二级泵站设计

站站设计学院：

环境与市政工程〔一〕设计目的〔1〕使学生所获得的专业理论学问加以系统化，整体化，以便于稳固和扩大所学的专业知识；培育学生独立分析，解决实际问题的力量；提高设计计算技巧和编写说明书及绘图力量；为适应工作需要打一下的根底。培育学生具有肯定的泵站设计力量同过课程设计，础技能综合的运用与设计实践，生疏设计方法和步骤。〔二〕设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务，自己确定设计方案。2、要正确的运用设计资料。

使学生进一步将所学的根底理论、3、设计要结合工程实际，全面考虑，尽量的使自己的设计具有实际施工价值。〔三〕设计题目题目：徽城地区给水工程二级泵站设计，主要设计内容如下：1、 合理选择水泵型号和确定水泵台数。2、 水泵机组布置和机组根底设计。3、 机组吸水管路和压水管路的布置，包括各种管件和管路的布置，闸阀根底设计。4、 选择泵站形式，确定起重方法和起重设备，确定水泵间平面尺寸和高度。5、 水泵安装高度计算，吸水池平面尺寸和深度确定。6、 室外联络管和掌握阀门的布置、安装及治理用管沟尺寸和深度确实定。7、 泵站及输水管路水力计算及水量、水压校核，泵站的消防校核。8、 泵站设计工况下，并联各泵的运行工况参数。9、 供水量变化时拟承受的工矿调整方法，并确定调整参数，校核调整运行工况。10、 水泵引水方法选择和引水系统设计。二、设计指导〔一〕资料分析和熟习设计方法生疏以下资料：站址地形，地质及水文地质条件，水源水位及变化，当地建筑材料，交通条件，动力资源，社会经济状况。〔二〕Q、H确实定设 设1、总体布置：站址选择，进出水方式的选择，机房形式的选择，绘制泵站总体布置地形纵剖面图。2、Q，H确实定。设 设〔三〕方案选择一一水泵型号、台数，动力机的选择用设计扬程初选水泵的型号，用设计流量初选水泵的台数。依据水泵的型号确定电动机的型号。要求至少对两个选泵方案进展比较以确定最优。依据设计流量、设计扬程以及对泵站供水牢靠性的要求， 可初步确定工作水泵和备用泵台数，并确定出单台水泵流量和扬程。依据水泵产品样本或给排水设计手册确定水泵型号。在确定水泵工作方式、水泵组合以及水泵型号时，可选择两到三个方案进展技术经济比较，一级泵站可考虑承受切削调整，二级泵站可考虑承受变速调整。确定方案时应留意以下要点：〔1〕大小兼顾，调配敏捷。〔2〕型号整齐，互为备用。〔3〕合理地用完水泵的高效段。 〔4〕考虑近、远期相结合。〔四〕管路配套：包括进出水管路水头损失计算，精算扬程，绘制特性曲线，管材、管径及附件选配等内容〔五〕机组布置根底尺寸确实定机组布置〔画出草图〕〔六〕安装高程确实定依据选定的水泵拟定水泵进出水管路及附件， 进展水泵工作点校核。满足要求时，求出〔七〕泵房设计

］，然后依据进水池最低水位确定水泵的安装高程。吸1、内部布置，平面尺寸确实定，及泵房各掌握高程的推求。2、进水管路布置及布设方式确实定。3、进水建筑物，出水建筑物设计。4、其它关心建筑物或构件的设计。引水设备起重设备计量设备排水设备〔八〕精选水泵，水泵扬程的校核〔九〕绘图〔十〕整理说明书

设计资料根本状况。徽城地处华东平原，城区建筑多为三层，最高五层。为满足城市生活及生产用水需要，拟建徽城地区给水工程。此工程主要包括取水工程、净水工程及输水工程三个分工程。一、二级泵站是取水工程和输水工程中的一局部。徽城地区水资源丰富，有沿河地表水及地下水可利用。附微城总平面图一张。地质及水文资料。在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。2m

