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4.1 流量设计
时变化系数取为1.5,则高日高时流量为:
Qh=KQd/24=1.5×95000/24=5937.5 m3/h
式中: Qh——高日高时流量,m3/h;
K ——时变化系数,本设计取为1.5(室外给水设计规范4.0.9); Qd——设计水量,m3/d。
送水泵站的设计流量应等于高日高时流量。
4.2 扬程计算
由任务书知该处的自由水压为H1=50m,查手册一知该处的地面标高为21.0m,吸水井最低水位为清水池最低水位-水头损失=16.89m。
送水泵站的设计扬程为
H=ΔZ+H1+∑h+h=50+21-16.89+2+2=58.11m
式中: ΔZ——控制点与吸水井最低水位高程差,m;
H1——控制点所需的管网最小服务水头,m;
∑h——水头损失,m,其中泵站内部水头损失取为2m; h ——安全水头,m。
4.3 选泵 4.3.1 方案比较
在水泵型谱图上,根据泵站最大扬程和最高日最高时用水量定出一工况点a,然后根据用水量为零以及保持管网控制点自由水头所必须的扬程做出一点b,用直线连接ab两点,并由a作水平线ac。则ab与ac构成的三角形区是选泵的参考范围。型谱图如下:
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图4-1
从图看出三台500S59并联可满足要求,而五台350S75A并联亦可满足要求。
方案一:选用三台500S59并联,500S59型离心泵性能参数如下:流量2024 m3/h,扬程59米,转速970转/分,泵功率391Kw,效率为83%。
方案二:五台350S75并联,350S75离心泵性能参数如下:流量1440 m3/h,扬程60米,转速1450转/分,泵功率304Kw,效率为80%[4]。
方案一型号一致,便于维护管理,维护方便,且数目较少,效率较高,故选择方案一。
4.3.2 备用泵
备用泵选选用500S59。
4.3.3 校核
将备用泵与最大用水时的工作泵并联可满足校核工况点,故只设一台备用泵即可。
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4.4 动力设备的配置
根据选定的水泵样本载明的电动机来选择。
500S59的电动机:型号:Y450-46-6 ;功率:450 kw;电压:380v。
4.5 泵站机组的布置 4.5.1 机组布置要求
1.相邻两个机组基础间净距: 电机容量≤55 kw时,≥0.8m; 电机容量>55 kw时,≥1.2m;
2.相邻机组突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间净距: 电机容量≤55 kw时,≥0.7m; 电机容量>55 kw时,≥1.0m; 3.泵房主要通道宽度不小于1.2m。
4.考虑就地检修时,至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5m的通道 。
4.5.2 布置方式
由于所选泵为S型故采用横向排列即水泵轴线呈一条直线的方式布置机组。横向排列虽然会稍微增加泵房的长度,但跨度会减小,进出水管顺直,水利条件好,节省电耗。故采用横向排列的方式布置机组。
布置方式如下图:
图4-2
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其中(1)A1等于最大设备宽度加1 m,但不得小于2 m,本设计取为2.5m。
(2)B1不宜小于3 m,本设计取为5m。 (3)D1不小于1 m,本设计取为1.4m。 (4)C1=电机轴长+0.5 m,本设计取为2.6m。 (5)E1=C1。
(6)吸水阀门可设置在泵房外。
4.5.3 基础的尺寸
基础尺寸可按所选水泵样本上提供的安装尺寸决定。 1.带底座的小型水泵
基础长度=水泵底座长度+(0.15~0.20)m; 基础宽度=水泵底座螺孔间距+(0.15~0.20)m; 基础高度=水泵底座螺栓的长度+(0.15~0.20)m。 2.不带底座的大、中型水泵
基础长度=水泵机组底脚螺孔长向间距+(0.4~0.5)m;
基础宽度=水泵或电机底座螺孔宽向间距较大者+(0.4~0.5)m; 基础高度=水泵底座螺栓的长度+(0.15~0.20)m。
水泵或电机底座螺孔宽向间距较大者为800mm,则基础宽为0.8+0.5=1.3m。查手册11知500S59型水泵的安装尺寸长为3800mm,则基础长为3.8m
基础平面尺寸为4.2×1.3m2。
4.6 吸水管和压水管的设计
1.吸水管管径按最大抽水量Qmax及设计流速决定。(Qmax指该泵在单独或并联工作中可能出现的最大出水量)
设计流速可按下述数据决定: d<250mm v采用1.0~1.2 m/s d≥250mm v采用1.2~1.6 m/s
当为自灌式时,设计流速可增至1.6~2.0 m/s。
2.压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定,设计流速可按下述数据
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决定:
d<250mm v采用1.5~2.0 m/s d≥250mm v采用2.0~2.5 m/s
3.总压水管管径在泵站内按上述原则决定,在站外按输水管管径决定。 根据以上原则,计算得:
500S59型水泵的吸水管管径为681~787mm,故取500S59的吸水管管径为700 mm。同理其压水管管径为600 mm。
4.7 水泵安装高度的计算
由选定的水泵根据其在可能的工作范围内的最大抽水量在水泵性能曲线上查出对应的HS,如果水泵的安装地点的气压不是10.33 m水柱或水温不是20℃时,应对HS作出修正,变为HS,并由下式计算该泵的最大吸水安装高度HSS
HSS=HS,-hS-v12/2g
式中 hS——吸水管中水头损失; v12/2g——安装真空表处的水头损失。
整理得:
2v1H??h局部?h水平2g?1?i'sHss式中h水平——吸水管水平段的损失,h水平=iL,其中i=0.04‰;
h局部—— 包括从吸水喇叭口真空表安装处的所有水头损失(沿程与局部); v12/2g——根据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算; 根据上述原则计算各泵的安装高度如下:
表4-1
最大流量最大流速/(m3/h) /(m/s) 2100 1.52 2100 1.52 2100 1.52 管件名 喇叭口 90°弯头 异径管 局部阻力系数 0.8 0.6 0.2 v12/2g 0.1 0.1 0.1 水头损失/m 0.08 0.06 0.02 故h局部=0.08+0.06+0.02=0.16 m
h水平=iL=0.016 m
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