给水泵站工艺设计课件

1、L/O/G/O给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 刘宏远刘宏远一、设计资料一、设计资料 1基础资料基础资料 (1)设计任务书。设计任务书。 (2)规划、人防、卫生、供电、航道、航运等部门同意在一定地点修建泵规划、人防、卫生、供电、航道、航运等部门同意在一定地点修建泵站的正式许可文件。站的正式许可文件。 (3)地区气象资料：最低、最高气温，冬季采暖计算温度，冻结平均深度地区气象资料：最低、最高气温，冬季采暖计算温度，冻结平均深度和起止日期最大冻结层厚。和起止日期最大冻结层厚。 (4)地区水文与水文地质资料：水源的高水位、常水位、枯水位资料。河地区水文与水文地质资料：水源的高水位、常水位、枯水位资料

2、。河流的含砂量速、风浪情况等。地下水流向、流速、水质情况及对建筑材料流的含砂量速、风浪情况等。地下水流向、流速、水质情况及对建筑材料的腐蚀性等。的腐蚀性等。 (5)泵站所在地附近地区一定比例的地形图。泵站所在地附近地区一定比例的地形图。 (6)泵站所在地的工程地质资料、抗震设计烈度资料。泵站所在地的工程地质资料、抗震设计烈度资料。(7)用水量、水压资料用水量、水压资料(污水泵站还应有水质分析资料污水泵站还应有水质分析资料)以及给水排水制以及给水排水制度。度。(8)泵站的设计使用年限。泵站的设计使用年限。(9)电源位置、性质、可靠程度、电压、单位电价等。电源位置、性质、可靠程度、电压、单位电价等

3、。(10)与泵站有关的给水排水构筑物的位置与设计标高。与泵站有关的给水排水构筑物的位置与设计标高。(11)水泵样本电动机和电器产品目录。水泵样本电动机和电器产品目录。(12)管材及管配件的产品规格。管材及管配件的产品规格。(13)设备材料单价表，预算工程单位估价表，地方材料及价格，劳动设备材料单价表，预算工程单位估价表，地方材料及价格，劳动工资水平等资料。工资水平等资料。(14)对于扩建或改建工程，还应有原构筑物的设计资料、调查资料、对于扩建或改建工程，还应有原构筑物的设计资料、调查资料、竣工团或实测图。竣工团或实测图。v 浦泽水厂位于滨海平原，东侧濒临渤海。水厂取浦泽水厂位于滨海平原，东侧濒

4、临渤海。水厂取水泵站由宣惠河取水，如图水泵站由宣惠河取水，如图1所示，宣惠河全长所示，宣惠河全长270多公里，流域面积多公里，流域面积6000多平方公里。水厂设多平方公里。水厂设计规模：近期为计规模：近期为(5+0.02,6+0.01 万吨万吨/天天,远远期期9+0.01，9+0.005)。取水泵站用钢筋混泥。取水泵站用钢筋混泥土管道从宣惠河自流取水，管道长度（土管道从宣惠河自流取水，管道长度（160+5，120+4） 米。絮凝沉淀池水面标高为米。絮凝沉淀池水面标高为48.5 米，与泵站间的输水管道长米，与泵站间的输水管道长258 米。米。2 2参考资料参考资料 (1)地区内现有水泵站的运行情

5、况调查资料，水泵站形式建筑规地区内现有水泵站的运行情况调查资料，水泵站形式建筑规模和年限，结构形式，机组合数和设备性能，历年大修次数，曾经模和年限，结构形式，机组合数和设备性能，历年大修次数，曾经发生的事故及其原因分析和解决办法，冬季采暖，夏季通风情况，发生的事故及其原因分析和解决办法，冬季采暖，夏季通风情况，电源或其他动力来源等。电源或其他动力来源等。 (2)地区内现有泵站的设计图、竣工因或实测国。地区内现有泵站的设计图、竣工因或实测国。 (3)地区内已有泵站的施工方法和施工经验。地区内已有泵站的施工方法和施工经验。 (4)施工中可能利用的机械和劳动力的来源。施工中可能利用的机械和劳动力的来