由地质柱状图可看出，0沿河徽城段百年一遇最高水位 40.36m，最低水位32.26m,正常水位36.51m。徽城地下水位多年平均在38.5m左右〔系黄海高程〕。气象资料。15.6C,最高气温39.5C,最低气温—86C，最大冻土深度0.44m。主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。用水量资料。该地区最大日用水量近期为状况详见附表。净水厂设计资料。

万吨/日，远期为 万吨/日。最大日用水量变化净水厂布置状况见附图。净水厂内沉淀池进水口设计水位40.3m，清水池最低水位38.2m.。清水池容积须本次设计确定。输水管网设计资料。

42.50m，清水池最高水由于城区距水源较远，管网布置成网前水塔形式，净水厂至水塔输水管道长度为2500m。其他状况详见总平面图。依据管网计算结果确定出水塔最高水位为 68.3m，水塔最低水位为65.8m。水塔容积尚须本次设计确定，水塔调整容积建议设计在最高日用水量的5%8%。其他资料地震等级：五级；地基承载力 2.5Kg/cm2；可保证二级负荷供电。其次章 设计流量的计算第一节水塔和清水池容积的计算水塔和清水池的调整容积计算：依据供水量和用水量变化曲线推算， 。需要知道24h的用水量变化规律，并拟定泵站的供水线。后者承受最高日用水量的百分数。水池调整容积为一二级泵站供水差额，水塔调整量为二级泵站供水量与用水量差额。〔1〕在设计过程中，如缺乏用水资料，则城市水厂的清水池的调整容积，可平运转阅历，按最高日用水量的10%~20%估量。供水量大的城市，因24h的用水量变化较小，可取较低百分数，以避开清水池过大。至于生产用水的清水池调整容积，应按工艺要求确定。清水池中除了储存调整用水以外，还应当有消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水，因此，清水池有效容积为：W=W1+W2+W3式中：W1 调整容积；W2----消防用水，居住区和工厂按24h火灾连续时间的消防用水总量计算W3----5%~10%W/2〔卅〕清洗检修时不连续供水。在打中城市，因最高日用水量很大，所以据此百分数算出的水塔容积很大，造价很高，这也是我国很多城市不用水塔的缘由之一。生活用水的水塔调整容积也可凭以往运转阅历，按最高日用水量的计算用水量时取低值。水塔总容积为：W=W1+W2〔m3〕式中：W1 调整容积W2-----10min

