课程设计

设计说明书 ................................................................................................. 2 〈一〉工程概述 .................................................................................. 2 (一) 工程概括 ................................................................................ 2 (二) 设计资料 ................................................................................ 2 设计概要 ..................................................................................................... 3 设计计算 ..................................................................................................... 4 设计流量的确定和设计扬程的估算 .................................................. 4 （一）设计流量 ............................................................................ 4 （二）设计扬程H ........................................................................ 4 〈二〉初选泵和电机 .................................................................... 5 〈三〉吸水管路的设计 .............................................................. 10 〈四〉压水管路的设计 .............................................................. 10 〈五〉水泵间布置 ...................................................................... 11 〈六〉水泵房安装高度 .............................................................. 13 〈七〉辅助设备设计 .................................................................. 15 参考文献 ................................................................................................... 17 设计说明书 〈一〉工程概述 (一) 工程概括 因发展需要，规划设计日产水能力为30万m3的水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。

(二) 设计资料 该新建水源工程近期设计水量为150000m3/d，要求远期发展到300000m3/d，采用固定取水泵房（一级泵房），用两条直径为1200mm的钢制自流管从江中取水。自流管全长160m。水源洪水位标高为30.50m（1%频率），枯水位标高为18.60m（97%频率），常水位标高为25.10m。净化厂反应池前配水井的水面标高为47.30m，泵站切换井至净化厂反应池前配水井的输水干管全长为1800m，吸水间动水位标高以17.5m计，现状地面标高按24.5m考虑。 设计概要 取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。设计取水泵房时，在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗倾覆、防滑波等方面均应有周详的计算。在施工过程中，应考虑到争取在河道枯水位时施工，要抢季节，要有比较周全的施工组织计划。在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。此外，取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近远期结合，对于本例中，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。对于机组的配置，我们可以暂时只布置三台800S51型水泵（一台备用，两台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。 设计计算 设计流量的确定和设计扬程的估算 （一）设计流量 为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。因此，泵站的设计流量应为：

式中 Qr——一级泵站中水泵所供给的流量(m3／h)； Qd——供水对象最高日用水量(m3／d)； α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取α=1.05-1.1 T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。 考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05,则

近期设计流量为 Q=1.05×24150000 =6562.5 m3/h=1.823 m3/s

远期设计流量为 Q=1.05×24300000=13125.0 m3/h=3.646 m3/s

（二）设计扬程H 1）泵所需静扬程STH 通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失 设采用两条DN1200的钢制自流管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×13125.0=9843.75m3/h=2.734m3/s 查水力计算表得管内流速 v=2.42m/s,i=4.934‰ 自流管流速取得大了

沿程水头损失：789.0lihfm

局部水头损失：查局部水头损失表，局部水头损失系数=0.56

ghvj22=0.568.9242.22=0.167m

全部水头损失mhhhjf96.0789.0167.0

TQQdr 所以，从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.96m，则吸水间中水面标高为30.50-0.96=29.54，最低水面标高为18.60-0.96=7.64，所以泵所需静扬程STH为： 洪水位时，STH=47.30-29.54=17.76m 枯水位时，STH=47.30-17.64=29.66m 2）输水干管中的水头损失∑h 设采用两条DN1200的钢制自流管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×13125.0=9843.75m3/h=2.734m3/s,查水力计算表得管内流速 v=2.42m/s,i=4.934‰,所以：

输水管路水头损失；h=1.1×0.004934×1800=9.77m (式中1.1包括局部损失而加大的系数) 3）泵站内管路中的水头损失∑h 粗估1.9m，安全水头2m 则泵设计扬程为： 枯水位时：mH33.430.29.177.966.29max 洪水位时：mH42.310.29.177.976.17min

〈二〉初选泵和电机 (1) 管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为QSHhHHSTST2 式中 STH——最高时水泵的净扬程，m; h——水头损失总数，m;

S ——沿程摩阻与局部阻力之和的系数； Q——最高时水泵流量，m3/s

STH=29.66m，把Q=2.734m3/s,H=43.33m，代入上式得:S=1.83

所以，管路特性曲线即为:H=STH+1.83Q2=29.62+1.83Q2 可由此方程绘制出管路特性曲线,见表1 表1 管路特性曲线Q-H关系表 Q(m3/h) 0 1000 2000 3000 4000 ∑h(m) 0.00 0.14 0.56 1.27 2.26 H(m) 29.66 29.80 30.22 30.93 31.92 Q(m3/h) 5000 6000 7000 8000 10000 ∑h(m) 3.53 5.08 6.92 9.04 14.12 H(m) 33.19 34.74 36.58 38.70 43.78

(2） 水泵选择 选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律 ①大小兼顾，调配灵活 ②型号整齐，互为备用 ③合理地用尽各水泵的高效段 ④要近远期相结合。“小泵大基础 ” ⑤大中型泵站需作选泵方案比较。 根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图(图2)和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：

近期选择三台800S51型泵，两台工作一台备用，满足近期工况的要求。 不太合理