管路的計(jì)算</b></p><p> 根據(jù)各條管的流量采用49.91L/s,根據(jù)水力計(jì)算表,采用DN250的鋼管,其流速v=1.00m/s,1000i=6.63m,滿足表3-4-1中吸水管流速要求。</p><p> ⑵吸水管路的布置原則</p&
49、gt;<p> a.設(shè)計(jì)中通常取吸水管喇叭口(或底閥)擴(kuò)大部分的直徑D為吸水管直徑的1.3~1.5倍,根據(jù)吸水管直徑為DN250可知D取為325mm,則本設(shè)計(jì)中吸水管進(jìn)口高于井底不小于0.8D,即取260mm;</p><p> b.吸水管喇叭口邊緣距離井壁不小于(0.75~1.0)D,取為244mm;</p><p> c.在同一井中安裝有幾根吸水管時(shí),吸水喇叭之間的
50、距離不小于(1.5~2.0)D,取為488mm;</p><p> d.本設(shè)計(jì)采用的是自灌式吸水,則為了減少吸水管進(jìn)口處的水頭損失,吸水管進(jìn)口通常采用喇叭口形式,若雜質(zhì)較大,還需設(shè)濾網(wǎng);</p><p> e.吸水管進(jìn)口,即喇叭口在最低水位下的淹沒(méi)深度不小于0.5~1.0m,本設(shè)計(jì)取1.0m。</p><p><b> ?、歉郊倪x取</b>
51、;</p><p> A.閘閥:對(duì)于吸水管采用手動(dòng)閘閥,查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第12冊(cè))閘閥表,選擇DN250型號(hào)為Z41T-10的明桿楔式閘閥;</p><p> B.異徑管:為了防止吸水管管路積氣,應(yīng)使用偏心異徑管,查表,選擇DN250×150的型號(hào)為02S403的偏心異徑管;</p><p> C.彎頭:從吸水井取水時(shí)承接方向不同的管道時(shí),選
52、擇DN250的型號(hào)為02S403的90°彎頭。</p><p> ?、趬核苈返脑O(shè)計(jì) </p><p><b> ?、艍核苈返挠?jì)算</b></p><p> 根據(jù)各條管的流量采用49.91L/s,根據(jù)水力計(jì)算表,采用DN200的鋼管,其流速v=1.63m/s,1000i=23.2m,滿足表3-4-1中壓水管流速要求。</
53、p><p> ?、茐核苈返牟贾迷瓌t</p><p> a.為了安裝上方便和避免管路上的應(yīng)力傳至泵,一般應(yīng)在吸水管路和壓水管路上需設(shè)置伸縮節(jié)或可曲撓的橡膠接頭;</p><p> b.壓水管上的閘閥為了啟閉方便盡量都設(shè)置為點(diǎn)動(dòng)或水力閘閥;</p><p> C.壓水管路上可設(shè)置止回閥以防止管內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。</p><p&g
54、t;<b> ⑶附件的選取</b></p><p> A.閘閥:對(duì)于壓水管除在管路的最遠(yuǎn)端使用一個(gè)手動(dòng)閘閥,其余的閘閥都選用電動(dòng)的。查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第12冊(cè))閘閥表,選擇DN200型號(hào)為Z41T-10的明桿楔式閘閥和JSJ1614型DN200的ABS蝶閥;</p><p> B.異徑管:使用同心異徑管,查表選擇DN150×200的型號(hào)為02S4
55、03的同心異徑管;</p><p> C.彎頭:承接方向不同的管道時(shí),選擇DN200的型號(hào)為02S403的90°彎頭和45°彎頭;</p><p> D.止回閥:為了防止減弱水錘危害,本設(shè)計(jì)不設(shè)置止回閥;</p><p> E.伸縮節(jié):選擇VSSJA-2型雙法蘭限位伸縮接頭。</p><p><b> ?、?/p>
56、吸壓水管路的敷設(shè)</b></p><p> ?、欧笤O(shè)平行時(shí),管道外壁相距0.4~0.5m,一邊維修人員能夠無(wú)阻地拆裝接頭和配件;</p><p> ?、乒苈飞媳仨氃O(shè)置供放空管路用的放水口;</p><p> ?、枪艿缿?yīng)敷設(shè)在地溝、地下室或地板上;</p><p> 四、機(jī)組與管道的布置</p><p>
57、 本設(shè)計(jì)采用XA125/32B型號(hào)的臥式離心泵,為單吸式,進(jìn)水管與機(jī)組軸線平行,出水管則與機(jī)組軸線垂直。占地面積較大,因此須充分利用圓形泵房的特點(diǎn),將四臺(tái)電機(jī)交錯(cuò)布置為兩排,兩臺(tái)水泵的出水管在泵機(jī)的右側(cè),兩臺(tái)水泵的出水管在泵機(jī)的左側(cè),訂貨時(shí)須予以說(shuō)明。近期只需購(gòu)買(mǎi)三臺(tái)水泵,兩臺(tái)工作、一臺(tái)備用,遠(yuǎn)期只需再購(gòu)一臺(tái)同型號(hào)的水泵。</p><p> 每天水泵都有自己獨(dú)立的吸、壓水管,出泵房后在切換井里通過(guò)兩個(gè)DN200
