泵站工艺设计.

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选泵时还需考虑的其他因素: (1)水泵类型必须与抽送的水质相适应 (2)要考虑水泵的吸水能力,在保证吸水条件下,尽
可能减少泵站埋深。
(3)考虑远期发展,远近结合。 (4)水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和布置 都有影响,可直接影响泵房造价。 (5)应选择当地生产、性能良好、便于维护的设备。
4 水泵机组的布置和基础设计
(3)起重设备
起重量(t) <0.5 0.5~2.0 2.0~5.0 >5.0 起重设备形式 固定吊钩或移动吊架 手动或电动单轨吊车 手动或电动单轨吊车 电动桥式行车
III)用缓闭止回阀、自动缓闭水力闸阀
IV)还可考虑采用增加管道直径和壁厚
7 泵站辅助设备
(1)引水设备
水泵的工作有自灌式和吸入式两种方式。 真空泵:
真空泵的排气量计算式 为:QV K(WP WS)H a T(H a H SS)
式中:K——为漏气系数,一般K=1.05~1.10; Wp——为泵站中最大一台水泵泵壳空气容积(m3); W s——为泵站中最大一台水泵吸水管空气容积(m3); Ha——为大气压,用水柱高度表示; H ss——为水泵安装高度(m); T——为水泵引水时间(h),一般应小于5min。
泵站内主要通道宽度应不小于1.2m。
5 吸水和压水管路系统
(1)吸水管路设计要求
不允许有泄漏 不积气,应避免形成气囊 尽可能减少吸水管长度,减少损失和埋深 每台水泵应有自己独立的吸水管 吸水井水位高于泵轴时,应设手动、常开检修闸阀 吸水管内流速:DN<250mm,v=1.0-1.2m/s;DN>250mm,v=1.21.6m/s 灌水启动时,应设底阀 吸水管设底阀时,应设喇叭口,使水流平稳,减少损失,喇叭 口直径D=(1.3-1.5)d,高度H=(3.5-7.0)(D-d)
5 吸水和压水管路系统
(2)吸水井设计安装要求
垂直安装的喇叭口:
I)淹没深度h≥0.5~1.0m,否则应设水平隔板,水平隔板边长为2D或3d II)喇叭口与井底间距要大于0.8D,使水行进流速小于吸水管进口流速 III)喇叭口距吸水井井壁距离要大于(0.75~1.0)D IV)喇叭口之间距离要大于(1.5~2.0)D
其压力增值:△P=ρa(v0-v),则有:
av0 H g
阀门关闭缓慢,则发生间接水锤,其压力增值:
av0 TC 2 Lv H g TZ gTz
6 泵站水锤及防护
av0来自百度文库TC 2 Lv0 H g TZ gTz
式中:a——水锤波传播速度;
v0——水流原速度; v——水流速度改变后的速度,关阀水锤V=0 TC=2L/a——水锤波传播一个来回的时间; TZ ——阀门关闭时间。
6 泵站水锤及防护
(3)停泵水锤的危害及其防护
停泵水锤的危害: 一般停泵水锤事故会造成“跑水”、停水;严重 的事故造成泵房被淹;有的还引起次生灾害,如冲 坏铁路,中断运输;还有的设备被损坏,伤及操作
人员,甚至造成人身死亡的事故。
6 泵站水锤及防护
水锤防护措施: I)尽可能不设止回阀 II)管路设有止回阀时,应设置防止压力升高的措施
2 确定工作泵的型号和参数
【解】
(1)确定流量:
Qmax=800m3/h=0.22m3/s;Qmin=400m3 /h=0.11m3 /s (2)计算扬程: Hmax=1+12+2+3.3+1.5=19.8m 总水头损失=2+3.3=5.5m,计算得到管路阻抗S为113.64, 管路特性曲线方程为:H=13+113.64Q2 计算得到,Hmin=13+113.64×0.112=14.37m
(1)水泵机组布置的基本要求
水泵机组布置应保证设备工作可靠,运行安
全,装卸维修和管理方便,管道总长度最短,
接头配件最少,水头损失最小,并应留有扩建 的余地。
4 水泵机组的布置和基础设计
(2)水泵机组的布置形式
横向排列 纵向排列
横向双行排列
4 水泵机组的布置和基础设计
(3)水泵机组基础设计
基础的作用及要求
3 确定备用泵的型号和参数
不允许减少供水量和不允许间断供水的泵站,应 有两套备用机组; 允许减少供水量,或允许间断供水时,可设一套
备用机组;
