二泵站設(shè)計計算

1、計算與說明一、泵房形式的選擇及泵站平面布置泵房主體工程由機(jī)器間、配電室、控制室和值班室等組成。機(jī)器間采用矩形半地下形式，以便于布置吸壓水管路與室外管網(wǎng)平接，減少彎頭水力損失，并緊靠吸水井西側(cè)布置，直接從吸水井取水壓送至管網(wǎng)。值班室、控制室及配電室在機(jī)器間北側(cè)，與泵房合并布置，與機(jī)器間用玻璃隔斷分隔。最北側(cè)設(shè)有配電室，雙回路電源用電纜引入。平面布置示意圖見圖1。配電室控制室值班室泵房機(jī)器間圖1二、泵站設(shè)計參數(shù)的確定1.設(shè)計流量 該城市最高日用水量為41833.12由于分級供水可減小管網(wǎng)中水塔的調(diào)節(jié)容積，故本設(shè)計采用分級供水的形式。二級泵站一般按最大日逐時用水變化曲線來確定各時段中泵的分級供水線。

2、參照相似城市的最大日用水量變化曲線，確定本設(shè)計分兩級供水，并確定分級供水的流量。泵站一級工作時的設(shè)計工作流量：泵站二級工作時的設(shè)計工作流量：2.設(shè)計揚(yáng)程根據(jù)設(shè)計要求假設(shè)吸水井水面標(biāo)高為318.83m。則其中設(shè)計揚(yáng)程 靜揚(yáng)程（m）； 吸水管路水頭損失（m），粗估為1m；壓水管路水頭損失（m），粗估為2m； 安全水頭2m三、選擇水泵1.水泵原則的基本原則選泵要點(diǎn) ：（1）大小兼顧，調(diào)配靈活再用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的泵的臺數(shù)越多，越能適應(yīng)用水量變化的要求，浪費(fèi)的能量越少。（2）型號齊全，互為備用希望能選擇同型號的泵并聯(lián)工作，這樣無論是電機(jī)、電氣設(shè)備的配套與設(shè)備管道配件的安裝

3、與制作均會帶來很大的方便。（3）合理的用盡各泵的高效段 單級雙吸是離心泵是給水工程中常見的一種離心泵（如SH型、SA型）。他們的經(jīng)濟(jì)工作范圍（即高效段），一般在之間（為泵銘牌上的額流量值）。（4）近遠(yuǎn)相結(jié)合的觀點(diǎn)在選泵的過程中應(yīng)給予相當(dāng)?shù)闹匾?，特別是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展活躍的地區(qū)和年代，以及擴(kuò)建比較困難的取水泵站中，可考慮近期用小泵大基礎(chǔ)的辦法，近 期發(fā)展采用還大泵輪以增大水量，遠(yuǎn)期采用換大泵得辦法。（5）大中型泵站需要選泵方案比較?？紤]因素：（1）泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置等有影響，因而對泵站的造價很有關(guān)系。（2）應(yīng)保證泵的正常吸水條件，在保證不發(fā)生汽蝕的前提是下，應(yīng)充分利用泵的

4、允許席上真空高度，以減少泵的埋深，降低工程造價。（3）應(yīng)選擇效率較高的泵，勁量選用大泵，因?yàn)橐话愣源蟊帽刃”靡矢撸?）根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵，以滿足在事故情況下的用水要求： 再不允許減少供水量的情況下，應(yīng)有兩套備用機(jī)組。 允許短時間內(nèi)減少供水量的情況下，備用泵只保證事故用水量。 允許短時間內(nèi)中斷供水時，可只設(shè)一臺備用泵，城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺備用泵，通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。當(dāng)管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機(jī)組較多時，也可考慮增設(shè)一臺備用泵，它的型號和最長運(yùn)行的工作泵相同。（5）如果給水系統(tǒng)中就有足夠大容積的高的水池或水塔時，

