泵站課程設(shè)計(jì)2015

水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)給水——二級(jí)泵站2021/5/91主要內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)書；設(shè)計(jì)成果；設(shè)計(jì)指示書；2021/5/92設(shè)計(jì)題目:

某城市自來水廠二級(jí)泵站設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2021/5/93原始資料

最高日用水量：各自按管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果選用，單位為：m3/d或m3/h;最高日用水量變化曲線見各自計(jì)算結(jié)果。下圖僅舉例示意。2021/5/94高日高時(shí)管網(wǎng)水頭損失、管網(wǎng)最不利點(diǎn)標(biāo)高、發(fā)生火災(zāi)處標(biāo)高、消防用水量等，分別采用管網(wǎng)平差計(jì)算的結(jié)果。建筑物層數(shù)同管網(wǎng)設(shè)計(jì)任務(wù)書。城市供水管網(wǎng)內(nèi)無調(diào)節(jié)水池或水塔。水廠二級(jí)泵站所在地地面標(biāo)高19m，泵站吸水池最低水位16m，最高水位18m。泵站所在地最高水溫35℃。地下水位距地面2.5m，最大凍土深度0.8m。吸水池與泵站距離8.0m（凈距）。泵站附近有獨(dú)立雙電源。2021/5/95設(shè)計(jì)成果1、設(shè)計(jì)說明書一份（12～14頁(yè)）內(nèi)容有：按指示書步驟詳述設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容（包括計(jì)算及結(jié)論）；有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)模、原始資料的敘述；按指示書要求畫出有關(guān)草圖及標(biāo)出主要尺寸。2021/5/962、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)日期：

在一張2#或1#圖紙上畫泵站平、剖面圖、泵站內(nèi)主要設(shè)備材料表及必要的說明。計(jì)劃有效學(xué)時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)。2021/5/97

課程設(shè)計(jì)指示書0.設(shè)計(jì)要求和步驟；1.泵站設(shè)計(jì)控制值的出水量及揚(yáng)程的確定；2.水泵的選擇（包括備用泵）；3.動(dòng)力設(shè)備的配置；4.泵站機(jī)組的布置；5.吸水管和壓水管的設(shè)計(jì)；6.水泵安裝高度的計(jì)算；7.泵站平面、高程布置及尺寸的決定；8.泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇；2021/5/980.設(shè)計(jì)要求和步驟在設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮，應(yīng)用所學(xué)有關(guān)知識(shí)，掌握泵站設(shè)計(jì)的步驟、方法；重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力及熟悉手冊(cè)、樣本、規(guī)范的使用。2021/5/99設(shè)計(jì)步驟:開始確定設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程水泵選擇（方案比較）動(dòng)力設(shè)備的配置設(shè)計(jì)機(jī)組的基礎(chǔ)吸、壓水管設(shè)計(jì)水泵安裝高度確定布置和機(jī)組選型選擇附屬設(shè)備廠房布置結(jié)構(gòu)計(jì)算、出圖預(yù)算編制施工圖交底結(jié)束施工期服務(wù)竣工、驗(yàn)收資料歸檔2021/5/9101.泵站設(shè)計(jì)控制值出水量及揚(yáng)程的確定。

Qmax采用城市高日高時(shí)用水量（l/s），見管網(wǎng)部分QhHp=（Z0-ZP+H0+h管網(wǎng)+h輸水+h站內(nèi)）×1.05（m）式中Z0—管網(wǎng)最不利點(diǎn)的標(biāo)高；

Zp—泵站吸水池最低水面標(biāo)高；

H0—管網(wǎng)最不利點(diǎn)的自由水頭；

h管網(wǎng)—最高日最高時(shí)管網(wǎng)水頭損失；

h輸水—輸水管水頭損失；輸水管很短時(shí)，包括在h管網(wǎng)內(nèi)；

h站內(nèi)—泵站內(nèi)吸、壓水管路水頭損失，估為2～2.5米；

1.05—安全系數(shù)。（1）

設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的確定。2021/5/911（2）校核工況點(diǎn)的確定

Q'=Qmax+Q消（l/s）

Hp'=（Z0-ZP+10+h'管網(wǎng)