通常备用泵与最大泵型号相同 备用泵台数一般为工作泵的50%,备用泵要处于 完好准备状态,和工作泵是互为备用、轮流工作的 关系。
3 确定备用泵的型号和参数
0.8m,电动机功率大于55kW时,净距应不小于1.2m,设备的突出部分之 间或突出部分与墙壁之间不小于0.7m,进出设备的大门口宽为最大设备 宽度加1m。 非中开式水泵,要有能抽出水泵泵轴的位置,其长度为轴长加0.25m, 对于电机转子要有电机转子加0.5m的位置。 大型泵应有检修的空地,其大小应使得被检修设备周围有0.7~1.0m空 地,以便工人活动工作。 辅助泵(如真空泵、排水泵等)通常应安装在部分适当的地方,以不增加 泵房面积为原则,可以靠墙、墙角布置,也可以架空布置。
在转弯、三通等处设支墩或拉杆
闸阀直径D>400mm,应设电动闸阀 压水管流速: DN<250mm,v=1.5-2.0m/s; DN>250mm,v=2.0-2.5m/s 不允许倒流时,设置止回阀
6 泵站水锤及防护
(1)水锤概述
水锤也称为水击,是有压水管路中由于液体流速的突然变化而引 起的压力急剧的交替升高和降低的水力冲击现象。 在简单管路中若发生关阀水锤,阀门瞬时关闭,则发生直接水锤,
II)不带底座的大、中型水泵
基础长度 L=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L1+(0.40~0.50)m; 基础宽度B=水泵底脚螺孔宽度方向间距B1+(0.40~0.50)m;
基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.15~0.20)m 。
4 水泵机组的布置和基础设计
基础高度校核
为保证水泵稳定工作,基础必须有相当的重量,一
般基础重量应大于(2.5~4.0)倍水泵机组总重量,在 已知基础平面尺寸的条件下,根据基础的总重量可以算 出其高度。基础最小高度不小于500~700mm,以保证 基础的稳定性,基础一般用混凝土浇筑,混凝土基础应
高出室内地坪约10~20cm。
4 水泵机组的布置和基础设计
(4)水泵机组布置的一些规定
要有一定宽度的人员通道,电动机功率不大于55kW时,净距应不小于
1 给水泵站作用与分类 (1)给水泵站组成
水泵机组:包括水泵和电机
吸压水管路系统:
吸水井: 控制、调节和安全设备:止回阀、安全阀、水锤消除器等
计量和检查设备:流量计、压力表、真空表、电流表等
启动引水设备:真空泵、引水灌等 电气设备:电机的启动、配电设备
通讯、自动控制设备
2 确定工作泵的型号和参数
(3)选择水泵:
按最不利工况(最大流量和扬程)来选择水泵,查得
12SH-19型水泵(高效区Q=612-935m3/h,H=23-14m) 符合要求。 (4)绘制水泵工况点:
2 确定工作泵的型号和参数
(5)校核工况:
2 确定工作泵的型号和参数
(4)减少能量浪费途径
大小兼顾,调配灵活
Qd——供水对象最高日用水量(m3/d); a——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而知的系
数,一般取a=1.05~1.1;
T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
2 确定工作泵的型号和参数
二级泵站的设计流量:
二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中
水泵的分级供水线。
3.0 2.5 2.0 1.5
水泵基础的作用是支承并固定机组,以便于机组运行平
稳,不产生振动。因而要求基础坚实牢固,不发生下沉和 不均匀沉降现象,卧式泵多采用混凝土块式基础,立式泵 多采用圆柱式混凝土基础或与泵房基础、楼板合建。
4 水泵机组的布置和基础设计
基础尺寸
I)带底座的小型水泵 基础长度L=水泵底座长度L1+(0.15~0.20)m; 基础宽度B=水泵底座螺孔间距B1+(0.15~0.20)m; 基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.15~0.20)m;
5 吸水和压水管路系统
水平安装的喇叭口:
I)淹没深度h≥0.5~1.5m。
II)叭口与井底间距要大于0.33D,行进流速小于吸水管进口流速 III)喇叭口之间距离要大于(1.5~2.0)D
