1、目錄一、設計說明書- 2 -1.1工程概述- 2 -1.2、設計概要- 2 -二、設計計算- 3 -2.1 設計流量的確定和設計揚程估算：- 3 -2.2、初選泵和電機- 5 -2.2.1管道特性曲線的繪制- 5 -2.2.2 水泵選擇- 5 -2.2.3 水泵參數- 6 -2.3、吸水管路的設計- 7 -2.3.1流量Q- 7 -2.4、壓水管路的設計- 8 -2.5、水泵間布置- 9 -2.5.1.基礎尺寸確定- 9 -2.5.2.基礎布置- 9 -2.6.水泵房安裝高度- 11 -2.7.吸水管與壓水管的水損計算中心- 11 -2.8輔助設備設計- 13 -2.8.1.引水設備- 13

2、-2.8.2.起重設備的選擇- 14 -三、泵站噪聲及其消除- 15 -四、 參考文獻- 16 -一、設計說明書1.1工程概述(一) 工程概括中山市因發展需要，原有的第一水廠已不能滿足居民的用水要求，因此，規劃設計日產水能力為12萬m3的第二水廠，給水管線設計已經完成，現需設計該水廠取水泵房。(二) 設計資料中山市新建第二水廠工程近期設計水量為60000m3/d，要求遠期發展到90000m3/d，采用固定取水泵房用兩條自流管從江中取水。水源洪水位標高為30.00m（1%頻率），常水位標高為23.00，枯水位標高為,12.00m（97%頻率）。凈水構筑物前配水井的水面標高為38.00m，自流取水

3、管全長100m，泵站到凈化場的輸水干管全長700米，試進行該取水泵站的工藝設計。 中山市位于我國華南地區，是廣東省轄地級市，位于珠江三角洲中南部， 北連廣州毗鄰港澳，自然資源豐富，交通便利，是我國沿海開放城市之一，自改革開放以來，全市工農業生產，城市建設得到了迅猛發展。該地區規劃水源為北江。自然條件；1 地理位置 東經113度 北緯22度 城市地形較平坦，其吳淞標高為32米，氣象資料，歷年最高氣溫39度，最低氣溫-1度，常年平均溫度22，主導風向為東南風，降雨量年均為1730毫米，冬季冰凍期為五天深度為0.1米土壤承載力2.4kg/cm2，淺層地下水離地面1.6米，地面水水源水量豐富，水質符合

4、國家規定的飲用水源水質標準，因河道航運繁忙，取水構筑物不得影響航運。1.2、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。本次課程設計僅以取水泵房為例進行設計，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

5、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

6、及揚程計算。對于機組的配置，我們可以暫時只布置4臺14sh-13A型水泵（一臺備用，3臺工作），遠期需要擴建時，再增加一臺同型號的水泵。二、設計計算2.1 設計流量的確定和設計揚程估算：2.1.1 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=1.05-1.1T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,則

7、近期設計流量為 Q=1.05 =2625m3/h=0.729m3/s遠期設計流量為 Q=1.05=3937.5m3/h=1.094m3/s2.1.2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0.225m，則吸水間中水面標高最高為30.00-0.225=29.775m；最低水面標，12.00-0.225=11.775m,所以泵所需靜揚程HST 為：洪水位時，HST=38-29.775=8.225m枯水位時，HST=38-11.775=26.225m輸水干管中的水頭損失h

8、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=0.753937.5=2953.125m3/h=0.8205m3/h。根據以上水利計算表得管內流速 v=1.29m/s,i=2.04,所以輸水管路水頭損失；=1.10.00204700=1.575m自流管：對自流管取管徑DN=900mm，v=1.29m/s，1000i=2.04，在最不利情況下，即一條自流管檢修。另一條自流管通過75%的設計流量時，從取水泵站到泵房吸水間的全部水頭損失為：h=1.10.00204700=1.575m，則則吸水間中最高水面標高Hmax=30.

9、00-0.225=29.775m吸水間中常水面標高Hmin=23.000-0.225=22.775m吸水間中最低水面標高H=12.00-0.225=11.775m泵所需凈揚程Hst為：洪水位時，HST=38-29.775=8.225m常水位時，HST=38-22.775=15.225m枯水位時，HST=38-11.775=26.225m設泵站內管路中的水頭損失hp：粗步估計為2m則泵站設計揚程： 枯水位時，H=26.225+1.575+2+2=31.8m常水位時，H=15.225+1.575+2+2=20.8m 洪水位時，H=8.225+1.575+2+2=13.8m2.2、初選泵和電機 2.