6、源。 (5)其他有关参考资料。其他有关参考资料。二、泵站工艺设计步骤和方法二、泵站工艺设计步骤和方法(1)确定设计流量和扬程。确定设计流量和扬程。(2)初步选泵和电动机，包括选择水泵的型号，工作泵和备用泵的初步选泵和电动机，包括选择水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。初步选泵先假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值。台数。初步选泵先假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般可假定此数为一般可假定此数为2m左右。左右。根据所选泵的轴功率及转数选用电动机。根据所选泵的轴功率及转数选用电动机。(3)设计机组的基础。设计机组的基础。 (4)计算水泵的吸水管和压水管的直径。计算水泵的吸水管和压水管的直径

7、。(5)布置机组和管道。布置机组和管道。(6)复核水泵及电动机。根据地形条件确定水泵的安装高度。算出复核水泵及电动机。根据地形条件确定水泵的安装高度。算出吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失，然后求出泵站的吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失，然后求出泵站的扬程。如果发现水泵不合适，则可以切削叶轮或另行选泵。根据扬程。如果发现水泵不合适，则可以切削叶轮或另行选泵。根据新选的水泵的铀功率，再选用电动机。新选的水泵的铀功率，再选用电动机。(7)选择泵站中的附属设备。选择泵站中的附属设备。(8)酌定泵房建筑高度。泵房的建筑高程，取决于水泵的安装高度、酌定泵房建筑高度。泵房的建筑高程，取决于水

8、泵的安装高度、泵房内有无起重设备以及起重设备的型号。泵房内有无起重设备以及起重设备的型号。(9)确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。 泵站的总平面布置包括变压器室、配电室、机器间、值班室、泵站的总平面布置包括变压器室、配电室、机器间、值班室、修理间等单元。修理间等单元。确定设计流量和扬程确定设计流量和扬程1.设计流量设计流量 （1）泵站从水源取水，输送到净水构筑物）泵站从水源取水，输送到净水构筑物 Qr一级泵站个水泵所供给的流量一级泵站个水泵所供给的流量(m3s)；Qd供水对象最高日用水量供水对象最高日用水量(m3 d)；为计及输水管漏损和净水构筑物

9、自身用水而采用的系数，为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而采用的系数，一般取一般取 =1.05-1.1t为一级泵站在一昼夜内工作小时数。为一级泵站在一昼夜内工作小时数。TQQdr（2）泵站将水直接供给用户或送到地下集水池）泵站将水直接供给用户或送到地下集水池给水系统中自身用水系数一般取给水系统中自身用水系数一般取 =1.01- 1.02TQQdrH水泵的设计扬程；水泵的设计扬程；Hst静扬程，吸水井的最枯水位与净化构筑物进水口水面标静扬程，吸水井的最枯水位与净化构筑物进水口水面标高差；高差；H管管输水管路的水头损失；输水管路的水头损失；h泵泵 取水泵房内的水头损失；设计扬程初估时一般取取水泵

10、房内的水头损失；设计扬程初估时一般取2m。H安全安全安全水头，一般安全水头，一般1-2m2.设计扬程设计扬程安全泵管HhhHHST设计扬程中静扬程是指：吸水井的最枯水位与净化构筑物设计扬程中静扬程是指：吸水井的最枯水位与净化构筑物进水口水面标高差。进水口水面标高差。那么吸水井的最枯水位的如何确定？那么吸水井的最枯水位的如何确定？ 河流的枯水位和洪水位河流的枯水位和洪水位根据降雨量的重现期，查表根据降雨量的重现期，查表1得到泵站处相应于设计频率得到泵站处相应于设计频率的流量，再根据这个流量通过图的流量，再根据这个流量通过图1查的对应频率下河流的查的对应频率下河流的枯水位和洪水位。枯水位和洪水位。

