取水泵房初步設計一、設計說明書設計任務及基本設計資料宜城市自來水公司為解決供水緊張問題，計劃新建一座設計水量為80000噸天的水廠（遠期供水120000噸天），水廠以贛江為原水，采用固定式取水泵房，取水點處修水最高洪水位59.340米（1頻率），最低枯水位50.830（99%保證率）米，常水位92.40米，水廠地面標高115.00米，泵站設計地面標高97.00米，水廠反應池水面高出地面3.00米，泵站到水廠的輸水干管全長3200米。試進行該一級泵站的工藝設計。3.設計技術要求設計要求達到擴初設計程度，設計成果包括:（1）泵站平面布置圖.（12張）（2）泵站剖面圖. （1張）（3）主要設備及材料表.（4）設計計算及說明書.二、設計概要取水泵站在水廠中也稱一級泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵站由于它靠江臨水的確良特點，所以河道的水文、水運、地質以及航道的變化等都會影響到取水泵上本身的埋深、結構形式以及工程造價等。其從水源中吸進所需處理的水量,經泵站輸送到水處理工藝流程進行凈化處理。設計中通過粗估流量以及揚程的方法粗略的選取水泵；作水泵并聯工況點判斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來評估經濟合理性以及各泵的利用情況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結構，以此節約用地，根據布置原則確定各尺寸間距及長度，選取吸水管路和壓水管路的管路配件，各輔助設備之后，繪制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。設計取水泵房時，在土建結構方面應考慮到河岸的穩定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均應有周詳的計算。在施工過程中，應考慮到爭取在河道枯水位時施工，要搶季節，要有比較周全的施工組織計劃。在泵房投產后，在運行管理方面必須很好地使用通風、采光、起重、排水以及水錘防護等設施。此外，取水泵站由于其擴建比較困難，所以在新建給水工程時，可以采取近遠期結合，對于本例中，對于機組的基礎、吸壓水管的穿插嵌管，以及電氣容量等我們應該考慮到遠期擴建的可能性，所以用遠期的容量及揚程計算。三、設計計算 設計流量的確定和設計揚程估算：(1) 設計流量Q為了減小取水構筑物、輸水管道各凈水構筑物的尺寸，節約基建投資，在這種情況下，我們要求一級泵站中的泵晝夜不均勻工作。因此，泵站的設計流量應為：式中 Qr一級泵站中水泵所供給的流量(m3h)；Qd供水對象最高日用水量(m3d)；為計及輸水管漏損和凈水構筑物自身用水而加的系數，一般取=0.5-1.0T為一級泵站在一晝夜內工作小時數。考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取水自用系數=1.05所以近期設計流量為 Q=1.0580000/24=3500m3/h=0.972m3/s遠期設計流量為 Q=1.05120000/24=5250m3/h=1.458m3/s(2)設計揚程HST靜揚程HST的計算 通過取水部分的計算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條自流管道通過75%的設計流量時），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.8m。所以泵所需靜揚程HST 為：洪水位時，HST=67.52-59.34+0.8=8.98m枯水位時，HST=67.52-50.83+0.8=17.49m輸水干管中的水頭損失h 設采用兩條DN900的鑄鐵管并聯作為原水輸水干管，當一條輸水管檢修，另一條輸水管應通過75%的設計流量（按遠期考慮），即Q=0.755250m3/h=3937.5m3/h=1.094m3/s查水力計算表得管內流速 v=1.72m/s,i=3.63所以輸水管路水頭損失：=1.10.003633200=2.0m(式中1.1包括局部損失而加大的系數)泵站內管路中的水頭損失h粗估2m，安全水頭2m，則泵設計揚程為：枯水位時：Hmax=8.98+2.0+2+2=14.98m洪水位時：Hmin=17.49+2.0+2+2=23.49m、初選泵和電機(1)水泵選擇選泵的主要依據：流量、揚程以及其變化規律大小兼顧，調配靈活 型號整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段要近遠期相結合。