水泵站(给排水)

1第四章给水泵站本章将主要介绍：泵站的分类与特点；泵站的设计流量与设计扬程分析及水泵的选择；泵站机组的布置与基础；水泵的吸水管路与压水管路的设计与布置泵站中的辅助设备泵站的土建要求与工艺设计2第一节泵站的分类与特点泵站的分类按照泵房是否有地下部分以及地下部分的埋深分:1、地面式泵站:无地下层,结构同一般工业厂房

2、地下式泵站:有地下层,且埋深较大

3、半地下式泵站:有地下层,地下层埋深较浅按在给水系统中的作用分类：

1、取水泵站2、送水泵站

3、加压泵站4、循环水泵站按泵房的基础结构分:1,分基型2,干室型

3,湿室型4,块基型3

农业泵站按其任务可分为：排水泵站灌溉泵站灌排结合泵站等下面就上述各类泵站的特点分别介绍如下:4一、取水泵站（一级泵站,水源泵站）

1、取水泵站组成：

吸水井、泵房及闸阀井等3部分组成。2、工艺流程（地面水取水泵站工艺流程）：342151一水源；2一吸水井；3一取水泵房；4一闸阀井（即切换井）;5一净水厂5

3、取水泵站特点：取水水位变化较大，泵的安装高程是以最低水位确定的，造成泵房底板高程较低，泵房埋深大。临水深埋是其主要的特点取水泵站一般均紧邻水源，易受外水入侵，因此泵房防洪、防渗、抗浮等方面有较高的要求。设计上要注意其结构计算及整体稳定性的分析。埋深较大的取水泵站为节省投资，减少施工难度，其地下部分，一般均采用圆桶形钢筋混凝土或混凝土结构。泵房面积尽可能取小(有贵在平面之说)，这样，泵房内机组密度大，而散热、通风条件差，必须采取工程措施进行通风、散热。取水泵站一般采用均匀供水方式,站内机组台数较少6二、送水泵站（二级泵站，清水泵站

）

净水构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。1,特点：送水泵站的工况受用户用水的影响较大，流量、扬程（水压）不断的随用户的需求而变化。为适应这一工作特点，便于生产调度，送水泵站一般均采用多型号、多机组联合运行的方式。送水泵站建于水厂内，条件较好，泵房埋深较浅，结构相对较为简单。7

2,送水泵站工艺流程：1一清水池；2一吸水井；3一送水泵站；4一管网；5一高地水池（水塔）吸水井送水泵站清水池水塔管网送水泵站吸水水位变化范围小，通常不超过3～4m，因此泵站埋深较浅,泵房一般采用地下式或者半地下式.送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变化，必须设置各种不同型号和台数的水泵机组,泵站内机组型号多,台数也较多,布置上较复杂。8

3、吸水井

吸水井要既有利于水泵吸水管道的布置也要有利于清水池的维护，吸水池的形状取决于吸水管道的布置，一般为长方形．吸水井的型式有：分离式吸水井和池内式吸水井

9三、加压泵站

城市给水管网面积较大，输配水管线很长，或给水对象所在地的地势高低不一样，当地形起伏较大的情况下，就会出现局部区域的地形高程较大,另外,高层建筑的供水水压要求也很高,这样就需要在城市给水管网中的局部增设加压泵站。优点：减少能耗大减低管网中压力，减少管道水量漏失。加压方式：

1、采用在输水管线上直接串联加压；一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合。

2、采用清水池及泵站加压供水。10加压泵站供水方式加压泵站供水方式1—二级泵房；2—增压泵房；3—水库泵站；4—配水管网；5—输水管；6—逆止阀11

这几种泵站在给水系统中的所处的地位可如下图表示：用户水源用户取水泵站送水泵站加压泵站用户净水构筑物清水池12四、循环水泵站

在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用。在循环系统的泵站中，一般设置输送冷、热水的两组水泵，热水泵将生产车间排出的废热水，压送到冷却构筑物进行降温，冷却后的水再由冷水泵抽送到生产车间使用。循环给水系统工艺流程

1一生产车间；2一净水构筑物；3一热水井；4一循环泵站；5一冷却构筑物；6一集水池；7一补充新鲜水13分基型：即机组的基础与泵房的基础是分开的，仅在地面式泵房中采用，一般为单层结构。设计水位地漏五、分基型泵房14

15六、干室型泵房干室型：泵房的底板及机组的基础及泵房地下部分的墙体形成一个不透水的干室，水泵机组布置在干室内工作。一般为二层结构：地下层（即干室）布置水泵机组、管道、闸阀等，地上层布置控制柜、配电柜、起重设备等。地下层一般为混凝土结构，上层为钢筋混凝土梁柱及砖砌墙体结构。采用立式机组时为三层结构。16

1718192021七、湿室型泵房湿室型：其地下部分存在一进水的吸水室，水泵布置在吸水室内工作。一般为二层结构，地下部分为吸水室（湿室）及水泵室，并布置出水管路等，地面层（上层）为电机层。该种结构一般为立式机组采用。湿室型结构相对于干室型，减小了泵房浮托力及渗透压力，有利于泵房稳定。22墩墙式湿室型泵房2324八、块基型泵房块基型泵房主要用于口径大于1200mm的大型水泵，该型式泵房自身重量很大，抗浮和抗滑稳定性好，其结构整体性好，可适用于各种地基条件，特别是当需要泵房挡水时，更为有利。25262728第二节水泵选择一、选泵的依据泵站的设计流量Ｑ与扬程Ｈ及其变化规律是选泵的主要依据（要素）。二、选泵的原则1、满足流量和扬程及其变化的要求；2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高（即水泵长期远行时工作点应处于其高效区间内）；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。29

三、选泵的主要依据选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律。下面介绍其确定方法1．一级泵站（水源泵站）：泵站从水源取水，输送到净水构筑物。

为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的水泵昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：式中:Qr—

一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h);

Qd—

供水对象最高日用水量（m“/d);

α

—

为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取α=1.05～1.1;T—

为一级泵站在一昼夜内工作小时数。30

一级泵站中水泵的扬程是根据所采用的给水系统的工作条件来决定的。

泵站所需的扬程按下式计算：

H=HsT+∑hs+∑hd（+△H

）式中H—泵站的扬程（m);

HsT

—

静扬程（m);

∑hs

—

吸水管路的水头损失（m);

∑hd

—

输水管路的水头损失（m）。

△H—

安全水头，一般为1～2m。

静扬程说明如下：Ｈst＝▽上－▽下＝▽净水构筑物－▽水源31

▽水源有变幅：①▽枯水、②▽高水、③▽设计最低水位取水源保证率为97~99%的日平均水位，或者从渠道取水时取渠道通过单泵流量时的水位；设计水位取水源保证率为95~97%日平均或旬平均水位，从渠道取水的，取渠道通过设计流量时的水位；最高运行水位取水源10~20年一遇洪水的日平均水位。相应的有三个静扬程：Ｈstmin＝▽上－▽高Ｈst设计＝▽上－▽常Ｈstmax＝▽上－▽枯32

选泵时，应注意使：出现最小扬程时，水泵不汽蚀；出现最大扬程时，满足最小供水流量的要求；出现设计扬程时，由于这种情况出现的时间较多，水泵应处于最高效率点附近工作。使水泵经常运行效率较高。另外：在整个工作范围内，工作点应处于水泵推荐的高效范围内。（短时超出是允许的）33

