重庆大学泵与泵站课程设计

1、陈小军：给排水泵站综合设计目录目录 11. 课程设计任务书 32. 给水泵站设计 52.1. 设计题目 52.2. 设计资料 52.3. 设计任务 62.4. 设计计算说明书 62.4.1. 设计流量及扬程的确定 62.4.2. 泵和电动机初步确定 72.4.3. 机组的基础设计 102.4.4. 泵站形式的确定 112.4.5. 水泵吸、压水管的直径的确定 112.4.6. 水泵机组和吸、压水管路的布置 112.4.7. 泵站范围内吸、压水管路的水头损失计算 122.4.8. 校核选泵方案 - 泵站工作的精确计算 122.4.9. 水泵最大安装高度的确定 132.4.10. 起重设备的型号以

2、及泵房的建筑高度的确定 132.4.11. 水泵站水锤的预防 142.4.12. 水泵站噪音的预防 142.4.13. 附属设备的选择 152.4.14 泵站的平面布置 152.4.15. 泵站总的设备及管件表 152.4.16 绘制泵站平剖面图，并列出主要设备和材料清单 162.5 主要参考书 163. 某污水提升泵站初步设计 173.1 设计资料 173.2 设计任务 173.3 设计步骤 173.3.1 泵的选择 173.3.2 确定集水池容积 183.3.3 决定泵站的形式 193.3.4 机组与管道布置 193.3.5 泵站总扬程核算 203.3.6 泵站内部标高的确定 203.3.

3、7 泵站中辅助设备设计 213.3.8 进行泵站平面布置，定出泵站的平面尺寸 223.3.9 泵站的设备及管件表设备一览表 223.3.10 主要参考书 224. 设计总结 234. 设计总结251. 课程设计任务书重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目给排水泵站综合设计学院城市建设与环境工程学院专业给水排水年级2011级已知参数和设计要求：1. 已知某城市最高日设计用水量及各小时用水量。2. 二泵站采用两级供水，即 04点，每小时供水量为 2.5%； 424 点，每小时供水量为 4.5%。3. 该城市的最高日最高用水时情况。4. 该城市的最高日最高时和消防用水时及最大转输时情况。5. 该

4、城市不允许间断供水，备用泵至少应有一台。6. 二泵站（清水池附近）地质情况：地面表层（约 2米）为粘土， 2 米以下为页岩。7. 清水池有关尺寸。8. 该水泵站海拔为 200米，夏季最高水温为 30。9. 已知某污水提升泵站最高日最高时设计用水量为 900m3/h 。污水进水管管底高程为 191.00m，管 径为 DN1000mm，充满度为 0.75。出水管提升后的水面高程为 204.00m，经 70 米管长至出水井。 泵站原地面高程为 208.20m。学生应完成的工作： 根据上述资料，进行二泵站和污水提升泵站的初步设计，编写设计计算说明书一份， 绘制二泵站的平、剖面图一张（ 1#）。 目前资

5、料收集情况（含指定参考资料） ：1. 水泵及水泵站（第四版）（1998 年） 中国建筑工业出版社姜乃昌主编2. 泵与泵站（第五版）（2007 年） 中国建筑工业出版社姜乃昌主编3. 给水排水设计手册（1、3、5、9、11、12）（第二版）（2004年）中国建筑工业出版社4. 给水排水设计手册·材料设备续册第 1、2、4册（2004 年） 中国建筑工业出版社5. 钢制管件 02S403、防水套管 02S404、室外给水管道附属构筑物 05S502或全国通用给 水排水标准图集（S1、 S2、 S3，2002 年）中国建筑标准设计研究所6房屋建筑制图标准 GB/T50001-2001，给水

6、排水制图标准 GB/T50106-2001 课程设计的工作计划：第一周：二泵站的设计计算，平、剖面图绘制，整理计算说明书； 第二周：污水提升泵站的设计计算，方案布置草图绘制，完成计算说明书。任务下达日期 2013 年 12 月 16 日 完成日期 2013 年 12 月 29 日 指导教师 （签名） 学 生 （签名）2. 给水泵站设计2.1. 设计题目 某水厂二泵站初步设计2.2. 设计资料1）已知某城市经设计计算的最高日设计用水量为33975m3。各小时用水量如下表：小时用水量 百分数小时用水量 百分数小时用水量 百分数小时用水量 百分数小时用水量 百分数小时用水量 百分数12.8554.1

