水泵站(水利)

1、12 确定工程规模及实施的范围、设计标准确定工程规模及实施的范围、设计标准 确定工程总体的布置方案确定工程总体的布置方案 确定设计扬程、设计流量，选择泵型和水泵确定设计扬程、设计流量，选择泵型和水泵机组的台数、选配动力设备及辅助设备机组的台数、选配动力设备及辅助设备 编制工程的预算，进行工程的经济性评价编制工程的预算，进行工程的经济性评价 进行工程的环境评价及运行管理方案进行工程的环境评价及运行管理方案3泵站等级泵站等级泵站规模泵站规模分等指标分等指标装机流量（装机流量（m3/s）装机功率装机功率（104KW）大（大（1）型）型2003大（大（2）型）型2005031中型中型501010.1小

2、（小（1）型）型1020.10.01小（小（2）型）型20.01注：1，指标为单站指标，且包含备用机组在内，当泵站工程有多级或多座泵站组成，可按整个系统的分等指标确定整个工程的等别。 2，当泵站按分等指标分属两个不同等别时，按较高的等别确定4泵站等级泵站等级永久建筑物级别划分永久建筑物级别划分临时性建筑物级临时性建筑物级别别主要建筑物主要建筑物次要建筑物次要建筑物13423434545555-56泵站建筑物级别泵站建筑物级别洪水重现期洪水重现期(年年)设计设计校核校核11003002502003301004205051020防洪标准是确定泵站防洪水位的重要依据，也影响到泵站建筑物的安全和工程造

3、价。对于堤身式泵站，其防洪标准不应低于堤坝的防洪标准7省省(市市)地区名称地区名称设计暴雨设计暴雨重期现重期现设计暴雨与排涝天数设计暴雨与排涝天数湖北湖北江汉平原江汉平原101d暴雨（暴雨（180200mm），），3d排至作物耐淹水深；排至作物耐淹水深；或或3d暴雨（暴雨（210250mm），），5d排至作物耐淹水深排至作物耐淹水深湖南湖南洞庭湖区洞庭湖区101d暴雨（暴雨（180250mm），），3d排至作物耐淹水深排至作物耐淹水深广东广东珠江三角洲珠江三角洲1024h暴雨（暴雨（200300mm），），13d排至作物耐淹水排至作物耐淹水深深广西广西101d暴雨（暴雨（200300mm），）

4、，3d排至作物耐淹水深排至作物耐淹水深安徽安徽巢湖、芜湖、巢湖、芜湖、安庆地区安庆地区5103d暴雨（暴雨（200250mm），），3d排至作物耐淹水深排至作物耐淹水深江苏江苏苏南、苏北苏南、苏北圩区圩区10黄秧期日雨量（黄秧期日雨量（200250mm），雨后），雨后2d排完（不排完（不考虑田间滞蓄）考虑田间滞蓄）浙江浙江杭嘉湖平原杭嘉湖平原5103d暴雨（暴雨（300mm），），4d排至作物耐淹水深排至作物耐淹水深上海上海效区效区102024h暴雨（暴雨（176200mm），），2d排完（不考虑田间排完（不考虑田间滞蓄）滞蓄）河北河北白洋淀白洋淀51d暴雨（暴雨（114mm），），3d排出排

5、出辽宁辽宁平原区平原区53d暴雨（暴雨（130170mm），），3d排完排完8910地区类别地区类别作物种类作物种类灌溉设计灌溉设计保证率保证率（%）缺水地区缺水地区以旱作物为主以旱作物为主5075以水稻作物为主以水稻作物为主7080丰水地区丰水地区以旱作物为主以旱作物为主7080以水稻作物为主以水稻作物为主7595n采用抗旱天数作为灌溉设计标准的地区，旱作物及单季稻灌区抗旱天数可采用3050天，双季稻灌区，抗旱天数5070天；有条件的地区其标准应予适当提高。1112水源泵站输水干渠输水管道出水池13这种单站集中控制方式适用于：地形高差小，灌排区面积不大。特点：规模小、工程集中、灌排及时、便于

