泵与泵站设计计算书要点

1、目录1 吸水井 21.1 吸水井设计水位 21.2 吸水井标高 21.3 吸水井布置 31.4 吸水井长度 32 水泵选择 32.1 供水流量计算 42.2 供水曲线及分级供水 42.3 水泵扬程计算 52.4 水泵选择 62.5 吸水管和出水管管径 72.6 水泵基础计算 83 二级泵房平面布置 93.1 水泵基础布置 93.2 水泵基础布置 94 二级泵房高程布置 104.1 水泵安装高度 104.2 水泵及管线相关标高 114.3 起重设备及泵房高度 115 真空泵设计计算 135.1 抽气量 135.2 最大真空值 Hrmax 136 排水泵设计计算 147 消防校核 14泵房设计计算

2、说明书1吸水井二级泵房前设吸水井，以调节水量，使水位稳定。1.1吸水井设计水位吸水井设计最高水位为清水池最高水位，即42.3m，设计最低水位按照最不利情况考虑，即设计最低水位为清水池池底标高减去清水池至二级泵房吸水井的水头损 失。清水池设一根出水管，出水管管径取为DN900，管内流速为1.10m/s。查水力计算表可得，输水管水力坡降为i=0.15%。取清水池到二级泵房吸水井之间管道总长为50m,则输水管没程水头损失为hi =i 丨=0.15% 50 =0.075m局部水头损失计算如下：表1-1吸水井前管道局部水头损失计算表配件名称数量规格局部阻力系数90度弯头1DN9001.1蝶阀2DN900

3、0.4进出口2DN90023.5由上表计算可得，局部水头损失为:v211。2hf3.50.216m2g2 9.81则总水头损失为：hhf =0.0750.216 =0.291m清水池最低水位为40.2m，则吸水井最低水位为39.91m。1.2吸水井标高喇叭口离吸水室底部的最小距离h1一般吸水管的最小悬高高度h1=（0.60.8）D 1，大管径采用较小系数，小管径采用较大系数。吸水管 600mm。根据S3图集所选的喇叭口直径为900mm。贝V hi=0.7 x 900=630mm。取 h1=700mm。 喇叭口的最小淹没水深h2喇叭口垂直布置时的淹没水深一般大于1.5D1,此处按大泵计算h2 =

4、1.5 9x00=1350mm。取 h2 =1400mm。吸水井池底标高 =吸水井最低水位标高 -h1- h2 =39.91-0.7-1.4=37.81m 。1.3 吸水井布置 吸水池喇叭口直径 D1一般大于（1.251.5） D，在给水排水标准图集S3 （上）选择一个相应的喇叭口，其直径 D1=900mm 。 喇叭口管中心线距后墙的距离c一般取（0.81.0） D1，此处取 0.8D1，则：c=0.8 X）00=720mm取 c=800mm 。 喇叭口中心线与侧墙的距离b一般为 1.5D1,则：b=1.5 X900=1350mm取 b=1400mm。1.4 吸水井长度多台水泵的吸水井应有一定

5、的进水流程，以调整水流使顺直均布地流向各吸水管。一般要求吸水井进水至吸水喇叭口中心的流程长度I不小于3D1,及I >3D,按大泵计算。故：I > 39X0=2700mm，取吸水井长度为 5000mm。2 水泵选择参考给水排水设计手册（第 03 册）城镇给水第 5.2.2.2 条,水泵的设计选择基本原则如下: 选泵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 高效区运行；在最高与最低流量时，水泵应能安全、稳定运行。 水泵的台数及流量配比根据供水系统的运行调度要求、泵房的性质及规模、近 远期结合方式等作综合考虑，并结合调速装置的应用进行多方案比较后确定。 一般宜尽量

6、减少水泵台数，选用效率较高的大泵；但必须考虑运行调度方便， 适当配置小泵，或采用调速运行水泵。 备用机组数的确定应根据供水的重要性及年利用小时数，并应满足机组正常检修要求。对重要的城市供水泵站， 工作机组3台及3台以下时，应增设1台备用机组; 多于3台时，宜增设2台备用机组。对于一般的城市供水泵房内可设一台备用泵，型 号与泵房内最大一台水泵相同。2.1供水流量计算二级泵站供水量按最高日最高时流量计算，最高日用水时变化系数Kh=1.2，则二级泵房最高日最高时设计供水流量为：Qh 二心 Qd =1.2 50000 =2500m3 / h =0.69m3/sh h 24242.2供水曲线及分级供水由