6%~8%分级供水及水塔调整容积的计算表〔见附表一〕 用水量变化曲线〔见附页图一〕其次节二级泵站流量和扬程的设计二级泵站供水线级泵站的设计供水线依据徽城地区最高日用水量变化曲线拟定现依据该地区最高日用水量变化数据绘制用水量变化曲线， 从而确定二级泵承受分级共水，级数为二级。最大日用水量变化曲线可知，泵站应承受两级供水。一级为22点62.50.%6225.00%。该地区最高日用水量近期为4/5.2/天。Qi=400000X2.503.6=278(L/S)Q=400000X5.00%-3.6=556(L/S)2考虑到远期的流量要求：Qi=52023X2.50%十3.6=361(L/S)Q =52023X5.00%-3.6=722(L/S)2二、 二级泵站压力管径的设计输水管径应按最高时城区中最大日平均时用水量设计流量来确定经济速。选定经济流速时，应考虑技术和经济方面都的要求。从技术上考虑， 为了防止输水管因水锤现象而消灭事故，最大设计流速不应超过 2.5~3.5m/s；输送原水时，管内沉淀，最低流速不得小于0.6m/s。从经济上考虑，流量一定时管径与流速的平方根成反比。假设流速取的小些，管径增大， 相应的造价增加。可是管径大些，则管段的水头损失削减，水泵所需要的扬程降低，日常电费可以节约。相反流速大些，管径虽然小，造价有所下降，但因水头损失增大，所需扬程必需提高。所费的电费势必增加。 因此，一般按一年年限内造价和年经费为最经济的流速来确定管径。依据《给排水设计手册》管径管径d(mm)〈250250~10001000~1600〉1600引水管〔m/s〕1~1.21.2~1.61.5~2.01.5~2.0输水管〔m/s〕1.5~2.02.0~2.52.0~2.52.0~3.0由于此次设计是向城区供水，为了安全期间故承受两条管道供水：输水管径：按近期流量 Q=278L/S设计，初选流速 v=1.4m/s相应管径d=600mm，引水管径：按近期流量Q=278L/S设计，初选流速v=1.2m/s相应管径d=650mm。三、 二级泵站扬程的设计42.50m40.3m38.2m。输水管网资料：净水厂至水塔输水管长度为2500m。水68.3m65.8m。水塔调整容积设计在最咼日用水量的5%~8%o二级泵站吸水井设计水位为清水池最低水位与引水管水头损失之差。 假设引水管水头损失为1.0m则吸水井设计水位：38.2m1.0=37.2m。低水位之差。68.3m-37.2m=31.1m,泵站内部水头损失2m,压水管路水头损失，由于输水管较长，局部水头损失无视不计水泵扬程的计算：H=Hst+刀h静扬程为水塔最高水位〔68.3m〕与清水池最低水位〔37.2m〕之差。所以Hst=68.3-37.2=31.1m刀h包括泵站内部的损失h1,吸水管路的损失h2h3,由于泵房内部管路尚未布置，所以先假设 h1=1m,h2=2.0m,为了确保供水的牢靠性，承受两根输水管，管材取铸铁的，管径取为 600mm〔考虑到远期〕，则最大供水时：V=Q/A=〔4*Q〕/3.14d2=1.01m/s查《给排水设计手册》知Q=278l/s时，选用D=0.6m的压水管，此时V=1.01m/sD=0.6m1000i=1.25,h3=1.25*2500/1000=3.13mH=Hst+h=31.1+1+2+3.13=37.23m所以设计流量和扬程：.Q=278L/SH=37.23m以上设计考虑了近期和远期的设计要求。第三章 机组选择及方案比较第一节水泵和电机的选择一、水泵选型原则1234、按平均扬程选型时，水泵应在高效区运行。在最高和最低扬程下运行时，应能保证水泵安全稳定运行。5、有多种泵型可供销选择时，应对两组运行调度的敏捷性、牢靠性、运行费用、关心设备费用、土建投资、主机发生事故可能造成的影响进展比较论证，从中选出指标优良的水泵。6从多泥沙水源取水时，应考虑泥沙含量、粒径对水泵性能的影响。748二、选型方法1•计算确定泵站设计流量和平均扬程。此时管路尚未布置，其管路水头损失，在粗选5%~~10%估算损失扬程。依据泵站的扬程和设计流量查水泵手册找出适宜的水泵型号，依据泵站的设计流量大小确定出水泵的台数，并且提出比较方案。也就是说， 用平均扬程选出泵型。再用最大最小扬程进展校核，在资料缺乏时，也可承受设计扬程代替平均扬程。号、标准化、系列化、，产品。由于某些条件的限制，无法选用同型泵时，水泵的型号要尽量少。台数不宜太多也不宜太少，小型泵站单泵流量掌握在0.1-0.3m3/s之间，中型泵宜0.25-05m3/s0.4-1.5m3/s范围内，台数不宜少于3124-6台为宜。依据以上设计要求本设计拟选5备。三、水泵选型〔一〕流量设计1•近期设计流量：远期设计流量：〔二〕扬程设计水泵扬程：

