1、課程設計 設計名稱 泵與泵站課程設計 題目名稱 送水泵房設計 專 業 給水排水工程 年級班別 12給水排水（2） 學 號 xxxxxxx 學生姓名 xxx 指導教師 xxx 2014年1月16日泵與泵站課程設計說明書本課程設計的任務是根據所給定的原始資料設計某城市新建給水工程的送水泵房。一、設計目的本課程設計的主要目的是把泵與泵站中所獲得的理論知識加以系統化，并應用于設計工作中，使所學知識得到鞏固和提高，同時培養同學們有條理地創造性地處理設計資料的獨立工作能力。二、設計基本資料1、某城市最高日用水量為 4 萬m3/d，時變化系數Kh=1.6，日變化系數Kd=1.3，管網起點至最不利點水頭損失為

2、12m，最不利點 地面標高為20m，樓房一般四層（服務水頭20m），泵站至管網起點設兩條輸水管（均為鑄鐵管），每條長500m，管徑500mm，泵站處地面標高為17.2m，吸水井最高水位17.70m，最低水位14.20m，按一處火災核算，消防流量30L/s，發生火災時管網起點至最不利點水頭損失為17.50m，管網中無水塔。2、地區氣象資料可根據設計需要由當地氣象部門提供。3、水廠為雙電源進行。三、工作內容及要求本設計的工作內容由兩部分組成：1、說明書 2、設計圖紙其具體要求如下：1、說明書（1）設計任務書（2）總述（3）水泵設計流量及揚程（4）水泵機組選擇（5）吸、壓水管的設計（6）機組及管路布

3、置（7）泵站內管路的水力計算（8）輔助設備的選擇和布置（9）泵站各部分標高的確定(10)泵房平面尺寸確定1、設計圖紙根據設計計算成果及取水構筑物的布置草圖，按工藝初步設計要求繪制送水泵房平面圖、剖面圖及機組大樣圖，圖中應繪出各主要設備、管道、配件及輔助設備的位置、尺寸、標高。泵站建筑部分可示意性表示或省略，在圖紙上應列出泵站主要設備及管材配件的等材料表。1、 總述 本設計中，送水泵房為矩形，長為23.472m，寬為9.340m。泵房為半地下式，泵房上設有操作平臺，建筑總高為9.447m。水泵采用兩臺12Sh-9A型泵、兩臺20sh-9A型水泵（一備一用），電機分別配JS-116-4型和JSQ-

4、1410-6型。吸水管采用DN700和DN500兩種規格，壓水管采用DN600和DN400兩種規格。管材為鋼管，采用管路配件均為鋼制零件。起重機選用LD-A型電動單梁起重機，起重量為5t。設200200排水溝，選用50QWDL-15潛水排污泵，真空泵選用兩臺SZ-1J型真空泵，一用一備。二、設計流量的確定與設計揚程的估算：（1）輸水管管徑的確定 查規范可得：輸水鑄鐵管的設計流速范圍1.01.5m/s，最高日用水量為4萬m3/d，有兩條輸水管，按每條輸水管承擔2萬m3/d。通過計算，當管徑為500mm時，輸水管的流速為1.18m3/s，符合要求（2）設計流量的確定 該城市管網無設置水塔，因此設計

5、的泵站采取分級供水方式，既設計流量Q按最高日最高時用水量計算，已知：最高日用水量Qd=4104m3/h，時變化系數Kh=1.6，因此最高日最高時用水量為：（3）設計揚程的估算 1）水泵所需的靜揚程的HST： 當吸水井水位最高時：HST=20.0017.70=2.30m 當吸水井水位最低時：HST=20.0014.20=5.80m 水泵所需的靜揚程由供水的最不利點決定，故水泵所需的靜揚程為5.80m 2）泵站至管網起點的水頭損失h輸： 泵站至管網起點的水頭損失，以最不利情況計算，既當一條輸水管檢修時，另一條輸水管應通過75的設計流量。由此計算得出每條輸水管的設計流量：Q=0.75Q=0.7574

