给水泵站设计

目 录

1 设计任务书…………………………………………………………………………2 2 泵站的设计步骤，设计要求，设计原则…………………………………………2 3 设计流量的确定和设计扬程估算…………………………………………………3

3.1设计流量Q………………………………………………………………………3

3.2设计扬程H………………………………………………………………………3

3.3初选泵……………………………………………………………………………3

3.4管路与压水管路计算……………………………………………………………4

1）吸水管…………………………………………………………………………4

2）压水管…………………………………………………………………………4 4 吸水管与压水管路中水头损失的计算…………………………………………5

1）吸水管路中水头损失∑hs……………………………………………………5

2) 压水管路水头损失Σhd ………………………………………………………5

3) 计算草图………………………………………………………………………7 5 辅助设备的选择和布置……………………………………………………………8

1) 起重设备……………………………………………………………………8

2） 引水设备………………………………………………………………………8

3） 排水设备………………………………………………………………………8

4） 通风设备………………………………………………………………………9

5） 计量设备………………………………………………………………………9 6 泵站各部分标高的确定……………………………………………………………9

1） 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算…………………………………9

2） 泵房建筑高度的确定…………………………………………………………9 7 泵房平面尺寸确定…………………………………………………………………9 附图一………………………………………………………………………………10 附图二………………………………………………………………………………11 参考书目……………………………………………………………………………12

1 设计任务书

净水厂混合池水面标高为166.50m,泵站到净水厂的输水管全长为3000m，室外管道的全部水头损失为7.5m,泵站的取水头部到吸水井内管道的总水头损失为0.5m,进行泵站工艺设计

2 泵站的设计步骤，设计要求，设计原则

泵站工艺设计步骤和扬程分述如下

(1) 确定设计流量和扬程。

(2) 初步选泵和电动机，包括选择泵的型号，工作室和备用泵的台数。由于初步

选泵是时，泵站尚未设计好，吸水压水管路也为进行布置，水流通过管路中的水头损失是未知数，所以这时泵的扬程不能确切知道，只能假设泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般在初步选泵时，可假设此数位2m左右。 根据选泵的轴功率及转数选用电动机。如果机组有水泵厂配套供应，则不必另选。

(3) 设计机组的基础。在机组初步选好后，即可查泵及电动机产品的样本，查到

机子的安装尺寸和总重量，据此可进行基础的平面尺寸和深度设计。

(4) 计算吸水管和压水管的直径。

(5) 布置机组和管道。

(6) 精选泵和电动机。根据地形条件确定泵的安装高度，计算出吸水管和泵站范

围内压水管路中的水头损失，然后求出泵站的扬程。如果发现初选的泵站不合适，则另行选泵。根据新选泵的轴功率，在选用电动机。

(7) 选择泵战中的附属设备。

(8) 确定泵房建筑高度，泵房的建筑高度，取决于泵的安装高度、泵房内有无起

重设备以及起重设备的型号。

(9) 确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站的总平面图。

(10) 想有关工种提出设计任务。

(11) 审校，会签。

(12) 出图。

(13) 编制预算。

3 设计流量的确定和设计扬程估算：

3.1设计流量Q

考虑到输水干管渗漏和净化厂本身用水，去自用水系数α=1.05，则

设计流量为 Q = 1.05×111000/24 = 1.35 m³/s

3.2设计扬程H

1）泵所需要的静扬程HST

从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.5m，则吸水间的最高水位标高为132.5-0.5=132m，最低水面标高为128.68-0.5=128.18m。所以泵所需静扬程HST为

洪水位时，HST=166.50-128.18= 38.32m

枯水位时，HST=166.50-132= 34.5m

输水干管中的水头损失∑h

设采用两条DN1000的钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×1.35=1.01m3/s,查水力计算表得管内流速 v=1.30 m/s, i=1.805‰,所以输水管路水头损失:h=1.1×0.0018×800=1.6m(式中1.1包括局部损失而加大的系数，800为输水管长)

3）泵站内管路中的水头损失∑h

粗估2m，安全水头2m，则泵设计扬程为：

枯水位时：Hmax=HHSTh管h泵h安全水头

洪水位时：Hmin=34.5+1.6+2+2=40.1m

3.3初选泵

水泵选择

选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律

①大小兼顾，调配灵活

②型号整齐，互为备用

③合理地用尽各水泵的高效段

④要近远期相结合。“小泵大基础 ”

⑤大中型泵站需作选泵方案比较。

根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图(图2)和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：

= 38.32+2+1.6+2=43.9m

近期：由于规范与软件的选泵型号资料类似，故通过软件选择泵的类型，可以看出，当选择3台500S59A基础的单级双吸离心泵时，1台作为备用，由于是叶轮，考虑到叶轮和泵壳均易磨蚀，管道阻力增加，必须保证有足够的富足水头。以下是通过查设计手册的结果，可以看出结果相差不大，选用Y400-54-6的电动机（电动机的效率为72%-75%，功率为400kw），电压选用10kv的三相交流电。

远期：选相同型号的500S59A基础的单级双吸离心泵，总共要增加4台，另外2台备用。

3.4机组基础尺寸的确定

查水泵与电机样本，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,则有 基础长度L＝水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（400～500） ＝1638+600+450＝2688mm