“小泵大基礎 ”大中型泵站需作選泵方案比較。根據上述選泵要點以及離心泵性能曲線型譜圖和選泵參考書綜合考慮初步擬定以下：近期選擇4臺500S35A型單級雙吸離心泵（Q=1746 m3/h,H=37m，N=151kW，Hs=4m），兩臺工作，一臺備用。遠期增加一臺500S35A型泵，三臺工作兩臺備用。根據500S35A型泵的要求選用Y400-39-6型異步電動機（220kW，6000V）。(2)機組基礎尺寸的確定查泵與電機樣本，計算出500S35A型泵機組基礎平面尺寸為760mm630mm,機組總重量W = Wp + Wm= 2210+3650=4560kg。基礎深度H可按下使計算H=3.0W/LB式中 L 基礎長度， L=0.76m B 基礎寬度， B=0.63m 基礎所用材料的容重，對于混泥土基礎，=23520N/m3故H=3.04560/1.360.623520=0.524m基礎實際深度連同泵房底板在內，應為0.524m。、吸水管路與壓水管路計算流量QQ1=4375/3= 1750m3/h = 0.486m3/s(1) 吸水管路的要求 管材及接逢不漏氣 管路安裝不積氣 吸水管進口位置不吸氣 設計流速： 管徑小于250時，V取1.01.2 m/s 管徑等于或大于250時，V取1.21.6 m/s（2）壓水管路要求 要求堅固而不漏水,通常采用鋼管,并盡量焊接口,為便于拆裝與檢修,在適當 地點可為法蘭接口。為了防止不倒流，應在泵壓水管路上設置止回閥。 壓水管的設計流速：管徑小于250時，為1.52.0 m/s 管徑等于或大于250時，為2.02.5 m/s (2) 吸水管路直徑 采用DN700鋼管，則v=1.26/s ，1000i=2.76 壓水管的選取 采用DN600鋼管，則V=1.66m/s，1000i=5.41、機組與管道布置 基礎布置 基礎布置情況見取水泵站祥圖。 泵機組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的大小，以節約成本。機組的排列方式采用機組橫向排列方式，這種布置的優點是：布置緊湊，泵房跨度小，適用于雙吸式泵，不僅管路布置簡單，且水力條件好。同時因各機組軸線在同一直線上，便于選擇起重設備。 本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結構，此類泵房平面面積相對較小，可以減少工程造價。每臺泵有單獨的吸水管、壓水管引出泵房后連接起來。泵出水管上設有液壓蝶閥（c）HDZs41X-10）和手動蝶閥（D2241X-10），吸水管上設手動閘板閘閥（Z545T-6）。為了減少泵房建設面積，閘閥切換井設在泵房外面，兩條DN900的輸水干管用每條輸水管上各設有切換用的蝶閥（GD371 Xp-1）一個。、吸水管路與壓水管路的水頭損失的計算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖（1）吸水管路中水頭損失h s: = +1、吸水管路沿程水頭損失:2、局部水頭損失:式中 1吸水管進口局部阻力系數，1=0.752 DN700鋼管閘閥局部阻力系數，按開啟度=0.125考慮，2=0.123 偏心漸縮管DN800670 ,3=0.18則 =（0.75+0.12）1.262/2g+0.181.372/2g=0.088m 所以吸水管路總水頭損失為: = + =0.00825+0.088=0.1m（2）壓水管路水頭損失h d: = +1、壓水管路沿程水頭損失:則： =(0.5+4.0+0.6+0.5+4.1)14.6+22.2=0.14m2、局部水頭損失:h ld=4V32/2g+(5+6+7+8+29+10）V42/2g+(11+12+13) V52/2g式中：4DN500600漸放管，4=0.185DN600鋼制900彎頭, 5=0.676DN600液控蝶閥, 6=0.37DN600伸縮接頭, 7=0.218DN600手動蝶閥, 8=0.1510DN600900漸放管, 10=0.2112DN900鋼制正四通, 12=1.5則h ld=0.335.242/2g+(0.54+0.15+0.21+0.15+21.08+0.41)2.062/2g+(1.10+1.5+0.15)1.83/2g=0.496+0.405+0.660=2.26m 所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.18+2.26=2.44m則泵站內水頭損失:h=s+d=0.14+2.44=2.58m，符合假設的實際水頭損失。