+h'輸水

+h站內(nèi)）×1.05式中：

Q消——城市消防用水量，見管網(wǎng)；

Q'——消防時(shí)泵站總供水量；

h'管網(wǎng)——消防時(shí)管網(wǎng)的水頭損失；

h'輸水——消防時(shí)輸水管水頭損失；

10——低壓制消防時(shí)應(yīng)保證最不利點(diǎn)自由水頭；

Hp'——消防時(shí)泵站的揚(yáng)程。2021/5/912滿足要求2021/5/913主要是確定型號(hào)和臺(tái)數(shù)，注意:泵站中工作泵的最大供水量和揚(yáng)程應(yīng)滿足Qmax和HP;2、水泵的選擇2021/5/9142021/5/915同時(shí)要使水泵的效率較高;H1/H（%）多臺(tái)同型號(hào)水泵并聯(lián)運(yùn)行和單獨(dú)運(yùn)行相結(jié)合的方式，分級(jí)向管網(wǎng)中供水。建議：工作泵臺(tái)數(shù)采用3～6臺(tái)，備用泵一般采用1～2臺(tái)（本設(shè)計(jì)可用1臺(tái)），其型號(hào)與泵站內(nèi)最大的工作泵相同。2021/5/916(1)畫設(shè)計(jì)參考線2021/5/917(2)選泵方案比較2021/5/918方案編號(hào)用水量變化范圍（L/s）運(yùn)行水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)水泵揚(yáng)程（m）所需揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率%水泵效率（%）

第一方案選用一臺(tái)20Sh-13兩臺(tái)12Sh-13750~920一臺(tái)20Sh-13兩臺(tái)12Sh-1340~3534~3582~10080~8878~82600~750一臺(tái)20Sh-13一臺(tái)12Sh-1339~3433~3481~10082~8879~86460~600一臺(tái)20Sh-1338~3331~3377~10082~87

240~460兩臺(tái)12Sh-1342~3128~3150~10069~84

<240一臺(tái)12Sh-13~28~28~83

第二方案選用一臺(tái)14Sh-13一臺(tái)14Sh-13A一臺(tái)12Sh-13760~920一臺(tái)14Sh-13一臺(tái)14Sh-13A一臺(tái)12Sh-1340~3534~3582~10083~7582~8478~85570~760一臺(tái)14Sh-13一臺(tái)14Sh-13A40~3432~3481~10083~7482~83370~570一臺(tái)14Sh-13A一臺(tái)12Sh-1342~3230~3271~10076~8269~84240~370一臺(tái)14Sh-13A42~3028~3080~10076~78

<240一臺(tái)12Sh-13~28~28~83

(2)選泵方案比較2021/5/919注意①：這部分說明書中應(yīng)敘述最大用水量、揚(yáng)程、用水量與揚(yáng)程的變化情況，消防（或事故）校核情況，選用水泵的型號(hào)、臺(tái)數(shù)以及備用泵情況。2021/5/920

可以根據(jù)選定的水泵樣本（參見“給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)”第11冊(cè)）載明的電動(dòng)機(jī)來選擇。

注意：一般可在水泵樣本中選配套的電機(jī)。3、動(dòng)力設(shè)備的配置2021/5/921水泵型號(hào)軸功率轉(zhuǎn)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率轉(zhuǎn)數(shù)電壓重量(kg)350S441891450Y-4220145060002020注意②：

這部分說明書中應(yīng)說明所選水泵配備之電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)數(shù)、電壓及型號(hào)，列表。2021/5/9224、泵站機(jī)組的布置與基礎(chǔ)尺寸

確定水泵及電動(dòng)機(jī)之后，機(jī)組尺寸可從水泵樣本上查到?；A(chǔ)平面尺寸和深度依據(jù)機(jī)組底盤尺寸或水泵、電機(jī)的底腳螺栓位置，按教材有關(guān)規(guī)定確定。

機(jī)組布置應(yīng)使泵站工作可靠、管理方便、管道布置簡(jiǎn)單，泵站建筑面積及跨度小,并考慮有發(fā)展的可能。2021/5/9232021/5/9242021/5/925水泵機(jī)組的安裝尺寸型號(hào)電機(jī)尺寸外形尺寸350S44L1HhBAn-ФdEn1-Фd115703559056306104-283004-34型號(hào)外形尺寸出口法蘭尺寸350S44LL2L3DN3D03D3n3-Фd32807.585450035046050016-232021/5/926（1）機(jī)組布置是泵站平面布置的核心,管道和設(shè)備的布置以及泵站的平面尺寸都取決于機(jī)組布置的形式。縱向排列：水泵軸線平行：?jiǎn)渭?jí)單吸式水泵橫向排列：水泵軸線呈一字型排列：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式泵：S型、Sh型、SA型。2021/5/9272021/5/9282021/5/929（2）基礎(chǔ)的尺寸機(jī)組安裝在基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組，使它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生劇烈振動(dòng)，因此基礎(chǔ)要求要承受機(jī)組的動(dòng)、靜荷載，不能澆筑在松軟的地基上，以免發(fā)生過量的或不均勻的沉陷；2021/5/930地腳螺栓長(zhǎng)度l=30d（d為地腳螺栓直徑，見手冊(cè)泵參數(shù)表）2021/5/931混凝土密度：2500kg/m32021/5/932(3)機(jī)組布置應(yīng)滿足下列要求：