7、794.35134.06174.49214.6721.9664.41104.80144.08184.16224.4232.7674.80114.62154.33194.33234.2043.0385.02125.47164.51204.36244.15（2）在设计决定城市管网、二泵站、清水池、高位水池（水塔）的共同工作状况时，经方案比较 后已决定二泵站采用两级供水， 即 04 点，每小时供水量为 2.5%；424点，每小时供水量为 4.5%（3）该城市在最高日最高用水时情况： 二泵站供水量： 425L/s（即 4.5%）； 输配水管网中的水头损失： 18.5 m； 管网中控制点（即水压的不利点

8、）所需的自由水头： 28m； 二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差： 16.5m。（4）该城市在消防时（发生在最高日最高用水时）情况： 二泵站供水量： 480L/s； 输配水管网中的水头损失： 28.3 m； 管网中要求的最低自由水头： 10m； 二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差： 17.2m。（5）该城市在最大转输时情况； 二泵站供水量： 236L/s； 输配水管网中的水头损失： 8m； 二泵站吸水池最低水位到对置水塔最高水位的高差： 50m。（6）该城市不允许间断供水，备用泵至少应有一台。（7）二泵站（清水池附近）的地质情况是：地面表层（约2米）为粘土， 2米以下为页岩。（8）清水

9、池有关尺寸如下图所示（单位：米） 。（9）该水泵站海拔为 200 米，夏季最高水温为 30。2.3. 设计任务根据上述资料，进行该二泵站的初步设计，编写设计计算说明书， 绘制二泵站的平、剖面图一 张（ 1#图）。2.4. 设计计算说明书2.4.1. 设计流量及扬程的确定二泵站采用两级供水，第一级供水，即 04点，每小时供水量为 2.5%；第二级供水， 424 点，每 小时供水量为 4.5%。泵站内吸水管路水头损失可暂估为 2 m，安全水头取 2.0m。（1）最大转输（一级供水） 二泵站设计供水量： 236L/s ； 输配水管网中的水头损失： 8m； 二泵站吸水池最低水位到对置水塔最高水位的高差

10、： 50m； 设计扬程： H1= Z c+h2+h安全 =8+50+2.00+2.00=62.00m 由 h sQ2知 s=1.11 ×10-5（ 2）二级供水（该城市的最高日最高时用水） 二泵站设计供水量： 425L/s ； 输配水管网中的水头损失： 18.5m； 管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头： 28m； 二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差： 16.5m； 设计扬程 H1= Zc+ H0+h2+h吸水管+h安全 =18.50+28.00+16.50+2.00+2.00=67.00m ： 所以 s=7.90 × 10-6（3）该城市的消防用水时流量 二泵

11、站设计供水量： 480L/S； 输配水管网中的水头损失： 28.3m；管网中要求的最低自由水头： 10m； 二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差： 16m； 设计扬程： H3= Zc+ H0+h3+h 吸水管+h 安全 =28.30+10.00+16.00+2.00+2.00=58.30m ；由 h sQ2知-6s=9.57 × 102.4.2. 泵和电动机初步确定（1）泵的初步确定参考泵与泵站（第五版）“S 型离心泵型谱图”和给水排水设计手册 -常用设备 （ 第 11 册） 的资料，选出可用泵型号 :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，得选泵时参考的管路

12、特性曲线 设计参考线。Q=0,H=44.5m ； Q=1530m3/h,H=67m 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。通过筛选后总结有泵如下： 300S90A、250S65、300S90A2）选泵方案比较方案类 型并联总流量单泵 流量运行泵 型水泵 扬程 （m）需要 扬程 （m）浪费 扬程 （m）扬程 利用 率效 率轴功 率 （KW）HS（m）电机 功率 （KW）电机 电压 （V）水泵 重量 （Kg）方案台 300S9 0A一 台备用级849.6849.6一台300S90A75621382.7752354.7280380

13、857级1530.0765.0二台300S90A7667988.2752104.7280380857消 防1728.0864.0二台300S90A7358.314.779.9752404.7280380857方案 二六 台250S6 5两 台备 用级849.6425.0两台并 联6762691.2781106.2160380518级1530.0383.0四泵并 联7067395.775906.2160380518消 防1728.0432.0四泵并 联6558.36.789.7791206.2160380518方案级849.6425.0两台250S656762592.5781106.216038

