1、 目 錄1 計算流量并初算揚程11 設計資料及設計內容112 設計流量313 設計揚程32 選泵方案21 選 泵422 選泵方案的比較623 配套電機的選擇73 設計水泵機組的基礎31 基礎基本要求832 泵機組的基礎計算833 決定泵站的形式及泵房形式84 吸、壓管管徑及管路附件的選配41 吸水管及壓水管管徑的選擇942 吸壓水管的布置1043 吸壓水管的設計115 吸水管路和壓水管路中水頭損失的計算51 吸水管路和壓水管路中水頭損失的計算1252 選泵校核136 泵安裝高度的確定和泵房設計尺寸計算147 附屬設備的選擇14參考文獻 151、計算流量并初算揚程11 設計資料及設計內容 111

2、 設計題目某給水工程凈水廠送水泵站設計112 設計資料（1） 水量：最高日用水量為（35000200×座號×班級）噸/天。全天小時（024小時）用水量見表1-1（百分數表示）。 表1-1 最大日用水量變化表時間用水量（%）時間用水量（%）時間用水量（%）0-12.38-95.316-175.61-22.39-105.217-185.52-32.210-114.918-195.43-42.211-124.819-204.84-52.312-134.720-214.35-63.513-144.621-223.86-74.614-154.822-233.57-85.215-165

3、.223-243.0（2）城市管網中設置有高位水池（水塔），因此給水泵站采用兩級供水，即22-6點，每小時供水量為2.7%，6-22點，每小時供水量為4.9%。（3）清水池及地面標高見圖1-1。圖1-1 清水池及地面標高示意圖（4）在該城市最高日最高時用水量時： 二泵站供水量為兩級供水中的最高級（即4.9%）； 輸配水管網中水頭損失為25.5米； 管網中的控制點所需的自由水壓為16米； 控制點的標高為205.5m。（5）在該城市消防用水時： 消防用水量為60L/s； 輸配水管網中水頭損失為34米； 管網中要求的最低自由水頭為10米； 控制點標高205.5m。（6）該城市不允許間斷供水。（7）送

4、水泵站（清水池附近）的地質資料：地面表層（約2米）為粘土，2米以下為頁巖，地下水水位-7m。（8）該城市最大轉輸用水時，因矛盾不突出，故略。（9）氣候資料：年平均氣溫15，年最高氣溫36，年最低氣溫4，無霜期300天。113 設計內容1確定泵站的設計流量和揚程，擬定選泵方案。2選擇水泵和電動機（包括水泵型號、電動機型號、工作和備用泵臺數等）；  3確定水泵機組的基礎尺寸；4吸水管路和壓水管路的設計計算（包括進出水管內的流速、管徑、閥門等）；5確定泵站內的附屬設備，引水設備（如真空泵）、起重設備、排水泵等；   6泵站的平面布置；7泵站的高程布置（包括水泵的基礎、進

5、出水管、泵軸、泵站地面等的標高）；8確定泵房的建筑高度；9繪制泵站的平面圖1張，剖面圖1張，并列出主要設備表及材料表。10整理設計計算書1份，設計說明書1份。12 設計流量某日最高日設計流量為Q=35000+200×22×3=48200噸/天=48200/d 表1-1 最大日用水量變化表時間用水量（%）時間用水量（%）時間用水量（%）0-12.38-95.316-175.61-22.39-105.217-185.52-32.210-114.918-195.43-42.211-124.819-204.84-52.312-134.720-214.35-63.513-144.62

6、1-223.86-74.614-154.822-233.57-85.215-165.223-243.0城市管網中設置高位水池(水塔)，因此給水泵站采用兩級供水，即22-6點，每小時供水量為2.7%，6-22點每小時供水量為4.9% 。一級供水: = 48200×2.7% =1301.4 =361.5二級供水: = 48200×4.9% =2361.8=656.113設計揚程 圖1-1 清水池及地面標高設計揚程： （11） 27.5/×+（13）式中 H 泵站的揚程（m）；靜揚程 （m）；吸壓水管路的水頭損失(m)輸水管路的水頭損失（m）泵站內損失（m）；管路中的總

7、水頭損失 ； 安全水頭（m）。2、選泵方案21 選泵211選泵要點首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；（1） 型號整齊，互為備用 從泵站運行管理與維護檢修的角度來看，如果泵的型號太多則不變于管理。一般希望能選擇同型號的泵并聯工作，這樣無論是電機、電器設備的配套與貯備，管道配件的安裝與制作均會帶來很大的方便。但一般盡量減少水泵臺數，選用效率較高的大泵，但亦要考慮運行調度方便，適當配置小泵，通常取水泵房至少需設2臺，送水泵房至少23臺（不包括備用泵）。（2） 合理地用盡各泵的高效段工水泵選擇必需考慮節約能源，