7、已知资料知，该地区最高日居民综合用水逐时变化系数如表2-1：表2-1该地区最高日最高时居民综合用水逐时变化系数时段0112233445566778用水量系数(%)2.32.32.22.22.33.54.65.2时段89910101111121213131414151516用水量系数(%)5.35.24.94.84.74.64.85.2时段16171718181919202021212222232324用水量系数(%)5.65.55.44.84.33.83.53.0从上表可以看出，该地区用水量明显分为两个时段，6 21点用水量较大，21 6点用水量较小，因此水泵供水分为两级供水。由上表绘出24小

8、时用水量变化曲线如图2-1 :最高日用水量变化曲线6占最高日冃啦量百分比图2-1该地区最高日24小时用水用水曲线图由上图可知，二级泵房供水分为两级：第一级为 21点到6点，每小时供水量占 全天总供水量的 2.83% ;第二级为6点到21点，每小时供水量占全天总供水量的 4.97%。每级供水量为：第一级：Q一级=50000 1.2 2.83%=1698m3/h第二级：Q二级=50000 1.2 4.97% =2980m3 / h2.3水泵扬程计算二级泵房水泵扬程 H计算公式如下：HH2 h, h2 h3式中：H1吸水井最低水位与水厂地坪的几何高度，m；H2出厂水压，m;h1吸水管路总水头损失，m

9、；h2输水管路总水头损失，m;h3富余水头，取 1。0m。水厂地坪标高为 42.00m，吸水井最低水位为 39.91m。吸水井最低水位低于水厂地坪2.09m，本设计要求出厂水压H2=40m，吸水管路及出水管路水头损失取1m，即h1+h2=1m。则二级泵房水泵扬程为：H 二已 H2 h1 h2 h3 二2.0940 11.0 =44.09m取 44.5m。2.4水泵选择根据供水曲线要求，供水分为两级。第一级供水时，同时开启2台流量为1490m3/h 的泵，第二级供水时，开启1台流量为1698m3/h的泵。综上考虑，本设计中二泵房配泵情况为3台泵。其中，第一级供水时，2台泵为备用泵，在第二级供水时

10、，1台泵为备用。参考给水排水设计手册（常用设备），泵选取500S59B，扬程为45m。泵的参数如表2-2：表2-2 500S59B 型和14SA-10型泵主要参数型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）轴功率（kW）电动机功率（kW）效率（%）气蚀余量（m）500S59B149045970247315746.0500S59B型泵配套Y400-6型电动机，泵及电动机外形尺寸如图2-2和表2-3：1637.5lc4CS型泵外形及安装尺寸图2-2 500S59B型泵外形及安装尺寸表2-3 500S59B型泵及Y400-6型电动机安装尺寸型号LL1L2AA0A1BB0B136257605807

11、10163890510001640810500S59BB2B3HH1H2H3hh1d10208001300800370480400900552.5吸水管和出水管管径根据给水排水设计手册（03册）城镇给水，可知水泵吸水管和出水管流速如表2-4：表2-4吸水管、岀水管流速管径(mm)d<250250 Ed <10001000 Ed <1600d _1600吸水管内流速(m/s)11.21.21.61.52.01.52.0出水管内流速(m/s)1.52.02.02.52.02.52.03.0500S59B型水泵吸水管管内流速设1.5m/s,又Q=1490m3/h=0.414m3/s

12、，则:D 訖:=593mm取D=600 mm，此时管内实际流速为1.46m/s，符合要求。33500S59B型水泵出水水管管内流速设为2.1m/s,又Q=1490m /h=0.414m /s,则:= 501 mm取D=500mm，管内实际流速为 2.11m/s，符合要求。2.6水泵基础计算参考给水排水设计手册(第 03册)城镇给水第 542.3条，设计计算要点如 下： 水泵基础设计必须安全稳固，标高、尺寸准确，以保证水泵运行稳定，安装检 修方便。 卧式离心泵的基础形式按与泵房结构的联结可以分为分离式和整体式。地面时泵房常采用分离式基础。地下式或半地下式泵房一般采用整体式，与钢筋混凝土底板连成整

