泵站课程设计

泵站课程设计
环境工程专业
《泵站与管网课程设计》
说明书
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设计时间：
前言
主要内容：本次设计的主要内容是为鸡西市城子河区生活污水泵站进行工艺设计，其日平均污水流量Q=45000m3/d，流量变化系数K z=1.15，经过三天的资料查找和对泵站的格栅设计；泵站的设计流量；泵站的设计扬程；水泵机组的选型，泵轴线安装高扬程的确定；集水池的设计；泵房设计与布置及辅助设备选型；扬程的核算等步骤的的详细计算，最终确定应选用300QW800-15-55型水泵四台，三用一备，进行对污水的提升，从而完成泵站对污水的处理过程，达到污水处理的要求。

设计成果：一份详细的设计计算说明书；
一张设计图纸：污水泵站的平面布置图和剖面图。

目录
第一章总论 (1)
第一节设计任务和内容 (1)
第二节基础资料 (2)
第二章泵站构筑物设计计算 (4)
第一节格栅设计计算 (5)
第二节水泵机组设计计算 (6)
第三节集水池设计计算 (7)
第四节泵站辅助设备选型 (8)
第三章主要设备说明（设备一览表） (9)
结束语 (9)
第一章总论
第一节设计任务书一、设计题目
鸡西市城子河区生活污水泵站工艺设计
二、设计任务
主要设计任务内容如下
1、格栅的计算与选型；
2、确定泵站设计流量；
3、确定泵站设计扬程；
4、水泵机组选型，泵轴线安装高程确定；
5、集水池设计；
6、泵房设计与布置及辅助设备选型；
7、扬程的核算。

第二节基础资料
一、污水水量
设计规模
日平均污水流量Q=450003/
m d
流量变化系数Kz=1.15
二、污水处理要求
该地区城市污水管道管底地下埋深-3.5m，管径500mm，充满度0.75，经泵站提升后高地水池最高水位6m，高地水池与污水泵站相隔12m。

三、气象资料
自查资料
1.泵站所处位置及地势情况
地面标高：232.3m
夏季平均气压：979.4mbar
管径：500mm
充满度：0.75
2、气象资料
年平均温度：3.60C
冻土深度：255cm
主导风向：W
历年平均降水量：533.3mm
历年平均相对湿度：67%
无台风
第二章泵站构筑物设计计算
第一节格栅设计计算
一、水泵计算
城市排水量为450003/m d ，Kz=1.15
s m K Q Q z /0.605.11450003
max =?=?=平均
1、格栅的间隙数
设栅前水深h=0.6m,过栅流速v=1.0m/s,栅条净距b=0.025,格栅倾角060α=
38
.16.0025.060sin 6.0sin max ≈
==bhv Q n α（个） 2、格栅宽度（B) 栅条宽度S=0.01
)(33.138025.0)138(01.0)1(m bn n S B =?+-=+-= 式中 B ——栅槽宽度，m ； S ——格条宽度，m ；
b ——栅条净间距，粗格栅b=50～100mm,中格栅b=10～40mm,细格栅b=3～10mm ；
n ——格栅间隙数； m a x
Q
——最大设计流量，3
/m s ；
α——格栅倾角，度；
h ——栅前水深，m ；
v ——过栅流速，/m s ，最大设计流量时为0.8～1.0/m s ，平均设计流量
时为0.3 /m s 。

sin α——经验系数。

3、进水渠道渐宽部分长度
设进水渠宽B 1=0.93m ，其渐宽部分展开角?=20
α )(55.020293.033.1211
m tg tg B B l =?
-=-=α 4、栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度
)(275.02
55.021
2
m l l === 5、通过格栅的水头损失
)(95.0360sin 8.92
1
025.001.042.2sin 22
3
423
4
1
m k g v b S h =???????? ??=????? ??=α
β
式中: h 1---设计水头损失； g---重力加速度，9.80/m s ； k---为经验数，通常为3；β---为形状系数。

v ——过栅流速，/m s ，最大设计流量时为0.8～1.0/m s ，平均设计流量时为0.3 /m s 。

6、栅后槽总高度（H) 设栅前渠道超高2h =0.3m
)(0.13.0095.06.021m h h h H ≈++=++= 7、格栅槽总长度（L) )(84.2603.06.00.15.0275.055.00.15.01
2
1m tg tg H l l L =?
+++++=++++=α
式中：0.5,1.0为常数； H 1---栅前渠道深，m 。

