1、 毕业设计说明书学生姓名： 学 号： 20091523 学 院： 机电工程学院 专业年级： 09 级热能与动力工程二班 题 目： 苏丹东卡哈拉主泵站的概念设计及主泵选型设计 指导教师： 副教授 评阅教师： 副教授 2013 年 5 月I摘要苏丹东卡哈拉主泵站位于苏丹尼罗河旁边，设计此泵站总的提水量为 32 立方米每秒，设计过程中采用的是 9 台立式斜流泵，8 台泵参与工作，一台备用，每台斜流泵的流量为 4 立方米每秒，选用与泵配套的电机是在长沙电机厂找得的一种 YKK系列的大型三相异步电动机 。水泵采用的是单独钢管出水，直到出水池，水泵采用电动机直联驱动。泵房采用水下桩基础形式，水泵为湿坑进水
2、形式，水泵直接放置于河水中从河里取水，所以设计的泵房为湿室型泵房。此泵站中设计的辅助设备有起重设备、计量设备、通风设备和防水锤设备。采用的计量设备是电磁流量计，起重设备是 QD 型电动双梁双钩桥式起重机，通风设备是轴流通风机，本泵站采用缓闭阀门来减少水锤的冲击。关键词：泵站，立式斜流泵，电机，泵房Su Dandong kahala pumping stationsAbstract:Su Dandong hala pumping station next to the Nile in Sudan，Design the pump station in water yield is 32 cubic
3、 meters per second，Used in the process of design is 9 sets of vertical oblique flow pump，8 pump to participate in the work，A backup，Each oblique flow pump flow rate of 4 cubic meters per second，Selection of motor and pump matching is in changsha motor factory have to find a large YKK series three-ph
4、ase asynchronous motor。Pump uses is separate steel pipe water, until out of the pool, water pump driven by motor straight league. Pump adopts the form of underwater pile foundation, the water pump is a wet pit water form, water pump placed directly on the river of water from the river, so the design
5、 of the pump room for wet room type pump room. This pump station in the design of auxiliary equipment lifting equipment, measuring equipment, ventilation equipment and water hammer. Is the electromagnetic flowmeter, measuring equipment used lifting equipment is QD type electric double double beam br
6、idge crane, ventilation is axial flow blower, the pump station adopts gradual closing valve to reduce the impact of water hammer.Key word：pump stations，vertical oblique flow pump，motor，pump houseII目 录第 1 章 .11 绪论 .11.1 设计内容 .11.1.1 设计题目： 苏丹东卡哈拉主泵站的概念设计及主泵选型设计 .11.1.2 设计目的 .11.1.3 泵站设计水量 ： 32m3/s。 .2
7、1.1.4 设计任务 .21.2 设计资料 .2第 2 章 计算说明书 .32.1 水泵和电机的初步选择 .32.1.1 泵站的组成及特点 .32.1.2 泵站设计流量的确定 .42.1.3 管路总体布置及其设计 .42.1.4 泵站设计扬程估算 .72.1.5 初步选择水泵和电机 .72.2 水泵安装高程的校核 .112.3 水泵机组的基础设计 .112.3.1 布置机组和管道 .132.4 泵房形式的选择 .142.5 泵房内部布置及其尺寸的确定 .142.5.1 设备布置尺寸的一般要求 .142.5.2 泵房内布置及尺寸确定 .152.6 泵站总体布置 .162.7 集水室设计 .172