13、体。 一般功率在100kW以下时，水泵和电动机带有底盘，可直接安设在基础上； 100kW以上时，无底盘，基础面需垫以钢板或型钢。 无底盘的大、中型水泵基础尺寸大小按水泵及电动机安装尺寸所提供的数据确 定，如无上述资料，可考虑如下：基础长度L=水泵和电机最外端螺孔间距 +(0.40.6)m，并长于水泵和电机总长；基础宽度B=水泵或电机最外端螺孔间距(取其宽者)+(0.40.5)m ；基础高度H=地脚螺栓埋入长度 +(0.100.15)m且基础高度应不小于 5070cm，基 础顶面应高出室内地坪约 1020cm，地脚螺栓埋入长度应 >20d螺栓；对于预留螺孔，当 d螺栓>40mm时，螺

14、孔中心距基础边缘 >300mm，当d螺栓<40mm 时，螺孔中心距基础边缘 >150200mm ，但基础螺孔边缘与基础边缘间距不得小于 100150mm ；螺孔尺寸一般为 80200mm 方孔，如100mM 100mm或150mM 150mm方孔， 大型水泵则> 200mM 200mm。500S59B 型水泵：基础长度 L= 水泵和电机最外端螺孔间距 +(0.40.6)m =3625+500=4125mm取 L=4200mm 。基础宽度B=水泵或电机最外端螺孔间距(取水泵) +(0.40.5)m =1640+500=2140mm取 B=2200mm 。水泵地脚螺栓埋入长

15、度 =20d螺栓+50mm=20 x 55+50=1150mm ;电动机地脚螺栓埋入长度 =20d螺栓+50mm=20 x 55+50=1150mm。基础高度H=地脚螺栓埋入长度(取水泵)+(0.100.15)m=1150+120=1270mm ;取 H=1300mm。预留螺孔取 100mmx 100mm 方孔。3 二级泵房平面布置3.1 水泵基础布置水泵基础间距取 2.0m，与进水端墙壁距离取 4.22m，与出水端墙壁距离取 5.3m。3.2 水泵基础布置定泵房跨度为12.52m,长度为43.8m，柱距采用6.20m。泵房主通道大门宽 4.0m, 高4.5m，可满足机动车进出的需要。另一侧设

16、门与控制室、配电间、更衣室等相连并 与外界相通。泵房内四周设走道板，主通道大门处走道板宽 3.0m,其余走道板宽2.0m。 泵房内设两道楼梯，楼梯宽度为1.0m。附属建筑有控制室、配电间及更衣室，附属建筑跨度为15.56m，宽度为5.16m。4二级泵房高程布置4.1水泵安装高度由给水排水设计手册（第 03册）城镇给水第 523.1条可知，水泵安装高度 可按下式计算：Zs=Hs比 一 i| ' I2g ! 2g式中:Zs水泵安装高度（m），大型水泵的安装高度应以吸水井水面至叶轮入口边最 高点的距离来计算；Hs按实际装置所需的真空吸上高度（m），若Hs>Hs将发生汽蚀，实际设计中为考

17、虑安全一般采用 Hs < （9095）%Hs （ m）;i 管路沿程损失水力坡降（ %）,查水力计算表可知i=4.1 %。；I管路长度（m）,取10m;E部阻力系数；v 吸水管中的流速（m/s）,各局部损失处流速不同；vi 水泵入口的流速（m/s）,大泵吸入口处管径为600mm ,相应流速为取 1.42m/s。又有：2vHs=HgHzNPSHR2g式中：Hg水泵安装地点的大气压力（m H2O柱），其值与海拔高程有关， 取10.24m ；Hz液体相应温度下的饱和蒸汽压力水头（m）,其值与水温有关，取0.24m ；NPSHR水泵样本中给出的必需汽蚀余量（m）,本设计中为6.0m ；v水泵吸入

18、口流速（m/s）,吸入口处管径为 500m m ,相应流速为2.1m/s。将以上数据代入公式可得2 12Hs =10.240.246.0=4.22m2 981取Hs=60%Hs=50% X 4.22=2.11m。吸水管路上有 90度弯头一个，蝶阀一个，偏心减缩管一只，喇叭口一只，局部损失如表3-11:表2-5水泵进水管局部水头损失计算表配件名称数量规格局部阻力系数计算流速（m/s）90度弯头1DN6001.091.27偏心渐缩管1DN600-5000.201.27蝶阀1DN6000.21.27喇叭口1DN600 X 9000.101.27水泵入口112.1由上可计算得Zs =2.110.004