11、静扬程：静扬程：表1：泵站处相应于设计频率的流量频率（%）0.10.330.5157597流量（m3/s）61505300500045003300287125图1：水位流量关系 取水管路损失取水管路损失取水管路条数一般为取水管路条数一般为2-3条。条。根据水泵远期设计流量根据水泵远期设计流量,取经济流速（一般为取经济流速（一般为V=1.0m/s左左右）右）,计算得管道直径计算得管道直径D,查设计手册查设计手册,定出取水管路直径定出取水管路直径, i值值,流速流速V。然后在最不利情况下即当一条自流管检修时，另一条自然后在最不利情况下即当一条自流管检修时，另一条自流管通过流管通过75%的设计流量，

12、的设计流量，Q2=75%Q1 ,查表得查表得V, i。然后。然后通过沿程水头损失公式计算出取水管路损失通过沿程水头损失公式计算出取水管路损失。静扬程：静扬程：根据和可以得出：根据和可以得出：吸水井最高水面标高为：河道洪水位吸水井最高水面标高为：河道洪水位- -取水管路损失取水管路损失最低水面标高为：河道枯水位最低水面标高为：河道枯水位- -取水管路损失取水管路损失那么静扬程即为：那么静扬程即为：净化构筑物进水口水面净化构筑物进水口水面- -吸水井的最枯水位吸水井的最枯水位输水管路条数一般为输水管路条数一般为2条，以保证安全。条，以保证安全。根据水泵远期设计流量根据水泵远期设计流量,取经济流速取

13、经济流速,计算得管道直径计算得管道直径D,查查设计手册设计手册,定出取水管路直径定出取水管路直径, i值值,流速流速V。然后在最不利情况下即当一条自流管检修时，另一条自然后在最不利情况下即当一条自流管检修时，另一条自流管通过流管通过75%的设计流量，的设计流量，Q=75%Q1 ,查表得查表得V, i。然后通。然后通过沿程水头损失公式计算出输水管路损失过沿程水头损失公式计算出输水管路损失。输水管路：输水管路：泵房水头和安全水头：泵房水头和安全水头：取水泵房内的水头损失：设计扬程初估时一般取取水泵房内的水头损失：设计扬程初估时一般取2m。取水泵房内的管路布置参考幻灯片取水泵房内的管路布置参考幻灯片

14、31。安全水头：一般取安全水头：一般取1-2m。初步选泵和电动机初步选泵和电动机大小兼顾，调配灵活。一般泵站选取大小兼顾，调配灵活。一般泵站选取3-6台泵，以满足各种工况。同时要选台泵，以满足各种工况。同时要选好备用泵。好备用泵。型号齐备，互为备用。但泵型号不要型号齐备，互为备用。但泵型号不要超过两种以免管理麻烦。同型号能满超过两种以免管理麻烦。同型号能满足的话，就尽量选同型号泵。足的话，就尽量选同型号泵。尽量利用泵高效段，要考虑远近期尽量利用泵高效段，要考虑远近期结合，如果是大泵站的话还要做泵选结合，如果是大泵站的话还要做泵选择的方案比较。择的方案比较。1.选泵要点选泵要点 1 23选泵步骤

15、：选泵步骤： 1.根据设计流量值选泵，一般选两台泵以上。以流量除以泵根据设计流量值选泵，一般选两台泵以上。以流量除以泵数算出单台泵的流量，选取满足此流量的泵。数算出单台泵的流量，选取满足此流量的泵。 2.根据设计扬程选泵，泵能满足扬程既可。根据设计扬程选泵，泵能满足扬程既可。 3.综合上述两项就能确定要选择的泵，并选择备用泵。给排综合上述两项就能确定要选择的泵，并选择备用泵。给排水设计手册上列举了多种类型的泵供选择。也可参考哈工大版水设计手册上列举了多种类型的泵供选择。也可参考哈工大版水泵与水泵站水泵与水泵站的附录。的附录。 4.泵选择后要看清型号和参数，这个很重要。泵选择后要看清型号和参数，