相鄰兩個(gè)機(jī)組基礎(chǔ)間凈距：

電機(jī)容量≤55kw時(shí)，≥0.8m；電機(jī)容量>55kw時(shí)，≥1.2m；

相鄰機(jī)組突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間凈距：

電機(jī)容量≤55kw時(shí)，≥0.7m；

電機(jī)容量>55kw時(shí)，≥1.0m；

泵房主要通道寬度不小于1.2m。

考慮就地檢修時(shí)，至少在每個(gè)機(jī)組一側(cè)設(shè)置大于水泵機(jī)組寬度0.5m的通道。2021/5/9332021/5/9342021/5/9352021/5/936

注意③：

這部分說明書應(yīng)該用草圖畫出布置圖式（可以和下邊管道布置合為一張），注上尺寸，草圖可參考教材164或手冊(cè)第3冊(cè)第365頁(yè)進(jìn)行布置，并配以簡(jiǎn)單的文字說明，敘述選用該布置的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題。

2021/5/9375、吸水管和壓水管的設(shè)計(jì)布置圖式管徑計(jì)算管材及配件規(guī)格決定(見指示書）管道敷設(shè)地點(diǎn)

有關(guān)水泵吸、壓水管路的設(shè)計(jì)與布置可參考教材有關(guān)章節(jié)。2021/5/938吸水管的布置應(yīng)盡量減少吸水管中的水頭損失；泵站中通常每臺(tái)水泵應(yīng)有單獨(dú)的吸水管；吸水管上一般不設(shè)閘閥，只有當(dāng)吸水井中水位高于水泵安裝高度時(shí)，防止在拆卸水泵時(shí)水從吸水井流入水泵，在必須在吸水管中安裝閘閥；吸水管應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度i，一般大于0.005，以免形成氣囊；2021/5/9392021/5/940

吸水管在吸水井的布置2021/5/941壓水管的布置水泵壓水管上常設(shè)止回閥，其作用是防止水泵突然停轉(zhuǎn)時(shí)由壓水管倒流入水泵引起的水泵倒轉(zhuǎn)，但設(shè)止回閥會(huì)引起增加水擊壓力，因此設(shè)不設(shè)止回閥根據(jù)具體情況而定；水泵輸水干管通常設(shè)兩條，而站內(nèi)水泵臺(tái)數(shù)往往在三臺(tái)以上，因此各水泵的壓水管通常用一條橫管聯(lián)通，然后接到輸水干管；在布置時(shí)要求任意水泵或者閘閥發(fā)生事故進(jìn)行修理時(shí)水泵不能中斷供水，并保證供水量不低于給水系統(tǒng)所求的事故供水量；2021/5/942壓水管路布置2021/5/943管徑計(jì)算:

吸水管管徑按最大抽水量Qmax及設(shè)計(jì)流速?zèng)Q定。

(Qmax指該泵在單獨(dú)或并聯(lián)工作中可能出現(xiàn)的最大出水量)

設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定：

d<250mmV采用1.0～1.2m/sd≥250mmV采用1.2～1.6m/s壓水管管徑按通過的最大流量及設(shè)計(jì)流速?zèng)Q定，設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定：

d<250mmV采用1.5～2.0m/sd≥250mmV采用2.0～2.5m/s

總壓水管管徑在泵站內(nèi)按上述原則決定，在站外按輸水管管徑?jīng)Q定。

2021/5/944管道敷設(shè)地點(diǎn)當(dāng)泵站為地面式或埋深不大，站內(nèi)管道直徑小于500mm時(shí)，管道一般設(shè)在管溝中，管溝的寬度視管徑的大小而定（平行管路，管壁相距0.4-0.5m,管壁到管溝有300mm的間距，管頂距蓋板有100mm的間距），溝底應(yīng)有1%坡度坡向集水坑。站內(nèi)管道大于500mm時(shí)，可設(shè)在專門的地下室中，這時(shí)閘閥應(yīng)在機(jī)器間內(nèi)的地面上操作，地下室高度不小于1.8m。半地下式泵站（埋深約為2-3m）可把管道直接設(shè)在地板上。2021/5/9452021/5/9462021/5/9476、水泵安裝高度的計(jì)算

