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泵與泵站課程設(shè)計(jì) 泵與泵站的課程設(shè)計(jì)完成了，原說一個禮拜結(jié)束戰(zhàn)斗，但最后收尾的工作瑣碎，心也散了，所以，還是磨磨蹭蹭到周五上午才完工，交圖后發(fā)現(xiàn)自己的報(bào)告上忘了一草圖了…… 不過還好，那圖在范例上沒要求，只是去問申老師的時候老師提過一下子，一個軸測圖，不過估計(jì)大家都沒畫，那也就沒什么了。這次課程設(shè)計(jì)，其實(shí)出現(xiàn)幾個思考點(diǎn)：第一，我到底是堅(jiān)持用CAD，還是改用天正？這次我老老實(shí)實(shí)用CAD畫，畫出來效果不錯，但和用天正的比明顯慢了很多，基本我用3天，人家用2天。不過在打印的時候CAD的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了，管線的線寬什么的不會出現(xiàn)問題。天正畫圖時很方便，管線、閥門、彎頭，想用法蘭也行，想焊接也沒問題，畫圖時不需多想，按對話框選就行了。不過，我想，目前我存在的問題或許就是見的不夠多，平時觀察不夠仔細(xì)，很多東西我還不懂，如果等我懂了，我就知道什么時候器件能直接接在一起，什么時候中間要加一段水管…… 這次課程設(shè)計(jì)，有一范例，大多數(shù)同學(xué)都是照著范例畫，照著范例寫說明，快是快，不過發(fā)現(xiàn)不了問題，學(xué)不到東西。我沒照著范例畫，所有計(jì)算都是按照自己設(shè)計(jì)的管長什么的量出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行的，或許有錯，有疑點(diǎn)，不過我可以改進(jìn)，可以思考，雖然時間長點(diǎn)，但我覺得值了。說以后想靠著工作的機(jī)會周游世界，每個國家逗留一段時間，老豆說不是不行，但估計(jì)實(shí)操起來會比較難，除非你在你那行里很出名。好吧，那咱就努力吧，只要有夢，有理想，就能走得更遠(yuǎn)。 附《設(shè)計(jì)說明》 《泵與泵站》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)所給定的原始資料設(shè)計(jì)某城市新建給水工程的送水泵房。 一、設(shè)計(jì)目的 本課程設(shè)計(jì)的主要目的是把《泵與泵站》中所獲得的理論知識加以系統(tǒng)化，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)工作中，使所學(xué)知識得到鞏固和提高，同時培養(yǎng)同學(xué)們有條理地創(chuàng)造性地處理設(shè)計(jì)資料的獨(dú)立工作能力。 二、設(shè)計(jì)基本資料 1、某城市最高日用水量為4萬m3/d，時變化系數(shù)Kh=1.6，日變化系數(shù)Kd=1.3，管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為12m，最不利點(diǎn) 地面標(biāo)高為20m，樓房一般四層（服務(wù)水頭20m），泵站至管網(wǎng)起點(diǎn)設(shè)兩條輸水管（均為鑄鐵管），每條長500m，管徑500mm，泵站處地面標(biāo)高為17.2m，吸水井最高水位17.70m，最低水位14.20m，按一處火災(zāi)核算，消防流量30L/s，發(fā)生火災(zāi)時管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為17.50m，管網(wǎng)中無水塔。 2、地區(qū)氣象資料可根據(jù)設(shè)計(jì)需要由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供。 3、水廠為雙電源進(jìn)行。 三、工作內(nèi)容及要求 本設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容由兩部分組成： 1、說明說 2、設(shè)計(jì)圖紙 其具體要求如下： 1、說明書 （1）設(shè)計(jì)任務(wù)書 （2）總述 （3）水泵設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程 （4）水泵機(jī)組選擇 （5）吸、壓水管的設(shè)計(jì) （6）機(jī)組及管路布置 （7）泵站內(nèi)管路的水力計(jì)算 （8）輔助設(shè)備的選擇和布置 （9）泵站各部分標(biāo)高的確定 （10）泵房平面尺寸確定 2、設(shè)計(jì)圖紙 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算成果及取水構(gòu)筑物的布置草圖，按工藝初步設(shè)計(jì)要求繪制送水泵房平面圖、剖面圖及機(jī)組大樣圖，圖中應(yīng)繪出各主要設(shè)備、管道、配件及輔助設(shè)備的位置、尺寸、標(biāo)高。 