8、即況點落在高效段內是泵工作的點，所以應使泵站設計所要求的流量和揚程落在高效段，即泵應在高效率段運用行，除了選用高效率泵外，還可考慮運行工況的調節，特別對經常運行工況。（4）泵與泵站間的聯系盡可能選用允許吸上真空度值大或必需氣蝕余量值小的泵，以提高水泵安裝高度，減少泵房埋深，降低造價；212 選泵根據求得的流量和揚程參照給水排水設計手冊材料設備續冊2中S型單級雙吸離心泵性能范圍初步選擇出如下表（表2-1）的泵型。表21可選泵泵型號及各參數泵型號流量 Q揚程H(m)轉速n(r/min)軸功率N(kw)電動機型號及功率N(kw)效率（%)氣蝕余量吸上高度Hs（m）重量（kg）350S75972126

9、014408075651450271303319Y400-43557885805.83.51200300S585767909726358501450136147.9165.520072.784.2805.2 3.559922 選泵方案的比較221 方案比較表2-2選泵方案比較方案編號用水范圍運行泵及其臺數泵流量范 圍泵揚程H(m)所 需揚 程H(m)揚程利用率 %泵效率 %方案一3臺350S75（1臺備用）1301.4一級用水350S75一臺972-144065-80658178-842361.8二級用水350S75兩臺1944-288065-80795 9980-85方案二2臺300S58

10、3臺350S75（1臺備用）1301.4一級用水300S58兩臺1152-194450-636036 9675-802361.8二級用水350S752兩臺1944-288065-8079599 80-85根據比較初選泵的泵效率，選擇方案一：三臺350S75(1臺備用)，在用水低峰期采用一臺350S75，流量變幅為972-1441；用水高峰期時采用兩臺350S75流量變幅為1944-2880。該方案的優點：在各水泵的高效段都能滿足流量、揚程需求；同型號的水泵、電動機，型號整齊，便于配套使用。水泵基礎制作、管路安裝方便、易于操作。222 350S75的特性曲線及大致管道特性曲線223 泵的安裝尺寸

11、和外形尺寸S型外形尺寸表（2-3）泵型號外形尺寸（mm）LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n-d350S751271.5710600500125060069050010176202743564-34進口法蘭尺寸（mm)出口法蘭尺寸（mm)DN1D01D1n1-d1DN2D02D2n2-d235046050016-2325035039012-23S型的安裝尺寸圖（圖21）23 配套電機的選擇231 選電動機應綜合考慮的因素（1）根據所要求的最大功率、轉矩和轉速選用電動機（2）根據電動機的功率大小，參考外電網的電壓決定電動機的電壓（3）根據工作環境和條件決定電動機的外形和構造形式（4）根據

12、投資少，效率高，運行簡單等條件，確定所選電動機的類型232 電動機型號意義說明 233 電動機（不帶底座）安裝尺寸圖（22）和外形尺寸表（24）電動機外形尺寸表（24）型號電動機尺寸重量（kg）ABCDEFGHKY400-47101000335110210 28100400352065 Y系列6kV中型高壓電動機安裝尺寸圖（2-2）3、設計水泵機組的基礎31基礎基本要求基礎的作用是支撐并固定機組，使它運行平穩，不致發生劇烈振動，更不允許產生基礎沉陷，基礎一般的要求是：（1）堅實牢固，除能承受機組的靜荷載外，還能承受機械震動荷載；（2）要澆制在較堅實的地基上，以免發生基礎下沉或不均勻沉降。32泵

13、機組的基礎計算350S75型泵不帶底座，所以選定其基礎為混泥土塊方式基礎，機組基礎采用混凝土材料。由于本方案3臺泵型號一樣，該基礎也一樣。基礎長度 L 地角螺釘間距+（400500）=L1+(L3)/2+E+C+B+(400500)=710+550/2+210+335+1000+470=3000mm基礎寬度 B 地角螺釘間距+（400500） A+(400500)=630+470=1100mm基礎高度 H （2.54.0）× ()÷（L×B×）3.5×(1200+2065)÷（3×1.1×2400）1.44m其中

14、水泵重量（kg）; 電機重量（kg）;基礎長度（m）; 基礎寬度（m）;基礎密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3) 因此該基礎的尺寸為長3m×寬1.1m×高1.44m布置原則：水泵機組間距一不防礙操作和維修的需要為原則，機組布置應保證運行安全，裝卸，維修和管理方便。側向進、出水的泵，采用橫向排列的方式比較好。泵機組的基礎長度較小，因此橫向排列雖然稍增長泵房的長度，且只需要采用一套起重設備，進出水管順直，水利條件好，節省電耗。故本設計方案中采用橫向排列如下圖（圖31）。詳見書本164圖31 泵的排列方式根據清水池最低水位標高H=170.8m，地面標高H=175.