5、可以部分或全部代替泵站進(jìn)行短時間供水，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機(jī)組即可。2.初選水泵本設(shè)計為了在一級供水是進(jìn)行靈活調(diào)度，減少能量浪費(fèi)，利用選泵參考特性曲線選擇幾臺水泵并聯(lián)工作來滿足一級供水流量和揚(yáng)程的需要，在二級供水時，減少并聯(lián)泵臺數(shù)來滿足二級供水需要。在選泵參考特性曲線上作出設(shè)計揚(yáng)程曲線，選取與其相交的水泵并聯(lián)?？蛇x用KQSN300-M9型中開式單級雙吸離心泵（一用一備）與KQSN350-M9型中開式單級雙吸離心泵（一用一備）兩種水泵組合來滿足供水要求。一級供水時，一臺KQSN300-M9型水泵與一臺KQSN350-M9型水泵并聯(lián)供水，二級供水時，一臺KQSN350-M9

6、型水泵供水。選一臺KQSN350-M9型水泵加上變頻裝置改成變頻泵，來增大調(diào)節(jié)范圍，減少能量浪費(fèi)。所選水泵的性能見表2。水泵型號規(guī)格流量（L/s）揚(yáng)程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）軸功率（kW）效率（%）（NPSH）r（m）重量（kg）KQSN300-M9445131.7681480124.9704.6606219.460153.784270.053175.480KQSN350-M9453188.9771480193.5685.91204315.063235.583378.155258.079表23.確定電機(jī)采用水泵廠家所指定的配套電機(jī)，見表3。水泵型號規(guī)格電動機(jī)型號電機(jī)功率(Kw)質(zhì)量（kg）KQ

7、SN300-M9445Y315M-4185985KQSN350-M9453Y355M-42801530表3四、機(jī)組布置和基礎(chǔ)設(shè)計1.機(jī)組布置采用單行順列布置，便于吸、壓管路直進(jìn)直出布置，減少水力損失，同時也可簡化起吊設(shè)備。2.基礎(chǔ)尺寸查給水排水設(shè)計手冊第11冊得到KQSN300-M9型中開式單級雙吸離心泵與KQSN400-M13型中開式單級雙吸離心泵安裝尺寸如表(mm)：水泵型號規(guī)格電動機(jī)型號LL1L2L3BHWACKKQSN300-M9445Y315M-4235212707301840560129576350845728KQSN350-M9453Y355M-42945162080022207

8、00159095161056028基礎(chǔ)長度 取2500mm；基礎(chǔ)寬度B地角螺釘間距+（400500） 取1500mm；基礎(chǔ)高度H 其中 水泵重量（kg） 電機(jī)重量（kg） 基礎(chǔ)長度（m） 基礎(chǔ)寬度（m） 基礎(chǔ)密度（kg/m3）(混凝土密度)最終確定KQSN300-M9型水泵基礎(chǔ)占地。同理KQSN350-M9型泵基礎(chǔ)占地五、吸水管和壓水管路設(shè)計1.管路布置根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，氣候寒冷，泵房選用半地下式，吸、壓水管可與室外0.7m凍土層下的管道平接。每臺水泵設(shè)有獨(dú)立的吸水管直接從吸水井吸水，各泵在泵房內(nèi)以橫向聯(lián)絡(luò)管相連接，且以兩條輸水干管送至管網(wǎng)。吸水井中最高水位為318.83m，吸水管上設(shè)閘閥，以便停

9、泵檢修時使用。吸水井中最低水位為314.83m，此時水泵為自吸式引水，需要相應(yīng)的引水設(shè)備，管路布置如圖2所示。圖22.管徑計算根據(jù)每臺泵的設(shè)計流量初步選定吸水管和壓水管管徑，計算結(jié)果見表4。水泵型號流量（L/s）吸水管壓水管管徑(mm)流速（m/s）1000i管徑(mm)流速（m/s）1000iKQSN300-M92204501.385.763502.2019.7KQSN350-M93206001.132.694002.4721.1表4橫向聯(lián)絡(luò)管的流量按一級供水量計算，取。每條輸水管按近期一級供水量的75%考慮，即，取。3.管路附件選配吸水管路選用Z41T-10型明桿楔式閘閥：DN450mm，

