目錄前言2第一章概述3
第二章設計流量的計算4
第一節水塔和清水池容積的計算4
第二節分級供水及水塔調節容積的計算表……………………6
第三節用水量變化曲線6
第四節二級幫浦站流量和揚程計算6
第三章機組選擇及方案比較9
第一節水幫浦及電機的選擇9
第二節機組選型及方案比較10
第三節二級幫浦站的校核14
第四節二級幫浦站土建要求16
第四章幫浦站附屬裝置的選擇17
第一節水幫浦引水裝置的選擇18
第二節水幫浦起重裝置的選擇19
第三節其他裝置的選擇20
第五章二級幫浦站平面圖布置21
第一節水幫浦尺寸的選擇及空間布置21
第二節幫浦房尺寸的擬定和依據22
第三節裝置具體布置23
第六章結束語24
前言幫浦站作為取水輸水工程的乙個重要部分,已在機電排灌、城鄉給排水、工礦企業供水和排水等工農業生產和水利工程建設等各方面得到了廣泛應用,隨著我國工業的日益發達,冶金技術的進步,潛水電機的加工製造技術已相當成熟,大中型潛水幫浦的發展越來越快,被廣泛應用在工農業生產和水利工程建設中。
作為乙個給排水專業的大學生來說,幫浦與幫浦站是一門及其重要的必修課程。在城市給排水工程中,幫浦站通常是整個給排水系統正常運轉的樞紐。從給水廠到汙水廠,從農業灌溉到防洪排澇,到處都得使用各種各樣的幫浦裝置。
所以,我們應該努力學好這門課程,掌握理論知識,並把理論知識運用到實踐中去。作為乙個給排水專業的學生,我們應該為以後的工作打下堅實的基礎,要自己的知識去回報祖國,服務人民。
這次幫浦與幫浦站課程設計是一次自我鍛鍊的好機會。在課堂上我們只是學習到了理論知識,要能真正勝任日後的工作,還必須理論聯絡實際,在實際設計中尋找問題,解決問題。我們這次的所要設計的是徽城地區的二級幫浦站,在設計過程中熟悉幫浦站設計的過程,鞏固以前學習的知識,培養獨立思考、獨立設計的能力。
我相信。在指導老師曾立雲的帶領下,我們一定認真思考,認真設計,獨立完成,爭取在設計過程有所收穫,並最終取得優秀的成果!
第一章概述
一、設計目的和設計任務
設計目的:熟悉二級幫浦站的設計過程;掌握幫浦站設計是所遵守的規範;增強工程建設及預算意識;提高獨立思考和設計的能力。
設計任務:完成徽城地區的二級幫浦站設計,完成設計說明書並繪製相關設計圖紙。
二、設計資料分析
1. 基本情況:
徽城地處華東平原,城區建築多為三層,最高五層。為滿足城市生活及生產用水需要,擬建徽城地區給水工程。此工程主要包括取水工程、淨水工程及輸水工程三個分工程。
一、二級幫浦站是取水工程和輸水工程中的一部分。徽城地區水資源豐富,有沿河地表水及地下水可利用。附微城總平面圖一張。
2. 地質及水文資料:
在擬建一級幫浦站的河流斷面及淨水廠的空地布置有鑽孔。由地質柱狀圖可看出,0~2m深為砂粘土,以下是頁岩。
沿河徽城段百年一遇最高水位40.36m,最低水位32.26m,正常水位36.51m。徽城地下水位多年平均在38.5m左右(系黃海高程)。
3. 氣象資料:
年平均氣溫15.6℃,最高氣溫39.5℃,最低氣溫-8.6℃,最大凍土深度0.44m。主導風向,夏季為東南風,冬季為東北風。
4. 用水量資料:
該地區最大日用水量近期為 10 萬噸/日,遠期為 13 萬噸/日。最大日用水量變化情況詳見附表。
5. 淨水廠設計資料:
淨水廠布置情況見附圖。淨水廠內沉澱池進水口設計水位42.50m,清水池最高水位40.3m,清水池最低水位38.2m.。清水池容積須本次設計確定。
6. 輸水管網設計資料:
由於城區距水源較遠,管網布置成網前水塔形式,淨水廠至水塔輸水管道長度為2500m。其他情況詳見總平面圖。根據管網計算結果確定出水塔最高水位為68.