58、×250的漸放管將壓水管兩兩連接成兩條輸水管,并設(shè)一DN250的液控蝶閥(Dx7k41X-10)連接兩輸水管。切換之后的每條輸水管路各設(shè)一個(gè)DN250的液控蝶閥(Dx7k41X-10)。下圖4-1為本設(shè)計(jì)機(jī)組與管道布置的平面示意圖:</p><p> 五、確定泵房平面尺寸</p><p><b> 1.泵房直徑的確定</b></p><
59、;p> 前面已經(jīng)將泵房的平面布置基本確定,根據(jù)泵機(jī)組、附件、管道等的尺寸數(shù)據(jù),可將泵房縱向和橫向的最小平面尺寸確定。</p><p> ?、倏v向最小尺寸的確定</p><p> 如下圖5-1-1所示為該泵房縱向尺寸的影響布置,根據(jù)規(guī)范:</p><p> ?、烹姍C(jī)外形突出部分與墻壁的凈距a1,除了滿足管道附件——手動(dòng)閘閥、法蘭接頭、彎頭等的尺寸影響和電機(jī)機(jī)
60、軸長(zhǎng)度加0.5m之外,還應(yīng)不小于3m。由于該型號(hào)的電機(jī)機(jī)軸廠為0.725m,0.725+0.5<3,則取a1=3m;</p><p> ?、芶2為泵機(jī)組的基礎(chǔ)長(zhǎng)度,為1.51m;</p><p> ?、莂3、a4、a5分別為偏心異徑管、管段、手動(dòng)閘閥的長(zhǎng)度,a3=0.49m,a5=0.33m。而要求泵外形突出部分與墻凈距在滿足這些附件尺寸要求下還不應(yīng)小于1m;</p>
61、<p> ?、缺脵C(jī)組外形突出部分與相鄰管外壁的凈距b不應(yīng)小于0.7m;</p><p> ⑸由于該泵房設(shè)計(jì)為圓形泵房,還有一定寬度的集水間距離:根據(jù)第三章第4節(jié)中以敘述的吸水管路的布置原則,可知c=D/2+244mm=0.369m;</p><p> ⑹考慮壓水管在爬升泵房墻壁時(shí),距離墻壁應(yīng)有一定的距離為0.5m,再加上壓水管直徑為0.7m。</p><p
62、> 則縱向最小尺寸為L(zhǎng)min=3+1.51+1+2×0.369+0.7=6.9248m。</p><p> ?、跈M向最小尺寸的確定</p><p> 如下圖5-1-2所示為該泵房橫向尺寸的影響布置,根據(jù)規(guī)范:</p><p> ⑴泵外形突出部分與墻的凈距D應(yīng)大于1m;</p><p> ⑵本設(shè)計(jì)中泵機(jī)組外形突出部分與相
63、鄰管外壁的凈距F應(yīng)包括長(zhǎng)為300mm的DN200-90°彎頭、長(zhǎng)為396mm的同心異徑管和長(zhǎng)為105mm的伸縮接頭,除此之外F不應(yīng)小于0.7m。則取F為0.801m;</p><p> ⑶長(zhǎng)度N須滿足管道上的附件尺寸。該管道上有一個(gè)長(zhǎng)為396mm的同心異徑管、長(zhǎng)為300mm的DN200-90°彎頭和長(zhǎng)為105mm的伸縮接頭。則N為0.801m;</p><p> ?、?/p>
64、相鄰管道外壁凈距M不應(yīng)小于0.4~0.5m,取M為0.5m。</p><p> 則橫向最小尺寸Bmin=(1+0.801+0.801)×2+0.5=5.704m。</p><p> 顯然橫向尺寸小于縱向尺寸,那么本設(shè)計(jì)圓形泵房的最小直徑為7.0m,再考慮0.5m的壁厚。 </p><p> 六、精選水泵和電動(dòng)機(jī)</p><p&g
65、t; 將前面布置好的管道及泵機(jī)組平面上,取一條最不利線路,從吸水口到輸水感官上切換閘閥,如下圖6-1-1的吸壓水管路水頭損失計(jì)算線路圖:</p><p> 1.吸水管路的水頭損失Σhs</p><p> 吸水管中的水頭損失由局部水頭損失和沿程水頭損失兩部分組成,即Σhs=Σhfs+Σhls。</p><p> Σhfs=is×L1=6.63
66、5;10-3×0.424=0.0028m</p><p> 式中 ξ0——吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù),ξ0=0.5;</p><p> ξ1——DN250的型號(hào)為02S403的90°彎頭的局部阻力系數(shù),ξ1=0.87;</p><p> ξ2——DN250型號(hào)為Z41T-10的明桿楔式閘閥的局部阻力系數(shù),ξ2=0.08;</p>
67、<p> ξ3——DN250×150的型號(hào)為02S403的偏心異徑管的局部阻力系數(shù),ξ3=0.18。</p><p> 那么,Σhs=Σhfs+Σhls=0.0028+0.0577=0.0605m。</p><p> 2.壓水管路的水頭損失Σhd</p><p> 同樣,壓水管中的水頭損失由局部水頭損失和沿程水頭損失兩部分組成,即Σhd=
