水泵设计指导

1、水泵及水泵站课程设计指导书济南大学土木建筑学院市政系 2009年6月水泵站课程设计任务书一、 设计资料1、 最高日最高时用水量：2、 管网与输水管水头损失：3、 控制点自由水头4、 管网自由水头：5、 消防用水量（高日高时+消防）：消防时管网与输水管水头损失：6、泵站处高程：7、控制点高程：8、吸水井最低水位： 最高水位：9、吸水井距泵房净距：10、输水管径：11、地下水位12、冰冻线：二、 设计任务内容1、水泵的选择、基础尺寸2、动力设备的配置3、站内机组的布置4、吸水管和出水管道的设计5、水泵安装高度的决定6、泵站平面形状、尺寸和泵站高程的决定7、站内附属设备的选择三、 设计成果整理及绘图

2、说明书一份（810页），文字简明扼要，尽量用图表说明问题。在说明书中应列举设计的原始资料。图纸一张（泵房平、剖面图及管配件规格数量表、水泵、电动机及起重机规格数量表）水泵站课程设计指导书1、 水泵的选择：根据设计任务书中所给出的水量和扬程，进行水泵选择。在选择水泵时必须注意：1) 泵站中工作泵最大抽水量和扬程应满足管网中最大用水量（最高日最高时）及扬程的要求；2) 必须使水泵站的效率较高，即在管网中用水量变化时（包括相应的所需扬程变化）水泵的输出功率尽量减少浪费，同时水泵工作点应在水泵的高效区范围内。为此水泵台数不宜过少，建议工作台数采用24台，用水量变化（日变化和时变化）较大或所需扬程中水头

3、损失所占比重较大者可采用较多的水泵；3) 备用泵采用一台。其型号和站内最大一台工作泵相同；4) 水泵力求型号统一，种类少；5) 如果现有水泵不合适时，可以采用调节水泵性能的办法：如改变转数、切削叶轮等；6) 消防时的工作情况应进行校核，当工作泵和备用泵一起开动，其抽水量或扬程尚不能满足要求时，应该改变管网末梢管径或另外选消防泵。消防泵按消防时管网内所需水量及扬程选择。 这一部分说明书中：水泵初选应写明初选方案计算过程，以及所确定的四个方案；水泵精选过程中要说明最大用水量、扬程，用水量变化情况，扬程变化情况，水泵效率、泵站运行效率，消防时的水量和扬程，选用水泵的型号、数量、备用泵情况，可参照教材

4、131页表格，每种方案要用坐标图纸画出水泵在不同流量范围下的工况图和选择过程，体现出表格数据的来由；要对最终选择的方案进行消防校核。 如果选择的水泵是经过改变转速或切削叶轮，应在说明书中说明。同时，指出所选的方案的优点和存在问题，并指出将来发展时如何考虑。2、 动力设备的配置在具有双电源时动力设备采用电动机，当水泵选定以后，可以根据水泵样本已配好的电动机来选择。如选择的水泵是要求改变转速或车削叶轮的，则电动机功率和转速应该根据比例律或车削律计算。3、 基础的确定根据水泵及配套电机的外形尺寸确定基础的长、宽、高(取整数)对带底座的小型水泵：基础长度：L=底座长度（L9）+（0.150.25）基础

5、宽度：B=底座螺孔间距(宽向)B5或B6+（0.150.25）基础高度：H=底座地脚螺钉长度（L1）+（0.150.25）（底座地脚螺钉长度=底座地脚螺钉直径d4的20倍）对不带底座的大、中型水泵：根据水泵或电动机（取宽者）地脚螺栓孔间距+0.40.5m，确定长度和宽度。基础高度：H=底座地脚螺钉长度（L1）+（0.150.25）基础尺寸校核：高度不小于50cm；高出室内地坪1020cm基础总重量机组总重量的2.54倍。4、 机组布置图的决定在选定水泵和电动机后，机组尺寸大小可从样本查到、基础大小可确定，计算后可进行机组布置。在水泵台数不多（不超过6台时），最好采用单行排列，选用Sh、SA型泵

6、时，应采用轴线成一列布置。机组布置应使泵站工作可靠，管理方便，管道布置简单，泵站面积及跨度恰当，并考虑有发展可能。机组布置应满足下列要求：(1)泵房大门口场地宽度A等于最大设备的宽度加1m，但不得小于2m。 (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I.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1m。如水泵外形不凸出基础，D值则表示基础与墙壁的距离。 (5)相邻两机组基础间的净距，电动

7、机容量不大于55千瓦时，不得小于0.8米；电动机容量大于55千瓦时，不得小于1.2米。(6)基础长边距墙1.25米。突出固定部分间净距及突出部分与墙间净距不得小于0.7米。电动机容量小于55千瓦时，不得小于1.0米。(7)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。5、 吸水管和压水管的设计在决定了机组布置图示后，可以进行管道设计，包括：（1）管道布置图；（2）管径计算；（3）管材敷设选用的决定；（4）管道敷设方式的决定。布置图示：一般吸水管从专设的吸水井或直接从清

8、水池吸水（必须注意应该从能分成完全隔开的两个独立的吸水井或清水池中吸水）。每一水泵有一条独立的吸水道，吸水管上不设闸阀（除非吸水井中水位有可能比水泵安装位置高，才设闸阀）压水管应该彼此相通，泵站总压水管应该与管网输水管连接，为了减小泵站面积，连通管和部分不常开启的闸阀可设在站外，在每一水泵的压水管上应该有逆止阀和闸阀。此外在连通管上应该设闸阀。闸阀的设置应根据事故时必须保证的安全程度决定：在任一管道、机组、抽水量可以有适当降低，应满足管网保证率要求。管径计算：吸水管管径应该根据该泵最大抽水量及设计流速决定，最大抽水量是指该泵在单独工作或并联工作中可能出现的最大抽水量。总压水管管径在站内按上述原