2，送水泵站（二级泵站）的Ｑ、Ｈ确定二级泵站由清水池取水向管网供水，Ｑr随时间、时期（季节）而变化，其依据是日供水曲线，也与水塔、高地水池的设置有关。

a．对于小型给水系统，一般采用均匀供水方式，即泵站的设计流量为供水时间的最高日平均时流量（m3/hr）

βＱdＱr＝━━━━(m3/hr)

β＝１.０１～１.０２

Tb．对于中型有水塔供水系统：为了减小水塔的调节容积，一般用分级的供水方式。泵站的流量为最大一级平均时流量。计算时，也应考虑给水系统的自用水。

c．对于大型、无水塔、多水源、分散供水系统：由于无水塔，所以泵站的流量为最高日最大时流量即最大时供水流量，须考虑自用水。34

二级站的扬程一般通过下方式确定：Ｈ＝Ｈ′st＋∑h＋ＨsevＨ′st:为清水池内最低水位与给水管网控制点的地面标高差（即最大静扬程）。Ｈsev：为服务水头（一层为10m,二层为12m，以后每增加一层，增加4m）∑h:吸水管路、输水管路及管网中的总水头损失。（计算到控制点）∑h可通过管网平差来确定。35

３．加压泵站对于串联加压泵站，其流量为其服务对象的最大流量，扬程可根据其串入管段的水压及其服务对象的水压要求来加以确定。对于清水池加压泵站，可参考送水泵站的方法加以确定。４．循环水泵站：给循环水泵站补水的给水泵站按日均用水量计算循环水泵站设计流量按最高日最高时用水量计算，扬程按Ｈ＝Ｈst＋∑h，通过水力计算确定。36

四．水泵台数及单机流量的确定水泵站的设计流量和设计扬程确定后，一般应先考虑使用哪一类水泵。通常，扬程较低而流量较大的排涝泵站，应选用轴流泵，而扬程较高流量较小的灌溉站一般选离心泵。扬程介于两者之间时，选用混流泵。轴流泵的扬程一般为７～８m以下；混流泵的扬程一般为７～８m～～１４～１５m；离心泵通常在这之上。水泵台数的选定时应考虑：37

（１）使用要求：需水均衡时，台数少，型号单一；需水不均衡时，台数多，且型号也多，以配合使用（２）考虑设备费用、运行费用、及土建工程造价台数少，单机容量大，效率较高；台数多，单机容量小，效率较低。同时，也影响进、出水构筑物的工程量，一般台数多、造价高。（３）管理维修：台数少、机型单一，便于维修，反之不便。总之，还应结合水泵的生产制造能力和水平，及供应等诸多因素，综合考虑后，确定适当的水泵台数，及各台泵的流量。38

五．水泵型号根据以上分析后确定的各台泵的大致流量及设计扬程，与水泵样本或水泵性能综合型谱图去查找符合要求的水泵型号。若无符合要求的水泵时，可对（四）中确定的水泵台数及单泵流量进行调整后再选，也可对样本中的水泵进行调节（切削、调速、变角）后使用。六．进、出水管道设计按所选水泵及泵房结构，布置水泵的进、出水管路（含出水或进水建筑物），计算管路水力损失曲线∑h＝ＳＱ２，绘出管路系统特性曲线。39

七．求水泵运行工作点并校核由（六）并结合水泵的性能曲线，分析各台水泵的运行工况点，在最大扬程时，是否满足必需的最小流量要求？设计扬程时，是否满足设计流量的要求？是否会发生气蚀？动力机是否会发生超载等。若所选水泵不能安全运行（会出现气蚀），流量太大或过小，效率太低（偏离水泵设计工况点太远）等，都应重新设计管路或重新选泵（也可进行调节）40

归纳一下：选泵的原则有1、满足流量和扬程及其变化的要求；2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高（即水泵长期远行时工作点应处于其高效区间内）；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。选泵的主要步骤有：1，确定泵站的设计流量和扬程2，根据泵站的工作特点、调度要求，综合考虑水泵效率、设备费用、工程费用等诸要素，确定水泵的台数并选择泵型3，依据所选泵型进行泵站的内外部布置，确定进出水管路及附件4，进行水力计算，并确定水泵的运行工况点5，进行工况校核41八、选泵要点（注意事项）选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：

1、大小兼顾，调配灵活给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时地变化。选泵时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用水量的变化。

42

2、型号整齐，互为备用

从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。一般希望能选择同型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站、管网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，均可在选泵中采用本要点给予侧重考虑。当全日均匀供水时，泵站可以选2～3台同型号的水泵并联运行。

而对于采用分级供水的泵站，则需要选用多型号、多台数的水泵搭配运行，以适应供水量及供水压力的变化要求，必要时，设置一定数量的调速水泵43

3、合理地用尽各水泵的高效段

单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵（如Sh型、SA型）。它们的经济工作范围（即高效段），一般在0.85Qp～

1.Qp之间（Qp为水泵铭牌上的额定流量值）。选泵时应充分利用各水泵的高效段。

4．近远期相结合。特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近期用小泵，远期换大泵或者采用土建一次到位，机组分期安装。5、大中型泵站需作选泵方案比较。工程造价（投资）、运行效率（费用）、维护管理、调度等方面比较44九、选泵时应考虑的其他因素1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部结构形式的影响，因而对泵站的造价有较大的影响。2、应保证水泵的正常吸水条件。3、应选用效率高的水泵，尽量采用大泵。4、合理选用备用泵。5、选用系列泵和定型生产的泵。45十、选泵后的校核对于城市给水泵站在水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。就消防用水来说，一级泵站的任务是在规定的时间内向清水池中补充必要的消防贮备用水。由于供水强度较小，一般可以不另设专用的消防备用泵，而是在补充消防贮备用水时间内开动泵站内的正常备用泵进行补水。46

47

对于二级泵站来说，消防是一种紧急情况，虽然消防用水从总量上来说占整个城市的用水量的比例并不大，但消防时，用水强度很大（流量很大），这样会导致管网内的水头损失加大，管网内压力下降。因此二级站消防用水应作为一种特殊情况加以考虑，必要时，应当增设专用消防备用泵，当发生消防用水时，开动该备用泵补水。48选泵应注意以下几点归纳起来，选泵应注意以下几点：

(1）在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量的浪费；

(2）合理地利用各水泵的高效率段；

(3）尽可能选用同型号泵，使型号整齐，互为备用；

(4）尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配；

(5）∑h值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。

(6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；

(7）考虑必要的备用机组；

(8）进行消防用水时的校核；

(9）考虑泵站的发展，实行近远期相结合；

(10）尽量选用当地成批生产的水泵型号。49§４－３泵站变配电系统一．负荷等级及电压选择1，负荷等级分：一级、二级、三级三个等级。按突然停电后，可能给用户带来的损失程度来确定，然后再确定电源及回路设置。重要的泵站按一级负荷等级，由两个独立电源供电；较重要的泵站按二级负荷等级，采有两回路供电；一般泵站按三级负荷等级，无特殊要求。2，电压选择常用３８０V、１０KV、３５KV（６KV）向泵站输电一般都采用１０ＫＶ或３５ＫＶ，然后再根据电机电压等级，通过变压器，将电压降低为所需电压，高压用电设备，可通过高压配电柜，直接配给电机。50

