给水泵站课程设计

1、 泵与泵站课程设计 姓名：高菲 学号：100607103 班级：给水排水工程1001班指导老师：覃晶晶老师目录1.用水量计算2.泵站设计控制值出水量及扬程的确定3水泵的选择4力设备的配置5泵机组的基础设计6站机组的布置7水管和压水管的设计8泵安装高度的计算9.泵站平面、高程布置及尺寸的决定10站内主要附属设备的选择11房建筑高度和平面尺寸12.建筑高度和平面尺寸13.二级泵站平面图及剖面图武汉市某净水厂给水泵站设计该水泵站为武汉市开发区净水厂的二级泵站，用以满足武汉市开发区的生产、生活、消防用水需求。1.用水量计算用水部门平均日用水量(t/d)用水时间(h)时变化系数( kh)日变化系数 (k

2、d)最高日最高时用水量(l/s)工厂甲 2400241.71.3 61.39工厂乙4400241.61.2 97.78居住区甲 2000181.51.3 60.18居住区乙 5500181.41.2 142.59Qh=Q×kh×kd×1000/(h*3600)Q工厂甲=2400×1.7×1.3/(24×3.6)=61.39 l/sQ工厂乙=4400×1.6×1.2/(24×3.6)=97.79 l/sQ居住区甲=2000×1.5×1.3/(18×3.6)=60.18 l/sQ

3、居住区乙=5500×1.4×1.2/(18×3.6)=142.59 l/sQmax=Q工厂甲+Q工厂乙+Q居住区甲+Q居住区乙=361.94 l/s2.泵站设计控制值出水量及扬程的确定相关资料：供水区域内各处标高（m）为：工厂甲 44.2； 工厂乙 46.0（46.5）； 小区甲 42；小区乙 43.4；水泵房处设计地面标高 42。水厂内吸水池最高水位 41；吸水池最低水位37（38）；最高日最高时管网水头损失为21（16）米，管网最不利点的自由水头为16米。（1）设计工况点的确定Qmax采用城市最高日最高时用水量，（升/秒）Qmax=361.94 l/sHp=(

4、Z0-Zp+H0 +h管网+h输水+h站内)×1.05（米）式中 Z0管网最不利点的标高； Zp泵站吸水池最低水面标高； H0管网最不利点的自由水头； h管网最高日最高时管网水头损失； h输水最高日最高时输水管水头损失；有时输水管很短，这部分常包括h管网在内； h站内泵站内吸、压水管管路系统水头损失，估算为22.5米； 1.05安全系数； Hp泵站按Qmax供水时的扬程Hp=(46-37+16+21+2.5) ×1.05=50.925 m（2）校核工况点的确定Q=Qmax+Q消=361.94+60=421.94 l/sHp=(Z0-Zp+H0 +10+h管网+h输水+h站内

5、)×1.05（米）式中 Q消城市消防用水量；Q消防时泵站总供水量；h管网消防时管网的水头损失；h输水消防时输水管水头损失；10低压制消防时应保证的最不利点自由水头；Hp消防时泵站的扬程。Hp=(46-37+10+40+2.5) ×1.05=65.375 m3水泵的选择1，水泵选择的基本原则：（1）所选水泵机组应满足用户最高日各个时刻（含最大的）流量和扬程的要求， 保证供水的安全可靠性。 （2）依据所选水泵建造的泵站的造价低。（3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。 （4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。（5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余

6、地。2，初选水泵：泵站中工作泵的最大供水量和扬程应满足Qmax和Hp，同时要使水泵的效率较高。Q=0， H=Z0-Zp+H0=46-37+16=25 mQ=Qmax=361.94 l/s ， H=(Z0-Zp+H+h管网+h输水+h站内)×1.05=50.925 mQ=30 l/s 时，H=Z0-Zp+H0+2+2=29 m以选泵参考曲线（ab线）求算两端点分别为：a点（30，29） b点（361.94,50.925）进行方案比较（列表比较）选定方案 两点连接成参考管道特性曲线，选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联,其泵型分别为12sh-9A型、12sh-9B型、14sh-9B型、1

7、0sh-9型、10sh-9A型、8sh-13型选泵方案比较表 方案编号用水变化范围（L/s）运行泵及其台数泵扬程（m）所需扬程（m）扬程利用率（%）第一方案300-500两台12sh-9A55-5150-5190-100选用260-300一台12sh-9A 一台 10sh-949-4748-4797-100两台12sh-9A150-260一台12sh-9A55-4546-4580-100一台10sh-9<150一台10sh-9>35<35第二方案选用240-360一台14sh-9B60-5051-5082-100一台14sh-9B145-240一台12sh-9B46-4343

