水泵与泵站课程设计计算说明书

1、水泵与水泵站 课程设计说明计算书专 业：给排水科学与工程班 级：给排水131姓 名：潘弘远学 号：28 指导老师：李标、黄文杰 日 期: 二0一五年十二月水泵与水泵站课程设计说明计算书目录前言2第一章绪论31.设计任务32.基础资料3第二章设计计算书3一、泵站设计流量4二、本站设计扬程4三、水泵选型41.选择原则42.初选水泵与电机5四、机组的布置和基础设计和吸压管路计算81.泵站机组的布置82.基础尺寸的计算8五、吸水管与压水管的设计91.管路要求92.管径计算103.管件及配件规格决定104.管道敷设地点11六、泵房尺寸计算机组和管路布置11七、精确水泵轴线标高12八、泵站内主要附属设备的

2、选择121.引水设备132.计量设备133.起重设备13给水泵站课程设计说明书前言 设计内容包含了选泵、机组布置、吸水管和压水管的布置、水泵流量和扬程的校核、辅助设备的选取、泵房平面尺寸和高程的确等大部分内容。该送水泵房的设计主要指的是二级泵站的设计，级泵站主要由水泵机组,吸压管路,引水设备,起重设备,排水设备,计量设备,采暖及通风设备,电气设备,防水锤设备和其他设备组成。在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。通过这次设计，使我得到了一次综合训练，我把以前学到的分散、零乱的知识，进一步加强与巩固，并使之系统化，理论和实际相结合，加深

3、了我们对城市取水泵房的整体性理解和认识。使我在查阅文献、编写计算书和说明书、计算机绘图等各方面的技能也得到了相应的提高。第一章绪论1.设计任务按设计任务书给定的原始资料及所在给水厂其他构筑物的设计计算结果，进行南方某市给水厂的送水泵站设计。2.基础资料1）地形概况：在建水厂土地地面标高为11米，地势较为平坦；清水池所在地面标高为11米；清水地最低水位在地面以下4米；2）水厂最高日供水量80000+28×3000 m³/d；时变化系数kh=1.7；日变化系数kd=1.4；总变化系数kz=2.38；3）水厂出厂水压，即泵站的出站水压为45 mh2o；4）消防流量为158.4 m

4、³/h，消防扬程为35米（包括输水管水头损失）。第二章设计计算书一、泵站设计流量由设计资料可知，水厂供水规模为164000m³/d，泵站采用均匀供水方式向水厂供水，泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算，泵站设计流量 q=1.7×16400024×3600×1000=3227l/s二、本站设计扬程泵站设计扬程为：h=hst+hc+h+hsev=5+2+2+45=54式中，h水泵设计扬程，mhst水泵静扬程，系手机最低水位与水泵泵轴高差，mhc安全水头，一般取23mh水泵总水头损失，mhsev服务水头，m假设吸水管沿程与局部水头损失为2

5、m三、水泵选型1.选择原则1）首先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求； 2）尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵； 3）应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵； 4）一般尽量减少水泵台数，选用效率较高的大泵，但亦要考虑运行调度方便，适当配置小泵，通常送水泵房至少23台（不包括备用泵）； 5）泵应在高效率段运用（特别对经常运行工况）； 6）尽可能选用允许吸上真空度值大或必需气蚀余量值小的泵，以提高水泵安装高度，减少泵房埋深，降低造价； 7）水泵选择必需考虑节约能源，除了选用高效率泵外

6、，还可考虑运行工况的调节； 8）高浊度水源的取水泵房应选用低转速，耐磨的水泵，有条件可在水泵内壳留道，叶轮表面涂耐磨涂料。2.初选水泵与电机根据所给资料以及选泵的原则，拟选用sh型单级双吸卧式离心清水泵。据所给资料，水厂供水量在1030万立方每天范围内，以5台水泵为宜。为了使调节方便，可采用大小泵搭配，流量分配可采用5:5:5:2:2。选泵的主要依据是泵站设计扬程和泵站设计流量。根据泵站设计扬程54m, 泵站设计流量为3.227m³/s。查单级双吸离心泵的型谱图，根据选泵原则和选泵步骤，淘汰明显不合理的选泵方案，符合选泵原则要求的水泵。已知 ，代入得到s=1.920

7、5;10-7,根据在sh型水泵型谱图上作出管路近似参考特性曲线（ab）。a点为最大用水工况点，其坐标为（3227,54），最大工况点由最大时供水量与扬程确定；设b点流量为52l/s，则可根据管路特性曲线方程计算得出b点坐标（52,52），在sh型泵型谱图中描出a,b两点，作ab连线管道特性曲线关系表q(l/s)04006008001000120014001600h(m)52.0052.0452.1052.1752.2652.3852.5252.68q(l/s)18002000220024002600280030003200h(m)52.8653.0653.2853.5253.7954.0754