泵站建筑部分可示意性表示或省略，在圖紙上應(yīng)列出泵站主要設(shè)備及管材配件的等材料表。 1、總述 （1）城市最高日用水量為40000m?/d，消防水量按30L/s考慮。 （2）吸水井最高水位標(biāo)高為17.70m，最低水位標(biāo)高為14.20m。 （3）管網(wǎng)最不利點(diǎn)地面標(biāo)高為20.00m，管網(wǎng)起點(diǎn)至最不利點(diǎn)水頭損失為12.00m，消防時為17.50m。 2、水泵機(jī)組的選擇 （1）水泵設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程 Q=740.74(L/s) H=HST’+Hsev+Σh輸+Σh網(wǎng)+Σhp+安全水頭 因?yàn)橛袃蓷l輸水管，所以單管流量 ，查得1000i=9.3785， Σh輸= 5.16m 所以 H=46.96m （2）選擇水泵型號 為了在用水量減少時進(jìn)行靈活調(diào)度，減少能量浪費(fèi)，利用水泵綜合性能圖選擇幾臺水泵并聯(lián)工作來滿足最高時用水流量和揚(yáng)程需要，而在用水量減小時，減少并聯(lián)水泵臺數(shù)或單泵運(yùn)行供水都能保持在各水泵高效段工作。 當(dāng)Q=30L/s時，泵站內(nèi)水頭損失甚小，此時輸水管和配水管網(wǎng)中水頭損失也較小，假定三者之和為2m，則相應(yīng)的水泵的揚(yáng)程為： 根據(jù)Q=740.74L/s，H=46.96m和Q=30.00L/s，H=29.80m，在水泵綜合性能圖上確定兩點(diǎn)連接成參考管道特性曲線，選取與參考管道特性曲線相交的水泵并聯(lián)。通過比較，選用兩臺14Sh-13，一臺12Sh-9B型水泵并聯(lián)，且選用一臺14Sh-13型水泵為備用泵（見表1）。 表1 水泵性能 水泵型號 流量/(L/s) 揚(yáng)程/m 轉(zhuǎn)速/(r/min) 軸功率/kW 效率/% 允許吸上真空度值Hs/m 重量Wp/kg 12Sh-9B 140~232 7.2~37 1470 82.5~108 78~82 4.5 773 14Sh-13 270~410 50~37 1470 164~180 79~84 3.5 1000 即管道特性曲線方程為 將水泵特性曲線及管道特性曲線均繪于坐標(biāo)紙上，檢驗(yàn)其效率，得出結(jié)論：上述方案可行。 （3）電機(jī)配置 查給排水設(shè)計(jì)手冊第11冊，采用水泵廠家指定的配套電機(jī)，見表2 表2 電機(jī)配置 水泵型號 軸功率/kW 轉(zhuǎn)速/(r/min) 電機(jī)型號 電機(jī)功率/kW 重量Wm/kg 12Sh-9B 82.5~108 1480 JS-115-4 135 970 14Sh-13 164~180 1480 JS-127-4 260 1520 3、機(jī)組布置和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) （1）機(jī)組布置 采用單行順列布置，便于吸、壓管路直進(jìn)直出布置，減少水力損失，同時也可簡化起吊設(shè)備。 （2）基礎(chǔ)尺寸 基礎(chǔ)根據(jù)廠家提供樣本，12Sh-9B型和14Sh-13型水泵均不帶底座，其基礎(chǔ)尺寸按水泵、電機(jī)安裝尺寸提供的數(shù)據(jù)確定，見表3。 表3 基礎(chǔ)尺寸 水泵型號 L4/mm L6/mm L8/mm B3/mm b/mm L/mm B/mm H/mm 12Sh-9B 320 944 590 520 620 2254 1020 948 14Sh-13 600 893 650 600 710 2543 1110 1116 其中L= L4 + L6 + L8+ 400， ，W=Wp+Wm， 2400kg/m?。 4、吸水管路和壓水管路設(shè)計(jì) （1）管路布置 根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，泵房選用半地下式。每臺水泵設(shè)有獨(dú)立的吸水管直接從吸水井吸水，各泵壓水管出泵房后，在閘閥井內(nèi)以橫向聯(lián)絡(luò)管相接，且以兩條總輸水管送至管網(wǎng)。由后續(xù)計(jì)算、設(shè)計(jì)得知，吸水井中最高水位為17.70m，此時水泵為自灌式引水，吸水管上設(shè)閘閥，以便停泵檢修時使用。吸水井最低水位為14.20m，此時水泵為吸入式引水，需要相應(yīng)的引水設(shè)備，管路布置如右圖。 （2）管徑計(jì)算 一臺水泵單獨(dú)工作時，其流量為水泵吸水管和壓水管所通過的最大流量，根據(jù)單泵運(yùn)行流量初步選定吸水管和壓水管管徑，計(jì)算結(jié)果見表4 表4 吸水管和壓水管管徑計(jì)算 水泵型號 流量/(L/s) 吸水管 壓水管 管徑/mm 流速/(m/s) 1000i 管徑/mm 流速/(m/s) 1000i 12Sh-9B 270 500 1.375 4.95 400 2.15 16.1 14Sh-13 430 600 1.52 4.81 500 2.19 12.6 由圖1可知，橫向聯(lián)絡(luò)管的流量應(yīng)為兩臺大泵并聯(lián)流量Q=690L/s，取d=600mm，則v=2.44m/s，1000i=12.4；每條輸水管按最大總流量的75%考慮，即Q=6900.75=517.5L/s，取d=500mm，v=2.64m/s，1000i=18.5。 （3）管路附件選配 附件見表5 橫向聯(lián)絡(luò)管與輸水管選用Z41T-10型閘閥，DN500，L=540mm，W=681kg。 5、泵房機(jī)器間布置 表5 管路附件選配 12Sh-9B 14Sh-13 名稱 型號規(guī)格 主要尺寸 名稱 型號規(guī)格 主要尺寸 喇叭口 DN500鋼制 D1=700，H600 喇叭口 DN600鋼制 D1=800，H600 90彎頭 DN500 R=500mm L=500mm 90彎頭 DN600 R=600mm L=600mm 手動蝶閥 D40X-0.5 DN500 L=225mm W=112kg 搖桿傳動蝶閥 D3T41X-6-10 DN600 L=390mm W=544kg 偏心減縮管 DN500300 L=810mm 偏心減縮管 DN600350 L=840mm 同心漸擴(kuò)管 DN300400 L=790mm 同心漸擴(kuò)管 DN350500 L=830mm 球形補(bǔ)償 DN400 L=700mm 球形補(bǔ)償 DN500 L=844mm 緩閉止回閥 HH44T-10 DN400 L=900mm 緩閉止回閥 HH44T-10 DN500 L=1100mm 電動蝶閥 DX941X-10 DN400 L=310mm W=450kg 電動蝶閥 DX941X-10 DN500 L=350mm W=600kg 90彎頭 DN400 R=400mm L=400mm 90彎頭 DN500 R=500mm L=500mm 同心漸擴(kuò)管 DN400500 L=260mm 十字管 DN500 L=1000mm （1）機(jī)器間長度 因?yàn)殡姍C(jī)功率大于55KW，故基礎(chǔ)間距取1.5m，基礎(chǔ)與墻壁間距離取1.4m,。除4臺水泵外，機(jī)器間右端按最大一臺機(jī)組布置，設(shè)一塊檢修場地，平面尺寸為4.0m3.0m，故得機(jī)器間總長度為： （2）機(jī)器間寬度 吸水管蝶閥距墻取1m，壓水管蝶閥一側(cè)留1.2m寬的管理管路，水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距按水管配件安裝的需要確定，故機(jī)器間寬度為： 綜上，所以機(jī)器間平面尺寸最后確定為長20m，寬11m。 6、吸水井設(shè)計(jì) 吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求。 吸水井最低水位：Hmin =14.2m 水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑D≥（1.3~1.5）d，取1.33600 = 800mm 水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長度L≥（3.0~7.0）（D－d），取3.0（800－600）＝600mm 喇叭口距吸水井井壁距離≥（0.75~1.0）D，取1.0800 = 800mm 喇叭口之間距離≥（1.5~2.0）D，取2.0800 = 1600mm 喇叭口距吸水井井底距離≥0.8D，取700mm 喇叭口淹沒水深h≥（0.5~1.0）m，取1.0m 吸水井井底標(biāo)高：14.20－1.0－0.7＝12.5m 吸水井高度為：17.70＋0.50－12.50＝5.7m 吸水井長度為：8002＋8004＋16003＝9600mm 吸水井寬度為：8002＋800＝2400mm 所以，初定吸水井長度為9600mm，寬度為2400mm，吸水井高度為5700mm。 因?yàn)槲行钏恳獫M足最大泵3min抽水量，即430360＝77400L＝77.4m?，而初定吸水井枯水期蓄水量為（14.20－12.50）9.602.40＝39.17m?，故初定吸水井面積不滿足用水需要，調(diào)整為長20000mm，寬4000mm。 7、泵站內(nèi)管路的水力計(jì)算 取最不利路線，如右圖所示，按大泵計(jì)算 （1）吸水管路中水頭損失Σhs: 吸水管路沿程損失為0.02m 吸水管路局部水頭損失Σhls計(jì)算結(jié)果見表6。 