19、12 9.81 |L10+1.59 士+1 丄匚2X9.812X9.81= 1.61m取 1.0m。v=2.5m/s，流量D=700mm，管内4.2水泵及管线相关标咼由上述计算知，泵轴标高为吸水井最低水位+1.61m=39.91 + 1.6仁41.52m。由该泵安装尺寸可知，泵轴距基础顶面高为0.50 m,则泵基础顶面标高为 41.02m，水泵基础高度为1.30m，从而可得泵房底层地面标高为39.72m ;吸水管路与泵轴高差为0.37m,则吸水管路中心标高为41.15m ;出水管路与泵轴高差为 0.48m，则出水管路中心标高为 41.04m。二级泵房设计一根总出水管接入市政供水管，管内流速取3

20、3Q=2980m /h=0.828 m /s。则计算管径得:=649mm为保证供水安全，减小管内水头损失，取二级泵房出水管管径实际流速v=2.15m/s，符合要求。由给水排水设计手册（第 03册）城镇给水第 2.5.1.1条可知，金属管道的覆土深度一般不小于 0.7m,本设计中泵房出水管管径为700mm,管中心标高为41.04m,泵房上层地坪标高为42.0+0.3=42.3m，则覆土深度为0.91m，符合要求。参考给水排水设计手册（第 03册）城镇给水第 534节，起重设备设计要点 如下：起重设备的选择应根据泵房布置，设备重量，泵房跨度、高度，操作和检修要求 等确定；选择起重设备时，应按泵房内

21、最重一台设备（水泵，电动机或阀门等）的重量考 虑，起重量大于 2.0t时，起重设备形式应选择电动起重设备；由后面的设备选型可知，泵房内最重的设备是Y400-6型电动机，重为 2880kg。结合以上设计要点，查给水排水设计手册（第11册）常用设备，知可选用LDT3.2-S 型电动桥式起重机，起重量 3200kg。参考给水排水设计手册（第 03册）城镇给水第 5.324条，泵房高度设计要 点如下：主泵房电动机层以上净高应满足水泵或电动机整体吊运或从运输设备上整体装 卸的要求；起重机最高点与屋面大梁底部距离不应小于0.3m；水泵层净咼不宜小于 4.0m。设有桥式吊车的地下式泵房高度计算公式为：H =

22、比H式中：H2泵房地下部分咼度（m）, H2=2.58m ；Hi泵房地上部分高度（m）,H1 = n a2 g d e h其中：n般采用不小于 0.3m;a2行车梁高度（m）,查阅所选起重机安装图，知a2=640mm ；C2行车梁底至起重钩中心的距离（m）,查阅所选起重机安装图， 知C2=1000mm ；d起重绳的垂直长度 （对于水泵为 0.85xm,对于电动机为1.2xm , x为起重部件宽度）（m），由前可知 d=1.2 X1.02=1.22m ；e最大一台水泵或电动机的高度 （m），由前可知e=1.30m；h吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离（一般不小于0.30.5m）,代入数据

23、得:已=0.3 0.64 1.00 1.22 1.30 1.0 =4.71m取 H<|=5.0m。则可得泵房总高度为:H =2.58 5.0 = 7.58m5真空泵设计计算本设计采用半自灌式启动，当清水池水位高于泵轴标高41.52时，采用自灌启动,否则采用真空泵抽真空启动。5.1抽气量真空泵应根据抽气量选择，用大泵计算，真空泵的抽气量W计算公式为：HgHg -Zs(m3 / min)式中：W1吸水管内空气容积（m3），取2.83m3；W2泵克内空气容积，大约相当于吸入口面积乘吸入口到出水闸门的距离（m3），取 0.32m3Hg大气压的水柱高度（m），取10.33m ；Zs水泵的安装几何高度，为1.80m；T水泵充水时间（min），不宜超过5min，取5min ；K 漏气系数，采用 1.051.10,取1.10。将相关数据代入公式计算得：HgHg "Zs3= 0.84(m / min)= 1.1