8、.8 辅助设备的选择 .182.8.1 机组冷却系统 .192.8.2 计量设备 .202.8.3 起吊设备 .212.8.4 通风设备 .222.8.5 排水设备 .242.8.6 防水锤设备 .252.9 泵房建筑高度和平面尺寸的确定 .26总结与体会 .26谢辞 .27参考文献 .270第 1 章1 绪论 泵是一种能量转换机械，它将动力机的机械能量转给液体，使液体获得能量而得到提升、增压、输送，压送水的泵称为水泵。水泵工作必须有配套的动力机、管路系统，并在一定的水位条件下工作，这些统称为泵装置。泵装置及辅助设备和相应的构筑物组成了水泵站。泵房是泵站的主建筑，用来安装水泵机组和辅助设备。合
9、理的设计不仅可以给机械电气设备和员工提供一个更好的工作环境，而且对消减开支和安全运行意义重大。泵房设计包括结构类型的选择，内部设备的安排，各部分的尺寸的确定，整体稳定性的计算和分析。泵房的形式的选择取决于泵站的特性（永久性和改造型） ，泵的类型（尺寸，抽水能力，高程，轴的安装方向，比转数等。水源水位的波动，土质等。根据结构基础的类型，固定站房可以分为四种类型，即分基型、干式、湿式和块基型。也有移动站房，比如泵船和泵车等。1.1 设计 内容1.1.1 设计题目：苏丹东卡哈拉主泵站的概念设计及主泵选型设计1.1.2 设计目的通过完成本次毕业设计，达到熟悉一般水泵站设计的基本流程，掌握水泵选型的方法
10、，了解泵站概念设计的主要要求和方法的目的；进而掌握泵站工程设计的基本流程，熟悉各类水泵的选型方法。11.1.3 泵站设计水量：32m 3/s。1.1.4 设计任务（1）根据设计要求确定泵站的主要布置形式，核算水泵的主要参数。(2) 根据确定的布置形式和水泵参数，选定主水泵并做出其结构外形图。(3) 完成泵站的概念设计，主要包括进水系统、泵房内设备、出水系统及其它辅助系统的概念设计。(4) 编写设计计算说明书,包括主水泵的参数计算，选型计算，泵站各系统的初步设计计算和设计说明。1.2 设计资料1、泵站位于苏丹尼罗河边，要求总的设计提水量为 32m3/S,采用 9 台（8 用 1备）立式水泵。2、
11、泵房采用水下桩基础形式，水泵为湿坑进水形式，水泵直接放置于河水中从河里取水。3、水泵采用单独钢管出水，直到出水池。水泵采用电动机直联驱动。4、主要高程：出水池设计水位：326.0 米最高进水水位： 313.0 米设计进水水位： 307.0 米最低进水水位： 306.0 米5、泵为室内安装，现场为热带沙漠型气候，干燥多风砂，最高温度可达 50 摄氏度。 2第 2 章 计算说明书2.1 水泵和电机的初步选择水泵是水泵站的主要设备，它决定着其它设备的选型配套和泵站构筑物的形式、尺寸，合理地选择水泵对降低工程造价及运行管理费用都有很大的意义。2.1.1 泵站的组成及特点2.1.1.1 泵站的组成(1)
12、水泵机组 包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分；(2)吸压管路 指水泵的吸水(进水)管路和压水(出水)管路，水泵通过吸水管从吸水井(池)中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至压水池；(3)引水设备 指真空引水设备(如真空泵、引水罐等)和灌水设备。当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备；(4)起重设备 指泵站内设备及管道安装，检修用的吊车、电动葫芦等设备；(5)排水设备 指排水泵、排水沟、集水坑等，用以排除泵站地面污水；(6)计量设备 指流量计、压力计、真空泵、温度计等；(7)通风设备 指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风机等设备；(8)电气设备 指变、配电设备；(9)防水锤设备 指水锤消除器
13、等；(10)冷却设备 指机组冷却系统设备(11)其他设备 包括照明、通信、安全与防水设施等。在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。2.1.1.2 泵站的特点水泵直接从尼罗河里抽水，采用单独钢管出水，直到出水池。水泵采用电动机直联驱动。泵房采用水下桩基础形式，水泵为湿坑进水形式。32.1.2 泵站设计流量的确定设计流量的确定泵站工作时总的设计流量：Q=32m3/s 采用 9 台（8 用 1 备）立式水泵,所以每台泵的设计流量为：=32/8=4m3/s 1Q2.1.3 管路总体布置及其设计本泵房采用水下桩基础形式，水泵为湿坑进水形式，水
14、泵直接放置于河水中从河里取水，所以本泵站采用固定式湿室型泵房，泵房为半地下式矩形泵房, 水泵站设置泵房间、配电间、值班室和检修间。 2.1.3.1 管道的选型 钢管 易腐蚀，寿命短，强度低 球墨铸铁管 耐腐蚀，寿命长，强度高由于钢管的强度高，接口可焊接，因此吸水管路和出水管（泵房内）均采用壁厚为 6mm 的钢管，本泵装置为大流量低扬程泵站，故压水管也采用钢管。2.1.3.2 管线的布置水泵直接从尼罗河里抽水,根据经济设计流速 v=1.52.5 m/s，使用钢管出水，取管径 D=1600，则输水钢管流速 v=2 m/s。2.1.3.2.1 吸水管路吸水管路一般布置要求：(1) 为保证吸水管路不漏
