武汉轻工大学水泵与水泵站课程设计计算书

武汉轻工大学《水泵与水泵站》

课程设计计算说明书

姓名

学院土建学院

专业给排水科学与工程

学号

指导教师

2017年1月5日

目录

一．设计概况 (3)

二．设计目的 (3)

三．基础设计 (3)

四．机组基本尺寸的确定 (8)

五．吸水管和压水管径的确定 (9)

六．吸水井设计计算 (9)

七．各工艺标高的设计计算 (10)

八．复核水泵机组 (14)

九.消防校核 (15)

十.泵房形式的选择及机械间布置 (16)

十一.机组和管道及阀门的布置 (16)

十二.其他附属设备的选择及其布置 (17)

十三.泵站平面布置 (18)

一．设计概况

1.某城市所需用水量9.7×104m3/d，泵站分为二级工作，为某建筑物供水，该建筑物需要的自由水压Hc=59m，泵站一级工作时输水管和给水管网总水头损失Σh1=35.5m,吸水井最低水位到设计最不利地面高差Zc=36m，该泵站室外的地面标高为200m，该地区冰冻深度为1.5m。试进行泵站工艺设计。

2.消防水量为Qx=120m3/h

二．设计目的

1.了解和掌握课程所学的基本内容，包括水泵及水泵站的基本知识、水泵的选择和选型、泵站水泵机组的布置及水泵站的工艺设计原则、步骤等的掌握；对水泵站所需辅助设施的内容、作用和具体设置的了解。

2.全面掌握水泵站的设计工艺步骤和计算方法、辅助设施的选择计算方法。

3.培养学生独立工作的能力。

三．基础设计

1.根据用水曲线确定二泵站工作制度，分两级工作：

第一级，从6：00到22：00，每小时占全天用水量的4.85％。 第二级，从22：00到5：00，每小时占全天用水量的2.5％。 泵站一级工作时的设计流量：

Q 1=9.7×104×4.85%=4704.5m 3/h=1305.76L/S

泵站二级工作时的设计流量：

Q 2=9.7×104×2.5%=2425m 3/h=673.08L/S

2.最大用水时水泵站一级泵所需扬程为134m

m

H h h H H c

c 1345

.125.355936Z 0＝＝泵站内Ⅰ++++++++=∑∑

二级泵所需扬程： m H h h H H c

c 93.1055.185.45.25.353659Z 20＝＝泵站内Ⅰ+⎪⎭

⎫ ⎝⎛++++++=∑∑

其中

—最不利点的地面标高和清水池

最低水位的高程差（m ）；

—自由水压(m)；—总水头损失(m)；

—泵站内损失（初步估计为2.0m）。

—安全水头1.5m

3.初选水泵：

根据上图泵的性能参数和水泵的特性曲线，可确定设计方案为：2台KQSN450-N9型单级中开式双吸离心泵并联。1台KQSN450-N9型单级中开式双吸离心泵备用。

四．机组基本尺寸的确定

确定电机:

根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y560-4电机，其参数见上图：电压V=6000V，功率N=1250KW.

KQSN450-N9型单级中开式双吸离心泵为带底座泵,根据水泵安装尺寸,则

基础长度L＝3646+(150~200)=4000mm

基础宽度B=800+(150~200)=1000mm

基础高度H＝1760+(150~200)=2000mm

五．吸水管和压水管径的确定

为了合理的利用水泵的允许吸上真空高度，每台泵都设置独立的吸水管以及压水管：

当泵站为一级供水时，两台KQSN450-N9型单级中开式双吸离心泵并联工作，其流量Q=1305.76L/s，单台泵出水量Q=652.8L/s；

当泵站为二级供水时，一台KQSN450-N9型单级中开式双吸离心泵工作，其流量Q=673.08L/S；

水泵吸、压水管所通过的流量应按Q=673.08L/s(最大)设计，管材采用钢管。

吸水管设计流速一般为：DN＜250mm时，v=1.0～1.2m/s；DN≥250～1000mm时，v=1.2～1.6m/s；DN﹥1000mm时，v=1.5～2.0m/s.

压水管设计流速为：DN＜250mm时，v=1.5～2.0m/s；DN≥250mm时，v=2.025m/s；根据公式：

查给排水常用资料知,Q=673.08L/s,根据设计流速确定：

吸水管管径为DN450mm,流速v=4.08m/s, 阻力系数1000i=4.93

压水管管径为DN350mm,流速v=6.72m/s,阻力系数1000i=18.46

六．吸水井设计计算

吸水井最低水位＝清水池最低水位－清水池至吸水井水头损失

＝198-0.2＝197.8m；

水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.25～1.5）d=1.5×500=750mm(实际取1000mm)；

水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0～7.0）×（D－d）=4×（1000-500）=2000mm；喇叭口边缘距吸水井侧墙距离≥1.5D＝1.5×1000＝1500mm；

喇叭口边缘距吸水井前后井壁≥(0.75～1.0)D=1.0×1000=1000mm；

喇叭口边缘之间的距离≥（1.5～2.0）D＝2.0×1000＝2000mm；

喇叭口距吸水井井底距离H1≥(1.0～1.25）D＝1.25×1000=1250mm（取

1200mm）；

喇叭口淹没水深H2≥（0.8～1.0）D＝1000mm。

所以吸水井长度取13000mm，但根据泵房布置吸水井长度调整为24000mm吸水井宽度取3000mm,调整为5000mm，吸水井有效容积应不小于最大一台泵5min的抽水量，取吸水井高度为5000mm，（其中超高300mm），吸水量显然满足要求