【正文】 ................................................ 22 復(fù)核水泵和電機 ................................................................................................ 24 消防校核 .......................................................................................................... 24 輔助設(shè)備的選擇 .............................................................................................. 25 泵房形式、建筑高度和平面尺寸的確定 ...................................................... 27 4．結(jié)論 ........................................................................................................................... 30 致謝 ................................................................................................................................. 31 參考文獻 ......................................................................................................................... 32 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1 前言 泵 泵的定義和作用 從能量的觀點來看，泵是一種能量轉(zhuǎn)換機械，它將動力機的機械能量轉(zhuǎn)給液體。泵一般是用來將液體從地勢較低的地方抽吸上來，沿管路輸送到地勢較高的地方去。由于液體 經(jīng)過泵后壓力可以提高，所以泵的作用也可以用來將液體從壓力較低的容器中抽吸出來，并克服沿途的阻力輸送到壓力較高的容器中或其他需要的地方，例如，鍋爐給水泵從低壓水箱中抽吸水往壓力較高的鍋爐汽包內(nèi)給水 [1] 。 其中：葉片式水泵包括：離心泵、軸流泵、混流泵。軸流泵按軸的安裝方式分 為立式泵，臥式泵，斜式泵。 (2)按使用部門分：農(nóng)業(yè)用泵、工業(yè)用泵和特殊用泵等。 (4)水泵按動力類型分：手動泵、畜力泵、風(fēng)力泵、太陽能泵、電動泵、機動泵 [2] 。能夠提供有一定壓力和流量的液壓動力和氣壓動力裝置 [3] 。 ② 按照操作條件及方式，可分為人工手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站等。 ④ 按基礎(chǔ)及水下結(jié)構(gòu)的特點可分為分基型、塊基型、干室型和濕室型等形式。 ⑥ 按泵站供水情況，可分為均勻供水泵站和分級供水泵站。 ⑧ 在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為取水泵站，送水泵站、加壓泵站及循環(huán)水泵站。 ② 按其在排水系統(tǒng)中的作用，可分為中途泵站 (或叫區(qū)域泵站 )和終點泵站 (又叫總泵站 )。按泵房的平面遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 形狀，可以分為圓形泵站和矩形泵站。 ⑤ 按照控制的方式又分為人工控制、自動控制和遙控三類 [4] 。近年來，隨著 CAD 優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計和微機測試技術(shù)的推廣應(yīng)用，從設(shè)計開發(fā)、材料選用、加工工藝、調(diào)式、檢測等生產(chǎn)全過程都建立了較完整的 ISO 質(zhì)量認證保證體系，并不斷引進國際先進技術(shù)，逐步建立了機泵網(wǎng)系統(tǒng)和實行了廣泛的技術(shù)合作體系。 [5] (1)系列化、標準化程度日趨完善的同時，向?qū)I(yè)化、特殊用泵化發(fā)展。自 1975 年以來，我國陸續(xù)生產(chǎn)了 ISO 國際標準系列泵，適應(yīng)排污排漬以及給水用的大中型不同材質(zhì)的軸流式、離心式潛水泵。 (2)向大型化、高速化發(fā)展。相應(yīng)揚程 110m，最大出水量達 8m3∕s，并有再擴大遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 的趨勢。我國目前使用的進口同類產(chǎn)品 轉(zhuǎn)速 4600 r∕min。僅此還不能完全滿足高壓液體的輸送，因此大型化的同時必然高速化。我國泵站自動化裝備還不夠完善，技術(shù)水平還不夠高，但自動化管理模式正在被人們所接受，并努力去實現(xiàn)。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展與計算機技術(shù)的進步，我國泵站泵站自動化技術(shù)逐漸發(fā)展起來，泵站監(jiān)測系統(tǒng)自 70 年代至目前為止，已發(fā)展到一定水平，可分為一下三個階段： 起步階段：至 1969年，江都一、二、三站先后投產(chǎn)。 完善階段： 80年代以來，監(jiān)測系統(tǒng)不斷提高與完善，泵站中陸續(xù)使用自動化設(shè)備。 1983年投入運行的我國西北地區(qū)最大的新疆 博斯騰湖泵站，該站采用當時比較先進的 DJKFT型集中控制裝置，在機組運行中發(fā)揮了一定的作用。 應(yīng)用階段：進入 90年代，計算機技術(shù)飛速發(fā)展，自動化技術(shù)在泵站中得到了遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 很大的發(fā)展和應(yīng)用。 泵站與其它水 利建筑物不同，它無需修建擋水和引水建筑物，對資源和環(huán)境無影響，受水源、地形、地質(zhì)等條件的影響較小，且具有投資省、成本低、工期短、見效快、靈活機動等優(yōu)點。盡管如此，許多國家還是把泵站工程建設(shè)列為優(yōu)先考慮的重點。 (1)荷蘭泵站工程發(fā)展狀況：荷蘭是一個地勢低洼的國家，約有四分之一的國土面積低于海平面， 歷史 上即以筑堤、排水、圍海造田而著稱，再加上部分地區(qū)開墾 沼澤地等，其排水問題十分突出。荷蘭排水泵站的特點是揚程低、流量大。荷蘭比較注重科研的投入，科研力量很強，研究機構(gòu)齊全，設(shè)施非常完善，對水泵及其進、出水流道均有比較系統(tǒng)的研究 [11] 。為獲得土地面積，日本采用了大規(guī)模攔海造地的方法，同時興建了一批排水泵站，以解決易澇 地區(qū)的排漬問題。 1868年明治維新后，近代 科學(xué) 技術(shù)和日本傳統(tǒng)的水田農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合，日本的灌溉排水設(shè)施得到廣泛建設(shè)，不斷發(fā)展提高。進入 1990年后，隨著灌溉排水設(shè)施以新建改良為主的制度逐步完善，以大河下游沼澤為中心，積極推行了旨在提高生產(chǎn)率的排水設(shè)施建設(shè) [1213] 。規(guī)劃設(shè)計不合理，工程效益降低，泵站流量減少，機泵效率下降的問題嚴重。特別是進水設(shè)計不規(guī)范，造成進水條件惡化，汽蝕、振動、漩渦的產(chǎn)生使水泵效率和工作性能急劇下降。而與此形成對照的是，許多泵站防洪標準偏低，不少大型泵站一般僅能達到五年一遇到十年一遇的標準。 （ 2）老化 失修嚴重。許多淘汰過時的設(shè)備，給泵站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行帶來巨大威脅。致使泵站效率不斷下降，成本不斷上升，管理費用不斷增長，不少泵站已到了難以為繼的狀況，有些泵站的機組已多年不能正常運行。我國機電灌排年均耗電 160億 ， 年均耗油 200萬 t。據(jù)甘肅省統(tǒng)計， 334處大中型電灌工程大部分裝置效率在 3040％之間，能源單耗在 ／ 。 （ 4）效益衰減，抗災(zāi)能力減弱。在應(yīng)對特大洪澇災(zāi)害面前重大事故頻發(fā)，不少泵站面對滔滔洪水不 能開機運行。據(jù)統(tǒng)計，湖區(qū)汛期外河水位普遍提高 ，造成泵站揚程加大，機組超負荷運行，產(chǎn)生劇烈震動，排水流量減少，效率急劇下降，有的泵站在高洪水位時被迫停機。泵站普遍缺少自動化監(jiān)控設(shè)施和基本的信息化手段，泵站機組不匹配，不能實現(xiàn)優(yōu)化運行，優(yōu)化調(diào)度。從整體而言，泵站相對我國水電、電力等行業(yè) ，泵站管理手段更為落后和滯后，西部地區(qū)與我國東南部省份的泵站相比，甚至在東南一些省的不同地區(qū)，管理手段差距明顯，與現(xiàn)代化管理的要求相差甚遠。