二、泵站中常用的变配电系统51

52

无论是高压配电还是低压配电，目前均采用成套设备，该成套设备称为配电屏或者称为开关柜。配电屏布置于配电房内。布置要求主要有：高压配电室一般都单独设置，低压配电室可单独设置，也可设置在泵房内（即将低压配电柜布置于泵房的一端或一侧）设独立配电室时，其室内外交通应符合规范要求：要设置单独对外开的门。高压室，门宽≥１.５m门高≥２.５～２.８m低压室，门宽≥１.０m门高≥２.１m高压配电室高度为５m，净高不应小于４.５m53

配电室的内部布置应满足：①柜前过道宽应不小于：低压柜１.５m，高压柜3m②背后维护式距墙净距≥０．８m54三、变电所（一）变电所的类型选择l、独立变电所2．附设变电所3．室内变电所设于泵房外一定范围内的单独的场地或建筑物内设于泵房外的建筑内，但有一面或者两面墙与泵房相连。采用较多变电所的全部或者一部分设于泵房内，位于泵房的一侧。采用也较多。55

（二）变电所的位置和数目

1．变电所的位置应尽量位于用电负荷中心，以最大限度地节约有色金属，减少电耗。

2.变电所的位置应考虑周围的环境，比如设置在锅炉的上风等。

3.变电所的位置应考虑布线是否合理，变压器的运输是否方便等因素。

4．变电所的数目由负荷的大小及分散情况所决定。负荷大，数量少，且集中时，变电所应集中设置，建造一个变电所即可，如一级泵房、二级泵房等即是，如负荷小、数量大，且分散时，则变电所也应该分散布置，即应建筑若干个变电所。如深井泵房，井数多，距离远，必要时只好在每个深井泵房旁边设置一套配电设备。

5,

根据泵站的发展应考虑变电所有发展的余地。56

（三）变电所的布置方案57四、常用电动机一、电动机的选择一般应综合考虑以下四个方面的因素：1．根据所要求的最大功率、转矩和转速选用电动机。电动机的额定功率要稍大于水泵的设计轴功率。电动机的启动转矩要大于水泵的启动转矩。电动机的转数应和水泵的设计转数基本一致。2根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。低压电动机（380/220V、220/127）:高压电动机（10kV、6kV）电机功率一般小于100KW电机功率一般大于200KW电机功率介于100~200KW之间的,视具体情况而定58

3．根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造形式：

不潮湿、无灰尘、无有害气体的场合，如地面式泵站，可选用一般防护式电动机；多灰尘或水土飞溅的场合，或有潮气、滴水之处，如较深的地下式泵站中，宜选用封闭扇冷式电动机；防潮式电动机一般用于暂时或永久的露天泵站中。

卧式水泵配用卧式电动机，立式水泵配用立式电动机。59

4．根据投资少，效率高，运行简便等条件，确定所选电动机的类型。三相交流异步电动机鼠笼型电动机结构简单，价格便宜，工作可靠，维护比较方便，且易于实现自动控制或遥控，因此使用最多。其缺点是起动电流大，可达到额定电流的4一7倍，并且不能调节转速。可不装降压启动器，直接启动。绕线型电动机适用于起动转矩较大和功率较大或者需要调速的条件下。价格昂贵，设备维护及起动复杂，但它具有很高的功率因数，对于节约电耗，改善整个电网的工作条件作用很大，因此功率在300kw以上的大型机组，利用同步电动机具有很大的经济意义。同步电动机60第四节水泵机组的布置与基础

一、水泵机组的布置水泵机组的排列是泵站内布置的重要内容，它决定泵房建筑面积的大小。（一）布置原则：机组布置时，原则上：１．为了保证水泵有较好的进水、出水条件，提高泵效，布置时，应尽量使水泵的进、出水顺直，同时为了水泵不发生气蚀，能安全运行，应使水泵有较好的吸水条件。２．为了便于机组的安装、维修与运行管理，机组间要留有足够的空间。３．为了减少管路的水头损失，（布置时）应使管道的长度最短，弯头、接管等管路附件少。４．整齐、美观61

（二）机组排列形式有以下几种：（1）纵向排列：各机组轴线平行单排并列。62

适用：主要用于单吸式离心泵机组（或以单吸式泵为主的泵站中）。因为单吸式泵为轴向进水，顶端出水，采用这种布置形式，可使管线顺直，减小泵房尺寸。采用纵向排列时，机组间各部尺寸应满足以下要求：

1）不设检修间的小型泵站泵房大门口要求通畅，既能容纳最大的设备（水泵或电机），又有操作余地。其场地宽度一般用水管外壁和墙壁的净距A

值表示。

A

等于最大设备的宽度加lm，但不得小于2m。对大、中型泵站，均要求设置检修间，检修间应设置于泵房大门一端，且至少设一间，其开间（柱间距）应等同于泵房开间，以使屋面板型号尺寸统一，便于施工。63

2）水管与水管之间的净距B值应大于0.7m，保证工作人员能较为方便地通过

3）水管外壁与配电设备应保持一定的安全操作距离C

。当为低压配电设备时c值不小于1.5m，高压配电设备C值不小于2m。

4）水泵外形凸出部分与墙壁的净距D

，须满足管道配件安装的要求，但是，为了便于就地检修水泵，D值不宜小于1.0m。如水泵外形不凸出基础，D值则表示基础与墙壁的距离。64

5）电机外形凸出部分与墙壁的净距E

，应保证电机转子在检修时能拆卸，并适当留有余地。E值一般为电机轴长加0.5m，但不宜小于3m，如电机外形不凸出基础，则E值表示基础与墙壁的净距。

6）水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F

应不小于0.7m。如电机容量大于55kw时，F应不小于1.0m。65

机组的中心距根据Ｂ或F及机组（基础）的宽度可计算机组的中心距。设计时，应取相邻机组之间的最大中心距作为所有相邻机组之间的中心距（可通过调整Ｂ或F实现）。此中心距即为泵房柱间距。柱间距应与屋面板长度相匹配。泵房的长度可通过机组的台数、柱间距、检修间、配电间、值班室等设置情况确定出来。66

（二）横向排列适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、SA型水泵67横向排列与纵向排列的比较68机组之间各部尺寸要求：

(1)水泵凸出部分(基础)到墙壁的净距Al：A1=最大设备的宽度加1m，但A1≮2m。(2)出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：Bl不宜小于3m。(3)进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl

：Dl不宜小于1m。69(4)电机凸出部分与配电设备的净距C1：C1＝电机轴长十0.5m。但是，低压配电设备应Cl≥1.5m；高压配电设备C1≥2.0m。

(5)水泵基础之间(电机与水泵凸出部分)的净距E1值与C1要求相同，E1=C1(6)为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面。70（三）横向双行排列适用在泵房中机组较多时；这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的水泵机组。71总结：为了保证泵站的工作可靠、运行安全和管理方便，在布置机组时，应遵照以下规定：72为了保证泵站的工作可靠、运行安全和管理方便，在布置机组时，应遵照以下规定：73为了保证泵站的工作可靠，运行安全和管理方便，在布置机组时，应遵照以下规定：74为了保证泵站的工作可靠，运行安全和管理方便，在布置机组时，应遵照以下规定：75二、水泵机组的基础机组（水泵和电动机）安装在共同的基础上。基础的作用是支承并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈振动，更不允许产生基础沉陷。因此，对基础的要求是：