14、0518两台 250S6 5两台 300S9 0A（一 台备 用）级1530.0290两台250S656967297.170906.2160380518950一台300S90A752304.7280857消 防1728.0364两台250S656258.34.394761006.21603805181000一台300S90A722604.7280857对于设计方案应考虑以下设计原则：A、首先要满足最高时供水工况的流量和扬程要求；在平均流量时，水泵应在高效段运行，在最高 与最低流量时，水泵能安全、稳定地运行；B、在满足最大工况要求的水量和水压条件下，应尽量减少能量的浪费，以节省运行管理费用；C、

15、力求泵型统一，使型号整齐，互为备用。当用水量变化大时，应考虑大小水泵搭配，但型号不 宜过多，电机电压应尽量一致；D、事故时泵站不允许断水，但可以适当降低供水量，其事故供水保证率与管网相同；E、保证吸水条件，减少泵站埋深，以节省基建投资；F、应考虑近远期结合，一般可考虑远期增加水泵台数或换装大泵由表中可以看出， 三种方案选泵均满足最高时供水工况的流量和扬程要求， 三种方案的效率都 比较接近， 但是第三种方案扬程利用率较高，要求电机功率也能很好满足，能量利用率高，且满足 消防时的要求。方案一和方案二都分别选用了相同型号的泵，符合泵型统一，使型号整齐，互为备用的原则； 方案三采用型号不同的泵，易于调

16、配，基本都处于高效段利用范围内。从基建上考虑， 方案二有六台泵， 而方案一和方案三只有三台， 进行计算后得知方案三的基础 尺寸较小，占地面积小，且水泵的允许吸上真空度值更大， 可以提高水泵安装高度， 减少泵房埋深， 比较节约成本。 而且结合近远期考虑， 方案三具有良好的发展和改善空间， 可满足对流量扬程要求 更高的未来城市用水需求。在以上原则的基础上，通过上面表格比较以及绘制水泵特性曲线图（见草图） ，决定选用方案 三：（二台 300S90A和两台 250S65），其中 1 台 300S90A为备用泵。（2）电动机的初步选定动力设备采用电动机， 在水泵选定后， 根据水泵样本载明的电动机来选择。

17、 水泵样本参见下面 样图。选择电机时考虑四个因数：水泵的轴功率 N，水泵的转数 n，周围的环境和电源电压。 在该方案中水泵样本中常配有合适的电机，可据此选择，并据此确定的电机参数。水泵外形尺寸图：型号外形尺寸300S90ALBH1168.564452045012464706004508985102683254-27进口法兰尺寸出口法兰尺寸30040044012-232002953358-23250S65LBH1046.55814103508804005104007964502403004-27进口法兰尺寸出口法兰尺寸25035039012-231502402808-23水泵外形尺寸表：水泵安装

18、尺寸图：水泵安装尺寸表：型号电动机尺寸EL出口锥管法兰尺寸 （mm）LHhBA300S90A15703559056306104-285002743.584830040044012-23250S6512903157604575084-28500235079625035039012-23选出电机型号：电动机型号额定功率 （kw）轴功率（kw）电压（V）转速（ r/min ）电机重量 （kg）Y315M2-4(250S65)1609313038014751048Y355L1-4(300S90A)280190247380145019452.4.3. 机组的基础设计查 s 型水泵的性能表， 有 300S

19、90A型泵和 250S65的外形安装图 （见上页示意图），确定机组的 基础为整体式基础。 卧式离心泵基础按与泵房结构的联结方式分为分离式 （混凝土材料， 常用于地 面式泵房）、整体式基础（钢筋混凝土材料，一般用于半地下式及地下式泵房，属结构设计部分） 。（1）300S90A水泵组的基础平面尺寸（ L、 B应符合建筑模数） 300S90A水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 :泵的质量 =857kg，电机的质量 =1945kg 250S65水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 :泵的质量 =518kg，电机的质量 =1048kg 基础的大小按照大泵的基础平面大小统一设定，