6、1L/s=556L/s 由給水排水設計手冊第一冊401頁的水力計算表可查得 當Q=550L/s時，V=2.80m/s，1000i=20.7 當Q=560L/s時，V=2.85m/s，1000i=21.4利用“內插法”可求得Q=500L/s輸水管的水力坡度i為：1000i=21.089 v=2.83m/s 所以輸水管的水頭損失為：h輸=1.121.08910-3500=11.60 （其中1.1是包括局部損失而加大的系數） 3）泵站內的管道水頭損失hp初估計為2m 4）安全水頭初估計為2m5） 已知管網最不利點的水頭損失為12m，服務水頭為20m。則水泵的設計總揚程為：H=HST+Hsev+h輸+

7、h網+hp+安全水頭 =5.80+20.00+11.60+12.00+2+2=53.40m三、初選泵和電機 （1）可選用的泵及其性能在課程設計當中，只考慮sh型水泵。當在最不利的情況下，流量和揚程要求最大時，Q=471L/s,H=53.40，在sh型水泵性能曲線型譜圖上畫出a點（741,53.40）流量和揚程要求最小時，Q=30L/s,由于流量極小。泵站、輸水管和配水管網中的水頭損失也很小，現假定此三者之和為2m，則該點的揚程為：H=HST+Hsev+2+hp+安全水頭H=5.80+20+2+2=29.8m，故Q=30L/s，H=29.8m。在Sh型水泵性能曲線型譜圖上畫出b點（30,29.8

8、）。連接a、b兩點，選泵的范圍即落在與ab連線相交的泵高效段內。初選結果如下：12Sh-9A 12Sh-9B 20Sh-9 20Sh-9A 各泵的參數見下表：泵型號流量(L/s)揚程(H)轉數(r/min)功率(KW)效率()吸上高度Hs(m)葉輪直徑(mm)重量(kg)軸功率電動機功率12Sh-92155804.540280920049115.683248421317812Sh-9B14047.2147099.2135804.537880919043115.683232371317820Sh-9430669703405208246822570560593908368

9、0504337720Sh-9A39058970300380744640257053050347756304236072 （2）管道的特性曲線 管道的的沿程阻力系數和局部阻力系數之和S=（h輸+h網+hp）/Q2=（11.6+12+2）/0.7412=46.66（S2/m2）故管道的特性曲線方程為H=HST+SQ2=(5.8+20+2)+46.66Q2=27.8+46.66Q2（3）泵的組合方案及比較：根據初選泵組合不同的方案，查手冊給水排水設計手冊 材料設備 續冊二112頁，在坐標紙上做出各泵的單泵特性曲線和不同組合下并聯的特性曲線，以及管道特性曲線（見附圖），結合附圖與表格比較兩個方案，選出

10、最佳方案方案編號用水變化范圍(L/s)運行泵及其臺數泵揚程(m)所需揚程(m)揚程利用率()泵效率()方案一選用兩臺12Sh-9A一臺20Sh-9A690-760兩臺12Sh-9A一臺20Sh-9A56-5550-5589-10080-8373-78590-690一臺12Sh-9A一臺20Sh-9A54-5044-5081-10081-8370-78520-590一臺20Sh-9A50-4440-4478-10070-78290-520兩臺12Sh-9A56-4032-4063-10075-83290一臺12Sh-9A323283方案二選用一臺12Sh-9A一臺12Sh-9B一臺20Sh-96

11、80-760一臺12Sh-9A一臺20Sh-958-5549-5585-10080-8275-78470-680一臺20Sh-9A63-4938-4960-10070-78290-470一臺12Sh-9A一臺12Sh-9B48-3832-3867-10070-7775-82260-290一臺12Sh-9A39-3131-3280-10070-75260一臺12Sh-9B313180 經過對比可得出：方案一的揚程利用率高于方案二，同時方案一的泵效率優于方案二，并且方案一泵的型號整齊簡單，易管理和維護，因此最終選擇方案一，既為兩臺12Sh-9A，兩臺20Sh-9A（一臺20Sh-9A為備用泵）(4