6、分散设置。蓄涝区蓄涝区泵站泵站自排自排自排自排自自排排容泄区容泄区14泵站泵站泵站泵站泵站泵站蓄涝区蓄涝区容泄区容泄区区区区1516一级泵站二级泵站一灌区二灌区17适用于面积较大，地形坡度不是太陡但部高差较大或者有明显的台地的排灌区。如西北地区的机电灌溉工程。特点：规模较大，设备较多，工程分散，但便于高地高灌低地低灌或者高水高排低水低排，节省动力。泵站泵站泵站泵站泵站泵站泵站泵站自自排排容泄区容泄区蓄涝区蓄涝区1819泵站泵站一级灌区一级灌区二级灌区二级灌区2021222324252627 qiwQi=28)/(3hmTQQdr2930T dQr=(m3/hr)313233 Q=qhF（1）居

7、住区生活污水设计流量按下式计算 3600241ZKNnQ式中：Q1居住区生活污水设计流量，L/s； n居住区生活污水量标准（L/(d.人)），按室 外排水设计规范选用 N设计总人口数，按规划部门根据统计资料提 供的参数选用； KZ总变化系数，是最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值 也即居住区生活污水设计流量为也即居住区生活污水设计流量为最高日最大时流量最高日最大时流量，公式，公式中的各个参数分别介绍如下：中的各个参数分别介绍如下：（2）工业企业生活污水及淋浴污水量计算 式中：Q2工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1一般车间最大班职工人数，人； A2热车间最大班职工人数，

8、人； B1一般车间职工生活污水量标准，为25(L/(人.班)； B2热车间职工生活污水量标准，为35(L/(人.班)； K1一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1一般车间最大班使用淋浴的职工人数，人； C2热车间最大班使用淋浴的职工人数，人； D1一般车间的淋浴污水量标准，为40(L/(人.班)； D2热车间的淋浴污水量标准，为60(L/(人.班)； T每班工作时数，h。 3600360022112221112DCDCTKBAKBAQ+ (3)工业企业废水设计流量计算 式中：Q3工业废水设计流量，L/s； m生产过程中每单位产品的废水量标

9、准， L/单位产品； M产品的平均日产量； T每日生产时数； KZ总变化系数，与工业企业性质有关。 TKMmQZ36003m也称单位产品的废水量定额,设计时根据工业企业的类别、生产工艺特点等情况，按相关规范选用(4)雨水设计流量的计算公式Q=qFPcAq)lg1(1671+ (t+b)n其中：为径流系数 F为汇水面积 q为暴雨强度 其中：P为暴雨的设计重现期（年） t为降雨历时 其他参数为地方参数 383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970m504612-Qm71727374751 根据所要求的最大功率、

10、转矩和转速选用电动机根据所要求的最大功率、转矩和转速选用电动机。电动机的。电动机的额定功率要稍大于水泵的设计轴功率。电动机的启动转矩要大于额定功率要稍大于水泵的设计轴功率。电动机的启动转矩要大于水泵的启动转矩。电动机的转数应和水泵的设计转数基本一致。水泵的启动转矩。电动机的转数应和水泵的设计转数基本一致。2根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。电压。低压电动机（低压电动机（380/220V、220/127）:高压电动机（高压电动机（10kV、6kV）电机功率一般小于100KW电机功率一般大于200KW电机功率介于100200K

11、W之间的,视具体情况而定7677三相交流异步电动机三相交流异步电动机鼠笼型电动机鼠笼型电动机结构简单，价格便宜，工作可靠，维护比结构简单，价格便宜，工作可靠，维护比较方便，且易于实现自动控制或遥控，因较方便，且易于实现自动控制或遥控，因此使用最多。其缺点是起动电流大，可达此使用最多。其缺点是起动电流大，可达到额定电流的到额定电流的 4 一一 7 倍，并且不能调节倍，并且不能调节转速。可不装降压启动器，直接启动。转速。可不装降压启动器，直接启动。绕线型电动机绕线型电动机适用于起动转矩较大和功率较大或者需适用于起动转矩较大和功率较大或者需要调速的条件下。要调速的条件下。价格昂贵，设备维护及起动复杂