8、每日栅渣量（W ）
在格栅间隙为0.025m 的情况下，设栅渣量每年1000m 3，污水产0.07m 3。

)
/(15.315.1100007.06.08640010008640031
max d m K W Q W z
=== W>0.2m 3/d ，所以宜采用机械清渣。

式中：1W ---栅渣量，3
3310/m m （污水），格栅间隙为16-25mm 时，1W =0.10-0.05；
格栅间隙为30-50mm 时，1W =0.03-0.01； K 1---生活污水流量总变化系数。

所以选用一台格栅机，栅条间隙为25mm ，栅条宽度为10mm ，宽度为1.33m 。

第二节水泵机组设计计算 s L Q /60015.145000max
=?= 设选择3台水泵，所以s L Q /2003
600
==单。

确定泵站设计扬程
(1)设经过格栅水头损失为0.1m 。

(2)设集水池有效水深为2m 。

该地区城市污水管道管底地下埋深-3.5m ，管径500mm ，充满度0.75，经泵站提升后高地水池最高水位6m ，高地水池与污水泵站相隔12m 。

所以 m H ST 23.11)21.075.05.05.3(6=--?+--= （3）设泵站内管线水头损失1.5m 。

（4）泵站外部的水头损失选用DN=600mm 铸铁管
m/s
12.26.04
14.36.042
max
2=?=?=r Q V π总
>1.5m/s 所以,一台水泵出水s m V /71.03
12
.2=>0.7m/s.
设局部阻力损失为沿程阻力损失的0.3倍。

查表知摩擦阻力系数为0.00937。

()[]）（总m P 619.20.310937.006.53-12=??++=? （5）设安全扬程为1m 。

则m m h H H ST 1499.1312619.05.123.11≈=+++=+=∑ 式中：ST H ---为静扬程；
∑h ---为各种阻力损失之和。

选用300QW800—15—55型水泵四台，三用一备。

二、核算扬程
1.吸水管路水头损失：因水泵为潜水泵，所以吸水管路水头损失为0。

2.压水管路水头损失
每个出水管s L Q /200=吸
，选用400mm 管径。

s m Q v /0.61.4
04
2=?=
π
吸
>0.7m/s 。

以 A 点烟ABCDEF 的顺序计算水力损失。

A —B DN=300mm ?400mm 渐扩管(36.01=ξ) 旋启式止回阀（5.23=ξ）阀门（07.04=ξ）
()()828.40.892.617.00.5223.826.30.892v 432v 6.30222
221=??++?=??++?=g g h ξξ局m
式中：1v ---管径为300mm 时的流速； 2v ---管径为400mm 时
的流速。

B —
C 选径DN=450mm v=1.26m/s i=0.00478 直管长 1.6m 异径丁字管（6.11=ξN ）
m L h 007648.06.10478.00i =?=?=∴沿 m g h 1296.08
.9226.16.12v 2
2=??==ξ局
C —
D DN=450mm Q=400L/s v=2.52m/s i=0.0191 等径丁字管（5.1=ξ）直管长1.6m
m L h 3056.00.61191.00i =?=?=∴沿 m g h 86.40.8
922
.52.512v 22=??==ξ局
D —
E DN=600mm Q=600L/s v=2.12m/s i=0.00937 异径丁字管（2.0=ξ）直管长1.6m
m L h 0150.06.10937.00i =?=?=∴沿 m g h 45860.0.8
9212
.20.22v 22=??==ξ局
E —
F DN=600mm 直管长6m 等径丁字管（1.01=ξ） DN=600mm 的?90的弯头（6.02=ξ）
m L h 05622.060937.00i =?=?=∴沿
()m
g h 2981.08.9212.2.602.102v 2
2=??+==ξ局
压水管路损失为
=?总P 0.4828+0.007648+0.1296+0.03056+0.486+0.0150+0.04586+0.0 5622+0.2
981
=1.5518m
∑+=∴h ST H H 总=11.23+1.5518+0.2619+1=14.02>14m 且小于15m ，所以该泵符合。