68、Σhfd+Σhld。</p><p> Σhfd=(L2+L3+L4+L5+L6)×id1+L7×id2 </p><p> =(3.99+0.7+2.0+1.2)×23.2×10-3+0.5×5.18×10-3=0.1856m</p><p><b> Σhld=</b><
69、;/p><p> 式中 ξ4——DN150×200的型號(hào)為02S403的同心異徑管的局部阻力系數(shù),</p><p><b> ξ4=0.45;</b></p><p> ξ5——VSSJA-2型雙法蘭限位伸縮接頭的局部阻力系數(shù),ξ5=0.21;</p><p> ξ6——DN200的型號(hào)為02S403的90
70、°彎頭的局部阻力系數(shù),ξ6=0.72;</p><p> ξ7——DN200的型號(hào)為02S403的45°彎頭的局部阻力系數(shù),ξ7=0.36;</p><p> ξ8——JSJ1614型DN200的ABS蝶閥的局部阻力系數(shù),ξ8=0.15; </p><p> ξ9——DN200型號(hào)為Z41T-10的明桿楔式閘閥的局部阻力系數(shù),ξ9=0.08
71、;</p><p> ξ10——DN200×250的漸放管的局部阻力系數(shù),ξ10=0.45;</p><p> ξ11——鋼制DN250的斜三通的局部阻力系數(shù),ξ11=0.5;</p><p> ξ12——鋼制DN250的正三通的局部阻力系數(shù),ξ12=1.5;</p><p> ξ13——DN250的液控蝶閥(Dx7k41X
72、-10)的局部阻力系數(shù),ξ13=0.15。</p><p> 那么,Σhd=Σhfd+Σhld=0.1856+1.3838=1.5694m。</p><p> 綜上,可知泵裝置的總水頭損失Σh=Σhs+Σhd=0.0605+1.5694=1.6299m,則泵的實(shí)際揚(yáng)程為</p><p> 洪水位時(shí),Hmin=9.226+1.57+1.6299+2=14.43m
73、</p><p> 枯水位時(shí),Hmax=17.326+1.57+1.6299+2=22.53m</p><p> 顯然初選的泵機(jī)組滿足實(shí)際設(shè)計(jì)需要。</p><p> 七、泵房高程的確定 </p><p><b> 1.泵房底板的高程</b></p><p> 根據(jù)第三章第1節(jié)可知,
74、由進(jìn)水格柵、格網(wǎng)及進(jìn)水管的水頭損失確定的水泵吸水室設(shè)計(jì)水面高程為582.50-0.026-0.5=581.97m。本設(shè)計(jì)中水泵的吸水方式為自灌式吸水,下圖7-1-1為吸水管的示意圖:</p><p> 根據(jù)前面第三章第4節(jié)吸水管路設(shè)計(jì)中確定:取水口頂部在水下的淹沒(méi)深度h1為0.5~1.0m,由于是自灌式,所以本設(shè)計(jì)取為1.0m;頂板邊緣距離墻壁的凈距b為0.244m;為了防止取水沉淀等雜質(zhì)較多,取水管外壁距離吸
75、水井底部?jī)艟鄅2為1.0m;吸水管外壁距離泵房底部的凈距h3為0.3m。本設(shè)計(jì)中考慮到吸水方式為自灌式,則要求水泵的泵殼頂部標(biāo)高低于吸水井的設(shè)計(jì)水面,由圖3-2-5泵機(jī)組的安裝尺寸圖可知泵軸中心線距離泵殼頂?shù)木嚯x為0.53m,小于吸水口的淹沒(méi)深度,滿足吸水要求。則泵軸中心線的標(biāo)高H3=581.97-1.0=580.97m,再由圖3-2-5知泵軸距離機(jī)座底部的距離為0.37m可得,泵座底部標(biāo)高H5=580.97-0.37=580.60m。
76、根據(jù)教材可知,泵座的混凝土基礎(chǔ)應(yīng)高出泵房室內(nèi)地坪為0.02m,則泵房室內(nèi)地坪的設(shè)計(jì)標(biāo)高H1=580.60-0.02=580.58m,泵房底板厚度為1.2m,則泵房底板的設(shè)計(jì)標(biāo)高為H2=580.58-1.2=579.38m。</p><p><b> 泵房頂層地坪的高程</b></p><p> 本設(shè)計(jì)洪水位為590.60m,浪爬高為1.0m,再考慮0.5m的安全超
77、高,則泵房頂層地坪標(biāo)高為590.60-1.0-0.5=592.10m。</p><p><b> 泵房頂板的高程</b></p><p><b> ①起重設(shè)備的選擇</b></p><p> 泵房中的起重設(shè)備用以滿足機(jī)泵(泵、電機(jī)、閥門(mén)及管道等)安裝與維修需要,其選擇依據(jù)為這些服務(wù)對(duì)象的重量。下表7-3-1為本設(shè)計(jì)中