20、所以： 基础长度 L 水泵和电动机长度方向最外螺孔间距 +（400600）=螺钉间距+l 2+B+（400600）450+848+630+500=2428mm由于基础长度要长于泵和电机总长度 2744mm，故取基础长度 L=3000mm 基础宽度 B 水泵或电动机宽度方向上螺孔间距最宽者 +（400 500） A+（400600）=610+500=1110mm 1200mm=1.2m （2）水泵机组的基础高度300S90A：基础高度 H底座地脚螺栓的长度 +（0.100.15 ）=20 ×（地脚螺栓孔） - （0.030.05 ）m+（0.100.15 ）=20×28-40

21、+125=645mm700mm=0.70m（2.54.0） ×（W 水泵+W电机 ）/ （L×B×）=0.92m故取基础最低高度 =1m。250S65：基础高度 H底座地脚螺栓的长度 +（0.100.15 ）=20 ×（地脚螺栓孔） - （0.030.05 ）m+（0.100.15 ）=20×24-40+125=565mm600mm=0.60m（2.54.0） ×（W 水泵+W电机 ）/ （L×B×）=0.54m为保持基础的大致相平，便于施工，故取最低高度 =0.9mm。 其中 L 基础长度（ m） B 基础宽度（

22、 m） ;基础密度（ kg/m3）（混凝土密度 2400 kg/m 3）2.4.4. 泵站形式的确定半地下式泵房的机器间包括地上和地下两部分，地面以上建筑的空间可以满足吊装、运输、采 光、通风等机器间的操作要求，并且能够设置管理人员工作的值班室、控制室和配电室。经过计算和通盘考虑，采用半地下室泵房2.4.5. 水泵吸、压水管的直径的确定为保证流速在经济流速范围内，有： 300s90A：吸水管路 V=1.41m/s ，DN=500压水管路 V=2.21m/s, DN=400250S65：吸水管路 V=1.67m/s ，DN=300压水管路 V=2.46m/s, DN=250 联络管： V=2m/

23、s, DN=500 联络管后送水管： DN=6002.4.6. 水泵机组和吸、压水管路的布置喇叭口的直径： 喇叭口的直径 =（1.31.5）DN，所以取 300S90A D=700mm 250S65 D=400mm 吸水管吸水管进口在最低水位下的淹没深度 h 不应小于 0.5-1.0m，取 h=0.7m吸水井平面布置： 喇叭口大径最外缘离墙壁内缘的距离为（ 0.751.0）DN，故对直径为 400 的喇叭 口离墙壁的距离取 400mm，直径为 700 的喇叭口取 550mm。所以再根据管道之间的距离可以计算得 到吸水井平面 16.5m×1.5m本设计采用吸上式的引水方式所以应该在吸水

24、管上连接真空泵。 对于水泵机组的布置，横向排列虽然稍微增长泵房的长度，但跨度可减小， 进出水管顺直， 水 利条件好，节省电耗，故采用横向排列布置。横向排列的各部尺寸应符合下列要求： 泵基础到墙壁的净距等于最大设备的宽度加 1m，但不得小于 2m。取 =3000mm； 出水侧泵基础与墙壁的净距不宜小于 3m。取 =4000mm；进水侧泵基础与墙壁的净距不小于 1m。取 =2000mm； 泵基础与配电设备要求 =电机轴长 +0.5m 且>1.5m。取=2000mm； 泵基础之间的净距 =2000mm；检修平台宽度取 F1=3720mm;机器间宽 7200mm、长 24000mm。2.4.7.

25、 泵站范围内吸、压水管路的水头损失计算按照最不利管路和大泵管路进行水损计算（计算管路见草图） ：吸水管路局部水损：喇叭口90°弯管闸阀偏心大小头伸缩管DN700500500500-300500数量11111局部阻力系 数0.10.640.060.20.21流速（ m/s）1.411.411.411.411.41局部水头损 失0.010.0650.0060.020.021压水管路局部水损：伸缩器消声止回阀异径三通管闸阀偏心大小头DN400400250,400,500400200×400数量21331局部阻力系 数0.210.521.760.070.2流速（ m/s）2.212

26、.212.212.212.21局部水头损 失0.0520.130.4390.0170.05水表：暂取水损为 0.2mh f =0.01+0.065+0.006+0.02+0.021+0.052*2+0.13+0.439*3+0.017+0.05+0.2=1.96m 沿程水头损失：因为管路太短，局部水损占主要损失，沿程水损很小可忽略 所以总水头损失： h=1.96<4m，满足条件。2.4.8. 校核选泵方案 - 泵站工作的精确计算 计算最高日最大时用水量和最大转输时的供水量情况：二级供水时管路系统特性曲线的方程式 H=Hst+ h=Hst+sQ2带入数据得到 H=44.5+7.9 