（1）坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械震动荷载；（2）要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。76二、水泵机组的基础基础的作用是固定机组，基础的平面尺寸与机组是否带底座有关。１．基础尺寸的确定：对带底座的水泵，基础尺寸：长度Ｌ＝底座长度Ｌ１＋（0．15～0．20）mＢ＝螺孔宽度方向上间距b1＋（0.15～０.20）mＨ＝地脚螺柱长度l＋（0．15～０．20）m77

对不带底座的机组，应按水泵和电机的地脚螺孔间距＋（0．４～０．５）m来确定其平面尺寸，高度确定同前。Ｂ＝b＋（0．４～０．５）mＬ＝L′＋（0．４～０．５）mＨ＝

l

＋（0．15～０．20）mＨ≥500~700mm基础顶面一般高于室内地坪100~200mm基础底面应高于地下水位（分基型泵房）78

２．基础的校核①地基承载力校核基础应力小于地基允许承载力，考虑动荷的影响，地基允许承载力须进行折算（可参考有关规范）②共振校核使基础自振频率ωο与基础强迫震动频率ω之比满足：ωο／ω≤0．75或≥1．25防止共振③振幅校核振幅a≤0．15mm;简化校核方法：可按基础的总重量≥（2．5～4．0）倍机组的重量．注：以上校核是对独立基础而言的（分基型）对于地下式或半地下式泵房，由于机组的基础与泵房底板连为一体，故无需进行上述校核，而主要是校核泵房整体稳定和地基应力。79

三、泵站内的辅助设备及其布置泵房的内部设备分为主机组和辅助设备两类。主机组包括水泵及其动力机，辅助设备包括电气、充水、排水、通风、起重、计量等设备。80

电气设备：主要为变配电设备及自动测控系统。充水设备：是当水泵为非自灌式工作方式下，起动水泵时的引水设备。常用水环式真空泵充水（引水）。起重设备：满足设备的起吊安装，要保证最大设备能从载重汽车上被卸下，并起吊至安装地点（或拆卸时，能起吊运出），按最重设备的重量及泵房内的设备布局合理选择。起重设备的布置时，泵房的结构及泵房高度有较大的影响。81

排水设备：用于排除机房内的渗漏等产生的积水。通风设备：当自然通风不能满足设备散热要求而将使泵房内温升高时，应安装通风设备，埋深较大，空间狭小，机组容量大时，一般均需要通风设备。计量设备：用于测量泵站的工作流量，某些有要求的泵站安装。对于泵站主机组即水泵及其动力设备的布置要求为：在满足安装、检修、安全运行的条件下，尽量缩小泵房面积；对于辅助机组的布置要求为：在满足主机组工作的条件下，做到布置紧凑，不过多地增加泵房尺寸。这些设备的具体布置要求如下：82

１．配电间和检修间的布置（１）配电设备可布置在主机房一端的配电间内，也可不设配电间，而将配电设备布置在主机房的侧面。设配电间时，一般将配电间设于泵房一端（远离泵房主大门一端）。优点是，不因布置配电设备而使跨度加大，也不会象一侧式布置时，影响机房的通风和采光。缺点是，机组较多，泵房较长时，电缆较长，且不便监视较远端机组的运行。一侧式布置的优缺点与上相反。83

对分基型泵房，配电间的地板高程应略高于主机房的地板高程，防止电气配电设备受潮。其他结构型式的泵房配电设备都布置于上层泵房，室内地板高于室外地面０．３～０．５m。配电间有高压配电间和低压配电间，高压一般都独立设置。低压可独立设置也可附设在泵房内。设独立配电室时，其室内外交通应符合规范要求：要设置单独对外开的门。高压室，门宽≥１.５m门高≥２.５～２.８m低压室，门宽≥１.０m门高≥２.１m高压配电室高度为５m，净高不应小于４.５m。84

配电室的内部布置应满足：①柜前过道宽应不小于：低压柜１.５m，高压柜3m②背后维护式距墙净距≥０．８m配电间的面积，主要取决于配电柜的数目和尺寸，及必要的操作空间。配电间里布置的配电柜、控制柜、计量柜、功率因素补偿柜等，按需要和规定设置85

２、检修间的布置一般布置在机房大门一端，以方便车辆进出。其面积应能放下机房内最大的设备，并留有适当的检修空间。小型泵站可不设检修间，利用机组间空地检修。检修间与配电间均可采用与主厂房同开间（相同柱间距）的尺寸。泵房主大门的尺寸，一般要求能通过载重汽车，宽x高的比例为3600x4200或3300x360086

3．交通道的布置便于通行和搬运的设备，宽度不少于１．２m，主通道一般沿泵房长度方向和布置在出水侧。4．电缆的布置可用电缆架在墙上或布置于电缆沟内，电缆沟应防潮、防水并加盖盖板。5．充水设备的布置如采用真空泵时，一般布置于墙角或主机管道之间的空地上，不增加泵房的面积。6．排水设备的布置在泵房里应设置排水沟、排水井及排水泵排除水泵水封闭的渗水及其他各类泵房渗水。检修时放空管道和泵体内的积水等。87

7．起重设备①当最大部件不超过１吨时，可不设固定式起重设备，降低泵房高程。②当需要设置固定式起重设备时，应根据最大设备的重量，选择适当的起重设备（如手动、电动单轨滑车、桥式行车或单梁行车）此时，泵房高度应满足起重设备起吊重物之需要来计算确定。8．通风设备泵房的通风分自然通风和机械通风。自然通风一般是在泵房纵向侧墙上设置高低窗，窗子的面积不小于泵房地面面积的１/６～１/７，最好为１/４。自然通风不能满足要求时，应采用机械通风，风机的选择应通过计算确定。88第五节

吸水管路与压水管路

吸水管路和压水管路是泵站的重要组成部分，正确设计，合理布置与安装吸、压水管路，对于保证泵站的安全运行，节省投资，减少电耗有很大的影响。本节将分别就吸水管路和压水管路的要求、设计、布置与敷设等问题作介绍。89第五节

吸水管路与压水管路一、对吸水管路的要求吸水管路布置应尽量短、附件、弯头等要尽量少，为保证吸水管路的安全运行，还要求：不漏气不积气不吸气吸水管路吸水管漏气，将破坏泵内真空，使水泵出水减少，严重时，将使水泵断流不出水。吸水管在走向布置上，不得产生积气现象，否则会影响过水能力，也会造成水泵工作不稳定。要求吸水管沿水流方向其内壁面是上升的。如图所示。吸水管吸气是由于吸水管在进水池内的布置不正确造成的，为了防止吸水管吸气，对吸水管在池内的位置有相应的要求。90第五节

吸水管路与压水管路91第五节

吸水管路与压水管路92第五节

吸水管路与压水管路93第五节

吸水管路与压水管路沿水流方向管内壁面是上升的94

吸水管在进水池中的位置一般由如下一些尺寸决定：1，淹没深度：指吸水池最低水位时水面到吸水管口的垂直距离（如下图中的h）；2，悬空高度：指吸水管口底缘到进水池底的距离；3，后壁距：指吸水管外壁到池壁的距离。4，进水池的宽度或同池内两根吸水管的中心距。上述各尺寸的确定方法将在下节中进行说明95