78、所選用的一些重量較大的設(shè)備情況:</p><p> 顯然,由表可以看出起重設(shè)備的最大起重量為Y180L-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)Wm=1930.6N,則本設(shè)計(jì)中起重設(shè)備的額定起重量Q=1930.6N。查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第11冊(cè)):選擇ZDY21-4型LDH電動(dòng)單梁環(huán)形軌道起重機(jī),最大起重量為1t,跨度7.5m,配電葫蘆型號(hào)為CD1,起升速度8m/min,起吊高度為18m。</p><p>
79、 至此,由吊車(chē)梁的跨度為7.5>7m,再考慮集水溝和泵房?jī)?nèi)部管道長(zhǎng)度,設(shè)計(jì)泵房的直徑為9.5m,泵房壁厚0.25m。</p><p><b> ②總起升高度H</b></p><p> 本設(shè)計(jì)為地下式圓形泵房,下圖7-3-1為泵房起吊安裝高程計(jì)算圖:</p><p> 其中,a——單軌吊車(chē)梁的高度m;</p><
80、p><b> b——滑車(chē)高度m;</b></p><p> c——起重葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長(zhǎng)度m;</p><p> d——起重繩的垂直長(zhǎng)度m,對(duì)于本設(shè)計(jì)中的電動(dòng)機(jī),為1.2倍起重部件寬度;</p><p> e——電動(dòng)機(jī)的高度m;</p><p> f——吊起物底部和最高一臺(tái)機(jī)組頂部的距離,一般不小
81、于0.5m;</p><p> g——電動(dòng)機(jī)頂至室內(nèi)地坪的高度m;</p><p> H1——泵房地上部分高度m;</p><p> H2——泵房地下部分高度m。</p><p> 則由圖3-2-5知,電機(jī)機(jī)頂至泵房室內(nèi)地坪的高度g=0.02+0.1+0.37=0.49m,吊起物底部和最高一臺(tái)機(jī)組頂部的距離f=0.5m,由此可知H2=
82、592.10-581.94=10.16m>f+g,采用公式H=H1+H2計(jì)算泵房的高度。</p><p> 圖7-3-1中,該吊車(chē)梁的高度a為0.6m;滑車(chē)高度b為0.3m;葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長(zhǎng)度c為0.8m;起重繩的垂直長(zhǎng)度d為電動(dòng)機(jī)寬度的1.2倍,即0.87m;電動(dòng)機(jī)的高度e為0.36m;h為吊起物底部與泵房進(jìn)口處室內(nèi)地坪或平臺(tái)的距離,本設(shè)計(jì)取為0.5m。</p><p>
83、; 則泵房地上部分高度H1=a+b+c+d+e+h=3.43m,泵房的高度H=H1+H2=13.59m。為了安全起見(jiàn),本設(shè)計(jì)泵房的高度H=13.60m。</p><p> 泵房頂板的高程H0=13.60+H1=594.18m。</p><p><b> 其他附屬設(shè)備</b></p><p><b> 排水設(shè)備</b>
84、;</p><p> 由于泵房?jī)?nèi)泵填料盒滴水、閘閥和管道接口的漏水、拆修設(shè)備時(shí)泄放的存水以下地溝滲水等,因此還需設(shè)置排水設(shè)備,以保持泵房環(huán)境整潔和安全運(yùn)行。本設(shè)計(jì)為半地下式的圓形臥式泵房,在泵房?jī)?nèi)壁設(shè)置有一圈地溝集水并輔以排水泵排除積水??紤]到排水泵的工作特點(diǎn)是揚(yáng)程大、流量較小,則根據(jù)泵房的高度為13.60m選取IS56-50-125A型號(hào)的懸臂式離心泵一臺(tái)作為排水泵。</p><p>
85、<b> 通風(fēng)設(shè)備</b></p><p> 本設(shè)計(jì)的泵房深度為13.60m,為了改善電動(dòng)機(jī)的工作條件,保證工作人員有良好的工作環(huán)境,需設(shè)置風(fēng)機(jī)以通風(fēng)、換氣。</p><p><b> 九、設(shè)計(jì)心得</b></p><p> 持續(xù)幾天的泵與泵站課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了,在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)的知識(shí),也培養(yǎng)了我
