泵站课程设计
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取水泵站工艺设计说明
其泵站枢纽布置图如下:
设计流量的确定和设计扬程估算:
设计流量Q
近期设计流量为Q=1.1×101070/24=4632.375 m3/h=1.287 m3/s
远期设计流量为Q=1.5×4632.375=6948.563m3/h=1.93 m3/s
设计扬程H
水泵所需静扬程H st
通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修,另一条自流管通过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为6.214kPa,则吸水间中最高水面标高为90.25-6.214/10=89.629m,最低水面标高为75.50-6.214/10=74.879m。所以水泵所需静扬程H st为:
洪水位时,H st=Y h(108.25-89.629)=186.21kPa
枯水位时,H st=Y h(108.25-74.879)=333.71kPa
输水干管的水头损失∑h
设采用两条DN1200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=0.75×6948.563m3/h=5211.422m3/h=1.448m3/s,查水力计算表得管内流速v=1.291m/s,1000i=1.407,所以∑h=1.1×1.407/1000×500×10=7.739kPa。(式中1.1系包括局部损失而加大的系数)。
3)泵站内管路中的水头损失
粗估为20kPa
则水泵设计扬程为
设计枯水位时,H max =333.71+7.739+20+20=381.449kPa 设计洪水位时,H min =186.21+7.739+20+20=233.949kPa 2.初选水泵和电机
近期3台500S59型水泵(Q=2340m 3/h ,H=47m ,N=374.4kw ,H s =7.5m ,武汉水泵厂生产),两台工作,一台备用。远期增加一台同型号水泵,三台工作一台备用。 根据500S59型水泵的要求选用湘潭电机厂电机厂生产的Y450-46-6型异步电动
机(450kw ,6kv)。 3.机组基础尺寸的确定
查水泵与电机的样本,计算出500S59型水泵机组基础平面尺寸为 3390×1640mm ,机组总量 W=Wp +Wm=27500+34200=61700N. 基础深度H 按下式计算: H=3.0×W/(L ×B ×y) 式中L -基础长度,L=3.39; B -基础宽度,B=1.64;
y -基础所用材料的容重,对于混凝土基础,y=23520N/m 3 H=3.0×61700/(3.39×1.64×23520)=1.416m. 基础实际深度连同泵房底板在内,应为3m 。 4.吸水管路与压水管路计算
每台水泵有单独的吸水管与压水管 (1)吸水管
已知Q 1=1.93/3=0.643m 3/s
采用DN800钢管,则v=1.290m/s,i=0.239﹪ (2)压水管
采用DN600钢管, 则v=2.220m/s,i=1.01﹪
DN600
L6=500
5.机组与管道布置
为了布置紧凑,充分利用建筑面积,将四台机组交错并列布置成两排,两台为正常转向,两台为反常转向,在订货时应予以说明。每台水泵有单独的吸水管,压水管引出泵房后两两连接起来。水泵出水管上设有D971X-0.6型对夹式电动蝶阀和手动蝶阀(D371X-0.6),吸水管设手动闸板闸阀(Z548T-10型伞形齿轮传动法兰暗杆平行式双闸板闸阀)。为了减少泵房建筑面积,闸阀切换井设在泵房外面,两条DN1200的输水干管用DN1200蝶阀(D41X-0.6)连接起来,每条输水管上各设切换用的蝶阀(D41X-0.6)一个。
6.吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利线路,从吸水口到输水干管上切换闸阀为止为计算线路图
(1)吸水管路中水头损失∑h s
∑h s=∑h fs+∑h ls
∑h fs=l1*i s=5×2.39×10-3=0.01195kPa
∑h ls= Y h((ζ1+ζ2)×v22/2g+ζ3*v12/2g)
式中, ζ1-吸水管进口局部阴力系数,ζ1=0.75;
ζ2-DN800闸阀局部阻力系数,按全开考虑,ζ2=0.3;
ζ3-偏心渐缩管DN800×500,ζ3=0.21;
则∑h ls=γh((0.75+0.3)×1.292/2g+0.21×2.272/2g)=1.42kPa
故∑h s=∑h fs+∑h ls=0.01195+1.42=1.432 kPa
DN800
L1=1250
DN600
L2=5000
DN600
L3=800
DN600
L4=8000
DN600
L5=5867
L7=1800
课程设计用纸
(2) 压水管路水头损失∑h d
∑h d=∑h fd+∑h ld
∑h fd=γh[(l2+l3+l4+l5+l6)×i d1+l7×i d2]
=10×[(5.0+0.8+8.0+5.87+0.5) ×0.011+1.8×1.407×10-3]
=2.2244kPa
∑h ld=γh[ζ4×v32/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)v42/2g+(ζ11+2ζ12+2ζ13)v52/2g]
式中ζ4-DN350×600渐放管,ζ4=0.3
ζ5-DN600钢制450弯头,ζ5=0.51
ζ6-DN600液控蝶阀,ζ6=0.315
ζ7-DN600伸缩接头,ζ7=0.21
ζ8-DN600手动蝶阀,ζ8=0.15
ζ9-DN600钢制弯头,ζ9=1.01
ζ10-DN600×1200渐放管,ζ10=0.33
ζ11-DN1200钢制斜三通,ζ11=0.5
ζ12-DN1200钢制正三通,ζ12=1.5
ζ13-DN1200蝶阀,ζ13=0.15
则∑h ld=γh[0.3×9.12/2g+(2×0.51+0.315+0.21+0.15+2×1.01+0.33)×2.32/2g +(0.5+2×1.5+2×0.15)×1.2912/2g]
=γh[1.24215+1.0917+0.2806]= 26.1445kPa
故∑h d=∑h ld+∑h fd=2.2244+26.1445=28.37 kPa
从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为:
∑h=∑h d+∑h s=1.432+28.37=29.8kPa
因此,水泵的实际扬程为:
设计枯水位时,H max=334.3+7.739+20+29.8=391.84kPa
设计洪水位时,H min=186.8+7.739+20+29.8=244.34kPa