8、.3854.70在并联供水方式下，与ab线有交点的水泵均可用于该给水泵站；根据各型号水泵高效段及供水需求，较适合的水泵有：20sh-9a和24sh-13。初选水泵性能列表表一型号流量q（l/s）扬程h（m）转速n（r/min）泵轴功率n（kw）效率允许席上真空高度hs（m）叶轮直径d（mm）泵重（kg）20sh-9a390630584230036038072754640274024sh-13695972563846045255080882.56303780根据上表，列出以下选泵方案：（1）方案一：4×20sh-9a，1×24sh-13，备用1×24sh-13，总计

9、6台（2）方案二：3×20sh-9a，2×24sh-13，备用1×24sh-13，总计6台（3）方案三：2×20sh-9a，3×24sh-13，备用1×24sh-13，总计6台水泵方案比较表二运行水泵型号及台数水泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（%）用水量变化范围（l/s）水泵效率（%）第一方案1台24sh-134台20sh-9a1×24sh-134×20sh-9a58425254851002255349280887275第二方案2台24sh-133台20sh-9a2×24sh-133×20

10、sh-9a565052.554801002560383480887275第三方案3台24sh-132台20sh-9a3×24sh-132×20sh-9a54505154841002865417680887275m为并联水泵特性曲线，从表中可以看出每个供水方案在分级供水时用水量变化范围、运行水泵的型号和台数、水泵提供扬程、给水系统所需扬程、扬程利用率、水泵效率等，以便进行方案比较。从表中可以看出，第三方案比一、二的水泵利用率高，能量耗费小且符合经济要求，从水泵价格上看，第三方案比较实惠；因而选择第三方案，其流量分配采用5:5:5:2:2。再选用一个备用泵，按最大泵取。消防校验

11、：zc管网控制点c的地面标高和清水池最低水位的高程差，m；hf消防时管网允许的水压（不低于10m），m；通过消防水量时吸水管中的水头损失，m；通过消防水量时输水管和管网的水头损失之和，m；已知35m消防水头包含了输送管道的水头损失，则：h火=h0+h火+zc=2+35+4=41<52m ，该选用的水泵满足消防要求。q火=qi+qx=3227+44=3271l/s<3492电机性能参数表表三型号额定功率（kw）转速（r/min）重量（kg）价格（￥）jsq1410-6330985355017470jsq158-6550985450020820四、机组的布置和基础设计和吸压管路计算1.

12、泵站机组的布置六台水泵（含一台备用泵）采用轴线成一列布置，并保证泵轴和电动机在检修时能拆卸。2.基础尺寸的计算水泵机组采用混凝土块状基础。20sh-9a、24sh-13型水泵不带底座，查水泵与水泵站谷峡主编上附录二有关尺寸资料，进行计算；以下是20sh-9a型水泵尺寸的计算与校核：基础长度l=地脚螺栓间距+（400500） = l4+l6+l8+(400500) =780+1132+970+447 =3329mm基础宽度b=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400500） =b+（400500） =940+410 =1350mm基础高度h=地脚螺栓长度+（1.50.2）m =24（4-d）+200

13、=24×42 =1.008m按机组重量校核基础高度：=1.78m，经比较取1.65m同样的方法可求出24sh-13型水泵的基础尺寸：基础长度l=地脚螺栓间距+（400500） =l4+l6+l8+(400500) =900+1118+1020+447 =3485mm基础宽度b=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400500） =b+(400500) =1100+410 =1510mm基础高度h=地脚螺栓长度+（1.50.2）m =24（4-d）+200 =24×42+200 =1.208m按机组重量校核基础高度：=2.12m，经比较取1.7m五、吸水管与压水管的设计1.管路要求从

14、分隔开的清水池中吸水，加上备用泵一共六台，设6根吸水管，吸水管上设闸阀；压水管彼此连通，设3根总压水管，压水管上有逆止阀和闸阀；连通管设在泵站外。吸水管的要求是不漏气/不积气/不吸气，管材采用钢管，接口采用焊接或法兰连接，吸水管水平段有至少不小于0.005的坡度，吸水管进口设置喇叭口，吸水管淹没深度h0.51.0m，则应设水平隔板，其隔板边长为2d，（d为喇叭口直径）；喇叭口大头直径d=（1.31.5）d，（d为吸水管直径），喇叭口高度为（3.57.0）×（d-d），吸水管设置一个水上式底阀；压水管的要求是耐高压/不漏水/供水安全/安装及检修方便，管材采用钢管，采用焊接接口，与设备连

15、接处或需要经常检修处采用法兰接口，并在压水管路适当位置设补偿接头或可挠性接头；水泵压水管与总压水管上要设一个阀门，且不允许倒流，在水泵压水管处设置一个止回阀；每根总压水管上设一个水表。连通管上任选两相邻压水管之间设双重阀门，其他连通管上可仅设一个阀门；离心泵为闭阀启动；2.管径计算吸水管取单独工作时泵的最大出水量，q=880l/s,d250毫米,v采用1.01.2米/秒d250毫米,v采用1.21.6米/秒,取v为1.4m/s；,则，取吸水管管径为dn900压水管取单独工作时泵的最大出水量，q=880l/s，d为250，100)mm时，v为（2.0,2.5）m/s,v取2.3m/s；，则，取压

