泵站课程设计说明书分析

1、送水泵站设计说明书第一章泵站设计控制值出水量及扬程的确定1.1 设计工况点的确定Qmax采用城市高日高时用水量加水厂自用水量，Qmaxi二800 L/sH p = （Zo - Zp Ho h 管网 h 输水 h 管内）1.05 （ m）（1）式中Z0 管网最不利点的标高（m），为22m；ZP 泵站吸水池最低水面标高（m）,吸水井最低水位16m；H 0 管网最不利点的自由水头（m），为28m；h管网一最咼日最咼时管网水头损失（m）;h输水一最咼日最咼时输水管水头损失（m）,有时输水管很短，这部分常 包括在h管网内；h管内一泵站内吸、压水管管路系统水头损失（m）,估算为22.5m;1.05安全系数

2、；H p 泵站按Qmax供水时的扬程（m）。Qmax = 800 L / SHp =（22 -16 28 12.8 2.5） 1.05 ： 51.77（m）；Q =30 L/sHp =（22-16 28 0.018 2.5） 1.05 38.34（m）1.2 校核工况点的确定1）高日高时加消防时校核Q Qmax1 Q 消（L/S）H p = （Zo -Zp 10 h 管网 h 输水 h 管内）1.05 （m）（3）式中 Q消一城市消防用水量（L/s）；Q消防时泵站总供水量（L/s）；h管网一消防时管网的水头损失（m）;h输水一消防时输水管水头损失（m）;10低压制消防时应保证的最不利点自由水头

3、（m）；HP 消防时泵站的扬程（m）。Q =800+40= 840L/SHp =（22-16 10 14.112 2.5） 1.05 34.24mH p H p满足要求。第二章 水泵的选择水泵的选择包括确定水泵的型号和台数。所选定的泵站中工作泵（并联） 的最大供水量和扬程应满足 Qmax和HP,同时要使水泵的效率较高。选择单级 双吸泵，若现有水泵不合适时，可以采用调节水泵性能的方法，如切削叶轮等。2.1 画设计参考线在水泵综合性能图上通过以下两点连直线，得选泵时可参考的管路特性曲 线一一设计参考线。b 点： Q=30（ L/s），H=Zo-Zp+Ho+h 管内 38.3ma 点：Q=800（

4、L/s）, H ： 51.8m在水泵综合性能图上与设计参考线相交的且并联后能满足设计工况点的泵 型，都可作为拟选泵，在组成方案时加以考虑。2.2选泵方案比较表2-2选泵方案比较方案编号用水量变化 范围（L/s）运行泵型号及台数水泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率%水泵效率%方案一需要：一台 20SH-91 台 20SH-983806608006052505283.33100一台 14SH-131 台 12SH-9A8384两台 12SH-9A5006601 台 20SH-96350495077.7810084791 台 14SH-1382834205005549484987.271001 台

5、 12SH-9A82833104202 台 12SH-9A5948474879.6610064752303001 台 14SH-135747464780.71007483V 2301 台 12SH-13 46V 46V 84方案一需要：1 台 14SH-1383一台 14SH-13三台 12SH-9A6808003 台 12SH-9A6252505280.6510083841 台 14SH-1382835006802 台 12SH-9A6250495079.0310082831 台 14SH-1382834205001 台 12SH-9A5649484985.7110082833104202

6、台 12SH-9A5948474879.6610064752303101 台 14SH-135747464780.71007483V 2301 台 12SH-9A 46V 46V 84对以上两个方案进行比较，可以看出第二套方案的运行效率高，故选用第二种方案，选用一台14SH-13和三台12SH-9A组合，并选用一台14SH-13作为 备用泵。2.3 选泵后的校核选泵后，按照发生火灾的供水情况，校核泵站是否能满足消防要求。把泵 站中备用泵与最大供水时所用的工作泵并联起来，画出并联曲线，可以看出消 防时所需工况点（Q，HP）位于并联曲线之下，如图校核合格。管网事故时泵站供水能力也按上述原则进行校核