二、吸水管管径的确定吸水管为了尽可能减少水头损失，提高水泵的安装高程，所以管径一般较大，其经济流速可按如下值确定：D＜250mm时，v=1.0~1.2m/s;D≥250mm时，v=1.2~1.6m/s.96

三、对压水管路的要求压水管道要承受水压，所以必须有足够的强度、严密而不漏水。压水管道在布置上应尽可能减少转弯和曲折，扬程较大的泵站，压水管线应布置在压坡线以下（即水击发生时，管内压力线以下），保证管内不产生水柱断裂现象，减少水击的危害。压水管道在转弯处，应该设置镇墩或者拉杆以固定管道；在压水管道的适当位置处还应设置伸缩接头，以消除温变应力；压水管道应布置在管床上并有支墩进行支撑，在任何情况下不允许压水管道将各种力传递给水泵机组。97

压水管道上应该尽量不设止回阀（因止回阀可增大水击压力，造成危害）在不允许水倒流的给水系统中，应在水泵压水管上设置止回阀。一般在以下情况应设置止回阀：(1）井群给水系统。(2）输水管路较长，突然停电后，无法立即关闭操作闸阀的送水泵站（或取水泵站）。(3）吸入式启动的泵站，管道放空以后，再抽真空比较困难。98

(4）遥控泵站无法关闸。

(5）多水源、多泵站系统。(6）管网布置位置高于泵站，如无止回阀时，在管网内可能出现负压。四、压水管道的管径压水管道的经济流速一般按如下值确定：D＜250mm时，v=1.5~2.0m/s;D≥250mm时，v=2.0~2.5m/s.99三、吸水管路和压水管路的布置吸水管路一般都是独立的，不设联络管，即采用一泵一管布置，如图a吸水管路如果因为某种原因必须设联络管时，其上应设置必要数量的阀门，以保证泵站的正常工作，如图b100

泵站的输水管一般布置两根，而水泵台数一般均超过两台，所以通常都设置联络管，水泵并联工作，布置时，应满足：1，任何一台水泵或者闸阀检修时，不影响其他水泵的工作；2，任一台水泵都可以将水送入两根输水管中的任一根。输水管的不同布置方式比较见右图101

三台水泵时压水管的布置方式：闸阀的布置方式取决于对供水安全性的要求，要求不同，布置方式就会不同:(a)检修阀1时，两泵一管工作;检修阀2时，一泵一管工作(b）保证至少两台泵向一条输水管送水(C)可减小泵房跨度102

五、吸水管路和压水管路的敷设泵站内的水管不能埋于土中，一般应敷设于地沟中、地下层的底板上或者泵房地板上（分基型），当管道敷设于地板上时，应设置跨过管道并能走近水泵机组和闸阀的便桥或梯子。室内压水管不宜架空布置,必须布置时,要注意电气设备的安全(不得通过其上方)吸、压水管道在泵房外面时，必须埋设于冰冻线以下，并有必要的防腐防震措施，在管道的必要的地方要设置支墩或者拉杆固定和支撑管道，管路上还必须设置放水孔，也便能放空管道。103104第七节进、出水建筑物泵站的进水建筑物主要是前池和进水池，及大型轴流水泵的进水流道。出水建筑物主要有出水池、压力水泵及大型轴流泵的出水流道和断流装置等。进水、出水建筑物应满足：１．进水建筑物要有足够的进水能力，引水流态良好；出水建筑物要有足够的泄水能力，对渠道（河道）不冲不淤。２．尽量减少水力损失，水流应平顺、防止突然变向，出流最好采用淹没出水，并选择适当的进、出口流速。３．在满足安全运行的条件下，工程造价应尽量低。４．还应满足水工建筑物的一般要求：强度、刚度、稳定性，结构应简单，施工要方便，便于运行管理和维修。105

一．前池１．前池的作用前池是引渠和进水池之间的连接建筑物，它的作用是：(1)使水流平顺的扩散，将引渠的水流均匀地送至进水池，为水泵工作提供良好的吸水条件。(2)当水泵流量迅速改变时（如增加启动机组，或突然有机组停机时），前池的容积可起一定的调节作用，从而减小前池和引渠中的水位波动。(3)前池流速小，也有一定的沉砂作用。106

２．前池的形式按水流方向分：正向进水前池、侧向进水前池。前池的来水方向与进水池的进水方向一致时，为正向前池；前池的来水方向与进水池的进水方向正交或斜交时，为侧向前池。正向前池水流条件好，侧向前池水流条件不好。107108109

３．正向前池的尺寸正向前池计算用图110

b：为引渠的底宽Ｂ：为进水池的宽度α：为前池扩散角：其大小对池中流态影响较大，同时对前池的长度有较大的影响。Ｂ由水泵吸水要求及布置确定，而b由引渠设计确定,均一定，所以当α较大时，Ｌ较短，工程量小，占地面积也小；但水流条件不好，在池两侧易形成回流；当α较小时，Ｌ较长，工程量大，占地面积也大，但水流条件好。α一般按水流的天然扩散角确定，工程上常取α＝20۫～40۫111

前池的底坡i：i过大，水流会产生纵向回流，使水泵吸水条件变差，影响运行效率。i小，水力条件好，但工程量增加，工程上一般取i＝0．2～0．3由于前池与进水池在连接处的底部高程必须等于进水池池底高程，而前端与引渠连接处的底部高程也等于引渠渠底高程，而Ｌ又是一定的（按α、Ｂ、b）确定。此时，若不能满足i＝0．2～0．3时，可做成复式池底。前池的长度=

B—b2tg(α/2)112

４．侧向前池的尺寸Ｂ和b同前侧向进水前池一般均设置导流措施，其形态及尺寸一般须经模型实验确定。５．前池的构造地基较好时，一般采用５０＃水泥沙浆砌石或干砌石护底、护坡，厚度通常为０.３～０.５m。地基较差且地下水位较高或堤后式泵房时，其底部应加做反滤层，以防止产生管涌，影响安全。113

二．进水池１．进水池中的水流流态及对水泵的影响进水池即为水泵或进水管（进水流道）进水的建筑物，其水流流态应均匀稳定，无旋流。进水池中，由于水深等影响，其中可能出现的旋涡类型主要有：（a）表面出现凹陷涡；（b）出现漏斗状断续进气涡；（c）出现贯通涡（d）柱状涡114

把有少量空气进入时（即出现第二种漩涡时）的淹没水深称为临界淹没水深hsc

。设计时，要求h淹≥hsc，临界淹没水深受到较多因素的影响，与吸水管口的流速、悬空高度、后壁距、池壁形式等都有关系，一般是通过经验公式计算确定。最小淹没水深以临界淹没水深为极限，且不得小于0.5~1.0m当最小淹没水深不能满足不小于临界淹没水深的要求时，可以采取一些工程措施防止池内产生有害的旋涡并通过吸水管带气进入水泵115