長期以來泵站更新改造資金投入嚴重不足，維修資金缺乏，運行費用無保障，泵站生產(chǎn)生活設(shè)施落后，周圍荒山坡地，水質(zhì)污染，站區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴重。 設(shè)在水廠內(nèi)，直接向用戶送水，因此水泵運行工況直接受用戶用水 情況的影響，其流量與水壓在一天內(nèi)是逐時變化的，尤其是在無水塔管網(wǎng)系統(tǒng)中工作，供水的不均勻性更突出。 常用的分級供水方式是用不同的開機臺數(shù)，以及大小機組配合運行，來適應(yīng)流量的變化。對于有條件的泵站，可采用 定速與調(diào)速泵并聯(lián)運行方式，在調(diào)速泵的調(diào)節(jié)下，不僅流量滿足要求，減少揚程浪費，還可能使水泵在高效段運行 [18] 。泵房內(nèi)采光通風(fēng)條件較好，只有在機組容量較大或臺數(shù)較多時才考慮機械通風(fēng)。 此外，站內(nèi)要設(shè)計量設(shè)備與水位儀表。最好選用既能指示清水池水位，又能給出高低水位信號的水位計，泵房的隔音與減振在今后的設(shè)計中葉應(yīng)予以考慮 [1920] 。泵站第一級工作從 6時到 22 時 ，每小時水量占全天用水量的 %；第二級工作從 22 時到次日 6 時，每小時水量占全天用水量的 %。 ： 圖 送水泵站流程圖 Figure The pumping station flow chart 圖中 1 為清水池； 2 為吸水井； 3 為送水泵站； 4 為管網(wǎng)； 5 為高地水池（水塔） ： (1)設(shè)計揚程估算： H1=Zc+H0+∑h+∑h泵站內(nèi) +Hc （ ） (2)設(shè)計流量的確定 : Q=最大設(shè)計水量 每小時水量占全天用水量 （ ） 1 2 3 4 5 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 ： (1)選泵原則 水泵選型是根據(jù)所需的設(shè)計流量與設(shè)計揚程選泵 (2)電機選擇 根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，根據(jù)電源容量的大小、電壓等級、水泵運行可能出現(xiàn)的最大軸功率和轉(zhuǎn)速以及傳動方式等條件確定電動機類型、容量、電壓等。 (1)吸水管路 :吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產(chǎn)生故障。 (2)壓水管路 :對壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修方便。 水泵機組布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡短、安裝與維護方便、機組排列整齊、起重設(shè)備簡單并留有擴建余地。 吸水管路中的水頭損失：沿程水頭損失，局部水頭損失 壓水管路水頭損失：沿程水頭損失，局部水頭損失 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 vassvass hhHgPH ????? ? （ ） 式中 ssH ——安裝高度 ,泵軸至最低水位的幾何高度； gPa? ——水面上的絕對大氣壓； svH ——水泵的氣蝕余量； ?sh ——吸水管路總水頭損失； vah ——實際水溫下的飽和蒸汽壓力。 (2)吸水井最低水位＝清水池最低水位－清水池至吸水井水頭損失； (3)吸水管進口應(yīng)設(shè)喇叭口，以便吸水管進口水流平穩(wěn)，減少損失。 、建筑高度和平面尺寸的確定 根據(jù)清水池最低水位標高和水泵 HS的條件，確定泵房為矩形半地下式。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 3．設(shè)計計算 （ 1）二級泵站的組成 ① 水泵機組 包括水泵和電動機，是泵站中最重要的組成部分； ② 吸壓管路 指 水泵的吸水 (進水 )管路和壓水 (出水 )管路，水泵通過吸水管從吸水井 (池 )中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過壓水管路送至用戶； ③ 引水設(shè)備 指真空引水設(shè)備 (如真空泵、引水罐等 )和灌水設(shè)備。 在泵站中除設(shè)有機器間 (安裝水泵機組的房間 )外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。其工藝流程如：清水池 → 吸水井 → 送水泵站 → 輸配水管網(wǎng) → 用戶。