7、。第三章动力设备的配置动力设备采用电动机，水泵选定后，根据水泵样本载明的电动机来选择 列表说明所选水泵配备之电动机的功率、转数、电压及型号。表3-1电机配置水泵型号水泵重量（kg）轴功率（kw）转数(r/mi n)电动机型号电动机重量（kg）功率(kw)转数(r/min)电压（伏）350S4411051641891450Y355M-420202201500552300S58A80999.21311450Y315M2-410481601480550第四章泵站机组的布置确定水泵及电动机之后，机组（水泵与电动机）尺寸大小，从手册第11册水泵样本上查到。基础的平面尺寸和深度依据机组底盘尺寸或水泵、电机

8、的底 脚螺栓的位置。机组布置分为两种：纵向布置及横向布置。由于本设计中选用水泵为双吸 式水泵，为保证进出口处的水力条件，节省电耗，故机组布置采用横向排列， 轴线成一列布置。本次设计采用横线排列（直线单行），其主要优点是跨度小，管配件简单， 水力条件好，检修场地较宽畅；缺点是泵房长度较大，操作管理路线较长，管 配件拆装较麻烦，但适用于S、Sh、SA等双吸离心泵。机组布置应使泵站工作可靠、管理方便、管道布置简单，泵站建筑面积及 跨度最小，并考虑有发展的可能。机组布置应满足下列要求：（参见给水排水工程设计与施工规范）表4-1水泵的外形尺寸型号LL1L2L3BB1B2B3HH1H2H3n _ d350

9、S44 1232.567560050010805106905009806203003004-34300S58A 107358851045010705306205508555102503104-27续上表：型号进口法兰尺寸出口法兰尺寸DN1D01D1n1 Y d1DN2D2D2n2 - d2350S4435046050016-2330040044012-23300S58A30040044012-2325035039012-234.1 基础的尺寸计算4.1.1 尺寸的计算泵机组安装尺寸如下表：表4-2水泵机组(不带底座)的安装尺寸单位：mm型号L1电动机尺寸n- dELL2出口锥管法兰尺寸HhBA

10、DN3D03D3门3d3350S4415703559056306104-283002807.585435046050016-23300S58A12703158654575084-28300234775330040044012-23计算基础的尺寸：对于不带底座的大中型水泵：基础长度L=水泵机组底脚螺孔长向间距Ls +(0.40.5)m基础宽度B=水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距较大者 Bs+(0.40.5)m基础高度H =水泵底脚螺孔的长度l+(0.150.2()m其中对于350S44型水泵：水泵机组底脚螺孔长向间距Ls = L2 2B = 0.854 2x0.63 = 2.114m = 2114

11、mm水泵或电机底脚螺栓宽度宽向间距较大者 BS = A = 0.61m=610mm水泵底脚螺孔的长度l =40d =40x28 =1.12m =1120mm因此：对于350S44型水泵：基础长度 L 二 Ls (0.4 0.5)m = 2.114 0.5 二 2.614m基础宽度 B 二 Bs (0.40.5)m =0.61 0.5= 1.11m基础深度 H -l (0.15 0.20)m =1.12 0.2 =1.32m对于300S58A型水泵：Ls = L2 2B 二 0.753 2x0.457 二 1.667m 二 1667mmBs = A = 0.508m 二 508mml 二 40d

12、 二 1120mm因此，对于300S58A型水泵：基础长度 L 二 Ls (0.4 0.5)m = 1.667 0.5 = 2.167m基础宽度 B 二 Bs (0.4 0.5)m 二 0.508 0.5 = 1.008m基础深度 H =1(0.15 0.20)m= 1.12 0.2 = 1.32m4.1.2 尺寸高度的校核为保证机组稳定工作，应校核基础的总质量，一般基础质量应为机组总质量的2.54.0倍。350S44型水泵取基础质量为机组总质量的 2.5倍，则 m = (2020 1120) 2.5 二 7850kg基础以钢筋混凝土浇筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度h m785