２．进水池尺寸（1）边壁形式和后壁距进水池的边壁形式主要有如下图所示的矩形、多边形、半圆形、圆形、马蹄形和蜗壳形等几种矩形结构简单，但拐角处易形成回流；多边形和半圆形消除了拐角，不易产生回流，但吸水管与池壁间仍有可能形成回流；圆形结构受力条件好，但其内水流紊乱，流态不好，但可防止泥沙在池内的淤积，多用于多沙水源的泵站；马蹄形和蜗壳形水力条件较好，但施工难度大，只用于大型轴流泵机组116

为了防止在吸水管和池壁间形成回流，影响水泵进水和效率，应该控制后壁距T。T值越小越好，但考虑到安装和水泵的吸水要求，一般取T=（0.3~0.5)D进。必要时，在吸水管和池壁间加装隔断。（2）进水池中最小水深：Ｈmin＝hs+Ｐ其中：hs按≥hsc确定（3）Ｐ为悬空高度

P=（０.５～０.８）Ｄ进（4）池宽Ｂ一般按：

B=（２.５～３.０）Ｄ进确定。当一池内有两根吸水管时，吸水管的中心距也按此B值确定117

（5）池长：L=KQ∕BhK为秒换水系数，进水池最小有效容积与水泵流量的比值。K=15~30Ｑ：泵站中最大水泵的设计流量Ｂ：池宽

h：最小水深同时Ｌ′应满足Ｌ′≥４Ｄ进即Ｌ≥４.５Ｄ进＋ＴＬ′是吸水管中心到进水池前缘的长度。118

3、进水池中的防涡措施当进水池无法满足上述尺寸要求时，为了防止池内产生各种漩涡，可以采取如下措施：119

4、进水池构造建于泵房前的进水池，构造简单，池边墙可为直立或斜坡式，可采用浆砌石挡土墙或护坡。池底一般采用５０＃砂浆块石护砌。厚度０．３m，在吸水管附近应加厚或浇砼。建在泵房下的进水池，同时是泵房的水下基础建筑，按相应的结构要求，通过计算确定其材料和尺寸。120

三．出水池和压力水箱出水池和压力水箱都是连接泵站压力水管（即水泵出水管）与干渠或泄水区（湖泊、河流）等的建筑物。出水池为开敞式，常用于泵站上水位变幅不大的灌溉泵站中。压力水箱为封闭式，且后面一般还接有压力出水总涵管，常用于外河水位变幅较大的排水泵站或排灌结合泵站中。当采用出水池时，由于水位变幅的关系，而造成出水池侧墙很高，工程量很大，施工困难的场合，均应采用压力水箱。121

（一）出水池出水池的作用是消除压力水管出流的余能，使水流平顺地流入渠道。１．出水池的形式（１）按水流方向分：a：正向出水b：侧向出水c：多向出水122

（２）按压力水管出流方式分：a，淹没式出流式；b，自由式出流式；c，虹吸式出流自由出流式：压力水管的出口位于出水池最高水位以上，停机后，出水池的水不会向出水管倒流，但浪费了扬程。淹没出流：压力管的出口淹没于出水池水面以下，不会造成扬程浪费，但停机时会出现水流倒灌，应采取必要而适当的断流措施：拍门、虹吸管出流、溢流堰式、快速阀门、止回阀等。123

２．出水池的尺寸正向出水池各部尺寸主要有：（１）池长L：池长一般是按消能理论由经验公式推求（２）池宽Ｂ单机：Ｂ≥（２～３）Ｄ0多机：Ｂ＝n（Ｄ0＋２a）＋（n－１）δn：出水管数δ：墩墙的厚度Ｄ0：出水管出口直径

a：出水管边缘到池壁的距离，

a＝（０.５～１.０）Ｄ0，但不少于０.３～０.５m124

（３）．出水池各部高程：池顶高程：▽顶＝▽高＋Δh（安全超高０.４～０.５m）池底高程:▽底＝▽低－（h淹min＋Ｐ）

最小淹没深度h淹min≥２━━━V0：出口流速P：出水管口下缘到池底的距离Ｐ≥０．１～０．３mV022g125

（４）．出水池与渠道的连接收缩角α＝３０°～４５°可计算收缩段的长度侧向出水池的计算，同学们可参阅有关资料。３．出水池的构造地基较好时，可采用浆砌块石结构。地基较差时，可采用钢筋混凝土结构。应尽量建于挖方上，必须建于填方上时，应注意结构的稳定性。126

（二）压力水箱压力水箱按照出流方向分正向和侧向，按水箱的平面形状来分，有梯形和矩形，按结构有无隔墩和有隔墩等种形式。1，水泵；2，出水压力水管；3，拍门；4，压力水箱；5，压力涵管；6，伸缩缝；7，防洪闸；8，河堤（防洪堤）127

128129第八节泵站水锤及其防护1停泵水锤

1)、水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象，称为水锤(又叫水击)。

2)、停泵水锤：指水泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。

1303)、停泵水锤的主要特点：突然停电(泵)后，水泵工作特性开始进入水力暂态(过渡)过程，在此阶段中，由于停电主驱动力消失，而机组由于惯性作用仍继续正转，但转速降低。机组转速的突然降低导致流量减少和压力降低，先在泵站处产生压力降低。此压力降以波(直接波或初生波)的方式由水泵出水管路首端向末端的高位水池传播，并在高位水池处引起升压波(反射波)，此反射波由水池向管路首端及水泵传播。(首先发生减速减压)

1314)、不同水泵系统的停泵水锤(1)在水泵出口处有止回阀的情况(有阀系统)停泵水锤暂态过程线ⅠⅡ132(2)在水泵压出口无普通止回阀(无阀系统)停泵水锤暂态过程线注：(1)如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头(逐渐减小)情况下反转。

(2)如果水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组已停止转动，这时，就不存在第Ⅱ制动工况阶段。133(3)泵管路系统中的水柱分离现象和断流(弥合)水锤水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压以下时，水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离(又叫水柱拉断)，而在该处形成“空腔段”。断流(弥合)水锤：当分离开的水柱重新弥合时或“空腔段”重新被水充满时，由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的“断流(弥合)水锤”。134断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。断流水锤发生点：(A)图中陡转点B点(B)在平缓的管路中，正常流速过大，机组惯性又小1352停泵水锤计算综述(略)主要求停泵水锤暂态过程线、保证安全。3停泵水锤防护措施(1)防止水柱分离

A、正确的管路布置

B、受地形限制,不能改变布置时,可在管路的适当地点设置调压塔(2)防止升压过高的措施

A、设置水锤消除器

B、设空气缸

C、采用缓闭阀

D、取消止回阀

136第九节泵站噪声及其消除1噪声的定义物理学观点：噪声就是各种不同频率和声强的声音无规律的杂乱组合。生理学观点：凡是使人烦噪的、讨厌的、不需要的声音都叫噪声。1372泵站中的噪声源