12、，但它具有很高的价格昂贵，设备维护及起动复杂，但它具有很高的功率因数，对于节约电耗，改善整个电网的工作条功率因数，对于节约电耗，改善整个电网的工作条件作用很大，因此功率在件作用很大，因此功率在 300kw 以上的大型机组，以上的大型机组，利用同步电动机具有很大的经济意义。利用同步电动机具有很大的经济意义。同步电动机同步电动机787980818283848586878889909192正向前池计算用图9394前池的长度=B b2tg(/2)9596（a）表面出现凹陷涡；（b）出现漏斗状断续进气涡；（c）出现贯通涡 （d）柱状涡9798矩形结构简单，但拐角处易形成回流；多边形和半圆形消除了拐角，矩

13、形结构简单，但拐角处易形成回流；多边形和半圆形消除了拐角，不易产生回流，但吸水管与池壁间仍有可能形成回流；圆形结构受力不易产生回流，但吸水管与池壁间仍有可能形成回流；圆形结构受力条件好，但其内水流紊乱，流态不好，但可防止泥沙在池内的淤积，条件好，但其内水流紊乱，流态不好，但可防止泥沙在池内的淤积，多用于多沙水源的泵站；马蹄形和蜗壳形水力条件较好，但施工难度多用于多沙水源的泵站；马蹄形和蜗壳形水力条件较好，但施工难度大，只用于大型轴流泵机组大，只用于大型轴流泵机组99（2）进水池中最小水深： minhs+ 其中：hs按hsc确定（3）为悬空高度 P=（.）进（4）池宽一般按： B=（.）进确定。

14、当一池内有两根吸水管时，吸水管的中心距也按此B值确定100101102103104105106107V022g1081091，水泵；2，出水压力水管；3，拍门；4，压力水箱；5，压力涵管；6，伸缩缝；7，防洪闸；8，河堤（防洪堤）110111112113114适用适用：主要用于单吸式离心泵机组（或以单吸式泵为主的泵站：主要用于单吸式离心泵机组（或以单吸式泵为主的泵站中）。因为单吸式泵为轴向进水，顶端出水，采用这种布置形中）。因为单吸式泵为轴向进水，顶端出水，采用这种布置形式，可使管线顺直，减小泵房尺寸。采用纵向排列时，式，可使管线顺直，减小泵房尺寸。采用纵向排列时，机组间机组间各部尺寸应满足以

15、下要求：各部尺寸应满足以下要求： 1 1 ）不设检修间的小型泵站泵房大门口要求通畅，既能容不设检修间的小型泵站泵房大门口要求通畅，既能容纳最大的设备（水泵或电机），又有操作余地。其场地宽度一纳最大的设备（水泵或电机），又有操作余地。其场地宽度一般用水管外壁和墙壁的净距般用水管外壁和墙壁的净距 A A 值表示。值表示。 A A 等于最大设备的宽等于最大设备的宽度加度加 lm lm ，但不得小于，但不得小于 2m 2m 。对大、中型泵站，均要求设置检。对大、中型泵站，均要求设置检修间，检修间应设置于泵房大门一端，且至少设一间，其开间修间，检修间应设置于泵房大门一端，且至少设一间，其开间（柱间距）应

16、等同于泵房开间，以使屋面板型号尺寸统一，便（柱间距）应等同于泵房开间，以使屋面板型号尺寸统一，便于施工。于施工。 115116 5 5 ）电机外形凸出部分与墙壁的电机外形凸出部分与墙壁的净距净距 E E ，应保证电机转，应保证电机转子在检修时能拆卸，并适当留有余地。子在检修时能拆卸，并适当留有余地。 E E 值一般为电机轴长值一般为电机轴长加加 0 . 5m 0 . 5m ，但不宜小于，但不宜小于 3m 3m ，如电机外形不凸出基础，则，如电机外形不凸出基础，则 E E 值表示基础与墙壁的净距。值表示基础与墙壁的净距。 6 6 ）水管外壁与相邻机组的突出部分的水管外壁与相邻机组的突出部分的净距

17、净距 F F 应不小应不小于于 0 . 7m 0 . 7m 。如电机容量大于。如电机容量大于 55kw55kw时，时， F F 应不小于应不小于 1.0m 1.0m 。117118适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、型、SA型水泵型水泵119120(1)水泵凸出部分水泵凸出部分(基础基础)到墙壁的到墙壁的净距净距Al：A1=最大设备的宽最大设备的宽度加度加1m，但，但A1 2m。(2)出水侧水泵基础与墙壁的出水侧水泵基础与墙壁的净距净距B1：Bl不宜小于不宜小于3m。(3)进水侧水泵基础与墙壁的进水侧水泵基础与墙壁的净距净距Dl ：D