13、01.07 mP(Bx L)2.5X1000(1.11 X2.614 )和基础深度相比，取较大者1.32m。300S58A型水泵取基础质量为机组总质量的 2.5倍，则 m =(809 1048) 2.5 =4642.5kg基础以钢筋混凝土浇筑，密度取2.5g/cm3有平面尺寸算出其高度h = m =46425 二0.85 mP(BL)2.5 000(1.008 汉 2.167)和基础深度相比，取较大者1.32m。4.1.3 机组布置应满足的要求1) 相邻两个机组基础间净距：电机容量55千瓦时，过道宽度0.8m；电机容量55千瓦时，过道宽度1.2m。2) 相邻两个机组的突出部分间的净距以及突出部

14、分与墙壁间的净距：电机容量55千瓦时，净距0.7m；电机容量55千瓦时，净距1.0m；还应保证泵轴和电机转子在检修时能拆卸。3）泵房主要通道宽度不小于1.2m。4） 当考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5m 的通道。第五章吸水管及压水管的设计5.1 吸水管的设计要求1）不漏气吸水管管壁或接头容易漏气，当吸水管中压力小于大气压时会漏入空气。 因此吸水管应采用不透气材料（钢管），接头采用法兰接头。2）不积气为防止形成空气气囊，影响水泵的工作。在敷设吸水管时，应向水泵方向 连续上升，具有不小于0.005的坡度，消除形成空气囊的条件。3）不吸气吸水管入口进入深度不够时入水口处水

15、流形成漩涡而吸入空气。 并且，每台水泵应有单独的吸水管，这样便于水泵迅速启动，安全运行。为避免吸水管入口吸入空气，吸水井中最低水位至吸水口的最小淹没深度 h应避免产生有害的涡旋，一般最小淹没深度不应小于0.51.0m.本次设计选定h=1.0m，采用钢制管材。压水管路经常承受较高压力，要求坚固耐压，采用钢管，与闸阀和逆止阀 连接处采用法兰接头。5.2 管径计算吸水管管径按最大抽水量Qmax及设计流速决定。（Qmax指该泵在单独或并联工作中可能出现的最大出水量）设计流速可按下述数据决定：DN250mm, v 采用 1.01.2m/sDN 250mm，v 采用 1.21.6m/s当为自灌式时，设计流

16、速可增至1.62.0m/s。压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定，设计流速可按下述数据决疋:DN 250mm, v 采用 2.02.5m/s总压水管管径在泵站内按上述原则决定，在站外按输水管管径决定 各台水泵的吸压水管径见表5-1:水泵刑水泵最大流水泵最大泵型 量水量流水量号(m3/h)(L/s )表5-1吸压水管管径计算表设m/s) (m/s)(mm设计流速 压水管管径/ 亠 1000i径350S4411163101.585006.372.4740021.1300S58A8282301.474506.382.3935023.3因压水管管径DN300mm, 般采用电动闸阀。吸水管入口做成喇

17、叭口，直径 D是吸水管管径1.31.5倍，即350S44型号水泵,d=1.5 x 500=750mm。喇叭口距吸水井底的高度h1应按 进口阻力最小确定，根据实验资料,h=0.8D=0.8 x 750=600mm。300S58A型号水泵,d=1.5 x 450=675mm。喇叭口距吸水井底的高度h1应按 进口阻力最小确定，根据实验资料,h=0.8D=0.8 x 675=540mm。5.3 管道敷设地点当泵站内管道直径大于500mm时，管道设在管沟中不经济，可直接敷设在 地板上。本次设计为半地下式泵站，将管道直接设在地板上。管道伸出泵房之后应埋在冰冻线之下10第六章水泵安装高度的计算6.1 计算H

18、S由选定的水泵在水泵性能曲线上找出允许吸上真空高度Hs,必须注意每台泵的Hs在抽水量不同时也不同，因而应根据该泵在可能的工作范围内的最大抽 水量来查出对应的Hs，如果水泵的安装地点的气压不是10.33m水柱或水温不 是20C时，应对Hs作出修正，变为Hs ,按最大抽水量时的Hs计算：查泵的性能曲线可知，12Sh-9A最小水量所对应的允许吸上真空高度为4.5m, 14Sh-13最小水量所对应的允许吸上真空高度为 3.5m,且查表知水温为35C时饱和蒸汽压为0.43，因此：对于 350S44型水泵 H s 二 Hs -(ha -0.24) = 3.5- (0.43-0.24) = 3.31(m)对

