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1、取水工程课程设计计算书HEN system office room HEN 16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688城市水资源与取水工程课程设计任务书一.任务书本课程设讣的任务是根据所给定的原始资料设讣某城市新建水源工程的取水泵 房。一、设计目的本课程设计的主要H的是把泵与泵站、城市水资源与取水工程中所获得 的理论知识加以系统化，并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时培 养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。二、设计基本资料1、近期设计水量6, & 10万米7S,要求远期9,12,15万米3/日（不包括水厂自 用水）。2、原水水质符合饮用水规定。河
2、边无冰冻现象，根据河岸地质地形以决定采用 固定式泵房山吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱 式。取水头部到吸水井的距离为100米。3、水源洪水位标高为米（1%频率）：估水位标高为米（97%频率）；常年平 均水位标高为米。地面标高。4、净水厂混合井水面标高为米，取水泵房到净水厂管道长380（1000）米。5、地区气象资料可根据设汁需要山当地气象部门提供。6、水厂为双电源进行。三、工作内容及要求本设汁的工作内容山两部分组成：1、说明说2、设计图纸其具体要求如下：1、说明书（1）设计任务书（2）总述（3）取水头部设计计算（4）自流管设计计算（5）水泵设计流量及扬程（6）水泵机
3、组选择（7）吸、压水管的设计（8）机组及管路布置（9）泵站内管路的水力计算（10）辅助设备的选择和布置（11）泵站各部分标高的确定（11）泵房平面尺寸确定（12）取水构筑物总体布置草图（包括取水头部和取水泵站）2、设计图纸根据设汁汁算成果及取水构筑物的布置草图，按工艺初步设计要求绘制取水头部平面图、剖面图；取水泵房平面图、剖面图及机组大样图，图中应绘出各主要设备、 管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。绘制取水工程枢纽图。泵站建筑部分可示意性表示或省略，在图纸上应列出泵站和取水头部主要设备及 管材配件的等材料表。aAA > Tv >总述本次设计为一级泵站，给水泵站采用圆形钢筋混凝
4、土结构，泵房设计外径为16m, 泵房上设操作平台。自流管采用DN800的钢管，吸水管采用DN600的钢管，压水管为 DY450的钢管，输水干管采用D600的钢管。筒体为钢筋混凝土结构，所有管路配件 均为钢制零件。水泵机组釆用14sh-13A型水泵，JS-U6-4型异步电动札近期二 用一备，远期三用一备。起重机选用DL型电动单梁桥式，排水设备选用WQ20-15 型潜水泵，通风设备选用T35-11型轴流风机两台。三、取水头部设计计算1. 设计流量Q的确定：考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取水用水系数a二，所以近期设计流量为：6x 10； x近=a = 1.O5X 刃 3600=729.17 /
5、Qd9x10* 1（? zzQ = ci 磐=1.05 X 一L/s = 1093.75L/S1-24h24 X 3600 /12. 取水头部的设计和计算本设计中取水头部选用箱式取水头部格栅面积公式：F = Q/ （vx ! X 2），（m:）式中：Q设计流量，（m7s）V过栅流速，取skx栅条的堵塞系数，取k：栅条的面积减小系数，k2=b/ (b+s)b栅条净间距，取lOmms栅条片度，取10mm则：k2=b/ (b+s) =40/ (40+10)=F ="9375= 4.48 2(vx jX R 0.4x0.75x0.8取水头部两面进水，采用4个栅格，单个栅格的面积为f二F/4二
6、4二查给水排水设计手册第三册得：选用的栅格尺寸为：BxH = 1500mmX 1100mm进水口尺寸为：1 X 1 = 1400mm X 1000mm有效面积为：标准图号为S321-1,型号为12四、自流管设计计算采用远期流量进行计算，山于采用两条自流管输水，所以单管的输水流量隔=今=546.88 / ,根据输水管的流速范围，选取V二m/s,得D =76Z7£nm,因此输水管采用800mm的钢管。五、水泵设计流量及扬程1. 取水头部到泵房吸水间的水头损失在正常工作最大流量下的悄况下，由于有两条自流管，当一条自流管检修时，另 一条输水管应通过75%的设计流量，即Q = Q远 X 75%
7、二 1093.75 X 0.75L/s = 820.31L/s查给排水设汁手册中的钢管水力汁算表，选用两条DN800的钢管作为自流管，查 水力计算表得：Qi二820 /s 时， Vls,lOOOiFQ：二830 /s 时，叽二s,1000i：=利用内插法求得，Q二L/s时，1000i二，V= m/s<2 m/s,符合要求。由式 h二订(l=100m),得Y= 1.1 X 3.86 X 103 X 100 = 0.42是包括局部水头损失而加大的系数)。取水头部的水头损失取花二；所以从吸水头部到吸水井的水头损失H二乂自说管+ h?= 0.82m2. 水泵所需的净扬程Hs-因为从吸水头部到吸水
8、井的水头损失为，则吸水间中的最高水位标高：H nF （ ） m=H M= （） nr所以所需的净扬程為为：洪水位时，HsTi«=枯水位时，弘萨输水干管中的水头损失输（按远期考虑）设采用两条DN800钢管并联作为原水输水干管，一条管管检修时，另一条输水管应 通过75%的设计流量（按远期考虑），即：Q2 = 0.75Q 远=820.31L/ s查水力计算表得管内流速V二m/s, 1000i=,所以：2 h綸二X X 2/3x380二（式中为局部损失加大系数）4.泵站内管路的水头损失粗估为2m,考虑安全水头为2m则泵设计扬程为：估水位时，虹二+2+2二洪水位时，二+2+2二六、水泵机组选择