8、-4293-100一台12sh-9B一台10sh-9<145一台10sh-9>35<35由上表跟图通过以下几个方面进行比较:(1) 从运行费用方面：1方案的水泵效率较高，且扬程利用率相差不大。2方案水泵的效率不太高，且扬程利用率相差较大。(2) 从基建造价方面：两个方案均为三用一备，对泵房的面积要求相同。(3) 从管理维护方面：1方案中只用到两种型号的水泵，管道附件变化少，便于施工维护。(4) 从发展方面看：2方案富余水头比较大，但在大多数情况下扬程利用率不大。1方案在流量最大时满足要求，在后期发展中可以进行换轮，有很大的发展空间。(5) 消防时，流量为481.94 L/s,

9、扬程为65.375 m, 两台12sh-9A一台12sh-9并联，画出并联曲线，（Q,H）位于并联曲线之下，符合消防校核。(6) 综合方面考虑，最后选用第一套方案。sh型单级双吸离心泵的性能表型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)泵轴功率N(kW)效率()允许吸上真空高度Hs(m)泵重(kg)12sh-9A529-893147-24855-42147099.2-13178-834.577310sh-9360-612100-17012.5-32.5147055.5-6875-81642812sh-9576-972160-27065-501470127.5-167.579-834.

10、57734力设备的配置动力设备采用电动机，当水泵选定后，可以根据水泵样本载明的电动机来选择。查找给水排水设计手册第11册，结果如下表：水泵型号轴功率N(千瓦)转数n(转/分)电动机型号功率 (千瓦)转数n(转/分)电压(v)12sh-9A99.2-1311470JS-116-41551475380不带底座10sh-955.5-681470JO2-92-4751470380带底座12sh-9127.5-167.51470JS-117-41801480380不带底座5泵机组的基础设计12sh-9A型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)12sh-9AJS-116-4

11、11446393201020500 52089052026530425安装尺寸(mm)b2884944755590500620C87537552612sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)12sh-9JS-117-411446393201020500 52089052026530425安装尺寸(mm)b2934944780640 500620C87537552610sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（带底座）型号电动机型号泵外型尺寸(mm)10sh-9JO2-92-4971540360890440 48075044020026027安装尺寸(mm)L

12、10L12L132015539.516652591060300B5B6H5H7C750750630290425以12sh-9型为例单级双吸离心泵(不带底座)安装尺寸图12sh-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则基础长度:L=地脚螺栓间距+（400-500）=L4+L6+L8+（400-500）=320+944+640+500=2404 mm基础宽度：B=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400-500）=b+(400-500) =620+500=1120 mm基础高度：H=地脚螺栓长度+（0.150.2）=24×(4-d)+（0.150.2）mm=24×25+2

13、00=800 mm12sh-9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则基础长度：L=地脚螺栓间距+（400-500）=L4+L6+L8+（400-500）=320+944+590+500=2354 mm基础宽度：B=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400-500）=b+(400-500) =620+500=1120 mm基础高度：H=地脚螺栓长度+（0.150.2）=24×(4-d)+（0.150.2）mm=24×25+200=800 mm10sh-9型水泵带底座，其基础为混凝土块式基础，则基础长度:：L=底座长度L9+(150-200)=1665+200=1865

14、 mm基础宽度：B=底座螺孔间距（在宽度方向）B5+(150-200)=750+200=950 mm基础高度:H=底座地脚螺钉长度+(150-200)=24×(4-d)+(150-200)=24×27+200=848 mm按基础重量校核基础高度：12sh-9型基础高度校核H=(2.5-4.0) ×(Wp+Wj)/(H×L×B)=3.5×(773+1150)/(2400×2.404×1.12)=1.193mH=1193mm >H=800 mm 因此基础高度取 1193 mm12sh-9A型基础高度校核H=(2.

15、5-4.0) ×(Wp+Wj)/(H× L×B)=3.5×(773+1080)/(2400×2.354×1.12)=1.125mH=1125 mm > H=800 mm 因此基础高度取1125 mm10sh-9型基础高度校核H=(2.5-4.0) ×(Wp+Wj)/(H×L×B)=3.5×(428+625)/(2400×1.856×0.95)=0.578mH=578 mm < H=848 mm 因此基础高度取848 mm其中：水泵重量（kg）； 电机重量（kg）；