10、L=510mm，DN600mm,L=600mm；選用偏心漸縮管：D=450/300mm，L=250mm；選用90°彎頭。壓水管路選用Z41T-10型明桿楔式閘閥：DN350mm，L=450mm，DN400mm，L=480mm；選用H44T(X)-10型旋起式止回閥：DN350mm，L=800mm，重量300kg，DN400mm，L=900mm，重量508kg；聯(lián)絡(luò)管上閘閥采用Z41T-10型明桿楔式閘閥：DN500mm，L=540mm。管路附件見表5。名 稱型號規(guī)格主要尺寸名 稱型號規(guī)格主要尺寸喇叭口×2DN600×DN450L750mm喇叭口×2DN9

11、00×DN600L1500mm90°彎頭×2DN45090°彎頭×2DN600閘閥×2DN450L510mm閘閥×2DN600L600mm偏心漸縮管×2DN450×DN300L=250mm偏心漸縮管×2DN600×DN350L=650mm漸擴(kuò)管×2DN250×DN350L=350mm漸擴(kuò)管×2DN250×DN400L=450mm止回閥×2DN350L=800mm止回閥×2DN400L=900mm閘閥×2DN350L=

12、450mm閘閥×2DN400L=480mm90°彎頭×2DN350十字管×2DN700×DN700漸擴(kuò)管×2DN350×DN500L=450mm漸擴(kuò)管×2DN400×DN500L=350mm漸擴(kuò)管×2DN500×DN700L=550mm閘閥×2DN500L=540mm表5六、泵房機(jī)器間長度與寬度因電機(jī)功率大于55Kw，故基礎(chǔ)間距需大于1.2m，本設(shè)計取2m，基礎(chǔ)與墻壁間距取為2m。除四個泵基礎(chǔ)外，機(jī)器間右端按最大一臺機(jī)組布置，設(shè)一塊檢修場地，平面尺寸為，故得機(jī)器間總長度：吸水

13、管閘閥距墻取2m，壓水管閘閥一側(cè)留1.5m寬的檢修通道，水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距按水管配件安裝的需要確定，故得機(jī)器間寬度：考慮到水泵出水側(cè)是管理、操作的主要通道， 水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距不宜小于3m，機(jī)器間采取標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件屋面梁，機(jī)器間平面尺寸最后確定為長24m，寬10m。七、吸水井設(shè)計吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求。吸水井最低水位；水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑；水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長度,；喇叭口距吸水井井壁距離；喇叭口之間的距離,??；喇叭口距吸水井井底距離；喇叭口淹沒水深；吸水井井底標(biāo)高：。所以，吸水井長度為 10800mm（根據(jù)水泵機(jī)組之間距離調(diào)整為20000mm），吸水井寬度為27

14、00mm（最終調(diào)整為3000mm），吸水井高度為6770mm（包括超高0.37m）。計算草圖如下：九、復(fù)核水泵與電機(jī)根據(jù)已經(jīng)確定的機(jī)組布置和管路情況，重新計算泵房內(nèi)的管路水頭損失，復(fù)核所需揚(yáng)程，然后校核水泵機(jī)組。取最不利管線，如圖3所示。圖31. 吸水管路水頭損失DN450吸水管直長：，吸水管的沿程水頭損失：吸水管路局部水頭損失計算結(jié)果見表7。管道直徑/mm管件阻力系數(shù)流量/（L/s）流速v/（m/s）水頭損失450喇叭口0.12201.380.100.01090°彎頭0.671.380.100.067閘閥0.071.380.100.007450×300偏心漸縮管0.193