12、)電動機的選擇查看給水排水設計手冊第十一冊第一版（其余的參考手冊為第二版），從泵的功率和轉數，選擇與之相匹配的電動機，最終確定電動機的方案水泵型號電動機型號功率(Kw)轉數(r/min)重量(kg)電壓(V)12Sh-9AJS-116-41551470108038020Sh-9AJSQ-1410-638098535506000（5）機組基礎的確定1) 機組的基礎尺寸機組基礎搭配總長(mm)總寬(mm)水泵重量(kg)電機重量(kg)總重量(kg)12Sh-9A、JS-116-4225410208091080188920Sh-9A、JSQ-1410-63282134025703550612012

13、Sh-9A泵與JS-116-4電動機組基礎20Sh-9A泵與JSQ1410-6電動機組基礎2） 基礎高度的確定12-Sh-9A型水泵與JS-116-4型電機的基礎高度：20Sh-9A型水泵與JSQ-1410-6型電機的基礎高度：四、吸、壓水管路的設計（1）查給水排水快速設計手冊可得吸壓水管的流速要求如下：管徑（mm）d250250d1000吸水管流速（m/s）1.01.21.21.6壓水管流速（m/s）1.52.02.02.5 （2）在水泵的單泵特性曲線、并聯特性曲線和管道的特性曲線圖上可看出： 1）單臺12Sh-9A水泵單獨運行時，最大流量Q=290L/s，吸水管采用鋼管，查給水排水設計手冊

14、第一冊367頁： 吸水管：D=500mm，V=1.42m/s，1000i=5.23 壓水管：D=400mm，V=2.24m/s，1000i=17.3 2）單臺20Sh-9A水泵單獨運行時，最大流量Q=590L/s，吸水管采用鋼管，查給水排水設計手冊第一冊367頁： 吸水管：D=700mm，V=1.53m/s，1000i=4.0 壓水管：D=600mm，V=2.02m/s，1000i=8.3五、機組及管路布置（1）機組布置 本設計的送水泵站為矩形，機組布置采用橫向排列的方式。每臺泵都有單獨的吸水管，各泵的壓水管引出泵房后在連接起來，最后匯到兩臺DN500的鑄鐵管輸水管中。(2) 管路的布置管路布

15、置見下圖：管路布置圖12Sh-9A水泵的管路的配件見下表泵型號管路編號設備名稱型號規格(mm)局部阻力系數數量12Sh-9A吸水管路1吸水喇叭口DN500DN750H1=530,H2=1190.52290同徑彎頭DN5000.6423柔性穿墻套管DN500,L=500/44手動閘閥Z41T-10型明桿楔式DN=500，L=5400.0625柔性接頭可曲撓橡膠接頭DN=500，L=2550.2126偏心漸縮管DN500DN300,L=7150.22壓水管路7同心漸擴管DN400DN300,L=5100.228柔性接頭可曲撓橡膠接頭DN=600，L=2600.2129止回閥H44X-10旋啟式DN

16、=400，L=9001.7210電動蝶閥D971X型電動對夾式DN400，L=1550.2211柔性穿墻套管DN500,L=400/212異徑三通DN500DN4001.5213同徑三通DN500DN5003214手動蝶閥D371X型蝸輪傳動對夾式DN=500，L=1270.2115電動蝶閥D971X型電動對夾式DN500，L=1550.2120Sh-9A水泵的管路的配件見下表泵型號管路編號設備名稱型號規格(mm)局部阻力系數數量20Sh-9A吸水管路1吸水喇叭口DN700DN10500.562H1=740,H2=159290同徑彎頭DN7000.6823柔性穿墻套管DN700,L=500/4

17、4手動閘閥Z41T-10型明桿楔式0.062DN=700，L=6605柔性接頭可曲撓橡膠接頭0.212DN=700，L=2606偏心漸縮管DN700DN500,L=7060.22壓水管路7同心漸擴管DN600DN300,L=5200.3428柔性接頭可曲撓橡膠接頭0.212DN=600，L=2609止回閥H44TX-10旋啟式1.72DN=600，L=130010電動蝶閥D971X型電動對夾式0.22DN600，L=1551190異徑彎頭DN600DN5000.67212柔性穿墻套管DN600,L=500/2說明：1)12Sh9A的吐出錐管尺寸為DN200DN300，L=500mm。20Sh9