16、基础长度（m）；基础宽度（m）；基础密度（kg/m3）(混凝土密度2400 kg/m3)。6站机组的布置纵向排列时，泵宽加上吸压水口的大小头和两个90。弯头长度比横向排列小，但纵排水力条件不好，耗电量大。横向排列虽然稍增长泵房的长度，但跨度可减小，进出管顺直，水力条件好，节省电耗。侧向进、出水的泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、SA型采用横向排列比较好。根据以上要点和实际情况，本泵站采用横向布置。横向排列的各部尺寸应符合下列要求：1）泵凸出部分到墙壁的净距A1等于最大设备的宽度加1m，但不得小于2m。=b+1000=620+1000=1620mm<2000mm,取=3000mm。2）出水侧

17、泵基础与墙壁的净距应按水管配件安装的需要确定。但是考虑到泵出水侧是管理操作的主要通道，故3 m。（L-L1）+0.5=2.29 m <3 m 取B1=3000mm。3）进水侧泵基础与墙壁的净距，也应根据管道配件的安装要求决定，但不小于1 m.。取=2000mm。4）电机凸出部分与配电设备的净距，应保证电机转子在检修时能拆卸，并保持一定安全距离，其值要求：=电机轴长+0.5m。但是，低压配电设备应1.5 m.；高压配电设备2.0 m。=(L-L1)+500=2290mm，取=2300mm。5）泵基础之间的净距E1值与要求相同，即E1=。如果电机和泵凸出基础，E1值表示为凸出部分的净距。取E

18、1=2300mm。6）控制室和配电室长度别取3000mm。7水管和压水管的设计（1） 布置图式一般吸水管从专设的吸水池或直接从清水池吸水，一般每台水泵有一条独立的吸水管，吸水管上一般不设闸阀，但当吸水池中水位有可能比水泵安装位置高时才设闸阀。压水管彼此连通，经连通后的压水管的根数等于管网输水管数，一般至少为两根（中、小型泵站多为两根，大型泵站两根以上）。为了减少泵站面积，连通管及不常开关的闸阀可设在泵站外，在每台水泵的压水管上应该有逆止阀和闸阀，此外，在连通管上应设闸阀，闸阀的数量应该根据事故时必须保证的供水安全程度决定，在任一管道、机组、闸阀或逆止阀发生事故时泵站不允许断水，但供水量可有适当

19、的降低，应与管网的供水保证率相一致（2）管径计算2台12sh-9A承担361.94 L/s1台12sh-9A承担180.97 L/s消防时：2台12sh-9A，1台12sh-9 共承担481.94 L/s 1台12sh-9A承担160.65 L/s所以12sh-9A最大出水量为180.97 L/s若一台12sh-9A损坏，备用泵12sh-9承担180.97 L/s消防时：12sh-9承担160.65 L/s所以12sh-9最大出水量为180.97 L/s10sh-9最大出水量即为单独工作时为150 L/s选取设计流速，利用公式D=吸水管：12sh-912sh-9A10sh-9流量（L/s）18

20、0.97180.97150经济流速（m/s）1.31.31.2计算管径（mm）420420399设计管径（mm）400400400压水管：12sh-912sh-9A10sh-9流量（L/s）180.97180.97150经济流速（m/s）2.22.22.1计算管径（mm）324324302设计管径（mm）300300300正常工作下，连通管管径同压水管为DN300校核事故用水时，基于安全程度，供水保证率取70%，设计流速取 2.5m/s计算管径 D= =4×70%×361.94/(3.14×2.5)=0.359 m 设计管径D=300. 因此DN300 符合要求。

21、（3）管材及配件规格管道采用焊接钢管(用钢带或钢板弯曲变形为圆形，再焊接成的，表面有接缝的钢管) DN300，DN400压水管:止回阀，型号为H44X-10，长度=629 mm ,重量=214 Kg 闸阀，型号为Z41T-10，长度=420 mm ，重量=240 Kg 压水管路闸阀，止回阀采用电动。具体管路附件选配如下：水泵进出口尺寸型号进口法兰尺寸mm出口法兰尺寸mmDD0Dgn1-d1DD0Dgn2-d210Sh-937533525012-183202802008-1812sh-9A44540030012-233402952008-2312sh-944540030012-233402952

22、008-23管路附件选配表名称型号规格数量大小头DN200 300DN300 400DN250 400431闸阀Z41T-10DN3008止回阀H44X-10DN3004三通DN300 300 3004喇叭口DN400490°弯头DN400 4001(4)管道敷设地点吸、压水管直径在500mm以下，管道敷设在地沟中，地沟上应该设于活动盖板，为了便于安装和检修，从沟底到管壁的距离不应小于350mm，从管壁到沟的顶盖的距离不应小于100-200mm,管壁到沟壁的距离，在一侧不应小于350mm,而另一侧不应小于450mm.沟底应有相集水坑或排水口倾斜的坡度I,一般为0.01. 管沟由砖、混