16、这个很重要。2.电动机的选择电动机的选择根据选择泵的参数，在设计手册中选择电动机。有时所选的根据选择泵的参数，在设计手册中选择电动机。有时所选的泵带有配套的电动机，则不需要另外选择电机。泵带有配套的电动机，则不需要另外选择电机。设计机组的基础设计机组的基础以前面的以前面的IS型泵为例：型泵为例：根据安装尺寸确定基础尺寸：根据安装尺寸确定基础尺寸：基础深度也可按下式计算：基础深度也可按下式计算：BLWH0 . 3W泵和电机总重；泵和电机总重；B基础宽度基础宽度基础所选材料的容重。基础所选材料的容重。计算泵的吸水管和压水管的直径计算泵的吸水管和压水管的直径吸水管直径确定：吸水管直径确定：1.按远期

17、设计流量和泵的台数确定每条管的流量。按远期设计流量和泵的台数确定每条管的流量。2.选取的管的流速要满足以下（选取的管的流速要满足以下（6）的要求。）的要求。3.按流量和流速确定选取管径。按流量和流速确定选取管径。4.可以得到可以得到i的值，的值，i值用于后续的计算。值用于后续的计算。压水管直径确定：压水管直径确定：基本上和吸水管路的设计步骤相同，但设计流速的基本上和吸水管路的设计步骤相同，但设计流速的范围应满足以下（范围应满足以下（5）要求。）要求。吸水井喇叭口设计：吸水井喇叭口设计： 请同学们参照课本中的请同学们参照课本中的168页的要求设计，也可页的要求设计，也可以参考设计手册的要求设计。

18、以参考设计手册的要求设计。布置机组和管道布置机组和管道机组布置型式：机组布置型式：吸水管布置：吸水管布置：压水管布置压水管布置:复核水泵及电动机复核水泵及电动机 对于水泵的复核主要是看水泵的扬程能否满足对于水泵的复核主要是看水泵的扬程能否满足你的设计要求，这就要求对吸压水管路进行水头损你的设计要求，这就要求对吸压水管路进行水头损失的计算。下面我们以课本中失的计算。下面我们以课本中236页的设计例题为例，页的设计例题为例，来说明吸水管路和压水管路的水头损失计算方法。来说明吸水管路和压水管路的水头损失计算方法。 吸压水管路水头损失的计算时要选取一条最不利线路，吸压水管路水头损失的计算时要选取一条最

19、不利线路，参见下图。参见下图。（1）吸水管路中水头损失吸水管路中水头损失hshs=hfs+hlshfs吸水管路的沿程水头损失和吸水管路的沿程水头损失和hls吸水管路的局部水头损失和吸水管路的局部水头损失和（2）压水管路中水头损失压水管路中水头损失hdhd=hfd+hldhfd压水管路的沿程水头损失压水管路的沿程水头损失和和hld压水管路的局部水头损失压水管路的局部水头损失和和 计算了实际扬程后，如果泵能满足就不用重新计算了实际扬程后，如果泵能满足就不用重新选泵。如果扬程不满足时就要重新选泵和电机。选泵。如果扬程不满足时就要重新选泵和电机。h=hs+hd（2）管路中水头总损失管路中水头总损失h选

20、择泵站中的附属设备选择泵站中的附属设备 自灌式泵是不需要引自灌式泵是不需要引水设备的。但自灌式水设备的。但自灌式泵应低于吸水池的最泵应低于吸水池的最低水位。低水位。 吸入式启动的离心泵吸入式启动的离心泵在泵启动前需要向水在泵启动前需要向水泵内灌水，水泵灌满泵内灌水，水泵灌满水后，才能启动水泵，水后，才能启动水泵，使之正常工作。故需使之正常工作。故需要引水设备来引水，要引水设备来引水，水泵的饮水可分为：水泵的饮水可分为：吸水管带有底阀和吸吸水管带有底阀和吸水管不带底阀两类。水管不带底阀两类。 泵站内必须设置计量泵站内必须设置计量设施。设施。 常用的计量设备有：常用的计量设备有：电磁流量计、超声波