5 吸水和压水管路系统
(3)压水管路设计要求
承受高压,要求坚固不漏水 为安装方便和减小水锤应力,必要地方设柔性接口
北京林业大学 环境科学与工程学院
《泵与风机》
Pumps and Fans
主讲人:张立秋(环境科学与工程学院) zhangliqiu@163.com 2014年10月
第九章
泵站工艺设计
(一)
给水泵站工艺设计
主要内容:
给水泵站组成与分类
确定工作泵的型号与台数
确定备用泵的型号与台数
水泵机组的布置和基础设计 吸水和压水管路系统 泵站水锤及防护 泵站的辅助设备
6 泵站水锤及防护
(2)停泵水锤
停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其它原因,造成开阀停车时,
在水泵及管路中水流速度发生变化而引起的压力递变现象。
发生突然停泵的原因可能有:
(1)由于电力系统或电气设备突然发生故障,人为的误操作等致使电力供 应突然中断。 (2)雨天雷电引起突然断电。 (3)水泵机组突然发生机械故障,如联轴器断开,水泵密封环被咬住,致 使水泵转动发生困难而使电机过载,由于保护装置的作用而将电机切除。 (4)在自动化泵站中由于维护管理不善,也可能导致机组突然停电。
2 确定工作泵的型号和参数 (3)选泵依据与原则
依据:工程所需的水量和水压及其变化规律 原则:在满足最不利工况的条件下,考虑各种工况,
尽可能节约投资,减少能耗。从技术上对流量、扬程
进行合理计算,对水泵台数和型号进行选定,满足用 户对水量和水压的要求。从经济和管理上对水泵台数 和工作方式进行确定,做到投资、维修费最低,正常 工作能耗最低。
流量, 104m3/d
流量
一级工况 二级工况
1.0
0.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
时间,h
2 确定工作泵的型号和参数
(2)泵站的设计扬程
H H ST h H安全
式中:H—水泵的设计扬程(m);
HST—水泵的静扬程(m);
Σh—总水头损失(m); H安全—安全水头(m)。一般取2-3m。
较高,怕潮,怕水浸。
7 泵站辅助设备
超声波流量计 水头损失小,电耗少;反应灵敏;测量精度约为 ±2%;可计量瞬时流量,也可计累积流量。
安装部位要求上游的直管段不小于10倍管径,下游
的直管段不小于5倍管径。 目前,国产的超声波流量计已可测得管径为1002000mm之间的任何管道流量。
7 泵站辅助设备
型号整齐,互为备用
水泵换轮运行
水泵调速运行
2 确定工作泵的型号和参数
(5)提高运行效率途径
尽量选用大泵 若有多种工况,要尽可能使各种工况下水泵都 在高效区工作,如不能应保证频率出现较高的大 泵工况点一定在高效区。 尽可能减少管路水头损失,管路设计时,尽量 缩短管路长度,减少阀门、配件等。
起重设备 排水设施
其他:包括采暖、通风、照明、结构等
1 给水泵站作用与分类
(2)给水泵站分类
取水泵站
送水泵站
加压泵站
循环泵站
2 确定工作泵的型号和参数
(1)泵站的设计流量
一级泵站的设计流量:
aQd Qr T
( m 3 / h)
式中:Qr—一级泵站中水泵所供给的流量(m3/h);
最大真空值HVmax一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离H计 算,即: HVmax=760 H /10.33 =73.6H( mmHg)。
7 泵站辅助设备
(2)计量设备
电磁流量计 结构简单、工作可靠;水头损失小,且不易堵塞, 电耗少;反应灵敏,可测量脉动流量,测量范围大;测
量精度约为±1.5%;重量轻、体积小、占地少;价格
2 确定工作泵的型号和参数
【例题】一个小区给水泵站的管路总长度L=3000m,管径 为DN=500mm,管材为钢管,最大工况时的流量 Qmax=800m3/h,最小流量Qmin=400m3 /h,吸水井最低水
位与最不利点地形高差HST =1m,自由水压HC=12m,泵
站内部水头损失h泵站=2m,安全水头取H 安全=1.5m,最 大流量Qmax时从泵站至最不利点的管路水头损失∑h=3.3m。 试选择水泵?
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