1)、工业噪声空气动力性噪声:由气体的振动而引起机械性噪声:由固体的振动而引起电磁性噪声:主要指电器设备如电动机和变压器等产生的噪声

2)、泵站中的噪声源：电机噪声、泵和液力噪声(由流出叶轮时的不稳定流动产生)、风机噪声、阀件噪声和变压器噪声等。其中以电机转子高速转动时，引起与定子间的空气振动而发出的高频声响为最大。1383噪声的危害(1)可以造成职业性听力损失(2)噪声引起多种疾病(3)噪声影响正常生活(4)噪声降低劳动生产率4噪声的防治(1)吸音(2)消音(3)隔音(4)隔震139第十节泵站的土建要求1一级泵站特点及要求:临水深埋,泵房地下墙体受力大,一般为地下式、结构要求有足够的强度,地下墙体要不透水,并有足够的整体稳定性。由于埋深大，一般采用沉井施工，要充分利用空间，尽量减小泵房地下部分的平面面积，辅助设备及闸阀等应尽可能布置在上层或室外。泵房与其他建筑物相连或者泵房的不同基础部分相连时，要设置垂直分缝。泵房内要设排水系统，并防止外水的侵入泵房内的交通、门窗设置、通风散热性、起重设备等其他辅助设备的布置均应符合要求考虑扩建的需求与可能140某化工厂地下式取水泵房141某化工厂地下式取水泵房142

143

2二级泵站二级泵房一般埋深不大，多为地面式或半地下式。由于受到二级泵站工作特点的影响，二级泵房内机组台数一般较多，宜建成矩形泵房，结构要求较一级泵房为简单，造价相对较低，因此土建结构应服从于工艺布置的要求，以求节能。其他要求同一级泵房144设有Sh型水泵的半地下式平面布置图

1操作室与配电室；2地下式泵房；3走道；4短梯5水泵基础；6、真空泵基础；7集水坑145

3循环泵站一般选用同型号水泵供水安全性要求高，备用机组多有时设有冷、热水两套机组常采用自灌式工作方式，泵房埋设较深146第十一节泵站的工艺设计1、设计资料

(l)基础资料基础资料对设计具有决定性作用和不同程度的约束性。主管部门对设计工作的主要指示、决议、设计任务书、有关的协议文件、工程地质、水文与水文地质、气象、地形等等，都属于这类资料。

(2)参考资料参考资料仅供参考，不能作为设计的依据，如各种参考书籍，口头调查资料，某些历史性记录及某些尚未生产的产品目录等。1472、泵站工艺设计步骤和方法(1)确定设计流量和扬程。(2)初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。(3)设计机组的基础。(4)计算水泵的吸水管和压水管的直径。(5)布置机组和管道。(6)精选水泵和电动机。(7)选择泵站中的附属设备。(8)确定泵房建筑高度。(9)确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。(10)向有关工种提出设计任务。(11)审校，会签。(12)出图。(13)编制预算。1~7步前面已介绍，下面就泵房尺寸的确定方法进行介绍：148

泵房尺寸的拟定１．卧式水泵的泵房尺寸（１）泵房的平面尺寸泵房长度＝nＬ＋Ｌ１＋Ｌ２

n为水泵台数Ｌ为机组中心距，通常也即为泵房开间（柱间距）

Ｌ１，Ｌ２为泵房的配电间和维修间长度，可取为Ｌ149

而机组中心距Ｌ＝Ｌ′＋b

其中Ｌ′为机组基础的长度或最大宽度;b为两机组基础之间的距离若就地检修，且有抽轴要求时，b≥轴长＋０．５m，否则，两机组间（基础或最凸出部位）的净距应大于０．8m（容量≤５５kw）或１．2m（容量＞５５kw）．同时，Ｌ应满足进水池单池宽度的要求．150

泵房的跨度满足布置水泵、各种变经管、阀件的等要求，并留有操作空间。151

如上图，泵房的跨度B=∑bi其中：b墙为泵房墙体的厚度（按照结构、保温等要求确定，一般为240mm、370mm、480mm等)；b净1：是穿墙管伸出墙体的净长度，依安装要求，应不小于３００mm；b接1：为进水侧偏心渐缩管的长度，按吸水管管径和水泵进口直径的大小，以及渐缩管的收缩角确定；如果进水侧安装有检修闸阀，还应包括该闸阀的长度，有时为了拆装的方便，在进水闸阀与水泵之间还装有一短管，也需要计算在内。152

b泵：水泵从进口到出口的长度；b接2：为方便水泵的拆装而安装的短管的长度。一般为方便拆装而安装的短管的长度以满足连接法兰拆装螺栓的操作空间要求即可b渐：出水渐扩管长度，一般为同心渐扩管，其长度计算按水泵出口直径和出水管的直径，以及渐扩管的扩散角确定。b闸：出水闸阀的长度，如果安装有止回阀，还应计入其长度。b接3：为方便闸阀的拆装而安装的短管的长度b净2：出水侧穿墙管伸出墙体的长度，要求同b净1出水侧的尺寸还要满足布置泵房内纵向主交通道的要求，满足操作闸阀的空间要求。泵房的跨度还应该满足建筑模数的要求，通过以上计算并统筹后，即可确定出泵房跨度的大小。153

（２）泵房的高度１）卧式机组泵房的主要高程及高度①泵房的各部分高程：▽底＝▽安－Ｈ１－Ｈ２▽安：为水泵的安装高程，按最低下水位确定Ｈ１：水泵基准面到基础顶面的高度，即水泵中心高154

Ｈ２：基础顶面到底板面的距离，一般要求基础面凸出底板面的高度Ｈ２＝0.1~0.3m如果▽底确定出来后大于最高水位时,即可采用分基型泵房,此时的▽底实际上就是泵房的地板高程。管道中心线的高程按水泵进出水口的中心高程及渐缩管的形式确定.干室型泵房的上层地板面高程或者分基型泵房的地板面高程▽地应高于室外地平0.5~1.0m,同时应高于最高洪水位0.5m以上,否则应设防洪措施.155

②泵房高度的确定泵房高度是指泵房屋面大梁下缘到地板之间的净距离.不设起重设备时，Ｈ应大于４．０m,主要考虑通风散热要求；设起重设备时，要保证起吊重物的要求,此时:Ｈ＝∑Ｈi（i＝１～６）Ｈ6：起重设备最上缘与屋面梁底缘之间的最小净距≥０．１mＨ5：吊绳收到最高位置时，吊钩与起重设备最上缘间的距离，由起重设备构造确定。（按所选起重设备的类型，查手册中的设备样本）Ｈ4：吊绳的长度（高度），由重物起吊点宽度及吊绳夹角确定。Ｈ3：最高重物的高度Ｈ2：垫块及安全起吊高度≥０．２m＋０．２mＨ1：载重汽车车厢距地板面高度156

２．立式水泵的泵房尺寸拟定(1)进水池的池底高程=进水池最低水位-淹没水深-悬空高度;(2)进水池底高程加上悬空高度得到进水喇叭口的底缘高程;(3)进水喇叭口底缘高程加上水泵的结构尺寸a得到水泵梁顶面高程(4)电机层地板面高程=最高水位+0.5~1.0m157

泵房的高度H计算同前.但其中的H1要取泵房内安装的最高设备的高度和前述车箱底板面到地板面的高度中的大者.即要求不但能从车箱内将设备吊出,还要求吊起设备后能通过已经安装好的设备的顶部.泵房的平面尺寸确定时:(1)首先确定水泵中心线到池后壁的距离,按水泵的结构尺寸、出水管的布置要求、上层电机最凸出的部分到后墙的净距离要求等确定;(2)确定进水池的长度:水泵中心线到进水池的前端的长度应不小于4D进,则可确定出泵房下部进水池的长度和底板沿水流方向的横向宽度158