27、5;10-6× Q2 则在坐标纸上将水泵的 QH曲线和管路系统特性曲线同时绘上 （见草图 ） ，得 极限工况时， Q=1775m3/h,H=69.5m,而最高日最大时用水量情况时 Q=425× 3.6=1530m3/h，H=67m， 均满足条件且在泵的高效范围内，所以选泵方案可行。一级供水时管路系统特性曲线的方程式 H=Hst+ h=Hst+sQ2带入数据得到 H=50+1.11 ×10-5×Q2则在坐标纸上将水泵的 QH曲线和管路系统特性曲线同时绘上 （见草图 ） ，得 极限工况时，Q=1005m3/h,H=62.5m,而最高日最大时用水量情况时 Q=

28、236×3.6=849.6m3/h ，H=62m， 均满足条件且在泵的高效范围内，所以选泵方案可行。2.4.9. 水泵最大安装高度的确定(1)允许吸上真空高度 :300S90A的允许吸上真空高度 Hs=4.7m； 250S65的允许吸上真空高度 Hs=6.2m。 该水泵站海拔为 200m，大气压为 10.1mH2O，夏季最高水温为 30, 修正系数 0.43mH2O(2) 泵最大安装高度：300S90A水泵吸水管路中流速： 1.41m/sHs'=Hv=Hs-(10.33-ha ) - (hva-0.24 )= 4.7 -(10.33-10.1)-(0.43-0.24)=4.3

29、9m hs：取 0.2mHss=Hv-v2/2g- hs22Hss=Hv-v2/2g- hs=4.39-1.41 2/ ( 2*9.8 )-0.2=4.16m取 300S90A安装高度为 1.51m 水泵轴标高 =-5.000+1.5100=-3.49m250S65水泵吸水管路中流速： 1.67m/s Hs'=Hv=Hs-(10.33-ha ) - (hva-0.24 )= 6.2 -(10.33-10.1)-(0.43-0.24)=5.78m hs：取 0.152m2Hss=Hv-v2/2g- hs22Hss=Hv-v2/2g- hs=5.78-1.67 2/ ( 2*9.8 )-0

30、.152=5.48m取 250S65 安装高度为 1.85m 水泵轴标高 =-5.000+1.85=-3.15m2.4.10. 起重设备的型号以及泵房的建筑高度的确定(1)起重设备选用 LD-A 型电动单梁起重机，其基本性能参数如下表所示：运行机构运行速度 m/min减速比电动机型号功率（ kw）转速（ r/min ）3026ZDY12-420.81380电动机葫芦型 号起升速度（m/min）起升高度（ m）运行速度（m/min）电动机CD18620/30锥形鼠笼型LD-A 型电动起重机技术数据外型及安装尺寸工作制度电源车轮直径（ mm）轨道面宽（ mm）中级JL=25%3相50HZ 380V

31、22037-70起重量（t）跨度（m）起重机总重（t）最大轮压 （kN）最小轮压 （kN）h1h2319.53.8426.857.74800660CD 13-6D 型电动葫芦外型尺寸：clehL1L2L3ABH305mm930mm140mm285mm205mm390mm924mm144mm103mm930cm本泵房选用 CD13-6D型电动葫芦和电动机 ZDY112-4 作为起重设备，满足条件（2）泵房高度H=a+b+c+d+ea. 单轨吊车梁与墙之间的高度 取 a=500mmb. 起重机钢丝垂直长度 取 b=3000mmc. 起重机电葫芦在钢丝绕紧状态下的高度 取 c=500mmd. 装载车

32、的高度 取 d=1000mme. 泵房检修平台与泵房机器间地面的高度，根据情况而定 取 e=3400mm 所以代入数据计算得到 H=8400m，m 即泵房高度 =8.4m2.4.11. 水泵站水锤的预防在压力管道中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭或开启，水泵机组突然停车等） ，使得水 的流速突然变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水锤，也称水击。 水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍， 甚至几十倍。这种大幅度的压强波动， 造成 等严重引起管道强烈振动，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆管，沿途房屋渍水，供水 管网压力降低；引起水泵反转， 破坏泵房内设备

