水泵与水泵站课程设计

目录目录 (I)第1章绪论 (1)1.1设计要求 (1)1.1.1设计题目：苏丹某泵站选型布置设计 (1)1.2二级泵站设计资料............................................................................................... 错误！未定义书签。

第2章计算说明书 .. (2)2.1水泵和电机的初步选择 (2)2.1.1二级泵站的组成及特点 (2)2.1.2泵站设计参数的确定 (2)2.1.3选择水泵 (3)2.2水泵机组的基础设计 (6)2.3水泵吸水管路和压水管路设计 (8)2.3.1吸水管路 (8)2.3.2压水管路 (9)2.3.3管路附件选配 (9)2.4布置机组和管道 (10)2.5泵房形式的选择 (11)2.5.1泵的布置形势 (11)2.6吸水井的设计 (12)2.7各工艺标高的设计 (13)2.8复核水泵和电机 (14)2.9消防校核 (14)2.10设备的选择 (14)2.10.1引水设备 (14)2.10.2计量设备 (15)2.10.3起重设备 (15)2.10.4泵房的高度 (16)2.10.5排水设备 (16)2.10.6防水锤设备 (17)2.11泵房建筑高度和平面尺寸的确定 (17)2.12设计二级泵站平面图及剖面图 (18)结束语 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 设计要求1.1.1 设计题目：苏丹某泵站选型布置设计1.1.2 泵站设计水量：37m3/s。

1.1.3 设计资料该泵站位于尼罗河边，从河中抽水送到灌溉渠道的渠首，向灌溉渠道供水。

主要的要求和基础资料如下：1.渠道要求的最大水量为37立方米/秒，水泵的台数自行确定，但必须有1台备用泵机组。

2.该泵站处尼罗河的最低水位为343.00m，最高运行水位为350.2米，防洪水位为351.4米。

灌溉渠道的渠首水位为353.34m。

3.泵房计划在河岸边修建，设计的取水口与泵房中心的水平距离为35米，泵房中心到渠首的水平距离为75米。

4.全年满负荷灌溉时间约为1.5-2个月，总的灌溉时间约6-7个月；满负荷灌溉时间一般在河水水位较低的时间（高于最低水位1米左右），大部分灌溉时间内的河水水位在346.5m以下。

5.要求泵站采用钢管出水。

6.尼罗河水常年的平均含砂量为25kg/立方米，洪水期其含砂量将急剧增加。

7.泵站处属热带沙漠气候，干燥、多风砂，室内最高温度可达摄氏50度。

1.1.4 设计任务1.确定泵站的结构形式，进、出水的形式及主要几何尺寸。

2.确定水泵的形式、台数、设计参数等。

3.计算配套的动力机的功率及相关参数，按电动机驱动或柴油机驱动进行考虑。

4.做出初步设计的单线设计布置图。

5.写出选型设计说明，要求讲明主要设备选择的依据，讨论各个方案的特点并提出自己的一些看法和设想。

第2章 计算说明书2.1水泵和电机的初步选择2.1.1 泵站的组成及特点 2.1.1.1 泵站的组成(1)水泵机组 包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分；(2)吸压管路 指水泵的吸水(进水)管路和压水(出水)管路，水泵通过吸水管从吸水井(尼罗河)中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至灌溉渠道的渠首； (3)引水设备 指真空引水设备(如真空泵、引水罐等)和灌水设备。

当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备；(4)起重设备 指泵站内设备及管道安装，检修用的吊车、电动葫芦等设备； (5)排水设备 指排水泵、排水沟、集水坑等，用以排除泵站地面污水； (6)计量设备 指流量计、压力计、真空泵、温度计等；(7)采暖及通风设备 指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风机等设备； (8)电气设备 指变、配电设备； (9)防水锤设备 指水锤消除器等；(10)其他设备 包括照明、通信、安全与防水设施等。

在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。

2.1.2 泵站设计参数的确定 设计流量的确定 泵站工作时的设计流量：3037/Q m s =粗选（15+1）台水泵工作，一台备用，则每台泵的流量为37/15=2.473/m s ，由钢管水力计算表查得管径d=1000mm ，流速V=3.16m /s ，单位管段的水头损失i=10.67mm /m 。

总水头损失：H ∑=（353.34-343+35+75）*0.01067=1.28m设计扬程的确定343) 1.281113.62c C H Z H h H m =+++=-+++=∑∑（353.34 其中:H — 泵站所需扬程（m ）； c Z —地形高差(m)；∑H —总水头损失(m)；h ∑——泵站内损失（初步估计为1m ）H c —安全水头 1m2.1.3选择水泵2.1.3.1水泵选择的基本原则（1）所选水泵机组应满足渠道要求的最大水量和扬程的要求，保证供水的安全可靠性。