9、1. 初选泵和电机近期三台 14Sh-13A 型泵（Q二240370L/s, H二4广30m, N=12P136kW, Hs二， ml=1000kg）,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。根据14Sh-13A型泵的要求选用JS-116-4型异步电动机（*155kW, n=1470r/min, m2=1080kg）2. 机组基础尺寸的确定查泵与电机安装尺寸，计算出14Sh-13A型泵机组基础平面尺寸为2468mmX 1020mm,机组总重量 W二Wp+Wm二 10548+9800二20348N_3.01 _ x x式中L基础长度，L/mB基础宽度，B/m丫基础所用材料
10、的容重，对于混凝土基础，厂二23520N/m3所以H- 10W :LxBx y-10x203 iS - 1.03m2.168x1.02x23520七、吸压水管的设计1.吸水管已知0远= 365L/S,因此吸水管采用DN600的钢管，V二s, 1000i二2.压水管压水管采用DN450的钢管，V二s, 1000i二八、机组及管路布置为了布置紧凑，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，吸水管与 压水管采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管上设有止 回阀（H44T （X） -10型）、电动蝶
11、阀（D941型）和手动蝶阀（D341型），吸水管上 设手动闸阀（Z45W-10型）。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两 条DN900输水管用DN900蝶阀（D341型）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀 （D341 型）一个。九. 泵站内管路的水力计算按一条最不利路线（见如下草图） 路径所涉及的管件局部阻力系数见下表:14s h 13A 型 水 泵吸水管路编 号设备名称规格型号局部阻力系数g1吸水管进口DN6002手动闸阀DN二600,暗杆楔式闸阀 丄二 600（按=£）O3偏心渐缩管D600x350,L 二 556压水管路4同心阔渐管DN300X450, L二76
12、85止回阀DN450, H44X-10 型旋启式,L=8806钢制45°弯 头DN4507电动蝶阀DN450, D941X-10型电动蝶阀，L 二 3308伸缩接头DN4509手动蝶阀A型对夹式蝶阀，L二10910钢制90°弯 头DN45011渐放管DN800X450, L=56112钢制斜三通DN80013钢制正=通DN80014电动蝶阀DN800, , L=2601 吸水管路中的水头损失工 其中，Vi = 一竺一 =° m 丨 s = , 783m / sV厂偏心渐缩管出口流速，兀x / / 4 x 0. 35-2.压水管路的水头损失乂其中，人= 5=
13、6;.364Z”/s = 5.15m/sV3-渐放管进口流速，龙X / / 4 龙x03-V.厂压水管路DN450流速，V.=sV厂输水干管在事故时流速，V5=s因此，Y =2 +工 =0.238+ 2.164= 2.402水泵实际扬程：枯水位：H込二卄+2二洪水位：IU二卄+2二由此可见，初选水泵机组符合要求。十、辅助设备的选择和布置1. 起重设备最大起重量为JS-116-4型电机重量Wa=1080kg,最大起重高度为+=（其中是考虑操 作平台上汽车的高度）。选用DL型电动单梁桥式起重机（定制，起重量为2t,跨 度，起重高度18m）。2引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。3. 排水设备
14、山于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内， 然后抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排水泵的静扬程计，水头损失大约5m, 故总扬程在+5二左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q二1528m3/h, H二2722m, N=3kW, n=2900r/min）两台，一用一备，配电机为 Y100L-2。4. 通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空一空冷却，但由于泵房筒 体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm, 转速960r/min,叶片角度15° ,风量1012
15、7m3/h,风压90Pa,配套电机YSF-8026, N= ） o5. 计量设备在净水厂的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设汁量设备。十一、泵站各部分标高的确定1. 水泵安装高度的确定为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为 自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。2. 泵房筒体高度的计算已知吸水间最低动水位标高为，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为（吸水管上缘的淹没深度为（D/2）二）。取吸水管下缘距吸水间底板，则吸水间底板 的标高为（D/2+）二。洪水位标高为，考虑的浪高，则操作平台标高为+二。故泵房筒体高度为：H二。3. 泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井 机房的高度、釆光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为，则吊车梁底 板的标高为+二，从平台楼板底到房顶底板净高为10m°十二、泵房平面尺寸确定根据泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置 悄况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房 内径为16m。十三、取水构筑物总体布置草图（包括取水头部和取水泵）