3m,水塔最低水位為65.8m。水塔容積尚須本次設計確定,水塔調節容積建議設計在最高日用水量的5﹪~8﹪。
7. 其他資料
**等級:五級;地基承載力2.5kg/cm2;可保證二級負荷供電。
第二章設計流量的計算
第一節水塔和清水池的容積計算
水塔和清水池的容積,由
一、二級幫浦站供水量和用水量變化曲線確定。如果二級幫浦站每小時供水量等於用水量,則流量無需調節,管網中可以不設水塔,成為無水塔的管網系統。二級幫浦站每小時供水量越接近用水量,水塔的調節容積可以減小,但清水池的調節容積將增大。
假如一級幫浦站和二級幫浦站每小時供水量接近,則清水池的調節容積將明顯增大,以便調節二級幫浦站供水量和用水量之間的差額。所以給水系統的總調節水量由水塔和清水池來分擔。
水塔和清水池的容積計算通常用以下兩種方法:一是根據供水量曲線和用水量變化曲線推算;二是憑經驗估算。前者需要知道24h的用水量變化曲線,並擬定幫浦站的供水量;後一種採用最高日用水量的百分數。
由於安全可靠供水的原則,清水池一般應設定兩座,以便在清洗檢修是可以不間斷供水。
無論是清水池還是水塔,調節構築物的共同特點是調節兩個流量之間的差額,其調節容積為:
w=maxς(q1-q2)-minς(q1-q2) ()
式中:q1、q2——分別表示幫浦站的供水量和管網的用水量。
。在本設計中,已知最高日各時段的用水量,可以擬定二級幫浦站各小時的供水量,分兩級供水。運用附表一計算分級供水時的水塔及清水池調節容積。具體計算方法如下:
根據已知資料填入(1)~(4)項;第(5)項等於第(4)項減去第(3)項;第(6)項為第(5)資料的依次累加,第(7)項為第(3)項與第(2)項之差;第(8)項為第(7)項的依次累加。然後將(5)和(7)的所有負值相加後取絕對值填入本項的σ欄,即為清水池和水塔各自的調節容積。
第二節分級供水時水塔及清水池的調節容積計算
(見附表一)
由計算表可知;
清水池調節容積佔最高日供水量的12.4%;
近期: =12.4%=12.4%*100000=12400()
遠期: =12.4%=12.4%*130000=16120()
水塔調節容積佔最高日供水量的5%。
近期: =5%=5%*100000=5000()
遠期: =5%=5%*130000=6500()
第三節用水量變化曲線(見附圖一)
由圖可知:
一級供水量為最高日供水量的2.8%;
二級供水量為最高日供水量的5.0%;
時變化係數:kh=24*5.6/100=1.34 。
第四節二級幫浦站流量及揚程的計算
一、二級幫浦站供水線
本設計中的二級幫浦站等設計供水線根據資料中的徽城地區最高日用水量變化曲線擬定。擬定時應注意以下幾點要求:
(1)幫浦站的分級供水線應與最高日用水量變化曲線相接近,以減小調節水塔和清水池的調節容積,當最高日用水量變化曲線的變化幅度較大時,應採用二級供水,滿足用水需求並考慮經濟可行性。
(2)在分級供水設計過程中,考慮近、遠期相結合,應注意能選到合適的水幫浦,以及水幫浦之間的合理搭配能否滿足不同時期的供水要求。
在本設計中,由於最高日用水量變化曲線分布不均勻,採用二級供水。有資料可知:該地區最高日用水量近期為10萬噸/天,遠期為13萬噸/天。從而確定設計流量。
綜合考慮,一級供水時段為21點至次日6點,設計供水量為最高日供水量的2.8%;二級供水時段為6點至21點,供水量為最高日供水量的5.0%。則二級幫浦站的設計流量如下所示:
一級: =100000*2.8%/3.6=777.78(l/s)
二級: =100000*5.0%/3.6=1388.89(l/s)
考慮遠期供水流量為:
一級: =130000*2.8%/3.6=1011.11(l/s)
二級: =130000*5.0%/3.6=1805.56(l/s)
二、二級幫浦站輸水管管徑確定
輸水管徑應該按照最高日平均時用水量來確定。由資料可得:
近期:遠期:
選定流速時,應考慮技術和經濟兩方面的要求。從技術上考慮,為防止輸水管因水錘的現象而出現事故,最大設計流速不超過2.5~3.
5m/s;輸送原水時,為避免水中雜質在管內沉積,最低設計流速不得小於0.6m/s。從經濟角度考慮,流量一定時管徑與速度的平方根成反比。
故,如果流速取得小些時,管徑增大,相應造價增加,但大管徑的管道水頭損失小,執行電費將下降。相反地,如果流速取得大一些,管徑雖然小,造價會有所下降,但是水頭損失會增大,由此而引起幫浦站揚程的增加,直接導致執行電費的增加。因此,在實際設計中,一般按一定年限內造價和年運營費用之和最小時為最經濟的流速,即通常所說的經濟流速來確定管徑。
根據《給排水設計手冊》有以下結論:
在本次設計中,為考慮安全供水,分別採用兩條吸水管和兩條壓水管。
吸水管管徑計算:
先按近期流量設計,每條管道流量:q=578.71l/s,選流速為1.2m/s,相應管徑為d=590mm。考慮遠期供水需求,適當放大,可令
v=1.3 m/s; d=600mm。
壓水管管徑計算:
按近期設計,初選流速為v=1.3 m/s,相應管徑為d=800mm,考慮遠期供水,適當擴大流速為v=1.5 m/s。
三、二級幫浦站設計揚程計算
淨水廠設計資料:淨水廠內沉澱池進水口設計水位42.50m,清水池最高水位40.3m,清水池最低水位38.2m.。
輸水管網設計資料:淨水廠至水塔輸水管道長度為2500m。根據管網計算結果確定出水塔最高水位為68.3m,水塔最低水位為65.8m。
水幫浦揚程為:h= +∑h
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