泵安裝高度和泵房筒體高度確定為了便于用沉井法施工，將泵房機器間底板放在與吸水間底板同一標高，因而泵為自灌式工作，所以泵的安裝高度小于其允許吸上真空高度，無需計算。已知吸水間最低動水位標高為50.83m，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標高為50.08 m（吸水管上緣淹沒深度為50.83-50.08-（D/2）=0.4m）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7，則吸水間底板標高為50-（D/2+0.7）=48.95m。洪水位標高為59.34m，考慮1.0m的浪高，則操作平臺標高為59.34+1.0=60.34m。故泵房筒體高度為：H=60.34-48.95=11.39m輔助設備設計 (1)引水設備 泵系自灌式工作，不需要引水設備。(2)起重設備的選擇 選型 由前面設計可知，選用ZDY12-4型電動機，其重量為5.76t(包括起重機重量和電動葫蘆重量)，最大起吊高度為11.39+2=13.39m（其中2.0m是考慮操作平臺上汽車的高度）。為此，選用環形吊車（定制，起重量5t，雙梁，跨度20m，CD1-18D電動葫蘆，起吊高度18m） (3)排水設備 由于泵房較深，故采用電動泵排水。沿泵房內壁設排水溝，將水匯集到集水坑內，然后用泵抽回到吸水間去。 取水泵房的排水量一般按2040 m3/h考慮，排水泵的靜揚程按10m計，水頭損失大約5m，故總揚程在10.0+5=15.0m左右，可選用IS6550125型離心泵（Q=1530m3/h, H=21.818.5m, N=3kW, n=2900 r/min）兩臺，一臺工作一臺備用，配套電機為8022。 (4)通風設備 由于與泵配套的電機為水冷式，無需專用通風設備進行空氣冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風機進行換氣通風。選用兩臺T3511型軸流風機（葉輪直徑700，轉速960 r/min，葉片角度15，風量10127m3/h，風壓90Pa，配套電機YSF8026, N=0.37 kW）。 (5)計量設備 由于在凈化場的送水泵站內安裝電磁流量計統一計量，故本泵站內不再設計量設備。泵房建筑高度的確定 泵房筒體高度已知為11.39m，操作平臺以上的建筑高度，根據起重設備及起吊高度、電梯機房的高度、采光及通風的要求，吊車梁底板到操作平臺樓板的距離為6. 0m，從平臺樓板到房頂底板凈高為8.5m。泵房平面尺寸的確定根據泵機組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機組和通風機等附屬設備的情況，從給水排水設計手冊中查出有關設備和管道配件尺寸，通過計算，求得泵房內徑為18m。送水泵站初步設計一、設計說明書1.設計任務及基本設計資料某一新建水廠，原水經水廠處理后，由二級泵站送入市政給水管網。水泵從吸水井取水，清水池最高水位64米，最低水位60米，吸水井距清水池22.6米，水廠地面標高64米，輸配水管網最大用水時水頭損失為3.86米，用水最不利點地面標高67.00米，服務水頭按28米考慮，城市最高日最高時用水量為2083.34L/s，消防水量按兩個消防節點、每個消防節點45L/s考慮。試進行該二級泵站的工藝設計。2.設計技術要求設計要求達到擴初設計程度，設計成果包括:（1）泵站平面布置圖.（12張）（2）泵站剖面圖. （1張）（3）主要設備及材料表.（4）設計計算及說明書.二設計基本資料泵站的設計流量Q ：2083.341.1=2291.67L/s吸水井到清水池的水頭損失為0.18m，吸水井最高水位63.82m，最低水位59.82m水泵的揚程： H= H1+ H2+ + h 1 +h2 +h1 ； 式中：H-水泵揚程（m）H1-管網控制點的地面標高與吸水井的最低水位的高程差，為67-59.82=7.18m；H2- 管網控制點要求的自由水頭（m），取28m；h1- 管網中最高用水時的水頭損失（m），取3m； h2 -初步假定用水量最大時泵站內管路水頭損失（m），取2m； h1-安全供水水頭（m），取2m則二級泵站的設計揚程：H= H1+ H2+ h1+ h2+h1 = 7.18+28+3.86+2+2= 43.04m 三、水泵選型選泵時應遵循以下原則 1、先要滿足最高供水工況的流量和揚程要求，并使所選水泵特性曲線的高效率范圍盡量平緩，對特殊工況，必要時另設專用水泵來滿足其要求； 2、盡可能選用同型號水泵；或揚程相近、流量大小搭配的泵； 3、應考慮近遠期結合，一般考慮遠期增加水泵臺數或換裝大泵； 根據本設計，近期選擇12SH-9B(Q=190L/s，H=43m，HS=4.5) 型離心泵 四臺，兩用兩備，20SH-00-54-6 型電動機(400KW,10KV)。 