18、A的吐出錐管尺寸為DN300DN500，L=1000mm2)為了節省面積，閘門井設在泵房外，井的直徑為2000mm，閘門井中設的是一個DN500的電動蝶閥和DN500的手動蝶閥六、泵站內管道的水頭損失計算取一條最不利線路，從20Sh-9A吸水口經過閘門井最終到輸水干管為計算線路圖（如下圖所示）泵站內部最不利線路（1）吸水管路的水頭損失hs 本設計取吸水管長為8m，由四（2）可得，吸水管中的流速為V1=1.53m/s，流入泵中的速度V2為： 吸水管的水力坡度1000i=4.00，因此：（2）水泵本身的水頭損失（3）壓水管路的水頭損失hd 本設計取壓水管長為20m，由四（2）可得，壓水管中的流速為

19、V3=2.02m/s 在DN500的輸水管的流速V4為： 壓水管的水力坡度1000i=8.3，因此：(注：根據最不利點各個三通的水流特點，分別取0.1、0.1、1.5) 終上所述可得：泵站內部的水頭損失為： 水泵所需的實際揚程為：H=HST+Hsev+h輸+h網+h泵站+安全水頭 =5.80+20.00+11.60+12.00+2.59+2=53.99m 七、消防校核 消防按一處發生火災進行計算可得： 消防所需揚程：H=HST+Hsev+h輸+h網+h泵站+安全水=5.8+10+11.60+17.50+2.59+2=49.49m（該式中消防的服務水頭取10m） 消防所需流量：Q=741+30L

20、/s。在坐標紙上做出點（771,49.49），可得所選的水泵在發生火災時無需備用泵也能滿足消防要求八、輔助設備的選擇和布置（1）起重設備 水泵和電機是不帶底座的，因此泵和電機可以分開起吊。最大的起重設備為電機JSQ-1410-6，重量3550kg。泵房大概跨度為8米多，查給水排水設計手冊第十一冊670頁，選擇LD-A型電動單梁起重機，跨度Lk=7.5米，起重量為5噸。（2） 真空泵的選擇啟動引水設備選用真空泵，真空泵的排氣量Q為 （注：20Sh-9A的吸水口到出水閘閥的距離為3.6m） 真空泵的最大真空度Hvmax查給水排水設計手冊第十一冊173頁，選用兩臺SZ-1J型真空泵(一用一備）（3)

21、 排水設備 在泵房內設排水溝200200，另設50QWDL-15潛水排污泵 (4)通風設備 泵房設計為半地下室泵房，采用自然通風設有高低窗，并且保證足夠的開窗面積 九、泵站各部分標高的確定（1）泵的安裝高度12Sh-9A水泵的允許吸上真空高度Hs=4.5m，20Sh-9A水泵的允許吸上真空高度Hs=4.0m，所以按20Sh-9A水泵來計算安裝高度Hss（假設水溫為20，海拔為100m）所以安裝高度取2.5m（2）吸水井高度的確定1） 按照規范，從吸水井最低水位到喇叭口的浸沒深度不應小于0.51.0m，取浸沒深度為1.0m，故喇叭口的標高為H喇叭口=14.201.0m=13.20m2） 按照規范，從吸水井井底到喇叭口的距離應符合0.8D，D為喇叭口的最寬出口的直徑。即H井底=13.200.81.050m=12.36m（3）各泵軸、管軸和基礎的標高確定1）由九（1）可得安裝高度為2.5m，則泵軸的標高H泵軸=14.20+2.5m=16.70m，查手冊給水排水設計手冊 材料設備 續冊二得：泵型號泵軸與吸水管軸的距離（mm）泵軸與壓水管軸的距離（mm）泵軸與基的距離（mm）12Sh-9A26530452020Sh-9A4255459002）20Sh-9A各標高的確定吸水管的管軸標高吸軸=16.700.425m=16.275m壓水管的管軸標高H壓軸=16.700.545m=16.155m