19、于 300S58A 型水泵 Hs 二 Hs - (ha - 0.24) = 4.5 - (0.43 - 0.24) = 4.31(m)6.2 计算HSs由下式计算该泵的安装高度Hss：H ss = H s - hs - V(5)2g式中hs 吸水管中水头损失；w 2V1 安装真空表处的水头损失。2gHss应从吸水池最低水位算至泵轴(对大泵则算至吸水口上端)。hs包括从吸水喇叭口至真空表安装处的所有水头损失(沿程与局部)。vi y可以根 /2g据最大抽水量和真空表处的过水断面积来计算。其中吸水管中局部水头损失hsi局部应按水力公式计算，其中局部阻力系数由设计手册查得。这时由于立管长度未定(见下图

20、1)，沿程水头损失未知，但水平的长度 L 已知，可近似地令：L=10m (认为Hss=X)。Hss图i吸水管示意图计算结果如下:H SSH ss2-v1- h 局部 一 (H ss L)i2gHs2V1-h局部一h水平2g1 i管件管径(mm)局部阻力系数局部水头损失计算表350S44最大抽水量(m3/h)最大流速(m/s)v1A2/2gh= X(vA2/2g)喇叭口7500.111160.700.0250.0025钢制焊接90弯头5000.9611161.580.1270.1219伸缩接头5000.2111161.580.1270.0267表6-1局部水头损失计算表偏心渐缩管5003500.

21、1911163.220.530.1007闸阀5000.0611161.580.1270.0076局部水头损失总和0.2594局部水头损失计算表300S58A局部阻力系最大抽水量最大流速管件管径(mm)v1A2/2gh= e *(vA2/2g)数e(m3/h)(m/s)喇叭口6750.18280.640.0210.0021钢制焊接90弯头4501.018281.470.110.1111伸缩接头4500.218281.470.110.0231偏心渐缩管4503000.198283.250.540.1026闸阀4500.078281.470.110.0077局部水头损失总和0.2466表6-2最大安

22、装咼度计算表型号1000iL(m)iLEh局(m)v12/2g(m)HsHms(nr)1+i350S446.37100.06370.25940.533.311.006372.44300S58A6.38100.06380.24660.544.311.006383.44由上式计算的Hss为在H SS =X即不安装喇叭口时，吸水管末端安装隔板装 置并且与水平面恰好相切的情况下，最大抽水量所对应的允许安装高度，在选 定水泵的安装高度时可以比Hss小，而不能大。因而按比Hss稍小为最不利情 况，以此为标准(该台泵泵轴标高起控制作用)来确定其余各泵和管道的安装 高度。第七章泵站平面及尺寸的设计泵房设置要求

23、：矩形泵房宽度，根据水泵尺寸，进出水管道上的阀门，配件等尺寸确定， 若采取标准预制构件屋面梁，泵房跨度为 6 9、12、15、18、21m等。本次设 计选泵房跨度为9m、半地下式泵房。泵房主要通道宽度不小于1.2m。可用下图2的方法初步确定泵站（机器间）的平面尺寸 B和L。图中 a机组基础长度，350S44 型 a=2.614m 300S58A 型 a=2.167m；b机组基础间距，电机轴长+0.5m, 355S44型b=L1+0.5=2.07m, 300S58A型 b=+0.5=1.77m；c机组基础与墙距离，2.11m。L = 2a 3a 4b 2c = 24.229m，B 取 8m考虑到

24、检修面积、配电设备、值班室、变压器及主通道等面积，泵站平面尺寸：L B= 29.03m 9.6m二ztfASAT间机c1 ab彳abac4*泵F4图2机器间平面布置示意图第八章二泵站吸水井8.1吸水井的高程计算吸水井最低水位为16m，最高水位为18m，地面标高为19m，地下水 位为16.5m，考虑到本次设计吸水管不设阀门，泵轴线应高于或等于吸水井 最咼水位，这里取泵轴线标咼18.00m,则实际安装咼度Hss，应小于或等于 2m，给予安全考虑，取Hss=2m，但根据上述计算结果，350S44型泵的Hss =2.44m，吸水井淹没深度应小于或等于 0.44m,吸水喇叭口高0.53m,距 井底0.6