四、水泵機主基礎設計基礎計算：1、L=1637.5mm 2、B=1640mm 3、H=3（W泵+ W電機 ）/BL=3(3670+4100)/1.641.642400=1.20m 所以500S59A型水泵混凝土塊式基礎尺寸為 LBH=1.641.641.2m。 五、泵軸安裝高度確定及水泵吸水管和壓水管的計算500S59A型水泵最大工作流量為 603L/S為水泵吸水管路和壓水管路所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑 DN=800mm，壓水管管徑 DN=600mm。 當吸水管 DN=800mm 時，L=流速 v=1.21m/s，1000i=2.11 。 當壓水管 DN=600mm 時，流速 v=2.09m/s,1000i=8.87 。吸水管路與壓水管路的水頭損失的計算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖吸水管路中水頭損失h s: h s=h fs+h ls1、吸水管路沿程水頭損失:h fs=l1is=2.112.4=0.0051m2、局部水頭損失:h ls=(1+2) + 3式中 1吸水管進口局部阻力系數，1=0.752 DN500鋼管閘閥局部阻力系數，按開啟度=0.125考慮，2=0.153 偏心漸縮管DN800600 ,3=0.22則 h ls=（0.75+0.15）1.212/2g+0.222.152/2g=0.12m500S59A 型水泵的汽蝕余量Hsv=6m，泵站海拔 50m 左右，水溫 20，修正汽蝕余量Hs = Hs-( 10.33 -10.27)= 6-0.06=5.94m，經計算并考慮長期運行后泵性能下降和管路阻力增加等，水泵允許的最大安裝高度：Hss=Hs- v2/2g - hs=5.94-0.08-0.12=5.74m。泵軸安裝高度=17.20+Hss=22.94m. 基礎頂面標高 =泵軸標高-泵軸到基礎頂面高度H=22.94-0.63=22.31泵房地面標高 =22.31-0.2=22.11 壓水管路水頭損失h d:h d=h fd+h ld1、壓水管路沿程水頭損失: h fd =(l2+l3+l4+l5+ l6+l7)id1 h fd =(7.19+1.5+6.4+7.05+6.51+4.32)8.87=0.287m2、局部水頭損失:h ld=4V32/2g+(5+6+7+8+29+10）V42/2g+(11+12+13) V52/2g 式中 4 DN400600漸放管，1=0.33； 5 DN600鋼制45o彎頭，1=0.51； 6 DN600液控蝶閥，1=0.1；7 DN600伸縮接頭，1=0.21；8 DN600手動蝶閥，1=0.15；9 DN600鋼制90o彎頭，1=1.02；10 DN600700漸放管，1=0.41；11DN700鋼制90o彎頭，1=1.02； 12DN700鋼制正三通，1=1.3；13DN700蝶閥，1=0.13；則h ld=（0.334.72/2g+(20.51+0.1+0.21+0.15+21.02+0.41)2.092/2g+(1.02+21.3+20.13)1.592/2g=0.37+0.876+0.5=1.746m所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.287+1.746=2.033m則泵站內水頭損失:h=s+d=0.12+2.033=2.153m，因此，泵的實際揚程為：最低水位時：Hmax=4.2+18+10+2.153+1.5=35. 853m最高水位時：Hmin=(21.4-21)+18+10+2.153+1.5=32.053m可見初選水泵機組符合要求。六、吸水井的設計計算吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進水喇叭口的要求。吸水井最低水位=17.20m 吸水井最高水位=21.00m。水泵吸水管進水喇叭口大頭直徑=（1.3-1.5）d=1.4800=1120mm吸水管喇叭口邊緣距離井壁距離=（0.75-1）D =1000mm吸水管喇叭口之間的距離=（1.5-2.0）D=2000mm喇叭口距離吸水井底距離=0.8D=1000mm喇叭口淹沒水深=0.5-1.5m=1.2m吸水井井底標高：17.2-1.2-1.0=15.0