23、凝土或钢筋混凝土的地沟中。管沟高h=950 mm ,宽b=1200 mm8泵安装高度的计算以水泵安装地点的气压为10.33米水柱，水温为20.C最大吸上真空高度取几台泵中较小的，即以12Sh-9的为依据，取Hs=4.5 mHSS= HS-hS-V12/2g式中hS吸水管中水头损失；V12/2g安装真空表处的水头损失；吸水管长度暂按10m估算，其沿程水头损失：iL= 0.01×10m=0.1m型号最大流量（L/s）流速(m/s)12Sh-9180.971.4412sh-9A180.971.4410sh-91501.2局部水头损失：沿程水头损失未知，但水平的长度L已知，可近似地令：HSS

24、=XXLHSS0真空表对于12sh-9A及12sh-9管件名局部阻力系数最大流量最大流速v2/2g水头损失喇叭口0.3180.971.440.1060.0317大小头0.2180.971.440.1060.021290°弯头0.5180.971.440.1060.0529h局部=v2/2g=（0.3+0.5+0.2）×1.442/(2×9.8)=0.106 mHss=Hs-(Hss+10) ×0.01-0.106-0.106Hss=4.5-0.01×Hss-0.1-0.106-0.106Hss=4.15 m对于10sh-9管件名局部阻力系数最大

25、流量最大流速v2/2g水头损失喇叭口0.3150120.07350.0220大小头0.2150120.07350.014890°弯头0.5150120.07350.0367h局部=v2/2g=（0.3+0.5+0.2）×1.22/(2×9.8)=0.0735 mHss=Hs-(Hss+10) ×0.01-0.0735 -0.0735Hss=6-0.01×Hss-0.1-0.0735 -0.0735Hss=5.7 m在选定水泵的安装高度时可以比HSS小，而不能大，泵站中各泵计算的HSS是不一样的，而泵站地面是一样高的。因而按最小的HSS为最不利情

26、况，以此为标准（该台泵泵轴标高起控制作用）来确定其余各泵和管道的安装高度。所以取Hss=4.15 m水泵房处设计地面标高 42m ，吸水池最低水位38m因为38+4.15=42.15 m>42 m , 最小HSS值从最低吸水位算起比泵站所在地地面高，泵站地面取大致和地平面齐，以此可决定水泵的安装高度12sh-9同12sh-9A1、泵轴标高吸水井最低水位+Hss4.15+38=42.15 m 2、基础顶面标高泵轴标高-泵轴至基础顶面高度(H1)42.15-0.52=41.63 m3、泵房地面标高基础顶面标高-0.2041.63-0.2=41.43 m4、水泵进口中心标高=泵轴标高-=42.

27、15-0.265=41.885 m5、水泵出口中心标高=泵轴标高-=42.15-0.304=41.846 m10sh-91、 泵轴标高吸水井最低水位+Hss4.15+38=42.15 m2、 基础顶面标高泵轴标高-泵轴至基础顶面高度(H1)=42.15-0.44=41.71 m3、 泵房地面标高基础顶面标高-0.2041.51 m4、 水泵进口中心标高=泵轴标高-=42.15-0.2=41.95 m5、 水泵出口中心标高=泵轴标高-=42.15-0.26=41.89 m9.泵站平面、高程布置及尺寸的决定吸水井的设计吸水井最低水位=38 m；喇叭口淹没深度 取h=1500 mm水泵吸水管进口喇叭

28、口大头直径D=1.5d=600 mm水泵吸水管进口喇叭口长度H(3.5-7.0)(D-d)=3.5×(600-400)=700 mm喇叭口距吸水井井壁距离L1=(0.75-1.0)D=1.0×600=600 mm喇叭口之间距离L2=(1.5-2.0)D=2.0×600=1200 mm喇叭口距吸水井井底距离h10.8D=0.8×600=480 mm所以，吸水井长度L=600×2+600×4+1200×3=7200mm，但考虑水泵机组之间距，将吸水井长度确定为20 米；宽度B=600×2+600=1800 （调整为4米

29、）吸水井高度，考虑到吸水管及喇叭口长度，设置为6000 mm.泵房总长度L= +3×+L安装+( L控制+ L配电）=3000+3×2300+2300+（2404+2354+2354+1865）+3000=24177mm（其中L控制+ L配电 取3000mm ）最后调整为30000mm，即30 m.泵房总宽度B= =2000+1120+3000=6120mm考虑到吸、压水管在泵房内的长度，闸阀，止回阀，三通，大小头等附件，宽度调整为12 米.10站内主要附属设备的选择真空泵应按起动最大的一台水泵计算，真空泵的抽气量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽气时，实际所抽取空气的压力是变化的，为了简化起见可以取水泵安装高度作为计算真空度（这是偏于安全