给水泵站课程设计

小组名称就这么组

土木工程学院

课程设计说明书

课程设计名称送水泵站设计

（2021年秋季学期）

学院土木工程学院________________

专业给排水科学与工程____________

班级给排水2111班______________

小组成员____________________

指导教师___________________________

年月日

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目录

第一章绪论..................................-3-

1.1设计题目及要求.........................-3-

1.1.1设计任务:............................-3-

LL2设计题目：............................-3-

1.2泵站设计资料：............................-3-

第二章设计计算书............................-4-

2.1水泵和电机的初步选择......................-4-

2.1.1泵站设计参数的确定....................-4-

2.1.2选择水泵..............................-5-

2.1.3确定电机..............................-7-

2.2水泵机组的基础设计.......................-7-

2.3水泵吸水管路和压水管路设计...............-8-

2.3.1计算水泵吸水管和压水管的直径.........-8-

2.3.2选用各种配件和阀件的型号规格和安装尺寸・.8-

2.3.3吸水井设计计算........................-9-

2.4泵房中各标高确定：.......................-10-

2.4.1泵轴安装高度.........................-10-

2.5.复核水泵和电机...........................-11-

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第一章绪论

1.1设计题目及要求

1.1.1设计任务：

根据给定的原始资料设计某城市新建给水工程的送水泵站的技

术设计工艺部分。

1.1.2设计题目：

送水泵站（二级泵站）设计。

1.2泵站设计资料：

1.泵站的设计水量为5万米3/日。

2.管网设计的部分成果：

1）根据用水曲线确定的二泵站工作制度，分二级工作。

第一级，每小时占全天用水量的5.3K；第二级，每小时占全天

用水量的3.51%。

2）城市的设计最不利点的地面标高510.6米，建筑层数5层；

自由水压24米。

3）管网平差得出的泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损

失为24.15米。

4）消防流量为144米3/时，消防扬程为10米。

5）清水池所在地面标高为500米；清水池最低水位在地面以下

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4米。

3.城市的冰冻线为0.7米，最高温度为41度，最低温度为-8度。

4.泵站所在地土壤土质良好，地下水位为8米。

5.泵站为双电源。

第二章设计计算书

2.1水泵和电机的初步选择

2.1.1泵站设计参数的确定

泵站一级工作时的流量：

Qi/(m3•h-1)=50000x5.31%=2655(737.5L/s)

泵站二级工作时的流量：

Q〃/(爪3-八-1)=50000x3.51%=1755(487.5L/s)

水泵站的设计扬程与用户的位置和高度、管路布置及给水系统的工作

方式等有关，泵站一级工作时的设计扬程。

H"m=Zc+"o+Wh+Wh泵站内+"安全

HI/m=(510.6+4-500)+24+24.15+2+1.5=66.25

其中H.——水泵的设计扬程；

乙——地形高差；ZC=Z-Z2；

Ho——自由水压；

Xh总水头损失；

£h泵站内——泵站内水头损失(初估为2.00m)

H安全一一为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头(m)；

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一般米用l-2m,现取1.5m。

2.1.2选择水泵

用管路特性曲线和型谱图进行选泵。管路特性曲线和水泵特性曲

线交点为水泵工况点。

求管路特性曲线就是求管路特性曲线方程中的参数HsT和So

HST/m=4.00+10.6+24.0+0.50=39.1

所以S/(h2・nf5)=(Eh+Eh泵站内)/Q?=(24,15+2.0)/26552

=3.7X10-6

因此:

”=39.1+3.7X10-6Q2

Wh=SQ2

根据上述公式列表1.1,并根据表1.1做出管路特性曲线，根据上海

凯泉水泵样本选定水泵。

表1.1管路特性曲线(Q-H)关系表

Q05001000200025003000

Eh00.9253.714.823.12533.3

H39.140.02542.853.962.22572.4

经反复比较选定两个方案：

方案一:2台KQSN350-M9(503)型工作水泵。(其工况点如图表1所示)

方案二:4台KQSN300-N6(488)型工作水泵。(其工况点如图表2所示)

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方案：水泵特性曲线、笥路特性曲线、水案1：况点(4价＜QSN300-N6(488)型工作水泵)

图表2

对上述两个方案通过表2方案比较表，进行比较，主要在水泵台

数、效率及其扬程浪费几个方面进行比较，比较结果可以看出扬程利

用和水泵效率方面方案一均相对于方案二稳定，且水泵台数减少，降

低后期维护成本。

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表2方案比较表

水量变化范围/

方案编号运行水泵型号及台教水泵扬程/m管道所需扬程/m扬程浪费/m水泵效率/、

(m^h-,)

方案一：2台KQSN350-756-15121台KQSN350-M9(503)型86-6866-6818'070\-81%

叩(503)型工作水泵1436-28722台KQSN350-M9(503)型88-7066-6820~28,-85%

370-7401台KQSN300-N6(488)77-7066-681T259V76、

方案二：4台KQSN30。-703-14062台KQSN300-N6(488)78-7266-6812'4625-75%

N6(488)型工作水泵1131.8-22^9.63台KQSN300-N6(488)79-7366-6813'565S-73%

1505.4-29924台KQSN300-N6(488)80-7566-6814'769”72、

经过反复比较，初步选定工作泵为2台KQSN350-M9(503)型工作

水泵。其性能参数如下：

Q=1436〜2872nl3/h；H=88〜70m；n=1480rad/min；

n=81%〜8596；N=355kW;忙1208kg。

2台KQSN350-M9(503)型水泵并联工作时，流量和扬程为2872//h

和70m,满足泵站二级设计工作流量要求。

要求再选一台同型号的KQSN350-M9(503)型水泵备用，泵站共设

有3台KQSN350-M9(503)型水泵，2用1备。

2.1.3确定电机

根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y355L-4型电机。

其参数如下：

额定电压V=380V；N=355kW；n=1480rad/nin；电机归1630kg；电机

底座花522kg；

2.2水泵机组的基础设计

KQSN350-M9(503)型水泵带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础,

则

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基础长度L/mm=水泵机底座长度L3+(150^200)

