1、水泵與水泵站課程設計說明與計算說明書學 院： 土 木 工 程 學 院 專業班級： 給水排水工程專業2010 級 指導教師： 學生姓名： 學 號： 日 期： 2012年12月25日 目錄水泵及水泵站課程設計說明書3課程設計目的3設計任務3設計基本資料3水泵及水泵站課程設計計算書5設計流量的確定和設計揚程的估算5吸水管路和壓水管路設計計算 11泵站各部分標高的確定 13復核水泵機組14泵房形式的選擇及機械間布置14泵站的輔助設施計算16泵站平面布置18參考文獻18設計說明書一、題目：課程設計題目：某取水泵站1、設計內容要求學生完成該方案泵的選型和比較；泵站內水泵和輔助設施的布置；泵房平面立面布置；

2、要求提供設計計算說明書，并繪制出泵站平面圖、剖面圖。2、設計資料：（1）近期設計水量、水源水位以及水廠反應沉淀池前的配水井的水位標高見參數表；（2）取水泵站吸水管長50m，壓水管長40m；（3）水廠為雙電源進行（4）原水廠水質符合飲用水規定。河邊無冰凍現象，根據河岸地質地形以決定采用固定式泵房由吸水井中抽水；（5）地區氣候資料可根據設計需要由當地氣象部門提供。 該地區地質條件較好，承載力一般較高，除個別軟土層低于10t/m2外，一般在15-20t/m2之間。地下水含量豐富，工程地質性質量好，有利于城市建設和發展。地震設防裂度為6度。（6）參數表；學號地面標高水源最低水位水源最高水位配水井的水位

3、標高日平均流量1151.2049.7154.06618.0038480二、過程說明 1、確定設計流量和揚程。 2、初步選泵和電動機。根據設計流量和揚程，假定水泵內部水頭損失為2米，選泵的結果為三用一備，四臺泵的型號都為250d60型泵，所配電動機為廠家提供，可從樣品中查詢。 3、設計機組的基礎。在機組初步選好后，即可查水泵及電動機產品樣本，計算得機組基礎的尺寸，泵的基礎高3.95米，長1.35米，寬0.75米。 4、根據流量計算水泵吸水管和壓水管的直徑。計算得壓水管路管徑為600毫米。 5、根據當地的地形，流量以及水泵特點，布置機組和管道。詳細布圖以及尺寸見附圖。 6、精選水泵和電動機。計算出

4、吸水管和泵站范圍內壓水管中的水頭損失，然后求出泵站的揚程。發現初選的水泵合適。 7、確定泵房建筑高度。泵房和建筑高度，取決于泵的安裝高度以及起重設備的型號。 8、初步規劃泵站總平面。機組的平面布置確定以后，泵房（機器間）的最小長度l也就確定，配件的型號、大小尺寸，按規定將水泵機組的基礎和吸水，壓水管道上的管配件、閘閥、止加閥等畫在冊一張圖上，逐一標出尺寸，集資相加，就可以得機組間的最小寬度。l確定后，再考慮到維修場地等因素，便可最后確定泵站機器間的平面尺寸大小。泵站的總兩面布置包括變壓器室、配電室、機器間、值班室等單元。 總現面的布置的原則：運行管理安全可靠，檢修及運輸方便，經濟合理，并且考慮

5、到有發展余地。 配電室內高有各種受配電柜，因此應便于電源進線，且應緊靠機給，以節省電線，便于操作。配電室與機器間應能通視，否則，應分別安裝登記表及按鈕（切斷裝置），以便當發生故障時，在 兩個房間內，均能及時切斷主電路。 值班室與機器間及配電室應相通，而且一定要靠近機器間，且能很好的通視。 修理間的布置應便于重物（如設備）的內部吊動及向外運輸，因此，往往在修理間的外墻上開有大門。設計計算書1、設計流量的確定和設計揚程估算 1.1、泵站的設計流量q 泵站從水源取水，輸送到凈水構筑物、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

6、為：tdrqa=q式中 qr一級泵站中水泵所供給的流量(mh)；qd供水對象最高日用水量(md)；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。公式參見水泵與水泵站教材p110考慮到輸水管漏水和凈水構筑物自身用水，取水自用水系數取=1.05，則近期設計流量為 q=1.05=1723.58 m/h =0.479 m/s 1.2、泵站自流管設計設計流量q0.2394 m/s取經濟流速v1.5 m/s，計算得 d= =451mm查設計手冊，采用兩條dn50010鋼管作為自流管，流速 v1.14 m/s，1000i3.41 當一條自流管檢修時