由選定的水泵在水泵性能曲線上找出允許吸上真空高度HS，必須注意每臺(tái)泵的HS在抽水量不同時(shí)也不同，因而應(yīng)根據(jù)該泵在可能的工作范圍內(nèi)的最大抽水量來查出對(duì)應(yīng)的HS，如果水泵的安裝地點(diǎn)的氣壓不是10.33m水柱或水溫不是20。C時(shí)，應(yīng)對(duì)HS作出修正，變?yōu)镠S，并由下式計(jì)算該泵的安裝高度HSS：HSS=HS，－h(huán)S－V12/2g式中hS——吸水管中水頭損失；

V12/2g——安裝真空表處的水頭損失.2021/5/948臥式泵,HSS應(yīng)從吸水池最低水位算至泵軸（對(duì)大泵則算至吸水口上端）。hS包括從吸水喇叭口到真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部）。V12/2g可以根據(jù)最大抽水量和真空表處的過水?dāng)嗝娣e來計(jì)算。

當(dāng)管道布置已定時(shí)，配件與管段也已定，所以吸水管中局部水頭損失h局部應(yīng)按水力公式計(jì)算，其中局部阻力系數(shù)由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。

這時(shí)由于立管長(zhǎng)度未定(見下圖)，沿程水頭損失未知，但水平的長(zhǎng)度L已知，可近似地令：

HSS=X2021/5/949L真空表HssX所以有：

式中i——吸水管段水力坡度，可查表。或：2021/5/950式中h水平——吸水管水平段的損失，h水平=iL

由上式計(jì)算的HSS為最大允許安裝高度，在選定水泵的安裝高度時(shí)可以比HSS小，而不能大，泵站中各泵計(jì)算的HSS是不一樣的，而泵站地面是一樣高的。因而按最小的HSS為最不利情況，以此為標(biāo)準(zhǔn)（該臺(tái)泵泵軸標(biāo)高起控制作用）來確定其余各泵和管道的安裝高度2021/5/951泵站中如選用幾種不同型號(hào)的泵，則應(yīng)按吸水性能最差的泵來計(jì)算，算出HSS后，可確定其泵軸標(biāo)高，減去泵軸至底腳的高度，再減去底座和基礎(chǔ)突出地面的高度，就得到室內(nèi)地坪標(biāo)高。2021/5/952一般水泵基礎(chǔ)比地板高20～30cm。水泵安裝位置決定后，管道立面布置尺寸也就決定了。注意:吸、壓水管道水平段的標(biāo)高是由起控制作用的那臺(tái)泵的軸線標(biāo)高、通過吸、壓水口以及偏心異徑管與泵軸高差推出的。→壓水管交聯(lián)情況可推出各泵的泵軸標(biāo)高→最后可確定各機(jī)組基礎(chǔ)的標(biāo)高。2021/5/953注意④：這部分說明書對(duì)每一水泵要列出吸水管線上水頭損失表如下，并列出每臺(tái)水泵的HSS值。

管件名局部阻力系數(shù)最大流量最大流速V12/2g水頭損失彎

頭喇叭口……

2021/5/9547、泵站平面、高程布置及尺寸的決定（1）泵房的平面布置可用下圖的方法初步確定泵站（機(jī)器間）的平面尺寸B和L。

圖中：

a——機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)度；

b——機(jī)組基礎(chǔ)間距；

c——機(jī)組基礎(chǔ)與墻距離；

l5——機(jī)組基礎(chǔ)寬度；

l1～l4，l6——分別為三通、閘閥、逆止閥以及水泵進(jìn)、出口異徑管的長(zhǎng)度。

cababacLB泵機(jī)器間2021/5/955（2）泵房的高程布置泵房的高度在無吊車設(shè)備時(shí)，應(yīng)不小于3m（指泵房入口處地坪或平臺(tái)至屋頂梁底的距離），在有吊車時(shí)，應(yīng)保證起吊物底部和最高一臺(tái)機(jī)組頂部的距離不小于0.5m,因此在選定吊車類型后，可按《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)）》有關(guān)公式確定。2021/5/9562021/5/9572021/5/9588、泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇

管道上的附件如閘閥、逆止閥及喇叭口均在管道設(shè)計(jì)時(shí)選定，這部分附件可列入材料設(shè)備表中，這里主要講真空泵、流量計(jì)、起重設(shè)備及排水設(shè)備選擇。一般為了降低泵站造價(jià)，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起動(dòng)，真空泵應(yīng)按起動(dòng)最大的一臺(tái)水泵計(jì)算

必須注意真空泵的抽氣量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽氣時(shí)，實(shí)際所抽取空氣的壓力是變化的，為了簡(jiǎn)化起見可以取水泵安裝高度作為計(jì)算真空度2021/5/959這時(shí)真空泵按下列數(shù)據(jù)選擇：

真空度