（2）依据所选水泵建造的泵站的造价低。

（3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。

（4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。

（5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地。

2.1.3.2初选水泵根据Q=2.473/m s 和H =13.62m ，此为大流量小扬程水泵，所以选用轴流泵，在湖南湘电长沙水泵有限公司找得一种水泵36QZ-9.7(+3°)，它的性能参数为：Q=88923/m h =2.473/m s ，H=13.40m ，n=580，P=427.0，η=76.0%，符合设计要求。

2.1.4动力机的选择泵站最常用的动力机是电动机。

电动机具有体积小，起动迅速，运行效率高。

操作方便，工作可靠，便于自动化等优点，所以本泵站选用电动机驱动。

电动机的选择应根据电源容量的大小、电压等级、水泵运行可能出现的最大轴功率和转速以及传动方式等条件确定电动机类型、容量、电压等。

泵站常用的电动机有异步电动机和同步电动机两种。

异步电动机包括笼型Y 系列和绕线型YR 系列电动机，其中笼型异步电动机具有外形小，结构简单，运行性能好，造价低。

便于维护等优点，虽然起动电流大，瞬间压降大，起动转矩小，但中、小型泵站水泵机组属轻载起动，当电源容量较充足时能满足要求，所以本泵站选用异步电动机笼型Y系列。

配套功率的计算：由于河水中含砂较多，所以河水密度需要重新计算，查得石英砂的密度为ρ=1630kg/3m,所以混合密度：ρ'=1630*40%+1000*60%=1252 kg/3mP = ρ'gHQ=1252*9.81*13.62*2.47=413.2kwP=kP /η=1.05*413.2/1=433.86kwp式中P——电动机配套功率（kw）；pK——电动机功率备用系数；考虑了水泵性能曲线的误差，水泵、管路陈旧引起的特性变化以及填料过松过紧等非正常因素，按表6-4选用；P——水泵工作范围的最大轴功率（kw）；η——传动效率，采用联轴器直联时η=1；电压选择：电动机电压尽可能与供电电网电压相同或相适应，并于电动机功率大小有关：功率在300kw以上时，可选用6000V或10KV的三相交流电。

综上：电动机选用笼型异步电动机Y系列（IP23）中型，额定功率范围为220kw-1400kw，额定电压为6000V.2.2求出管路特性曲线方程中的参数，因为：m H ST 34.111)34334.353(=+-=5222/37.047.2/128.1/m s Q h H S =+=+=∑∑）（）（ 所以：2237.034.11Q SQ H H ST +=+=根据上表泵的性能参数以及泵的特性曲线，可确定设计方案为：四台14Sh-9泵并联，其中有一台为备用泵。

图2—2 14sh —9单击双吸离心泵性能特性曲线一级供水（两台泵并联工作），工况点如kW P m H S L Q 94.219,99.69,69,/500===％＝总η 二级供水时(三台水泵并联工作)，工况点（见M 点）kWPmHSLQ355,80,79,/850===％＝ηHQ(850)Q1台2台3台Q(500)图2-3 三台14sh-9型号泵并联工作曲线2.2 水泵机组的基础设计表2-2 14sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)1L2L4L B1B3B14sh-9 JS-138-4 1533 822 440 1300 650 720 H1H3H4H4d-1106 560 260 360 34安装尺寸(mm)L6L7L8L9L b 3084 1053 875 860 500 790 5H8H C14d-1110 500 6 32图2-4 14sh-9型单级双吸离心泵(不带底座)安装尺寸图14sh-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则基础长度468(400~500)(400~500)4401053860(400~500)23524502803mmL L L L=+=+++=+++=+=地脚螺栓间距基础宽度400~500)400~500)7904501240Bb mm==+=+=地脚螺栓间距（宽度方向）+（（基础高度H=地脚螺栓长度+（0.15~0.2）=24d+（0.15~0.2）m=24×34+200=1016mm按基础重量校核基础高度(2.5~4.0)() 3.5(12002100)' 1.38m2400 2.803 1.240P JHW WHLBρ+⨯+===⨯⨯经比较取基础高度为1.4m最终确定水泵占地L×B×H=2.803×1.240×1.061=2.74m³。

其中：Wp—水泵重量（kg）；W—电机重量（kg）；JL—基础长度（m）；B—基础宽度（m）；—基础密度（kg/m3）(混凝土密度ρ＝2400 kg/m3)。

H2.3 水泵吸水管路和压水管路设计当泵站为一级供水时，两台14sh-9型单级双吸离心泵并联工作，其流量Q=434.028L/s，单台泵出水量Q=217.014 L/s。

当泵站为二级供水时，三台14sh-9型单级双吸离心泵并联工作，其流量Q=842.014L/s，单台水泵出水量Q=280.671L/s；水泵吸、压水管所通过的流量应按Q=280.671L/s(最大)设计，管材采用钢管。

2.3.1吸水管路2.3.1.1 吸水管路布置要求吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障。

为此常采取一下措施：(1) 为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。

(2) 为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。