表6 吸水管路局部水頭損失計(jì)算 管道直徑/mm 管件 阻力系數(shù)ζ 最大流量/（L/s） 流速v/（m/s） 水頭損失/m 600 喇叭口 0.56 430 1.52 0.066 90彎頭 1.01 430 1.52 0.119 蝶閥 0.15 430 1.52 0.018 600350 偏心減縮管 0.20 430 4.47 0.204 合計(jì) Σhls=0.407 吸水管路水頭損失為0.43m （2）壓水管路水頭損失Σhd： 壓水管路沿程損失為0.16m 壓水管路局部水頭損失Σhd計(jì)算見表7。 表7 壓水管路局部水頭損失計(jì)算 管道直徑/mm 管件 阻力系數(shù)ζ 最大流量/（L/s） 流速v/（m/s） 水頭損失/m 350500 漸擴(kuò)管 0.21 430 4.47 0.214 500 止回閥 1.7 430 2.19 0.416 蝶閥 0.15 430 2.19 0.037 90彎頭 0.96 430 2.19 0.235 十字管 0.2 430 2.19 0.049 2閘閥 0.06 430 2.19 0.029 合計(jì) 0.98 壓水管路總水頭損失1.14m ∴水泵實(shí)際揚(yáng)程 枯水位時：Hmax =（20－14.2）+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =46.53m 洪水位時：Hmin =（20－17.7）+ 20 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =43.03m 8、消防校核 H =（20－14.2）+ 10 + 5.16 + 12 + 1.57 + 2 =42.03m Q = 740.74 + 30 =770.74L/s 在坐標(biāo)紙上描出此點(diǎn)可知無需備用泵。 9、水泵安裝高度的確定 按大泵計(jì)： Hss≦2.04m 取Hss為1.8m。 10、輔助設(shè)備的選擇 （1）起重設(shè)備：最大起重量為1520 + 340 = 1860kg 選用DL型3t單梁橋式起重機(jī)，MDI3-9D型電動葫蘆，起升高度為9m。 （2）真空泵： 排氣量：Q=O.38m?/min Hv=266mmHg 選用SZ-2型真空泵兩臺，一備一用。 （3）排水設(shè)備：選用50QWDL-15潛水排污泵兩臺，一備一用，設(shè)排水溝。 （4）通風(fēng)設(shè)備：采用自然通風(fēng)。 11、泵房各部分標(biāo)高的確定 因Hss定為1.50m，枯水位標(biāo)高為14.20m，所以進(jìn)水管標(biāo)高為14.20+1.50=15.70m。 由14Sh-13型水泵外形尺寸中可查得泵軸至基礎(chǔ)頂面距離H1 = 620mm，泵軸中心線高于進(jìn)水管管中心距離H3為320mm，所以進(jìn)水管管中心至基礎(chǔ)頂面的距離為H1－H3＝300mm 所以泵基礎(chǔ)頂面標(biāo)高＝泵進(jìn)水管標(biāo)高－（H1－H3）＝ 15.40mm 基礎(chǔ)高出泵房底按0.2m計(jì)，可得泵房室內(nèi)地坪高程為15.40－0.20＝15.20m 泵房室內(nèi)地坪高程為15.20m，室外地面高程為17.20米，故泵房為半地下式。地下部分高度為17.20－15.20＝2.00m。 最高設(shè)備JS-127-4至室內(nèi)地坪高度： 取吊物底部至最高一臺機(jī)組頂距f＝0.5m，則g + f =1.86m 泵房絕對高度為： H = (n+h2+h+d+e+f+g) = 0.1+0.65+1.15+1.2（2.676－1.291+0.99+0.5+1.36 = 6.412m 所以取泵房絕對高度為7.0m，其中泵房間高度為5.0m。 12、泵房平面尺寸確定 根據(jù)基礎(chǔ)尺寸及其間距，泵房地下部分定為長20m，寬10.1m，根據(jù)吊車梁尺寸及其他因素考慮，泵房地面部分長25.30m，寬10.94m。 [另]工藝改進(jìn)討論： 考慮泵站中壞、換、修理泵、電動機(jī)的頻率較低，起重機(jī)的使用頻率較低，且使用起重機(jī)會增加廠房的高度和建筑面積，增加建設(shè)成本，故考慮用叉車來替代。 采用叉車的優(yōu)勢： （1）替代后可減少泵房的長、寬、高度各約1m，減少泵站的占地面積。 （2）叉車可采用租借的方式，無需日常維護(hù)、檢修，節(jié)約了日常維護(hù)成本。 采用叉車的弊端： （1）叉車的工作平臺需采用混凝土結(jié)構(gòu)，寬度約6m，原設(shè)計(jì)走道可采用鐵板鋪設(shè)，寬度1m，此項(xiàng)增加了建設(shè)成本。 （2）為節(jié)省建筑面積，叉車工作平臺為伸出平臺，遮蓋了出水管路的部分閘閥，不利于平時觀察。另伸出平臺部分導(dǎo)致地下層采光條件差，需增設(shè)照明設(shè)備。