泵与泵站课程设计计算说明书Word文档格式.docx
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一、课程设计任务书
设计任务及要求
设计题目:
四川省某城镇自来水厂的取水泵站工艺设计
该城镇规划近期为2020年,远期为2030年。
取水泵站设计要求近远期结合,泵房土建部分按远期设计,设备只安装近期要求的设备。
设计资料 城镇规划资料①设计用水量资料
该城镇近期设计水量为6000+72×
100=13200,远期设计水量为近期的倍。
②城镇消防供水要求
根据防火规范要求,该城镇同时发生火灾次数为两次,每次消防用水量为45L/s,火灾延续时间按2小时计。
消防储水使用后要求24小时内补满。
③供水安全性要求
要求连续供水,事故时输水管供水量不低于正常供水时流量的75%。
泵站设计资料①水文、地质资料
在拟建一级泵站河段处百年一遇洪水位为,常水位为,97%保证率的枯水位为。
97%保证率的枯水流量为/s。
河流断面见附图1。
河流水质符合《生活饮用水水源水质标准》。
在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。
地质柱状图可看出,表层有2m厚的砂粘土覆盖层,以下是中密卵石层或砂岩,适合工程建设。
②地形资料
拟建一级泵站处的地形见附图2。
水厂配水井设计水位标高为。
③气象资料
年平均气温℃,最高气温℃,最低气温-℃,最大冻土深度。
河流冬季无结冰现象,夏季最高水温为26℃。
河流主导风向,夏季为东南风,冬季为西北风。
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主要设计步骤
1.设计概述、设计范围、设计资料。
2.选泵、配电机方案。
3.布置机组和管道、机组基础的设计、吸水管和压水管的设计。
4.泵房平面及高程设计。
5.其它辅助建筑物或构件的设计。
二、设计流量的确定和设计扬程估算
设计流量Q
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,本设计考虑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:
QrαQdT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=;
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水厂本身用水,取自用水系数α=,则近期设计流量为Q=×
13200÷
24=605m3/h=/s远期设计流量为Q’=×
×
18480÷
24=847m3/h=/s设计扬程H①总体布置
选择站址、绘制取水泵站枢纽布置图。
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根据课程设计资料附图2,从河岸到净水厂的距离为60×
5000÷
1000(m)=300m。
在本设计中,从取水头部到泵房吸水间的长度为25m,泵站的长度为22m,则输水干管的长度为300-25-22m=253m。
②输水干管中的水头损失Σh
查给水工程界限流量表,本设计中使用两条500mm钢管并联作为原水输水干管,当一条输水管检修时,另一条输水管应通过75%的设计流量,即:
Q=×
/s=/s,管内流速v=Q÷
A=/s,查《给水排水设计手册》得1000i=3,i=。
Σh=×
253=。
③泵所需静扬程HST
在最不利情况下,从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为×
25m=。
则吸水间中最高水面标高为—=,最低水面标高为—=,所以泵所需静扬程HST为:
洪水位时,HST=—=枯水位时,HST=—=④泵站内管路中的水头损失hp
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粗估为2m,并考虑安全水头2m。
则泵设计扬程为:
枯水位时,Hmax=++2+2=洪水位时,Hmin=++2+2=
三、初选泵和电机
选泵
近期选用三台凯泉第四代KQW系列单级卧式离心泵,型号为KQW200/285-37/4。
近期三台泵,两台工作,一台备用。
远期增加一台同型号泵,三台工作,一台备用。
在凯泉网站上查到该型号泵的参数如下。
参数表
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尺寸表
特性曲线
注:
图中有三种型号的泵的特性曲线。
我们需要的是标有200/285-37/4的特性曲线。
选电机
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查《给水排水设计手册》,根据KQW200/285-37/4型泵的要求选用电动机。
①根据所要求的最大功率,转矩和转数选用电动机。
②根据电动机功率大小,参考外电网的电压决定电动机的电压。
③根据工作环境和条件决定电动机的外形和结构形式。
根据投资少,效率高,运行简单等条件,来确定所选电动机类型。
该泵对电动机的要求:
本设计选用Y225S-4型三相鼠笼式异步电动机。
Y225S-437KW三相异步电动机是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本系列。
该系列可以满足国内外一般用途的需要,机座范围80-315,是全国统一设计的新系列产品。
Y系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪音低、寿命厂、可靠性高、维护方便、转动转矩大等优点。
安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准,采用B级绝缘,外壳防护等级为IP44,冷却方式为IC411。
Y系列电动机,额定电压为380V,额定频率为50HZ,绝缘等级为B级、防护等级为IP44。
3KW以下为“Y”接法,4KW以上为“△”接法。
Y225S-437KW电机应用于一般无特殊要求的机械设备,如农业机械、食品机械、风机、水泵、机床、搅拌机、空气压缩机等。
电机详情产品类别三相异步电动机品牌恒富额定功率37KW型号Y225S-4产品认证CCC8
极数4极
应用范围机械设备
参数见下表。
额定电压(V)380额定转速(rpm)1500
四、机组基础尺寸的确定
KQW200/285-37/4型泵的安装尺寸厂家已给出。
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查《给水排水设计手册》第11册常用设备,查Y225S-4型三相鼠笼式异步电动机的安装尺寸。
在本设计中,取
基础长度L=(底座长度+)m=770+200=970mm
基础宽度B=底座螺孔间距+=560+200=760mm机组总重量W=560+465=1025kg=10045N。
基础深度按下式计算:
H=/(L×
B×
γ)
式中L=;
B=;
γ=23520N/m3故H=
设泵房底板为1m,则基础实际深度连同泵房底板在内,为+1=。
五、吸水管路与压水管路计算
为了保证泵有良好的吸水条件,减少临近机组的干扰,提高取水的安全性,每台泵都布置有各自单独的吸水管和压水管。
为了保证泵吸压水管路有良好的水力条件,且使水流不在管内发生淤积或冲刷,《室外给水设计规范》要求吸压水管路有不同的流速范围如下表:
于近期期工作泵的台数为两用一备,则吸、压水管布置3条,其中一条备用,则每条水管的流量Q=÷
2=/s。
输水管路平行敷设两条管道以提高供水安全性,则输水管每条管的流量Q=÷
吸水管路的设计
根据各条管的流量采用/s,根据水力计算表,采用DN275的钢管,其流速v=/s,1000i=,满足表中吸水管流速要求。
吸水管路的设计参数:
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