基础宽度：B＝水泵底角螺孔长度方向间距+（400～500）

＝800+450=1250mm

计算出14SA-10型水泵机组基础平面尺寸为2688×1250

由于W没给出，那么取大概值为30T

基础深度H可按下式计算：

H＝3.0W LB

式中 L——基础长度，L=2.7m；

B——基础宽度，B=1.6m；

——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，

23520N/m3

故 H＝3.0300003.0W=＝1.13m LB2.71.2523520＝

基础实际深度连同泵房地板在内取为2m 。

3.5管路与压水管路计算

每台泵有单独的吸水管与压水管

1）吸水管

已知Q1=1.35/3=0.45m3/s

吸水管路的要求：

①漏气 管材及接逢

②积气 管路安装

③吸气 吸水管进口位置

④计流速： 管径小于250㎜时，V取1.0～1.2 m/s

管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6 m/s

采用DN600钢管，则v=1.59 m/s,1000i=4.82

2）压水管

压水管路要求：

①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。

②压水管的设计流速：管径小于250㎜时，为1.5～2.0 m/s管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5 m/s采用DN500钢管，则v= 2.29m/s,1000i=22.031；

3.6 吸水管与压水管路中水头损失的计算

取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图

1）吸水管路中水头损失∑hs:

∑h s=∑h fs+∑h ls

1、吸水管路沿程水头损失:

∑h fs=l1×is=4.85‰×4=0.02m

2、局部水头损失:

v12∑h ls=(ζ1+ζ2+ζ3) 2g

式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75

ζ2———钢制90°弯头，r/d=2,ζ2=0.15

ζ3———闸门，ζ3=0.75

1.592

则 ∑h ls=（0.15+0.15+0.75） =0.03m 29.8

所以吸水管路总水头损失为:∑h s=∑h fs+∑h ls=0.02+0.03=0.05m

2) 压水管路水头损失Σhd

Σhd=Σhfd+Σhld

Σhfd=(l2+l3)•id1 +(l4+l5) •id2

=(0.79+1+0.2)×0.022+2×0.00482

=0.04 5m

Σhld= (ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7)•V +(ζ8+ζ9)V 2212

2g2g

式中 ζ3——DN600液动蝶阀，全开ζ3＝0.15

ζ4——DN600×300渐缩管，ζ4＝0.21

ζ5——DN300×500 渐放管，ζ5＝ 0.34

ζ6——DN500蝶阀，ζ6＝0.15

ζ7——DN500止回阀，ζ7＝0.41

ζ8——DN600×600×500异径正三通，ζ8＝1.5

ζ9——DN600×600×700异径正三通，ζ9＝1.5

2.2921.172

则 Σhld＝（0.15+0.34+0.15+0.41+0.21）＝29.829.8

0.44m

故 Σhd=0.045+0.44=0.485m

从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：

Σh＝Σhs+Σhd＝0.485+0.03＝0. 515 m

因此，水泵的实际扬程为：

设计枯水位时，Hmax＝38.32+0.515+1.6+2=42.435m m

设计洪水位时，Hmin＝34.5+1.6+0.515+2=38.615m

由此可见，初选水泵机组符合要求。

4.吸水井的设计

吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。

吸水井最低水位：河流的最低枯水位＝34.5m

吸水井最高水位：河流的最高水位＝38.32m

水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D≧(1.25～1.5)d＝1.5×600＝900mm

水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝4.0×（750-600）

＝600mm

喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：≥1.5D=1.5×600＝900mm

喇叭口中心距后墙距离：G=（0.8～1.0）D=1×600=600 mm

喇叭口之间的距离：≧(1.5～2.0)D=2.0×600=1200mm

喇叭口距吸水井井底距离:≧（1.0～1.25）D=1.20×600＝720mm

喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m

所以，吸水井长度≧600×4+900×2+1200×3＝7800mm

吸水井宽度>900+600×2＝2100mm,这里取4米宽。

吸水井高度>38320-34500+720+1000+300=5840mm（包括超高300）。

考虑到吸水井的容积按最高日最高时的流量的5-10分钟算，因此这里取6

分钟，因此容积大概为V=60×1.35×6=486

最后参考水泵机组之间距离取吸水井的长度为20米，最大宽度为4米，高

度为7米，体积为560m3。

5 辅助设备的选择和布置

1) 起重设备

最大起重为ZDY21-4型电动机重量Wm＝4830kg，起重3000kg，最大起重高度为12 +2＝14 m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车高度），因此选用LDH型环形轨道起重机。

2） 引水设备

水泵是自灌式工作，不需要引水设备。

3）排水设备

由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程10m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在15m左右，可选用IS80-65-125A型离心泵两台，一台工作，一台备用。(380v, 2900 r/min ,32.5kg, 4000W ,η＝73.5％ ) 。

4） 通风设备

由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空－空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为8～10V≈9646m/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m/h，叶片角25°，配套电机JO2-21，N＝0.8kw）。 33

5） 计量设备

在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。

黄石理工学院环境学院 《泵与本站》课程设计 6 泵站各部分标高的确定

1） 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算

为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因

而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为0.5m，为保证吸水管吸水，取吸水管的中心标高为-0.05m。

2）泵房平面尺寸确定

根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属

设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房长×宽为：32m×12m

7.参考书目

1．姜乃昌.水泵及泵站（第四版）.北京：中国建筑工业，1988

2．上海市政工程设计院.给水排水设计手册第一，二，三，十一册——常用资料2004

3．中华人名共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265-97）.BENGJING:中国计划出版社

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