15、8m和水泵中最小吸上高度HS=3.5m的條件，確定泵房為矩形半地下式。詳細布置圖如附圖。4 吸、壓管管徑及管路附件的選配41 吸水管及壓水管管徑的選擇一般吸水管管路的實際流速采用以下數值：管徑小于250mm時，為1.01.2m/s；管徑等于或者大于250mm時，為1.21.6 m/s在吸水管路不長且地形吸水高度不很大的情況下，可采用比上述數值大些的流速，如1.62.0 m/s。對于壓水管的設計，其設計流速為：管徑小于250mm時，為1.52.0m/s；管徑等于或者大于250mm時，為2.02.5 m/s。上述設計流速取值較給水管網設計中的平均流速要大，因為，泵站內壓水管路不長，流速取大點，水頭

16、損失增加不多，但可減小管子和配件的直徑。一臺350S75A型水泵單獨工作時，其流量Q=1325 m3/h，為吸水管和壓水管所通過的最大流量。兩臺350S75型水泵并聯工作時的單泵流量Q=1181 m3/h，為吸水管和壓水管所通過的最大流量。查給排水設計手冊1常用資料P365中剛管和鑄鐵管水力計算表便可得剛管和鑄鐵管水力計算表（41）：表41 剛管和鑄鐵管水力計算表DN(mm)400450500600m3/hL/sv1000iv1000iv1000iv1000i14424002.43174197986137381118132825322219911716166911225923626562.26

17、10.4所以由上表初步選定：一級供水最大流量為1442吸m3/h時水管管徑DN=500mm, v =1.97m/s，1000i=9.86，/2g=0.198；壓水管管徑DN450mm， v= 2.43m/s，1000i=17.4，/2g=0.301。 二級供水為最大流量為1181 m3/h時吸水管管徑DN=500mm, v =1.61m/s，/2g=0.132，1000i=6.69；壓水管管徑DN450mm，v= 1.99m/s，1000i=11.7，/2g=0.202。送往高位水塔的壓水管道的最大流量為2倍的1181 m3/h 即為2362 m3/h時管道管徑DN=600mm，v= 2.26

18、m/s ，1000i=10.4，/2g=0.260。42 吸壓水管路的布置421 吸水管路布置要求吸水管路通常處在高壓狀態下工作，所以對吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產生故障。為此常采取一下措施：(1) 為保證吸水管路不漏氣，要求管材必須嚴格。(2) 為使水泵及時排走吸水管路中的氣體，吸水管應有沿水流方向連續上升的坡度。(3) 吸水管的安裝與敷設應避免在管道內形成氣囊。(4) 吸水管安裝在吸水井內，吸水井有效容積應不小于最大一臺泵5min的抽水量。(5) 吸入式工作的水泵，每臺水泵應設單獨的吸水管。(6) 當吸水池水位高于水泵軸線時，吸水管上應設閘閥，以利于水泵

19、檢修。(7) 當水中有大量雜質時，喇叭口下面應設置濾網。422 壓水管路布置要求對壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修方便。(1) 壓水管路常采用鋼管，采用焊接接口，與設備連接處或需要經常檢修處采用法蘭接口。(2) 為了避免管路上的應力傳至水泵，以及安裝和拆卸方便，可在壓水管路適當位置上設補償接頭或可撓性接頭。(3) 離心泵必須要關閘啟動。(4) 當不允許水倒流時，需設止回閥。 圖41 吸壓水管路布置泵站內一般不設聯絡管，因為泵在吸入式工作時，管道設置的閘閥越多。出事的可能性越大。故吸水管道不設閘閥、所以吸水管路布置如下。由于吸壓管道的直徑都不大于500mm.所以建議敷設在