电机层中，水泵的中心线也即电机的中心线到进水侧墙体的净距离，按照有无布置配电设备、泵房内的主交通通道的宽度要求、泵房跨度的系列（即建筑模数）等要求进行确定。泵站中还有很多构件等尺寸需要确定：如：柱截面、屋面梁的型式及尺寸、窗子的尺寸、门的尺寸、墙体的厚度、地板厚度、隔墩厚度、地基梁的截面、水泵梁的截面、电机梁的截面、行车梁等等，在设计时，除满足工艺、结构要求外，尽可能按标准图集上的尺寸采用，所有尺寸须符合建筑模数的规定。159第五章排水泵站5.1概述5.2污水泵站的工艺特点5.3雨水泵站的工艺特点5.4合流泵站的工艺特点5.5螺旋泵站的工艺特点160

§5.1概述排水泵站总体上的工作特点为：所抽的水含有大量杂质，性质随排水对象而不同流量是不断变化的，污水泵站随生活、生产排水而定；雨水泵站受降水及产流汇流过程而异雨水泵站的外水位可能变化较大。

5.1.1组成与分类

(1)组成排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间，有时还附设有变电所。161(2)分类排水泵站按其排水的性质，可分为污水(生活污水、生产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站(或叫区域泵站)和终点泵站(又叫总泵站)。按水泵启动前能否自流充水分为自灌式泵站和非自灌式泵站。按泵房的平面形状，可以分为圆形泵站和矩形泵站。按集水池与机器间的组合情况，可分为合建式泵站和分建式泵站。按照控制的方式又可分为人工控制、自动控制和遥控3类。1625.1.2排水泵站的基本类型

排水泵站的类型取决于进水管渠的埋没深度、来水流量、水泵机组的型号与台数、水文地质条件以及施工方法等因素。

选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、运行条件等方面综合考虑。基本类型有：合建式和分建式163

①合建式：泵站集水池与泵房合建在一起。②分建式：泵站集水池与泵房分开建筑；采用何种形式，一般取决于：进水管的埋深：埋深大时，宜合建，不宜分建；所选用的泵型：卧式机组，宜分建；立式机组，宜合建。站址水文地址条件：条件好，宜合建；条件不好，宜分建。施工方法：地下为圆形结构且采用沉井施工时，一般均合建。164

合建式：优点：吸水管短，构筑物集中，可采用自灌式工作；缺点：结构复杂，泵房埋深可能较大，施工较困难，泵房的通风、采光、卫生条件较差，易受污水渗透。分建式：优点：可利用水泵的吸程，提供安装高度，减小泵房深埋，结构相对简单，施工难度低。通风、采光、卫生条件相对较好；缺点：构筑物分散，管理较不便等。165示例:合建式圆形排水泵站的适于中、小型排水量，水泵不超过4台。优点：圆形结构受力条件好，便于沉井法施工，降低工程造价，水泵启动方便，易于根据吸水井中水位实现自动操作。缺点：机器内机组与附属设备布置较困难，当泵房很深时，工人上下不便，且电动机容易受潮。1、排水管渠；2、集水池；3、机器间；4、压水管；5、卧式污水泵；6、格栅166合建式矩形排水泵站1、排水管渠；2、集水池；3、机器间；4、压水管；5、立式污水泵；6、立式电动机；7、格栅适于大型泵站优点：在机组、管道和附属设备的布置方面较为方便，启动操作简单，易于实现自动化。电气设备置于上层。不易受潮，工人操作管理条件良好。缺点：建造费用高。当土质差，地下水位高时，因不利施工，不宜采用。167分建式矩形排水泵站1、排水管渠；2、集水池；3、机器间；4、压水管；5、水泵机组；6、格栅优点：结构上处理比合建式简单，施工较方便，机器间没有污水渗透和被污水淹没的危险。缺点：要抽真空启动，为了满足排水泵站来水的不均匀，启动水泵较频繁。168根据设计和运行经验：水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的雨水泵站，其地下部分结构采用圆形最为经济，其地面以上构筑物的形式，必须与周围建筑物相适应。当水泵台数超过4台时，地下及地上部分都可以采用矩形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为了发挥圆形结构比较经济和便于沉井施工的优点，也可以采取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置方式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内，地上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置适用于流量较大的雨水泵站或合流泵站。对于抽送会产生易燃易爆和有毒气体的污水泵站，必须设计为单独的建筑物，并应采取相应的防护措施。169§5.2污水泵站的工艺特点5.2.1水泵的选择

1、泵站设计流量的确定污水泵站的设计流量应通过污水管道系统的水力计算确定,一般均按最高日最高时污水流量决定。一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以下)，设l-2套机组；大型排水泵站(最高日污水量超过15000m3)设3-4套机组。1702、泵站的扬程Hss——吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；Hsd——压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高点(即压水管出口处)之高差；Σhs和Σhd——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失(包括沿程损失和局部损失)。)21(～hhHHHdssdSS++++=åå171

Ｈst按泵站工作的实际情况确定：中途污水泵站：Ｈst即为需要提升管位的高度；污水厂前总泵站：Ｈst为污水处理构筑物起始水位与集水池平均水位之差。集水池最高水位可采用排水污水主干管出口处的管内底标高，或者计算水位标高（即管底标高加管内水深），而最低水位一般取最高水位下１．５～２．０m。1723、选泵要点(1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在高效段内(2)水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应在高效段内集水池中水位变化时水泵工况水泵并联及单独运行时工况173(3)选用工作泵的要求是在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。

(A)流量选择：大小兼顾、型号整齐

(B)泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污水泵；当流量大时，可选择轴流泵；当泵房不太深时，也可选用卧式离心泵。对于排除含有酸性或其他腐蚀性工业废水的泵站，应选择耐腐蚀的水泵。排除污泥，应尽可能选用污泥泵。(4)备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多于四台，且为同一型号，则可只设一套备用机组；超过4台时，除安设一套备用机组外，在仓库中还应存放一套。(5)考虑扩建1745.2.2确定集水池容积在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作时的水力条件以及能够及时将流入的污水抽走的前提下，应尽量小些。

(1)全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站中最大一台水泵5min出水量的体积。

(2)小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量的要求。

(3)工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水量来复核

(4)集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出的污泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定175(5)自动控制的污水泵站集水池容积计算(A)泵站为一级工作时：(B)泵站分二级工作时：

W——集水池容积(m3)；

Q0——泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h)；

Q1、Q2——泵站分二级工作时，一级与二级工作水泵的出水量(m3/h)n——水泵每小时启动次数，一般取n＝6。1765.2.3机组与管道的布置特点

1、机组布置的特点(a)适用于卧式污水泵；(b)及(c)适用于立式污水泵。1772、管道的布置与设计特点

(1)每台水泵应设置一条单独的吸水管

(2)吸水管的设计流速一般采用1.0-1.5m／s，最低不得小于0.7m／s，以免管内产生沉淀。吸水管很短时，流速可提高到2.0-2.5m／s。

(3)压水管的流速一般不小于1.5m／s，当两台或两台以上水泵合用一条压水管而仅一台水泵工作时，其流速也不得小于0.7m／s，以免管内产生沉淀。

(4)其它：每台水泵的压水管上均应装设闸门,污水泵出口一般不装设止回阀；电气安全；防腐等。1785.2.4泵站内部