21、电磁流量计、超声波流量计、插入式涡轮流量计、插入式涡轮流量计、插入式涡街流量计、插入式涡街流量计、均速管流量流量计、均速管流量计。设计时可选取一计。设计时可选取一种用于流量的计量。种用于流量的计量。 泵站中起重机主要泵站中起重机主要是用来满足泵的安是用来满足泵的安装和维修需要。装和维修需要。 常用的起重设备有常用的起重设备有移动吊架、单轨吊移动吊架、单轨吊车梁河桥式行车三车梁河桥式行车三种。种。 起重设备的布置参起重设备的布置参见课本见课本205页。页。 泵站一般采用自然泵站一般采用自然通风，自然通风不通风，自然通风不够时采用机械通风够时采用机械通风 机械通风分抽风式机械通风分抽风式和排风式两

22、种。和排风式两种。 泵房通风设计是布泵房通风设计是布置风道系统与选择置风道系统与选择风机。风机。 风机选择参见课本风机选择参见课本的计算方法。的计算方法。引水设备引水设备计量设备计量设备起重设备起重设备通风设备通风设备其他设施：其他设施：1.排水排水地下和半地下式泵房一般设置泵电动排水。地下和半地下式泵房一般设置泵电动排水。地面式泵房，积水可以自流入室外下水道。地面式泵房，积水可以自流入室外下水道。泵房地面上要设地沟集水。泵房地面上要设地沟集水。2.通信通信3.防火与安全防火与安全泵房建筑高度泵房建筑高度泵房高度是指泵房进口处地坪到屋顶梁底部的高度，除泵房高度是指泵房进口处地坪到屋顶梁底部的高

23、度，除考虑采光通风条件外，还取决于水泵的安装高度、泵房考虑采光通风条件外，还取决于水泵的安装高度、泵房内有无起重设备及起重设备的型号。内有无起重设备及起重设备的型号。1.无起重设备时无起重设备时泵房高度应不小于泵房高度应不小于3米米（2 2）地下式泵房（除特别指明外，其余符号意义同地面）地下式泵房（除特别指明外，其余符号意义同地面式泵房）式泵房）当当H2f+gH2f+g时时 H=H1+H2H=H1+H2 式中式中 H2-H2-泵房地下部分高度泵房地下部分高度 H1-H1-泵房地上部分高度，泵房地上部分高度，H1=a+b+c+d+e+hH1=a+b+c+d+e+h h- h-吊起物底部与泵房进口

24、处室内地坪或平台吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台 的距离，一般不小于的距离，一般不小于0.3-0.5m0.3-0.5m。当当 H2f+g-hH2f+g-h时时 H1=H1=（a+b+c+d+e+f+ga+b+c+d+e+f+g）-H2-H23.3.采用单梁悬挂式吊车采用单梁悬挂式吊车（1 1）地面式泵房）地面式泵房 H=a+c H=a+c1 1+d+e+f+g+d+e+f+ga-a-行车轨道的高度行车轨道的高度c c1 1- -行车轨道底到起重钩中心行车轨道底到起重钩中心的高度的高度（2 2）地下式泵房）地下式泵房当当H H2 2f+gf+g时时 H=HH=H1 1+H+H2 2H H1 1=a+b+c=a+b+c1 1+d+e+h+d+e+h当当 H H2 2f+g-hf+g-h时时 H H1 1= =（a+b+ca+b+c1 1+d+e+f+g+d+e+f+g）-H-H2 24.4.采用桥式吊车采用桥式吊车（1 1）地面式泵房）地面式泵房 H=n+a H=n+a2 2+c+c1