86、如何去把握一件事,如何去做一件事,又如何很好的完成一件事。再設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先要對(duì)該擬建一級(jí)泵站地形特點(diǎn)及河床斷面做個(gè)詳細(xì)了解,然后才能根據(jù)原始的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行總體分析。設(shè)計(jì)時(shí),有很多資料、數(shù)據(jù)以及各種配件等的限制條件,都需要頻繁的查找手冊(cè),并根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)情況確定。有時(shí)雖然覺(jué)得這樣繁復(fù)的查手冊(cè)很麻煩、很累,但內(nèi)心卻覺(jué)得很充實(shí)。每當(dāng)設(shè)計(jì)到很累的時(shí)候抬起頭看到那些專(zhuān)心致志的室友們,還有那些上課時(shí)有可能見(jiàn)不到的同學(xué),心里就會(huì)有一種滿足,嘴角也會(huì)
87、不由得浮起一絲微笑。眼看我們的大學(xué)生活就要結(jié)束了,在一起這樣集體努力工作的日子已經(jīng)不多了。就算這次工作再累我都高興,只有這樣才能看到班級(jí)的力量,只有這樣我們才像一個(gè)集體,才是一個(gè)整體。</p><p> 在進(jìn)行泵機(jī)組以及管道布置時(shí)時(shí),不能妄想一次就能將整個(gè)平面設(shè)計(jì)的非常好,而是要在不斷地規(guī)劃和設(shè)計(jì)中,反復(fù)修改,不斷斟酌各種方案,以達(dá)最優(yōu)。在課程設(shè)計(jì)中遇到問(wèn)題應(yīng)該沉著、冷靜思考,慢慢分析清楚,認(rèn)真解決。這次課程設(shè)
88、計(jì)讓我學(xué)到了很多東西,受益匪淺。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。設(shè)計(jì)過(guò)程,好比是我們?nèi)祟?lèi)成長(zhǎng)的歷程,常有一些不如意,但畢竟這是第一次做,難免會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,畏手畏腳不敢下手。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固。通過(guò)查閱資料,或者實(shí)在不能解決的就尋求老師幫助,使自己學(xué)到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我也
89、發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處,雖然感覺(jué)理論上已經(jīng)掌握,但在運(yùn)用到實(shí)踐的過(guò)程中仍有意想不到的困惑,經(jīng)過(guò)一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣,我想這將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。通過(guò)這次設(shè)計(jì),我懂得了學(xué)習(xí)的重要性,了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義,學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力,這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。課程設(shè)計(jì)反映的是一個(gè)從</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b>
90、;</p><p> 1.《2012泵與泵站課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》;</p><p> 2.《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006)中國(guó)計(jì)劃出版社;</p><p> 3.《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版),中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院主編,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000年;</p><p> 4.《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50265-97;
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