7、，另一條自流管應通過75設計流量，即：q275q750.79 =0.359m3/s，查得：v=1.77 m/s,1000i=8.06從取水頭部到吸水間水頭損失h沿程= il=0.403 m 1.3、泵站的設計揚程h 1.3.1、泵站的靜揚程hst通過取水部分的計算已知在最不利情況下（按照規范規定為一條自流管檢修,另一條自流管通過75%的設計流量時），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.403m，則吸水間的最高水面標高為54.06-0.403=53.66m,最低水面標高49.71-0.403=49.31m。 所以泵所需靜揚程hst為：水源水位最高時：hst=618.00-53.66=564

8、.34m水源水位最低時：hst=618.00-49.31=568.41m1.3.2、輸水干管中的水頭損失h采用兩條dn60010鋼管并聯作為原水輸水干管，當一條輸水管檢修時，另一條輸水管應通過75%的設計流量。即：q=0.751723.58=1292.69 m/h=0.359m/s.所以輸水管路水頭損失h=1.1=0.322m。(式中1.1系包括局部損失而加大的系數)。1.3.3、泵站內管路中的水頭損失hp 粗估為2.00m. 1.3.4、水泵設計揚程h=hst + h + h泵站 + h安全，假設安全水頭為兩米。設計洪水位時，hmax=564.34+0.322+2.00+2.00=568.6

9、6m設計枯水位時，hmin=568.41+0.322+2.00+2.00=572.73m水泵設計流量q=430.90m/h 1.4、初選泵和電機利用管路特性曲線和型譜圖進行選泵。管路特性曲線和水泵特性曲線的焦點為水泵的工況點。1.4.1、繪制管路特性曲線管路特性曲線方程為h=hst+ h=hst+sq2式中hst水源水位最低時水泵的靜揚程，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/s將h=572.73m，hst=568.41m，q=1723.58m/h代入式中可得s=1.45所以管路特性曲線為：h=105.64+1.45q2由此繪出管路特性曲線如下所示：表

10、1：管路特性曲線關系表q（m/h）0300600900120015001800h( m )0.000.130.521.172.093.274.71h（ m ）568.41568.54568.93569.58570.50571.86573.121.4.2、水泵的選擇選泵的依據：工程所需的水量和水壓及其變化規律。選泵的原則要求：在滿足最不利工況點的條件下，考慮各種工況，盡可能節約投資、減少能耗。從技術上對流量q、揚程h進行合理計算，對水泵臺數和型號進行選定，滿足用戶對水量和水壓的要求。從經濟和管理上對水泵臺數和工作方式進行確定，做到投資、維修費最低，正常工作能耗最低。選泵要點：1）、大小兼顧、調配

11、靈活 2）、型號整齊、互為備用 3）、合理用盡各水泵的高效段 4）、重視近期與遠期結合 5）、大中型泵站需做方案比較為了方便日后水泵的管理和維修，選擇四臺同樣型號的水泵，互為備用，第一級工作時三臺水泵并聯工作。選擇水泵如下：表2: 水泵性能表型號轉速r/min流量 m/h揚程m效率%電機功率kw必須氣蝕余量m質量kg250d601480360-450583.8-547.570-7511204.63750并聯時，工況點（見m點）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：近期選擇四臺250d60型泵，三臺工作一臺備用，單泵工況點為（490，568.5），四臺水泵并聯

12、時單泵工況點為(1550， 572.00),此時四臺泵均工作在高效段工作滿足近期工況的要求。 1.4.3、電機選擇根據水泵樣本提供的配套可選電機，選定y500-64-4電機，其參數如下：。2、水泵機組的基礎設計 機組（泵和電動機）安裝在共同的基礎上。基礎的作用是支承并固定機組，使它運行平穩，不致發生劇烈振動，更不允許產生基礎沉陷。因此，對基礎的要求是：堅實牢固，出能承受機組的靜荷外，還能承受機械振動荷載：要澆制在較堅實的地基上，不宜澆制在松軟地基或新填土上，以免發生基礎下沉或不均勻沉陷。350s125a型水泵帶底座，所以選定其基礎為混凝土塊式基礎，則基礎長度l/mm水泵機底座長度l1+（150