15、气，要求管材必须严格。(2) 为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。(3) 吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。4(4) 吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵 5min 的抽水量。(5) 吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。(6) 当吸水池水位高于水泵轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。(7) 当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。由于水泵直接从河里抽水，尼罗河含砂量大，所以水泵吸入喇叭口下面应设置滤网。2.1.3.2.2 压水管路压水管路一般布置要求：对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便。 (
16、1) 压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修处采用法兰接口。(2) 为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路适当位置上设补偿接头或可挠性接头。(3) 混流泵必须要开阀启动。(4) 当不允许水倒流时，需设止回阀。(5) 压水管设计流速为：DN250mm 时，v=1.52.0m/s；DN250mm 时，v=2.02.5m/s；取泵房到出水池的距离 L=300m，由于设计的装置静扬程 H =326.0-ST307.0=19m，混流泵为 45 度出水形式，取混流泵出水弯管后连接的直管段到泵房外侧 L1=4m，再连接一个 45 度的弯管，弯管后接一段长 L2=
17、200m 的直管，距离弯管 5m的位置装有一个对夹式不锈钢蝶阀，距离蝶阀 8m 的地方装有一个电磁流量计，并在适当位置安装一个压力表，直管后接一个 45 度弯管，弯管后接一段长 L3=21m 的 45度倾斜直管，倾斜直管后接一个 45 度弯管，弯管后接一段长 L4=85 m 的直管直到出水池。5图一 管路布置图2.1.3.3 泵站管路损失估算管径 D=1600 mm，流速 v=2 m/s， =0.204 mgv2/1）吸入喇叭口损失 h1= =0.150.204=0.0306 m （查表 =0.15 ）gv2/2）出口弯管后直管损失 h2=L/D =0.02034/1.60.204=0.010
18、4m /2(查表 =0.0203)3）30 度弯管损失 h3= =0.1750.204=0.0357 m （查表 =0.175 gv/2）4）弯管后直管损失 h4=L/D =0.02035/1.60.204=0.0129m /2(查表 =0.0203)5）蝶阀全开时损失 h5= =0.150.204=0.0306m （ 查表 =0.15 gv/2）6）蝶阀后直管损失 h6=L/D =0.0203175/1.60.204=0.4529m/2(查表 =0.0203) 7) 45 度弯管损失 h7= =0.210.204=0.0428m （查表 =0.21 ）gv/28）弯管后倾斜直管损失 h8=L
19、/D =0.020321/1.60.204 =0.0544mv2/6(查表 =0.0203) 9) 45 度弯管损失 h9= =0.210.204=0.0428m （查表 =0.21 ）gv2/10)弯管后直管损失 h10=L/D =0.020385/1.60.204=0.2200m /(查表 =0.0203)11)出口速度头损失 h11= =1.00.204=0.204m （查表 =1.0 ）gv2/总水力h=0.0306+0.0104+0.0357+0.0129+0.0306+0.4529+0.0428+0.0544+0.0428+0.2200+0.204=1.1331 m2.1.4 泵站设计扬程估算设计扬程由静扬程和损失扬程两部分组成。HH h=（326.0-307.0）+1.1331=20.13 mST式中： H 设计进水水位与出水池设计水位高差h 管路总损失2.1.5 初步选择水泵和电机2.1.5.1 水泵选择的基本原则（1）在满足设计流量与设计扬程的情况下，应适应工况变化，即工况变化时，扬程浪费较小。（2）在长期运行中平均工作效率高，即是选择效率较高的泵，运行时能使工况点落在高效段。（3）水泵汽蚀性能良好，即选用允许吸上真空高度 H 较大，必须汽蚀余量SNPSHr 较小的泵。（4）所配电动机总装机容量小，避免“大马拉小车” 。