9、则决定,在站外按输水管管径决定。管材和配件规格的决定：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、吸水喇叭等均可采用钢板（管）焊制。管道上的闸阀及逆止阀可用法兰接头的铸铁制品。其规格可按手册查到，口径应和管道口径一致。配件规格可根据管道口径及管道布置图决定，如弯头口径和管道相同，大小头按前后管径决定。三通、四通按前后连接管道口径决定其规格。电动阀门要写明配套电机。管道敷设地点：如果泵站为地面式（或埋深不大）站内管道直径小于500毫米时，管道一般设在管沟内。沟径可比管径大6080厘米。管底距沟底30厘米，管顶距沟顶10厘米，沟底应有0.01坡度坡向集水坑。站内管道大于500毫米

10、时，可设在专门的地下室中，闸阀在机器间内操作。地下室高度不小于1.8米，顶盖应有部分能掀开以便把管件运入或拆出。半地下室泵站（埋深超过23米）可把管道直接设在地板上。管道设计部分说明书应该用文字说明所采用的管道材料，采用的设计流速和各管道的设计流量，管径计算，管道敷设地点，管道布置，闸门的开启方式，并附以草图表示管道的布置（可与机组布置合为一张草图）。草图应表示平面和立面布置情况，注上管径及间距尺寸，草图上管线可用单线表示，用简易符号表示各种配件。必须注意，此时平面尺寸已可决定，由于水泵安装高度未定。因而立面尚有一段主管长度未定，需留待计算安装高度后再决定。5、水泵安装高度的计算根据选定的水泵

11、，在样本上可找到最大允许吸上真空高度Hs。必须注意最大允许吸上真空高度在抽水量不同时也不同。因而应根据该泵在可能工作范围内的最大抽水量查得对应的最大允许吸上真空高度HsHSS应从吸水最低水位至泵轴计算。hs包括吸水喇叭口至真空计安装处的所有水头损失（沿程的和局部的）；可根据最大抽水量和真空计处的过水断面面积计算；i为吸水管水力坡度，可从手册中查到。必须注意，计算得到的Hss为最大允许安装高度。在选定水泵的安装高度时只可以比计算数值小，而不能大，越小越安全。各泵计算结束，不同泵型安装高度是不一样的。泵站地面一般是一样高的，因而按最小的为标准，一般泵站建在地面上造价最低。如计算的最小值从最低吸水水

12、位算起比地平面高，泵站地面取大致和地平面齐，以此泵站地面来决定水泵安装高度（水泵轴线位置）。如计算的值比地平面低，则根据此值来决定水泵轴线位置，再决定泵站地板标高，一般水泵基础比地板高1020厘米。水泵安装位置决定以后，管道立面布置尺寸就决定了。列出每一水泵计算的值，然后决定各泵安装高度和泵站地面标高。6、 泵站房屋形状及尺寸决定：在机组及管道布置决定以后，可以决定泵站尺寸，第二泵站一般为地面或半地下式，因此平面形状一般采用矩形。房屋面积大小：根据机组和管道布置所必须的间距决定，但考虑第二泵站运转调度较频繁，所以泵站面积应略为宽松些。站内除机组管道之外尚须设置仪表台、配电盘和开关箱，其他辅助设

13、备。机组、管道、设备之间距离应符合规范要求，站内面积应能满足小修要求，半地下式泵站可以专设一走道平台。闸阀、出水管和连管等如在平台下，则平台部分地板应能开，以便安装修理。泵站房屋尺寸应考虑将来发展为了减小泵站面积可考虑把一部分闸阀和流量计的主体部件设在站外泵站的高度应满足设备起吊要求：机组吊起时应能在安好的机组上空通过，距机组顶应不小于0.3米。第二泵站一般不设专门的休息室或生活间，可附有一个小小的贮藏室以储藏润滑油和小的零件及修理工具。泵站的门应能便于机组设备运进或运出，大小应能通过最大设备，另外可设一小门用来经常出入。根据计算以及建筑模数（300mm的倍数）的要求确定泵房高度。长度：计算E

14、=电机轴长+0.5m，A=最大设备宽度+1m，水泵突出基础长度（参考资料第9页图及样本尺寸），根据机组布置要求，综合建筑模数要求确定泵房长度。宽度根据草图计算各配件、机组及通道之和。这部分说明书应以草图为主，配以简单文字说明，说明决定面积尺寸的原因以及其他措施，包括门窗采暖通风等问题。草图应该和管道布置合为一张，注明尺寸。7、 附属设备的选择：管道上的附件如闸门、逆止阀及喇叭口均在管道设计时选定。真空泵的选择：二级泵站一般为了降低造价，不能埋深过大，常用真空泵启动。真空泵应按照启动最大一台水泵计算。必须注意：真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的。为了简化起见，可以取水泵安装高度作为平均真空度（这是偏于安全的）。这时真空泵按下列数据选择：抽气量真空度Ha=HSS式中k为漏气系数，一般取1.051.10式中W1、W2为泵及水管体积（有吸水喇叭口到逆止阀），计算不必过分精确，特别是泵壳可按圆柱体计算。T为启动时间，一般应小于5分钟，消防不得超过3分钟，真空度可以用水银柱表示，或以百分数表示。如HSS为4米，则HSS用水银柱表示为4/13.6=0.29米=290毫米。如用百分数表示则为4/10*100%=40%，根据样本数据表示。在选择真空泵