第三节集水池的设计计算
根据经验知道集水池容积必须大于每台水泵单独工作时5分钟的集水量，
所以集水池的容积为36.661000
605222m
V =??= ，取整为823m ,因设集水池深度为2m ，所以，集水池面积为412m ,取集水池长为7.6m ，宽为5.4m ，集水池应装置冲泥和清泥设备，在集水池前部应设置闸门或闸槽，并考虑减少滞留或涡流，泵的吸水管在集水池内必须有足够的深度。

第四节泵站辅助设备选型
1.计量设备
由于污水中含有机械杂质，其计量设备应考虑被堵塞的问题。

设在污水处理厂内的泵站，可不考虑计量问题，因为污水处理厂常在污水处理后的总出口明渠上设置计量槽。

单独设立的污水泵站可采用电磁流量计，也可以采用弯头水表或文氏管水表计量，但应注意防止传压细管被污物堵塞，为此，应有引高压清水冲洗传压细管的措施。

2.反冲洗设备
污水中所含杂质，往往部分地沉寂在集水坑内，时间长了，腐化发臭，甚至填塞集水坑，影响泵的正常吸水。

为了松动集水坑内的沉渣，应在坑内设置压力冲洗管。

一般从泵压水管上接出一根直径为50mm-100mm的支管伸入集水坑中，定期将沉渣冲起，由泵抽走。

也可在集水池间设一自来水龙头，作为冲洗水源。

3.排水设备
当泵为非自灌式时，机器间高于集水池。

机器间的污水能自流泄入集水池，可用管道把机器间的集水坑与集水池连接起来，其上装设
阀门，排集水坑污水时，将闸门开启，污水排放完毕，即将闸门关闭，以免集水池中的臭气逸入机器间内。

当吸水管能形成真空时，也可在泵吸水口附近接出一根小管伸入集水坑，泵在低水位工作时，将坑中污水抽走。

如机器间污水不能自行流入集水池时，则应设排水泵将坑中污水抽到集水池。

4.采暖与通风设施
集水池一般不需采暖设备，因为集水池较深，热量不易散失，且污水温度通常不低于10-20 C.机器间如必须采暖时，一般采用火炉，也可采用暖气设施。

排水泵站的集水池通常利用通风管自然通风，在屋顶设置风帽。

机器间一般只在屋顶设置风帽，进行自然通风。

5.起重设备
起重量在0.5t以内时，设置移动三角架或手动单梁吊车，也可在集水池和机器间的顶板上预留吊钩；起重量在0.5-2.0t时，设置手动单梁吊车；起重量超过2.0t时，设置手动桥式吊车。

深入地下的泵房或吊运距离较长时，可适当提高起吊机械水平。

第三章主要设备说明
主要设备技术参数数量单位
潜水污水泵300QW800-15-55
Q=800m3/h,h=15m
4 台
电动机55kw 4 台
参考文献：
【1】<<污水处理厂工体设计手册>> 高俊发
【2】<<给排水设计手册>> 第1、2、5、11、12册【3】<<污水处理工程设计>> 徐新阳化工【4】<<给水排水工程专业工艺设计>> 化工【5】<<水泵及水泵站>> 姜乃昌【6】<<排水工程下册>>
【7】<<工业工程设备>> 聂梅生
格栅 GH-2500 B=1.33m
安装角度为600 1 个
止回阀 4 个阀门 4 个渐扩管 DN300-400渐扩管扩角为30° 4 个 90度弯头 2 个丁字管 4 个吊车 10T 1 辆。