33、或管道，严重的造成泵房淹没； 造成人身伤亡等重 大事故，影响生产和生活等危害。为减少和消除水锤，在大口径管道上安装微阻缓闭止回阀。2.4.12. 水泵站噪音的预防水泵噪声又称水泵噪音、水泵声振动、水泵声噪声，属于物理性质上的噪声。综合来讲，水泵 噪声就是水泵在运行时产生的不规则的、间歇的、连续的或随机的噪声。水泵工作噪声主要包括：水泵本身运行的噪声、水泵运行引起的管道谐振噪声、水泵运行引起的水流运动和撞击噪声。采取加装管道柔性橡胶接口的方法可以在一定程度上使管道振动得到减弱， 从而减少噪音。 本 泵房设计时采用微阻消声球型止回阀在一定程度上达到消除噪音的效果。 泵站采用自然通风， 可以 避免排

34、风扇产生的噪音。 另外，应定期检查水泵联轴器是否出现机械性疲劳或磨损， 使其运行正常。2.4.13. 附属设备的选择（1）真空泵 真空泵引水其优点是泵启动快，运行可靠，易于实现自动化。我们选用水环式真空泵。 300S90A要求的最大真空高度 4.7m<250S65的最大真空高度 6.2m, 所以根 据 300S90A进行真空泵的选择 通过计算得：真空泵的排气量 Qv=K×（ Wp+W）s × Ha/T ×（Ha-Hss）2=1.05×10.33 ×（ 0.785 × 8.3+0.3 2×3.14 ×1.5 ）

35、/4 ×（10.33-2.5）=2.4m3/min最大真空值 Hvmax=4.7m根据 Qv 和 Hvmax查询，选用水环式真空泵 SK3两台，一用一备，电机采用配套电机。（2）其他由于泵房最低没有超过 5m，泵房积水经集水槽排至城市污水管网，故不设排水泵。 在管道通过墙体时，还应设置相应的过墙套管。通风设备 : 选用面积较大的推拉窗通风。计量设备 : 选用水表作为计量设备。2.4.14 泵站的平面布置 通过一系列的综合比较设计（见草图） ，在满足建筑房屋模数的情况下，确定整个泵房设计长度为 35.100m，宽度为 7.200m，详细尺寸与布置详见泵房设计平面图。2.4.15. 泵站

36、总的设备及管件表（1）主要设备一览表编号名称型号单位数量备注1离心泵250S65台22电动机Y315M2-4台23离心泵300s90A台2一台备用4电动机Y355L1-4台25水环式真空泵SK3台2配套电动机6起重机ZDYI12-4台17电动葫芦CD13-6D台1起重机自带8压力表XTF-150只39真空表Z60Z只32）主要管件一览表编号称 名规格位 单量 数材料1个2钢2个2钢3根4钢4根4钢5阀 闸个2钢6阀 闸个2钢7器 缩 伸个2钢8器 缩 伸个2钢9个2钢01个2钢1头 弯 90个2钢2头 弯 90个2钢3个2钢41个2钢51个2钢61个2钢71阀 闸个22钢8器 缩 伸个22钢9

37、管 通 三 径 异个1钢2.4.16 绘制泵站平剖面图，并列出主要设备和材料清单见给水综合设计图纸2.5 主要参考书1）水泵及水泵站 （第四版）（ 1998 年） 中国建筑工业出版社 姜乃昌主编2）给水排水设计手册（1、5、11、12）（第二版）（2004 年）中国建筑工业出版社3）给水排水设计手册·材料设备续册第1、2册（ 2004年）中国建筑工业出版社4）给水排水工程快速设计手册（2、 5）（第一版）（ 1996 年）中国建筑工业出版社5）全国通用给水排水标准图集 （S2、 S3， 2002 年）中国建筑标准设计研究所3. 某污水提升泵站初步设计3.1 设计资料（ 1）已知拟建污

38、水泵站的某市最高日最高时设计用水量为900m/h 。（2）污水泵站进水管管底高程为 191.00m，管径为 DN1000m，m充满度为 0.75 。（3）污水经泵站抽升至出水井，其距泵站 70 m，出水井的水面标高为 204.00m。（4）泵站原地面高程为 208.20m。3.2 设计任务 根据上述资料，进行该污水提升泵站的初步设计，编写设计计算说明书，绘制污水提升泵站的 平、剖面方案布置草图一张。3.3 设计步骤3.3.1 泵的选择（1） 泵站设计流量的确定 城市的排水量是不均匀的， 因而排入管道的污水量也是不均匀的。 要正确确定泵的出水量及其 台数以及决定集水池的容积， 必须知道排水量为最