=(2220)+200=2420mm

设计基础长度取L/mm=2450mm

基础宽度B/mm二水泵底座螺孔间距+(150^200)

二700+200=900nlm

基础高度H/m={(2,5-4.0)X(W水京+W电机+W底座)}/{LXBXp)

=4.OX(1630+522+1208)/{2.45X0.9X2400}

=2.54(设计取2.6m)

设计基础高度H/m=2600mm

那么，混凝土块式基础的尺寸(m)为L*B*H=2.45*0.9*2.6。

2.3水泵吸水管路和压水管路设计

2.3.1计算水泵吸水管和压水管的直径

由表2知1台KQSN350719(503)型水泵的最大工作流量为

1512m7h(420L/s),为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，初步

选定吸水管管径DN=600mm,压水管管径DN=500mmo

当吸水管DN=600毫米时，流速V=l.49m/s,(1.2-1.6m/s)

压水管DN=500毫米时,流速V=2.14m/s,(2.0〜2.5m/s)

说明上述管径选择合适。

232选用各种配件和阀件的型号规格和安装尺寸

根据清水池最低水位标高二496m和水泵1k=6.3m的条件，确定泵房为

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矩形地面式。水泵机组采用单排顺列式布置。

每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开蝶阀，型号为

D341X-10,DN=600mm,1=154mm,W=380kgo

压水管设有液压缓闭止回蝶阀，型号为DX7K41X-10液控止回阀，

DN=250mm,L=350mm,W=1358kg；电动控制阀门，型号为D341XT0电

动蝶阀，DN=500mm,L=350mm,W=600kg。

并设有联络管(DN=500mm)联络后，由二条输水干管(DN=500mm)

送往城市管网。

泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。

选用各种弯头、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为

30.5m和宽度为ll.Omo

233吸水井设计计算

吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。

吸水井最低水位/m二泵站所在地面标高-清水池有效水深-清水池至吸

水井管路水头损失二500-3.8-0.2=496.0。

吸水井最高水位/m二清水池最高水位二泵站所在位置地面标高二500。

水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm2(1.3〜L5)d=L33x600=800

水泵吸水管进口喇叭口长度L/mm2水管，.0)x(D-d)=4.0X(800-600)

二800

喇叭口距吸水井井壁距离(0.75-1.0)0=1.0X800=800

喇叭口之间距离/mmN(1.5〜2.0)0=2.0x800=1600

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喇叭口距吸水井井底距离/mm20.8D=1.0x800=800

喇叭口淹没水深h/mm^（0.5-1.0）=1.2

所以，吸水井长度=13000mm,吸水井宽度=3000mm,吸水井高度

二6300mm（包括超高300）。

2.4泵房中各标高确定：

2.4.1泵轴安装高度

Hss/m=Hs-v72g-研

=6.3-1.497（2X9.8）-1.0=5.19取5.2m

式中：

Us——泵轴安装高度（m）;

Hs——水泵吸上高度（m）;

>hs一一水泵吸水管路水头损失（01）O

查得水泵吸水管路阻力系数：

"=0.10（800-600喇叭口局部阻力系数）；

€2=1.27（DN60090度弯头局部阻力系数）；

€3=0.24（阀门局部阻力系数）；

€.=0.05（800-600偏心减缩管局部阻力系数）;

55=0.13（600-350偏心减缩管局部阻力系数）;

H6=0.11（350-500偏心扩大管局部阻力系数）;

经计算2%=0.28m,考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增

加等因素的影响，所以取2hs=1.00%则

泵釉标高/小二吸水井最低水位+Hs/496.0+5.2=501.2

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基础顶面标高/m二泵轴标高-泵轴至基础顶面高度

hi=501.2-0.62=500.58m

泵房地面标高/m=基础顶面标高-0.20=500.58-0.2=500.38m取

500.5m

2.5.复核水泵和电机

根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水

头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。

泵房内管路水头损失

2h泵站内/m=£hs+Xhd=l.00+0.44=1.44

所以，水泵扬程H"m=Zc+H°+2h+2h泵站内

=14.6+24+24.15+1.44

=64.19

基本满足设计扬程，选定得水泵机组合适。

2.6消防和转输校核

消防时，二级泵站的供水量。

Q火/5/h)=Qd+Qx=2655+144=2799nl3/h(777.5L/s)

消防时，泵站的扬程

H火/m=Zc+Ho火+2h*+Eh泵站内

=14.6+10+24.15+1.44=50.19

其中北一一地形高差(m);

H。火——自由水压(低压消防制取10.0m);

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Eh,——消防时的总水头损失(m);

2h泵站内——泵站内水头损失(m)。

两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选

水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求。

2.7计算和选择附属设备：

2.7.1引水设备

启动引水设备，选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量

Qv/(m3/s)=KX{(Wp+Ws)XHa}/{TX(Ha-Hss)}

=1.10x{(1.4+8.33)xlO.33}/{300x(10.33-4.403)}

=0.06

式中Qv——真空泵的最大排气量(m3/h);

K——漏气系数(1.05〜1.10);

Wp---最大一台水泵泵壳内空气容积(m3);

Ws一—吸水管中空气容积(m3);

Ha-----个大气压下的水柱高度，取10.33%

T---水泵引水时间(h),一般取5min,消防水泵选3min;

Hss——离心泵的安装高度(m);

真空泵的最大真空度Hvmax/mmHg=Hssxl.01x105/10.33=4.403