20、地溝中或將兩者之一敷設在地溝中，以利泵站內的交通。43 吸壓水管的設計41 吸水管 吸水管配置吸水喇叭口一個（ =0.56，D1=522mm,D=762mm），DN500鋼制90°彎頭一個（=1.01,，R=450mm，D=530mm），DN500mm×350mm偏心漸縮管一個（=0.19，L=450mm）,為了檢修中能隔離水泵，同時為了減少泵房跨度，選擇Z745T-1型DN500液動楔式單閘板閘閥一個（=0.06，L=540mm）。42 壓水管 壓水管上配置DN250mm×450mm同心漸放管一個（=0.3，L=550mm），FD型DN450可曲撓橡膠接頭一個（

21、 =0.21，L=300mm），XH41X-1.0型DN450旋啟式消聲止回閥一個（=1.7，D=615mm，L=1000mm），Z745T-1型DN450液動楔式單閘板閘閥一個（=0.15，L=510mm），DN450mm×600mm漸放管一個（=0.04，L=450mm），DN600鋼制三通一個（ =1.5，L=1000），Z745T-1型DN600液動楔式單閘板閘閥一個（=0.06，L=600mm）。吸水管、壓水管連同泵一起安裝在機器間的地板上，管道直進直出，彎頭少，可節約電耗。管路布置如附。在選擇配件時，選用的是全國通用標準產品（參見設計手冊和標準圖集）。5 吸水管路和壓水管

22、路中水頭損失的計算51 吸水管路和壓水管路中水頭損失的計算一級供水:吸水管路中水頭損失：式5-1=il+（+）/2g+/2g=0.00986×12.05+(0.56+1.01+0.19+0.06)×0.198+0.19×0.884=0.516m.其中 喇叭口局部阻力系數DN500鋼制90°彎頭局部阻力系數Z745T-1型DN500液動楔式單閘板閘閥局部阻力系數偏心漸縮管DN450×350 局部阻力系數 壓水管路水頭損失：式5-2 =L1i+（+）/2g+L2i+（+）/2g =0.0174×6.81 +(0.3+0.21+1.7+0.

23、15+0.04) ×0.301+0.00381×2.6+(0.04+1.5+0.06)×0.0957=0.898m其中 同心漸放管DN450×DN250FD型DN450可曲撓橡膠接頭局部阻力系數止回閥局部阻力系數DN450閘閥局部阻力系數DN450mm×600mm漸放管局部阻力系數DN600鋼制三通局部阻力系數Z745T-1型DN600液動楔式單閘板閘閥局部阻力系數從泵吸水口到輸水干管上的全部水頭損失為： =0.516+0.898=1.414m二級供水：吸水管路中水頭損失：=il+（+）/2g+/2g=0.00669×12.05+(0

24、.56+1.01+0.19+0.06)×0.132+0.19×0.593=0.412m.其中 喇叭口局部阻力系數DN500鋼制90°彎頭局部阻力系數Z745T-1型DN500液動楔式單閘板閘閥局部阻力系數偏心漸縮管DN450×350 局部阻力系數 壓水管路水頭損失： =L1i+（+）/2g+L2i+（+）/2g =0.0117×6.81 +(0.3+0.21+1.7+0.15+0.04) ×0.202+0.0104×2.6+(0.04+1.5+0.06)×0.260=1.007m其中 同心漸放管DN450×

25、;DN250FD型DN450可曲撓橡膠接頭局部阻力系數止回閥局部阻力系數DN450閘閥局部阻力系數DN450mm×600mm漸放管局部阻力系數DN600鋼制三通局部阻力系數Z745T-1型DN600液動楔式單閘板閘閥局部阻力系數從泵吸水口到輸水干管上的全部水頭損失為： =0.412+1.007=1.419m所以二級供水路線為最不利線路S=（）/Q2=（25.5+1.419）/=62.53可得 一級供水時實際揚程+62.00m二級供水時實際揚程+ 78.92m.52 選泵校核根據該城鎮的消防要求：消防時，泵站的供水量Q火=Qd+Qx=656.1+60=696.1L/s =2505.96m3/h消防時，泵站的揚程 =+H0火+=34+10+34+1.419=79.42m其中 地形高差(m)；自由水壓(低壓消防制取10m)；總水頭損失(m)；泵站內損失（m）。對應于該二級泵的特性曲線得出的揚程79.5 m，滿足其消防要求的79.42 m由此可見，初選的泵機組符合要求。6 泵安裝高度的確定和泵房設計尺寸計算泵最大安裝高度式61=3.5÷2g0.412=3.075m泵軸標高吸水井最低水位+Hss170.80+3.075=173.875m基礎頂面標高泵軸標高-泵軸至基礎頂面高度173.875