39、大日中的逐小时污水流量的变化情况， 而这些数 据往往是不能得到的。 因此，排水泵站的设计流量一般根据最高日最高时污水量决定。 该拟建提升3 泵站的最高日最高时的设计流量为 900 m3 /h ，即 250L/s 。（2） 泵站的扬程 泵站的扬程可按下式计算 H Hsthsh（d m）式中 Hst 净扬程；hs, hd 污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失。在确定泵的扬程时，可增大 1-2m 的安全水头。则泵站的扬程 H 204.00 （191.00 0.75 0.10） 2.00 2.00 16.35m其中，考虑了 2m的水头损失以及 2m 的安全水头。（ 3 ） 初步选泵和电动机 所选的工

40、作泵的要求是除了满足最大排水量的条件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠， 维护管理方便。 在可能的条件下， 每台泵的流量最好相当于 1/2-1/3 的设计流量， 并采用相同型号 的泵为好，以互为备用，便于维护检修。污水泵站中，一般采用立式离心污水泵。根据上文确定的泵站的设计流量及扬程，由给排水设计手册 常用设备 续册 2中立式离心污水 泵的型谱图查找合适的水泵。初步选定立式污水离心泵的型号为200 WL1 500-20.5 ，两用一备。其具体性能参数见表 1。200WL1500-20.5具体性能参数表表1流量3 （m /h）扬程（m）转速（ r/min ）轴功率（ kw）电机功 率（kw）效

41、率（%）汽蚀余量（m）重量（kg）50020.5145036.845765.91200立式污水离心泵 200 WL1 500-20.5 的安装外形见下图其具体安装尺寸见表 2。立式污水离心泵 200WL1 500-20.5 安装尺寸表 表 2（ 单位： mm）进口直径出口直径ABC250200420970795DEFGH5505006407508403.3.2 确定集水池容积污水提升泵站集水池的容积与进入泵站的流量变化情况、 泵的型号、 台数及其工作制度等因素 有关。集水池的容积在满足安装隔栅和吸水管的要求， 保证泵工作时的水力相似条件以及能及时将 流入的污水抽走外， 应尽量小以降低造价。 对

42、于全昼夜运行的泵站， 一般可采用不小于泵站中最大 一台泵 5min 出水量的体积。按照该规定，可以求得集水池的容积为：Q 900 5/60 75m33.3.3 决定泵站的形式污水提升泵站的形式一般取决于进水管渠的埋深、 来水流量、 泵机组的型号以及水文地质条件 等因素。由于泵站中泵机组的“开” 、“停”比较频繁，其吸水方式往往为自灌式，因此泵站往往采 用半地下室或者地下室。 本设计方案采用圆形合建式污水泵站， 整个泵房设计为三层， 详见某污水 提升泵站初步设计草图。3.3.4 机组与管道布置(1)机组布置污水泵站的机组台数，一般不超过 3-4 台，而且污水泵是从轴向进水，一侧出水，故常采用并

43、列的布置方式。为了减少集水池的容积，污水提升泵站中泵机组的“开” 、“停”比较频繁，其吸水方式采用自 灌式工作。此时，吸水管上须装闸门，以便检修。机组间距及通道大小与给水泵站的要求类似。 根据机组布置的要求特点，可以求出机组基础的几何尺寸：L=640+2×200=1000mm；基座宽度基座高度B=750+2×200=1150mm 取 1200mm；H= 2.5 4.0 W泵机 / H F2.5 (1200 90) /(1.0 1.2 2400)1.12m取基础的高度为 1.2m。确定机组在机器间的具体布置详见某污水提升泵站初步设计草图。(2) 管道布置由于污水泵站吸压水所含

44、的杂质较多， 管材对防腐性能的要求较高， 一般应避免使用钢管， 多 数情况下采用铸铁管。在确定联络管的管径时，其确定依据为流量取最大流量值。吸水管路的设计流速采用 1.0-1.5m/s,压水管的流速不低于 1.5m/s，以免管内产生沉淀。 根据水力计算表求得吸水管、压水管及联络管的流量、流速、管径及水力坡度见表3。水力计算表表3流量3(m /h)流速 (m/s)管径 (mm)水力坡度(/1000)吸水管4501.303507.1压水管4501.7730016.1出水管9001.574507.5污水提升泵站内管道敷设一般采用明装。吸水管道常布置于地面上，压水管路由于泵房较深， 一般采用架空安装，