16、水管管径为dn700，站外连通管管径与站内压水管管径相同为dn700；总压水管管径由压水管并联后各管产生的最大出流量确定，管速不变，v取2.3m/s，并联后q=3600l/s，选用3根总压水管，则；，则,取总压水管管径为dn800；3.管件及配件规格决定站内管道可用焊接钢管，管道上的配件如弯头、三通、四通、大小头、吸水喇叭口等均采用钢板焊制；管道上闸阀及逆止阀可用法兰式接头的铸铁制品，其规格可按手册第10册查得，口径应和管径一致，吸水管和连通管上不常开的闸阀采用手动，直径大于400毫米以上的闸阀采用电动，每台泵出水管上的闸阀因开关频繁采用电动；弯头口径和管道相同，大小头按前后管径决定，三通四通

17、亦可根据前后连接管道口径决定其规格；阀门的选择管径小于等于50mm时，宜采用闸阀或球阀；管径大于50mm时，宜采用闸阀或蝶阀；在双向流动和经常启闭管段上，宜采用闸阀或蝶阀，不经常启闭而又需快速启闭的阀门，应采用快开阀。止回阀设置：止回阀应装设在：相互连通的两条或两条以上的和室内连通的每条引入管上；利用室外管网压力进水的水箱，其进水管和出水管合并为一条的出水管道上；消防水泵接合器的引入管和水箱消防出水管上；生产设备可能产生的水压高于室内给水管网水压的配水支管上；水泵出水管和升压给水方式的水泵旁通管上。4.管道敷设地点泵房为地面式，泵站内的吸水管敷设在地面上，压水管敷设在管沟中；根据清水池最低水位

18、和水泵的吸水性能，确定泵房为矩形平面布置，地面式；四台水泵机组采用横向排列布置。相邻机组基础之间的距离为2500mm。六、泵房尺寸计算机组和管路布置1）电动机容量小于或等于20kw，或水泵吸水口直径小于或等于100mm，其机组一侧与墙面之间可不留通道；两台相同机组可设在同一基础上彼此不留通道，基础周围应有宽度不小于0.7m的通道。不留通道的机组突出部分与墙壁间的净距，或相邻两个机组的突出部分之间的净距，不得小于0.2m。2）电动机容量大于20kw或水泵吸水口直径大于100mm，水泵布置见表表四序号布置情况最小间距1两水泵机组基础通道的净距电动机容量为2055kw不小于0.8m（电动机容量小于2

19、0kw时，距离可适当减小）电动机容量大于55kw不小于1.2m2相邻两水泵机组突出基础部分的净距及机组突出部分与墙壁的净距电动机容量小于55kw应保证水泵轴或电动机转子在检修时能够拆卸，并不小于0.8m电动机容量大于55kw同上要求，并不小于1.2m3设专用检修场地时应根据机组外形尺寸决定，并应在周围设有不小于0.7m的通道4当考虑就地检修时每个机组的一侧应有一条大于水泵机组宽度0.5m的通道，并应保证泵轴和电动机转子在检修时的拆卸5泵房主要人行通道宽度大于等于1.2m6配电盘前面通道宽度1、低压2、高压大于1.5m大于2.0m7辅助泵（真空泵、排水泵等）一般利用泵房内的空地，不增加泵房尺寸，

20、这种机组可靠墙设置，只要一边留出通道五台水泵机组采用横向排列布置。相邻机组基础之间的距离为2500mm。依据工艺要求，泵房总长度为40000mm，宽度为13000mm。泵房左端设一进出设备的大门，配电室、控制室、值班室设置在泵房右侧，吸水管路和压水管路采取直进直出的方式敷设；每台水泵设单独吸水管。七、精确水泵轴线标高20sh-9a,24sh-13型水泵的性能曲线上查得，q=680l/s时，hs =4m.水泵允许安装高度为：，设吸水管管路的沿程与局部损失为2m，水泵进水口处流速为1.4m/s，因此：hss=4-1.422×9.81-2.0=1.90，由此可计算，水泵泵轴标高=吸水井最低

21、水位标高+hss=7+1.9=8.9m。其他各主要标高：基础顶面标高=泵轴标高-泵轴距基础顶面高度=8.9-0.56=8.34m泵房地面标高=基础顶面标高-0.20=7.64m，由此可知泵房形式应采用半地下式泵房。八、泵站内主要附属设备的选择1）一般泵房包括水泵间、配电间和辅助用房。对小型泵房的配电、控制和值班室可以合并。2）泵房平面布置应考虑：满足水泵机组、管路和附件、其他辅助设备（如消毒设备、就地检修控制盘、以表，各类压力罐等）、排水设施、通风采暖设施、供电和起吊设施等布置和安装的要求，并留有足够检修场地。6）泵房高度的确定：应考虑水泵机组高度、管路及附件的安装高度、设备起吊时所需高度、泵房与吸水池等相互的高差、建筑物内泵房所处位置的层高、设备安装和检修的高度等因素。在无起重设备时，泵房高度应不小于3