10、2.1管道特性曲線的繪制管道特性曲線的方程為： H=HST+=HST+SQ2式中 HST 最高時水泵的凈揚程，m; 水頭損失總數，m; S沿程摩阻與局部阻力之和的系數；Q最高時水泵流量，m3/sHST=26.225m ,把Q=984.375m3/h,H=31.8m,代入上式得:S=74.564，所以管路特性曲線即為:H= HST+74.564Q2=26.225+74.564Q2可由此方程繪制出管路特性曲線,見圖Q(m3/h)0 600 1000 1700 2000 h(m)0.0000 2.0712 5.7534 16.6273 23.0136 H(m)26.2250 28.2962 31.9

11、784 42.8523 49.2386 2.2.2 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。根據上圖選擇水泵如下：在近期選用四臺14sh-13A型泵，三用一備，在遠期則再增加一臺同型號泵，即在遠期將是四用一備。再選用JR-126-4型號的電機進行配套使用。根據以上的泵與電機的性能數據可知選用此泵可以滿足該泵房的取水要求。2.2.3 水泵參數 14sh-13A型泵：流量范圍為864-1332m3/h,揚程為31.5-42m,轉速為1470，最大吸上真空高度為3.5m

12、,泵重為1000公斤，價格大概為2761元每臺。JR-126-4型電機：功率為225千瓦，轉速1470，重1660公斤，價格大概在6500元每臺。14sh-13A水泵的性能及外形尺寸： 14sh-13A型泵的外形尺寸形式圖： 2.3、吸水管路的設計2.3.1流量QQ1=987.375m3/h = 0.274m3/s2.3.2吸水管路的要求 不漏氣 管材及接逢 不積氣 管路安裝 不吸氣 吸水管進口位置 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/s2.3.3 吸水管路直徑 采用DN500鋼管，則V=1.35m/s,1000i=4.712

13、.3.4 吸水管路的設計吸水管與洗水間采用平接，所以不需要用喇叭管，只采用了異徑管和閘閥。2.4、壓水管路的設計2.4.1 .流量QQ1=984.375m3/h = 0.274m3/s2.4.2.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,在適當地點可高法蘭接口。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壓水管的選取采用DN400鋼管，則V=2.12m/s，1000i=15.62.4.3.壓水管路配件 止回閥 采用HH4410微阻緩閉式止回閥，其規格為 5

14、00S35-20sh-13:DN400，L=1180，=0.39 電動閘閥 采用Z945T10電動暗桿楔式閘閥，其規格為： 500S35-20sh-13:DN400, L=600,W=1018 kg , =0.06同心漸擴管 壓水管路上的漸擴管規格如下：500S35-20sh-13：DN400, L=600, =0.11.設在聯絡管上的漸擴管規格： DN400 900,L=800, =0.34三通管： DN400-900-900,L=1200, =0.782.5、水泵間布置2.5.1.基礎尺寸確定 機組基礎的作用是支撐和固定機組，便其運行不致發生劇烈震動，更不允許產生基礎沉陷。因此對基礎的要求

15、如下：a) 堅實牢固，除能承受機組的靜荷載外，還能承受機械振動荷載。b) 要澆在較堅實的地基上，不宜澆在松軟的地基或新填土上，以免發生基礎下沉或不均勻沉陷。結合以上要點及所選泵的類型，本次設計選用混凝土塊式基礎。由于所選泵均不帶底座，所以基礎尺寸的確定如下：基礎長：L=水泵地腳螺釘間距（長度方向）+（400500）基礎寬：B=水泵地腳螺釘間距（寬方向）+（400500）基礎高：H=（2.54.0）（Wp+Wm）/(L*r)因此，500S35-12sh-13型泵： L=B+B1+L2+L3+（400500）=630+1020+760+580+450=3226,取3300m B=A+400=710

16、+450=1160， 取1200 H=3.0（1000+1660）9.8（3.31.223520）=1.12m 連同泵房底板在內電機基礎高H取3.82米.2.5.2.基礎布置基礎布置情況見取水泵站詳圖。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。 機組與管道布置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。為了盡可能地充分利用泵房內的面積將四臺機組交錯并列

17、成兩排，兩臺為正常轉向，兩臺為反向轉向，在訂貨時應予以說明。每臺泵有單獨的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來。對于房內機組的配置，我們可以采用近期購買安裝4臺14sh-13A型水泵，3臺工作，一臺備用。遠期需擴建時，再添加一臺14sh-13A型水泵，4臺工作，一臺備用。水泵間平面尺寸的確定水泵機組采用四臺交錯并列布置成兩排,泵房采用長方形鋼筋混凝土結構。泵房內水泵的排布位置和尺寸的具體數據圖： 泵房平面布置圖 橫向排列各個部分尺寸應滿足下列要求： D1:進水側泵與墻壁的凈距 D11000，取D1=2200B1:出水側泵基礎與墻壁的凈距 B13000,取B1=3000A1:泵凸出部分到墻壁的凈

18、距 A1=最大設備寬度+0.5m=1250+500=1750取2200C1:電機凸出部分與配電設備的凈距 C1=電機軸長+0.5m。但是,低壓配電設備應C11.5m; 高壓配電設備應C12m,C1取2000應該是滿足的。E1:泵基礎之間的凈E1值與C1要求相同,即E1=C1=2000B:管與管之間的凈距 B0.7m F:管外壁與機組突出部分的距離 對于功率大于50KW的電機，F要求大于1000，取F=2000A2:泵及電機突出部分長度 A2=200250D1:壓水管路管徑 D1=500L:機組基礎長度 L=3300所以L= 1000*2+3560+9000*4+2660*2+2150+950*

