苏丹东卡哈拉主泵站的概念设计及主泵_选型设计_毕业设计(编辑修改稿)

苏丹东卡哈拉主泵站的概念设计及主泵_选型设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

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： 1Q =32/8=4m3/s 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。 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。 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=～ m/s，使用钢管出水 ，取管径 D=1600，则输水钢管流速 v=2 m/s。 吸水管路 吸水管路 一般 布置要求 ： (1) 为保证吸水管路不漏气，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。 5 (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。 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。 (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： DN＜ 250mm 时， v=～ ； DN≥ 250mm 时， v=～； 取泵房到出水池的距离 L=300m， 由于 设计的装置静扬程 HST ==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=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。 6 图一 管路布置图 泵站管路损失估算 管径 D=1600 mm，流速 v=2 m/s， gv 2/2 = m 1）吸入喇叭口损失 h1=ξ gv 2/2 = = m （查表ξ = ） 2）出口弯管后直管损失 h2=λ L/D gv 2/2 = 4/ = (查表λ =) 3） 30 度弯管损失 h3=ξ gv 2/2 = = m （查表ξ = ） 4）弯管后直管损失 h4=λ L/D gv 2/2 = 5/ = (查表λ =) 5） 蝶阀 全开时损失 h5=ξ gv 2/2 = = （ 查表ξ = ） 6） 蝶阀 后直管损失 h6=λ L/D gv 2/2 = 175/ = (查表λ =) 7) 45 度弯管损失 h7=ξ gv 2/2 = = （查表ξ = ） 8）弯管后 倾斜 直管损失 h8=λ L/D gv 2/2 = 21/ = (查表λ =) 9) 45 度弯管损失 h9=ξ gv 2/2 = = （查表ξ = ） 7 10)弯管后直管损失 h10=λ L/D gv 2/2 = 85/ = (查表λ =) 11)出口 速度头损失 h11=ξ gv 2/2 = = （查表ξ = ） 总水力Σ h=+++++++++ += m 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。 H＝ HST ＋Σ h=（ ） += m 式中： HST —— 设计进水水位与出水池设计水位高差 Σ h—— 管路总损失 初步 选择水泵 和电机 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 HS 较大，必须汽蚀余量 [NPSH]r较小的泵。 （ 4） 所配电动机总装机容量小，避免“大马拉小车”。 （ 5） 结构合理，便于安装、维护和管理。 （ 6） 泵站投资较小。 本泵站在尼罗河旁， 从 河里 取水时， 含沙量简答，设计时 应考虑泥沙含量、粒径 8 对水泵性能的影响。 初选水泵 和电机 水泵的选择 选泵的主要依据是 泵站设计扬程和泵站设计 流量。 根据泵站设计流量为 4m3/s，设 计扬程为 m, 因本工程平均扬程较低，宜选混流 泵 ， 根据选泵原则和选泵步骤 ,在 上海上 泵有限公司找得一种型号为 1100SBHL(C) 的立式斜流泵 符合要求。 表 1 初选水泵性能列表 型号 流量 扬程 转速 轴功率 配带电机 效率 必需汽蚀余量 叶 轮 直 径 泵重 Q H n pa 功率 转速 η m3/s m r/min kw kw r/min % m mm kg 1100SBHL(C) 495 1120 496 1121 /874 6598 由于 立式斜流泵 轴向力较大，所以选用推力轴承，可以承受较大轴向力。 立式斜 9 流泵 采用的密封方式为填料密封。 电机的选择 配套功率的计算和电机选型 电动机的输出功率应满足水泵在运行中可能出现的最大轴功率要求，及以最大功率作为计算配套功率的依据。 配套功 率计算： P =K maxP /η 式中 P —— 电动机配套功率（ KW）； K—— 电动机功率备用系数；考虑了水泵性能曲线的误差，水泵、管路陈旧引起的特性变化以及填料过松过紧等非正常因素，按表 2选用； maxP —— 水泵工作范围内的最大轴功率（ KW）； η —— 传动效率，采用联轴器直联时 η =1； 表 2 备用功率系数 功率 /KW 5 510 1050 50100 100 备用系数 查表得 K=. 传动方式选择 ： 选择直接传动，即联轴器传动，直接的传动方式传动效率大，传动效率高、设备简单维修方便。 所以： P =K maxP /η =*泵站最常用的动力机是电动机。 电动机具有体积小，起动迅速，运行效率高，操作方便，工作可靠，便于自动化等优点，电动机的选择应根据水泵的转速和轴功率进行选择，根据水泵的运行参数在 长沙电机厂 找得一种 YKK 系列的大型三相异步 立式 电动机符合要求，型号为 YKK80012。 表 3 电机性能参数表 10 型号 额定功率 转速 重量 YKK80012 1120KW 496r/min 23000kg 管路系统在不同水位下的运行参数 求出管路系统在不同水位时的特性曲线方程： 管路水头损失 Σ h=S 2Q (其中 S 为管路系统的当量摩阻 ) S=Σ h/ 2Q =设计进水水位： 211 SQHH ST  =19+ 2Q 最高进水水位： 222 SQHH ST  =13+ 2Q 最低进水水位： 233 SQHH ST  =20+ 2Q 画出泵的特性曲线和管路特性曲线，如图 1： 图二 11 由 图可以确定 管路系统在不同水位下的运行参数 ， 1) 水泵在 最低水位 下的运行参数是，流量 Q= m3/s， H= m 2）水泵在设计水位下的运行参数是，流量 Q= m3/s， H= m 3） 水泵在最高水位下的运行参数是，流量 Q= m3/s ,H= m 水泵安装高程的 校核 泵为室内安装，现场为热带沙漠型气候，干燥多风砂，水温可达 35 摄氏度，查表得 35 度水的气化压力 Hv=Pv/ρ g= m ,Ha=Pa/ρ g= m。 则由此计算安装高度： Hs= HaHvΔ HΔ ha= Pa/ρ g Pv/ρ gh1Δ ha 即 Hs= （ +） = m0 满足要求 水泵机组的基础设计 表 4 1100SBHL(C) 的立式斜流泵 安装尺寸 泵 型号 电动机型号 泵外型 安装 尺寸 (mm) L1 H0min H1 h1 h2 h4 1100SBHL(C) YKK80012 1100 1600 1100 1590 680 2500 a1 c e4 ETminCD ETmin DN 1550 64。