15、.110.490.093合計0.177表7吸水管路水頭損失：2.壓管路水頭損失壓水DN350直管長DN500直管長壓水管路沿程水頭損失：壓水管路局部水頭損失計算見表8：管道直徑/mm管件阻力系數(shù)流量/（L/S）流速v/（m/s）水頭損失350止回閥3.02202.200.250.750閘閥0.070.01790°彎頭0.890.223250×350漸擴(kuò)管0.154.481.020.153350×500漸擴(kuò)管0.212.200.250.053500閘閥×20.06×2539.182.650.360.043500×700十字管0.9940

16、4.391.050.060.059合計1.298表8壓水管路總水頭損失：從水泵吸水口到輸水管上切換蝶閥之間的全部水頭損失：2. 水泵的實(shí)際揚(yáng)程 可見初選水泵符合要求。十、消防校核就二泵站來說，消防屬于緊急情況。消防用水其總量一般占整個城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強(qiáng)度大，使整個給水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)突然加重。因此，應(yīng)作為一種特殊情況在泵站中加以考慮。，按兩處同時著火計，。可見，使泵站的負(fù)荷增加8.9%，流量增為，可選用兩臺KQSN300-M9型泵與一臺KQSN350-M9型泵并聯(lián)運(yùn)行滿足消防用水需求。校核以消防時最不利管徑水頭損失增加20%計,則參照該泵的具體資料，所選泵可以滿足消防

17、時的要求。十、泵安裝高度的確定和泵房筒體高度計算1.水泵最大安裝高度即泵軸距水面高度計算公式如下：式中 修正后采用的允許吸上真空度 (m)；水泵廠給定的允許吸上真空度 (m)，取4.6m；安裝地點(diǎn)的大氣壓值 (m)，取9.8m；實(shí)際水溫下的飽和蒸汽壓力 (m)，取0.18m。則所以 ，考慮吸水井最低水位，取1.50m。則泵軸標(biāo)高十一、各工藝標(biāo)高設(shè)計KQSN300-M9型泵軸標(biāo)高為316.33m，由給水排水設(shè)計手冊第11冊可查KQSN300-M9型泵軸致基礎(chǔ)頂面距離泵基礎(chǔ)頂面標(biāo)高=泵軸標(biāo)高-泵軸致基礎(chǔ)頂面距離基礎(chǔ)高出泵房底按0.3m計，可得泵房室內(nèi)地坪高程為其他工藝標(biāo)高見表9。水泵型號進(jìn)水管中心

18、標(biāo)高/m泵軸致基礎(chǔ)頂面高度/m泵軸標(biāo)高/m出水管中心標(biāo)高/mKQSN300-M9316.0900.680316.330316.020KQSN350-M9316.2010.825316.475316.119表9泵房室內(nèi)地坪高程為315.350，室外地坪高程為319.500，故泵房為半地下式，地下部分高度為4.15m。計算草圖如下：2.起重設(shè)備最大起重設(shè)備為電機(jī)，重量為1530kg，故選用LX型電動單梁懸掛起重機(jī)，性能參數(shù)：最大起重量為2.0t，跨度8.0m，起升高度12m，選用ZDY12-4型電機(jī)，運(yùn)行速度20m/min，配套CD1型電動葫蘆，起升速度8m/min，運(yùn)行速度20 m/min。5.3.5.3 泵房筒體高度 泵房高度計算公式如下：式中 泵房地面上高度 (m)； 單軌吊車梁的高度 (m)，取900mm； b滑車高度及起重葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長度 (m)，取900mm； d起重繩的垂直長度 (m)，（對于水泵為0.85B）； B最大一臺水泵或電機(jī)的寬度 (m)，B取1500mm； e最大一臺水泵或電機(jī)高度 (m)，取1.50m；h吊起物底部與泵房進(jìn)口處室內(nèi)地坪高差 (m)，取2.0m；泵房地面下高度(m)。則 泵房外地面標(biāo)高泵房內(nèi)地面