18、l不宜小于不宜小于1m。 121122适用在泵房中机组较多时；适用在泵房中机组较多时； 这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的水泵机组。水泵机组。123124125126127128129130131132133134135136137138不漏气不漏气不积气不积气不吸气不吸气吸水管路吸水管漏气，将破坏泵内真空，使水泵出吸水管漏气，将破坏泵内真空，使水泵出水减少，严重时，将使水泵断流不出水。水减少，严重时，将使水泵断流不出水。吸水管在走向布置上，不得产生积气现象，吸水管在走向布置上，不得产生积气现象，否则会影响过水能力，也会造成水泵工作不否

19、则会影响过水能力，也会造成水泵工作不稳定。要求吸水管沿水流方向其内壁面是上稳定。要求吸水管沿水流方向其内壁面是上升的。如图所示。升的。如图所示。吸水管吸气是由于吸水管在进水池内的布吸水管吸气是由于吸水管在进水池内的布置不正确造成的，为了防止吸水管吸气，置不正确造成的，为了防止吸水管吸气，对吸水管在池内的位置有相应的要求。对吸水管在池内的位置有相应的要求。139140141142沿水流方向管内壁面是上升的143144145146147148吸水管路一般都是独立的，不设联络管，即采用一泵一管布置，如图a吸水管路如果因为某种原因必须设联络管时，其上应设置必要数量的阀门，以保证泵站的正常工作，如图b1

20、491，任何一台水泵或者闸阀检修时，不影响其他水泵的工作；2，任一台水泵都可以将水送入两根输水管中的任一根。输水管的不同布置方式比较见右图150闸阀的布置方式取决于对供水安全性的要求，要求不同，布置方式就会不同:(a)检修阀1时，两泵一管工作;检修阀2时，一泵一管工作(b）保证至少两台泵向一条输水管送水(C) 可减小泵房跨度151152153154155停泵水锤暂态过程线停泵水锤暂态过程线156停泵水锤暂态过程线停泵水锤暂态过程线注：注：(1)如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头(逐逐渐减小渐减小)情况下反转。情况下反转。 (2)如果

21、水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组如果水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组已停止转动，这时，就不存在第已停止转动，这时，就不存在第制动工况阶段。制动工况阶段。157水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压以下时，水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离以下时，水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离(又叫水柱拉断又叫水柱拉断)，而在该处形成，而在该处形成“空腔段空腔段”。断流断流(弥合弥合)水锤：当分离开的水柱重新弥合时或水锤：当分离开的水柱重新弥合时或“空腔段空腔段”重新被水充满时，重新被水充满时，由于两股

22、水柱间的剧烈碰撞会产生压力由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的很高的“断流断流(弥合弥合)水锤水锤”。158断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。断流水锤发生点：断流水锤发生点：(A)图中图中陡转点陡转点B点点(B)在平缓的管路中，正常流速过大，机组惯性又小在平缓的管路中，正常流速过大，机组惯性又小159160161162163164某化工厂地下式取水泵房某化工厂地下式取水泵房165某化工厂地下式取水泵房某化工厂地下式取水泵房166167168设有设有Sh型水泵的半地下式平面布置图型水泵的半地下式平面布置图 1操作室与配电室；操作室与配

23、电室；2地下式泵房；地下式泵房；3走道；走道； 4短梯短梯5水泵基础；水泵基础；6、真空泵基础；、真空泵基础；7集水坑集水坑1691701712、泵站工艺设计步骤和方法、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)初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。工作泵和备用泵的台数。(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。(5)布置机组和管道。布置机组和管道。(6)精选水泵和电动机。精选水泵和电动机。(7)选择泵站中的附属设备。选择