13、200）基礎寬度b/mm水泵底座螺孔間距+（150200） 基礎高度h/m水泵底腳螺栓長度l+（0.150.2） = 那么，混凝土塊式基礎的尺寸（m）為機組的布置在水泵臺數不多時（不超過6臺），最好采用單行排列或斜向排列。選用s、sh、sa型泵時應采用軸線成一列布置。機組布置應滿足下列要求：a、相鄰兩個機組基礎間凈距：電機容量55千瓦時，0.8米；電機容量55千瓦時，1.2米；b、相鄰兩個機組的突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間的凈距：電機容量55千瓦時，0.7米；電機容量55千瓦時，1.0米；還應保證泵軸和電機轉子在檢修時能拆卸。c、泵房主要通道寬度不小于1.2米。d、當考慮就地檢修時，至

14、少在每個機組一側設置大于泵機組寬度0.5米的通道。3、吸水管路和壓水管路設計計算吸水管路和壓水管路是泵站的重要組成部分，正確設計、合理布置與安裝吸、壓水路，對于保證泵站的安全運行、節省投資、減少電耗有很大的關系。3.1、吸水管的設計：3.1.1： 吸水管設計流速一般采用數據如下: dn=250mm,v=1.21.6m/s;自灌式工作的水泵的吸水管的吸水管流速可適當放大。3.1.2： 吸水管進口用底閥時，應設喇叭口，以使吸水管進口水流流動平穩，減少損失。喇叭口的尺寸為：d=(1.31.5)d ,h=(3.57.0)(d-d);d為喇叭口大頭直徑,d為吸水管直徑。當水中有大量懸浮雜質時，可在喇叭口

15、前段加裝濾網，以減少雜質的進入。3.1.3： 吸水管進口設計安裝要求垂直安裝的喇叭口： 淹沒深度h=0.51.0m; 喇叭口與井底間距要大于0.8d，行進流速小于吸水管進口流速； 喇叭口距吸水井井壁距離要大于(0.751.00) d; 喇叭口之間距離要大于(1.52.0) d.3.1.4：管徑確定由圖1知一臺250d60型水泵的最大工作流量為450m/h，為水泵吸水管所通過的最大流量，初步選定吸水管管徑dn=350mm。當吸水管dn=350時，流速v=1.30m/s。（一般在1.2-1.6m/s范圍內）說明上述管徑選擇合適。3.2、壓水管的設計3.2.1.水泵壓水管要求承受高壓，所以要求堅固不

16、漏水，有承受高壓的能力。通常采用金屬管材，多為鋼管，采用焊接接口，在必要的地方設法蘭結論接口，以便于拆裝和檢修。3.2.2.為安裝方便和減小管路上的溫度應力所產生的內部推力破壞管路，要在轉彎的地方設柔性接口或伸縮節接頭。3.2.3.為承受管路中內應力所產生的內部推力破壞管路，要在轉彎、三通等受內部推力處設支墩或拉桿。3.2.4.閘閥直徑大于等于400mm時，應用電動或水力閘閥，因為高壓啟閉困難。3.2.5壓水管管徑按通過的最大流量及設計流速決定，設計流速可按下述數據決定：d250毫米 v采用1.52.0米/秒d250毫米 v采用2.02.5米/秒總壓水管管徑在泵站內按上述原則決定。在站外按輸水

17、管管徑決定。當壓水管dn=500mm時，流速v=2.43m/s。（一般在2.0-2.5m/s范圍內）4、吸水井設計計算吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。吸水井最低水位/m清水池最低水位清水池至吸水井水頭損失49.71-0.32249.39m；吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面標高=51.20m水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑d（1.31.5）d=1.45350=500mm；水泵吸水管進口喇叭口長度l（3.07.0）（dd）=4（500-350）=600mm；喇叭口距吸水井井壁距離（0.751.0）d1.0500500mm；喇叭口之間的距離（1.52.0）d2.050