45、 通常沿墙壁设在托架上。 管道布置不妨碍泵站内的交通和检修工作。 不允许把 管道装设在电气设备的上空。3.3.5 泵站总扬程核算吸水管路：喇叭口90°弯管闸阀偏心大小头伸缩管DN500350/250350350×250350数量11/1111局部阻力系 数0.10.59/0.580.070.180.21流速（ m/s）1.301.301.301.301.30局部水头损 失0.010.05/0.050.010.020.02吸水管路沿程损失： i 1l 1=2× 7.1/1000=0.0142压水管路：伸缩管消声止回阀90°弯管闸阀偏心大小头DN300300

46、300300200×300数量11211局部阻力系 数0.210.680.520.070.18流速（ m/s）1.771.771.771.771.77局部水头损 失0.030.110.170.010.03压水管路沿程损失： i 2l 2=80×16.1/1000=1.127 h h1 h21.93m <4m显然，吸压水管路的水头损失小于我们假设的数值。 则所需扬程 H 204.00 （191.00 0.75 0.1） 1.93 216.28m3.3.6 泵站内部标高的确定泵站内部标高主要根据进水管渠底或管中水位确定。 自灌是泵站集水池地板与机器间地板标高基本一致。集水

47、池中最高水位， 对于小型泵站即取进水管渠渠底标高；对于大、 中型的泵站可取进 水管渠计算水位标高。集水池的有效水深，从最高水位到最低水位，一般取为1.5 2.0m,池底坡度i=0.01 0.02倾向集水坑。集水坑的大小应保证水泵有良好的吸水条件。 平台宽度应不小于 0.81.0m. 眼工作台边缘应有高 1.0m 的栏杆。为了便于下到池底进行检修和清洗，从工作平台到池底应有爬 梯上下。为了保证污水流过格栅前后的速度，需要在格栅前后修筑一定的底坡。1）集水池最高水位：根据已知资料集水池最高水位为进水管是在设计充满度下的水位标高，即 191.00+0.75-0.1=191.65m。2）机器间上层平台

48、设计高出泵站原地面高程 0.3m，即 208.50m。3）清理格栅的工作平台高程高出集水池最高水位 0.5m，即 192.15m。4）机器间地面标高：机器间标高设计为 188.85m，当池底坡度取 0.02 时，并保证 2m 的有效水深， 根据集水池 191.65 的标高，确定集水池最低水位标高为 189.65m，喇叭口下缘取 188.15m。根据基 础高度和立式泵的安装尺寸确定基础标高189.40m，泵轴标高 189.90m，同时确定泵房高度为25.65m5）出水管管底标高高出出水井的水面标高 0.5m，即 204.50m3.3.7 泵站中辅助设备设计（1）格栅格栅是污水泵站中最主要的辅助设

49、备。 一般由一组平行的删条组成， 斜置于泵站集水池的进口 处。其倾斜角度为 60 度80度。栅条的间隙根据水泵的性能确定。格栅后应置工作台，工作台一般应高出格栅上游最高水位0.5m。对于人工清除的格栅，其作平台亚耨流方向的长度不小于 1.2m，工作台上应有栏杆和冲洗设备。机械格栅（机耙）能自动清 除截流在格山上的垃圾，将垃圾倾倒在翻斗车或其他集污设备内，大大地减轻了工人的劳动强度， 保护了工人的身体健康，同时可降低格栅的水头损失，节约电耗。该泵站吸水池前并列设 LHG-2.5回转式机械格栅两台，它们可以单独运行，以利检修。栅条间 隙宽度为 25mm，格栅的安装角度为 75°，功率 N=3kw，渠道宽度为 3.1m。（2）排污泥设备冲洗出来的污泥要及时冲走， 以免阻碍泵站的正常运行， 我们选择的排污泥泵型号为 50QW24-20-4。（3）起重设备根据泵站大小和设备重量确定据泵站大小和设备重量确定， 根据给水排水工程设计手册 11 册， 按泵房最重一台设备重量（ 1