24、泵站中的附属设备。(8)确定泵房建筑高度。确定泵房建筑高度。(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。(10)向有关工种提出设计任务。向有关工种提出设计任务。(11)审校，会签。审校，会签。(12)出图。出图。(13)编制预算。编制预算。17步前面已介绍，下面就泵房尺寸的确定方法进行介绍：步前面已介绍，下面就泵房尺寸的确定方法进行介绍：172173174175176177178179180(1)进水池的池底高程=进水池最低水位-淹没水深-悬空高度;(2)进水池底高程加上悬空高度得到进水喇叭口的底缘高程;(3)进水喇叭口底缘高程加上水泵的结构尺寸a得到

25、水泵梁顶面高程(4)电机层地板面高程=最高水位+0.51.0m181182183184185186187188189适于中、小型排水量，水泵不超适于中、小型排水量，水泵不超过过4台。台。优点：圆形结构受力条件好，便优点：圆形结构受力条件好，便于沉井法施工，降低工程造价，于沉井法施工，降低工程造价，水泵启动方便，易于根据吸水井水泵启动方便，易于根据吸水井中水位实现自动操作。中水位实现自动操作。缺点：机器内机组与附属设备布缺点：机器内机组与附属设备布置较困难，当泵房很深时，工人置较困难，当泵房很深时，工人上下不便，且电动机容易受潮。上下不便，且电动机容易受潮。1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；

26、、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；、压水管； 5、卧式污水泵；、卧式污水泵；6、格栅、格栅190n合建式矩形排水泵站合建式矩形排水泵站1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；、压水管； 5、立式污水泵；、立式污水泵；6、立、立式电动机；式电动机；7、格栅、格栅适于大型泵站适于大型泵站优点：在机组、管道和附属优点：在机组、管道和附属设备的布置方面较为方便，设备的布置方面较为方便，启动操作简单，易于实现自启动操作简单，易于实现自动化。电气设备置于上层。动化。电气设备置于上层。不易受潮，工人操作管理条不易受潮，工人操作管理条件良好。件良好。缺点

27、：建造费用高。当土质缺点：建造费用高。当土质差，地下水位高时，因不利差，地下水位高时，因不利施工，不宜采用。施工，不宜采用。191n分建式矩形排水泵站分建式矩形排水泵站1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；压水管； 5、水泵机组；、水泵机组；6、格栅、格栅优点：结构上处理比优点：结构上处理比合建式简单，施工较合建式简单，施工较方便，机器间没有污方便，机器间没有污水渗透和被污水淹没水渗透和被污水淹没的危险。的危险。缺点：要抽真空启动，缺点：要抽真空启动，为了满足排水泵站来为了满足排水泵站来水的不均匀，启动水水的不均匀，启动水泵较频繁。泵较频繁。192

28、193194 2、泵站的扬程、泵站的扬程Hss吸水地形高度吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与，为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；水泵轴线之高差；Hsd压水地形高度压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高，为水泵轴线与输水最高点点(即压水管出口处即压水管出口处)之高差；之高差；hs和和hd污水通过吸水管路和压水管路中的水污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失头损失(包括沿程损失和局部损失包括沿程损失和局部损失)。)21 (hhHHHdssdSS+1951963、选泵要点、选泵要点(1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在高效段内所选水泵在集水池水位变化范围内都应在高效段内(2)水泵并联时

29、，联合运行与单泵运行时都应在高效段内水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应在高效段内集水池中水位变化时水泵工况集水池中水位变化时水泵工况水泵并联及单独运行时工况水泵并联及单独运行时工况197198199(5)自动控制的污水泵站自动控制的污水泵站 集水池容积计算集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时：泵站为一级工作时：(B)泵站分二级工作时：泵站分二级工作时：nQW40nQQW412 W集水池容积集水池容积(m3)； Q0泵站一级工作时水泵的出水量泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) ； Q1、Q2泵站分二级工作时，一级与二级工作泵站分二级工作时，一级与二级工作水泵的出水量水泵的出水量(m3/h) n水泵每小时启动次数，一般取水泵每小时启动次数，一般取n6。200 5.2.3 机组与管道的布置特点机组与管道的布置特点 1、机组布置的特点、机组布置的特点(a)适用于卧式污水泵；适用于卧式污水泵；(b)及及(c)适用于立式污水泵。适用于立式污水泵。201202203 5.2.4 泵站内部标高的确定泵站内部标高的确定集水池集水池204