18、01000mm；喇叭口距吸水井井底距離（0.81.0）d500mm；喇叭口淹沒水深h（0.51.5）1.2m。所以，吸水井長度為12000mm（注：最后還要參考水泵機組之間距離調整確定），吸水井寬度為2400mm（最終調整為3000），吸水井高度為6500mm(包括超高300)。5、各工藝標高的設計計算泵軸安裝高度式中hs吸水管中水頭損失；v12/2g安裝真空表處的水頭損失；hss泵軸安裝高度；xlhss0真空表查得水泵吸水管路阻力系數0（喇叭口局部阻力系數）；（90度彎頭局部阻力系數）；（閥門局部阻力系數）；（偏心減縮管局部阻力系數）；（三通）；（同心漸擴管局部阻力系數）；（同心漸擴管局部阻

19、力系數）；（偏心減縮管局部阻力系數）。經計算，但考慮長期運行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，所以取。泵軸標高吸水井最低水位+hss49.39+2.21=51.6m，基礎頂面標高泵軸標高-泵軸至基礎頂面高度51.6-0.6250.98m。泵房地面標高基礎頂面標高-0.2050.98-0.25=0.78m。6、復核水泵機組根據已經確定得機組布置和管路情況重新計算泵房內得管路水頭損失，復核所需揚程，然后校核水泵機組。泵房內管路水頭損失所以，水泵揚程與估計揚程基本相同，選定得水泵機組合適。7、消防校核在泵站中泵選好后，還必須按照發生火災是的供水情況，校核泵站的流量和揚程是否滿足消防是的要求。一般給水

20、泵站校核有消防校核和事故校核等情況。而小區加壓泵站和高層建筑給水泵站是單設消防泵房，不存在消防校核問題，因而消防校核、轉輸校核和事故校核為管網系統問題。就消防用水來說，一級泵站的任務只是在規定的時間內向清水池中補充必要的消防儲備用水。由于供水強度小，一般可以不另設專用的消防泵，而是在補充消防儲備用水時間內，開動備用泵以加強泵站的工作。8、泵房形式的選擇及機械間布置8.1機組布置 ： 水泵機組采用單排順列式布置。水泵機組的布置應保證供水安全可靠，管道布置簡短，安裝與維護方便，機組排列整齊，起重設備簡單，并應留有擴建余地。采用橫向排列布置，便于吸、壓管路直進直出布置，減少水力損失，同時也可簡化起吊

21、設備。為了保證泵站機組的工作可靠，運行安全和管理方便，在布置機組時，應按照以下規定： 1.泵房大門口要有足夠的面積。要能容納最大設備，并由檢修操作余地。一般要求管道外壁與墻面的凈距為最大設備的寬度加1米，但不得小于2.0米。 2.凈距應按管道配件的安裝要求確定。一般水泵出水側為泵房操作主通道，因此，不宜小于3.0米。 3.進水側水泵基礎與墻壁的凈距也應據管道配件的安裝學要確定，但不宜小于1.0米。 4.配電設備與電機之間的凈距原則上為電機軸長假0.5米，但距低壓配電設備不小于1.5米；距高壓配電設備不小于2.5米。 5.水泵基礎之間的凈距應滿足水泵或電機檢修要求，對于非中開式水泵一般為水泵軸長

22、（或電機轉子長）加0.5米。如果電機或水泵突出基礎，則水泵之間凈距表示突出部分的凈距。 8.2、泵房形式根據清水池最低水位標高和水泵的條件，確定泵房為矩形半地下式。8.3、管路附件每臺水泵都單獨設有吸水管，并設有手動常開檢修閥門，型號為d371j-10，dn350mm，l154mm，w380kg。壓水管設有多功能水泵控制閥，型號jd745x-25，dn500mm，l1100mm，w1200kg。并設有聯絡管（dn600mm），由兩條輸水干管（dn600mm）送往城市管網。泵房內管路采用直進直出布置，直接敷設在室內地板上8.4、泵房尺寸確定選用各種彎頭、三通和變徑管等配件，計算確定機械間跨度為：

23、經計算l=13200mm。長度為：經計算a=32000mm。泵房的面積是s=l1a1=522.4m2.9、泵站的輔助設施計算 9.1、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。 350s125a型水泵的各部分參數： wp=0.3321.21=0.10 ws=0.442(1.08+1.21)=0.34 則 qv= =0.12m3/h最大真空值： hsmax=hss101000/10.33=2.21101000/10.33=21607.94pa 因此選擇2臺szb8型水環真空泵（一臺備用），其性能如下： 抽氣量1.36 m3/min,極限真空度-88.5kpa,耗水量