19、2=19430 ，B=9472+1000*2=11472mm。2.6.水泵房安裝高度已知吸水間最低動水位標高為11.775，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標高為10.285m（吸水管上緣的淹沒深度為11.775-10.285-0.25=1.24）。取吸水管下緣距吸水間底板0.7m，則吸水間底板標高10.285-0.25-0.7=9.335.洪水位標高為30.00m,考慮1.0m的浪高，則操作平臺標高為30.00+1.0=31.00m。故泵房筒體高度為：31.00-9.335=21.665m。泵房頂標高=操作平臺標高+泵房地上部分高度 =32.00+6.8=38.8m總的高度=泵房頂標高

20、泵房內底標高 =38.89.306=29.494m2.7.吸水管與壓水管的水損計算中心取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計算線路圖7.1.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=0.002443.993=0.0092m2、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=0.0752 DN5008鋼管閘閥局部阻力系數，按開啟度=0.125考慮，2=0.45；3 偏心漸縮管DN500500 ,3=0.80則 h ls=（0.75+0.40）1.351.35/(29.8) +0.22.122.1

21、2/(29.8) =0.153m 所以吸水管路總水頭損失為:h s=h fs+h ls=0.153+0.0092=0.162m2.7.2.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=il=0.01423.2+0.013516.75=0.257m2、局部水頭損失:h ld=（1+2+3+4+5+6+7） 式中 1止回閥局部阻力系數:0.41； 2手動閘閥局部阻力系數:0.06；3壓水管上的電動閘閥局部阻力系數:0.06； 4同心漸擴管局部阻力系數:0.21； 5連接三通的同心漸擴管局部阻力系數:0.31； 6出水管上的電動機閘閥局部阻力系數:0.06;

22、 7三通局部阻力系數:1.02； v2壓水管的流速:2.12m/s。h ld=（0.41+0.063+0.21+0.31+1.02）2.122.12/(29.8) =0.486m所以壓水管路總水頭損失為h d=h fd+h ld=0.486+0.257=0.743m則泵站內水頭損失:h=s+d=0.743+0.162=0.905m2m，比實際兩米的水頭損失小故符合假設的實際水頭損失。2.8輔助設備設計 2.8.1.引水設備選用真空泵作為引水設備，其特點是水泵引水快，運行可靠，易于實現自動化控制，真空泵的排氣量計算：Qv= 式中 Qv真空泵排氣量，單位為m3/min; Wp泵站內最大一臺水泵泵殼

23、內的空氣容積，相當于泵吸入口到出水閘閥 的距離乘以吸入口面積，單位為m3; k漏氣系數，取k=1.05; Ws 吸水井最低水位算起到吸水管中空氣容積，單位為m3; Ha 大氣壓的水柱高度，取10.33m; Hss 離心泵安裝高度，單位為m; T 水泵充水時間，取5 min。 500S35-20sh-13型水泵的各部分參數： Wp=0.7210=3.85 Ws=0.52(0.6+1.18+0.267)=0.40 則 Qv= =1.27 m3/min最大真空值： Hsmax=Hss73.6=3.20673.6=235.96Hg 因此選擇2臺SZ2型水環真空泵（一臺備用），其性能如下： 抽氣量1.3

24、6 m3/min,極限真空度-88.5Kpa,耗水量10 L/min，重量W=140kg,配套電機:Y112M-4，功率4Kw，轉速n=1450 r/min. 69 SZ-2型真空泵外形尺寸（帶底座）：（單位：mm）LL1L2L3L4B11001809590527190495B2B3B4H1H2H344539334347228282 基礎尺寸： 基礎長度=809+（150200）=809+200=1009，取1000 基礎寬度=445+155=600 基礎高=82+（150200）=82+200=282，取3002.8.2.起重設備的選擇 1.選型 由前面設計可知，最大設備的重量為JR-137

25、-6型電動機，其重量為2310，泵房寬8970,據此選用LDT3.2S型電動雙梁式起重機，最大起重量為3200，配電葫蘆型號為AS416162/1，配UE小車，起升速度8m/min工字鋼630。其安裝尺寸: W=2500, E=476, H=687, L1=1131, L2=1790, b1=11252.泵房高度確定 泵房高度: H1=a+c+d+e+h式中 a雙軌吊車高度，0.687m； c行車軌道底至起重機鉤中心的距離，1.125m； d起重繩的垂直長度（電動機1.2x，x為起重機部件長度，1.86m）； e電機高度，1.2m； h起吊物與平臺距離，取0.5m。則泵房地上部分高度H1=0.687+1.125+1.862+1.2+0.5=5.744m,為了安全起見取11m所以泵房總高度=31+11=42.00m3.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17.5m計，水頭損失大約5m，故總揚程在17.5+5=22.5m左右，可選用IS6550160A型離心泵（Q=1528m3/h, H=2722m, N=3kW, n=2900 r/min）兩臺，一臺工作一臺備用，配套電機為Y100L2。 4.通風