25、m,则吸水井总高度 19-16+0.44+0.53+0.6=4.57m则对于300S58A型泵，吸水井淹没深度为0.5m,吸水喇叭口高取0.53m，距井底0.54m。8.2 吸水井的平面尺寸计算采用最小尺寸法计算吸水井容积，最小容量法校核吸水井容积。1）最小尺寸法：吸水管在吸水井中的位置应满足：相邻吸水管中心线间距（1.52Q D喇叭，取1.5D喇叭；喇叭口中心线至侧墙的距离取1.5D喇叭，喇叭口中心线至后墙的距 离取（0.81.0）D喇叭，取D喇叭，喇叭口中心线至吸水井进口距离同喇叭口距后墙 距离取D喇叭。以最大型号的泵350S44作为参考，则吸水井长度应大于L =14D 喇叭 =10.5m

26、考虑到泵站吸水管直线连接，减少吸水阻力吸水井长度L = 21.354m宽度大于B = 3D 喇叭=2.25m平面尺寸：L B=21m 2.25m吸水井的尺寸：L B H =21m 2.25m 4.57m2）采用最小容量法校核吸水井容积：W = Qmax t（ 6）式中 W 最小容量（m3）；Qmax 水泵最大流量（m3/S）；t给定时间（s），中小型水泵，t=30140s；大型水泵，t _15s。上式为计算单泵吸水井的公式，对于联合吸水井，最小容量为所有水泵计 算容量之和。3Q = 800 100 = 80m由吸水井尺寸可知，吸水井容积3Q=21 2.25 4.57 = 215.93mQ Q，

27、满足校核要求。第九章起重机设计根据手册，起重量大于2.0t，起重设备形式应选择电动起重设备，由泵及电机的重量可知，起重机可以选择额定起重量为3.0t的LDH型电动单梁起重机。相关技术数据及外形尺寸如下：表9-1LDH型电动单梁起重机外形尺寸额定起重量跨起重机运行机构型号电动葫芦度(m)电动机功率(kW)型号运行速度(m/mi n)运行速度(m/mi n)起升高度(m)起升速度(m/mi n)2 0.8ZDYMD1或6、9、12、311.12-445CD20、3018、 24、 308、8/0.58续表9-1LDH型电动单梁起重机外形尺寸单位：mmHHiH2CiC2W1W258012011508

28、19134120002500起重机总重量（包括电动葫芦）2.72t。第十章 泵房高度计算单梁悬挂式吊车泵房高度计算如下：对于地下式泵房：H 二 Hi H2式中hi-泵房地上部分高度（m）；H2泵房地下部分高度（m） 0Hi = ai ci d e h n（7）式中H 泵房高度（m）;ai行车轨道的咼度（m）；h吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，不小于0.30.5m,取0.315m；ci行车轨道底至起重钩中心的距离（m）； d起重绳垂直高度（m），（对于水泵为0.85xm，对于电动机为1.2xm，x为起重部件宽度）；e最大一台水泵或电动机的高度（m）；n行车梁距房顶的距离，一般不小于 0.3

29、m取 0.3m; 根据起重机的外形尺寸可知ai = 580mmCi = 819mmd =1.2 610 = 732mme = 905mmH1 =580 819 732 905 300 315 = 3.651m泵房地坪标高为22.651m,地面标高19m,同时吸水井最低水位为16m,Hss为 2m，故轴线的标高为 16+2m=18m，贝卩 H2=19-18+0.62+0.2=1.82m则泵房高度 H -3.651 1.82=5.471m，取 5.5m第十一章泵站内主要附属设备的选择管道上的附件如闸阀、逆止阀及喇叭口均在管道设计时选定，这部分附件 已列入材料设备表。11.1真空泵的选择一般为了降低泵站造价，二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起动，真空 泵应按起动最大的一台水泵计算 ，真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的,真空泵在抽气时，实际所抽取空气的压力是变化的，为了简化起见可以取水泵 安装高度作为计算真空度：抽气量C_K(Wp WT(Ha Hss)H a (m3/h)(8)真空度I IV