Q=556L/sQ=722L/sH=H+h式中H---水泵静扬程st设计扬程

H=31.1m:t:F=H+刀h=37.23m〔《室外给水设计标准》规定，城市供水中，时变化系数、日变化系数应根据城市性质、城市规模、国民经济与社会进展和城市供水系统并结合现状供水曲线和日用水变化分析确定；在缺乏实际用水资料的状况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜承受1.3〜1.6，1.1〜1.5，净水厂的自用水系数一般取1.05〜1.1。h包括压水管水头损失，吸水管路水头损失和泵站内部水头损失。总的水头损失取HST5%〜105%，其中、h5%巴。依据扬程确定所需泵的型号，由流量来确定所需泵的台数，有以下几种方案：二级泵站选型方案比较表方方案方案设计方案用水变化范围〔L/S〕泵的类型〔m〕扬程利用率泵效率270~41014sh-13泵扬程〔m〕37~5041.3〔%〕82.6~100〔%〕70~72级泵站方案方案两台并联一台备用250~35014SA-10B44~5141.381.1~93.968~70四、方案比较从表比较可看出，第一种方案略好于其次方案，能耗小。综合考虑选第一方案。本方案主机组共二台，两用一备。五. 机组根底的设计〔一〕机组固定方式确实定承受不带底盘的螺栓连接方式。〔二〕机墩尺寸的拟定查资料得：14Sh-13单级双吸离心泵的外形尺寸为:长L=1.2325+(0.15-~0.20)m宽B=1.08+(0.15-~0.20)m高H=0.98+(0.15-~0.20)mH1=0.62m其次节动力机选型一、动力机类型选择源类型，震惊小、对机房的影响较小，运转平稳、效率高、安全牢靠、便于自动化和今后的进展。二、电动机的类型选择当单机容量N<75KW75KWvN<150KW寸，一般选择绕线式异步电动机，当单机容量N>150KW寸，一般选择双鼠笼式异步电动或同步电动机。本工程单机容量为N=55KWv75KW相沟通感应电动机，在选用感应电动机时，应优先选用鼠笼式电动机。故本设计选用鼠笼式异步电动机。三、动机型号选择依据水泵的单机容量，查《给排水设计手册》可知，与此相配套的电动机的型号，其主要参数如表：额定电压额定功率额定电压额定功率转速型号重量(kg)(v)(kw)(r/min)JSQ-147-4600036014803000JSQ-1410-6600050014803550第三节二级泵站的校核及土建要求一、校核：1.吸水管路中的损失：hsi=hsf+hsj设吸水管长20m，取14sh-13Q=278L/S d=600mm查的1000i=10.7所以，hsf=il=10.7/1000*20=0.214m局部阻力包括一下几个局部：进口喇叭口阻力系数 E1=0.56喇叭口滤网阻力系数 E2=3.690°弯管阻力系数 E3=0.60偏心减缩管阻力系数 E4=0.18所以hsj=(E1+E2+E)XVA2/2g+E4X(4Q/(A2X3.14))2/2g=0.8所以hsi=hsf+hsi=0.8+0.214=1.0142、压水管路中的水头损失： hd=hdf+hdj设压水管长为15m，取14sh-13型Q=278L/Sd=600mm：1000i=11.7所以，hdf=il=10.9/1000*15=0.164m止回阀阻力系数E止回阀阻力系数E1=3.0三通管阻力系数E2=1.2.闸阀阻力系数E3=0.07渐扩管阻力系数E4=0.145hdi=〔E1+E2+E3+E4〕x〔4Q/〔3.14xDA2〕〕A2/2g=1.04所以，hd=hdf+hdj=0.164+1.04=1.204所以，泵房内的总水头损失为h=hsi+hdi=0.164+1.204=1.368m<2.445m由此可见，初选的水泵符合要求。当管路发生故障时，因单管的流量很大，因此水头损失也很大，此时可调整备用的水泵联合供水，故可满足设计要。消防校核火0=QQ=20231442144m3/h=552.361L/s火d x消防时，泵站的扬程c H=ZH +”hxh =12+10+18.6+1.29=c 火 火 泵站内火其中 Zc—地形高差〔m〕;Ho一自由水压〔低压消防制取10m〕;二h—总水头损失〔m〕；二：h泵站内一泵站内损失〔m〕。火三•土建要求二级泵站的工艺特点是水泵机组较多，占地面积较大，但吸水条件较好。因此，大多二级泵站建成地面式或半地下式。本次二级泵站设计承受半地下式。二级泵站由于机组台数较多，因而附属的电器设备及电缆线也较多。在进展工业设计时，一结合土建要求与供电要求一并考虑。但是，对于二级泵站，土建造价相对电能消费小，因此，在设计二级泵站时，要着重留意工艺上的要求和布置，土建构造应保证满足工艺布置的要求。泵站内应设置灭火设备或消火栓，以扑灭可能的火灾。本次泵站承受半地下式，五台水泵呈横向单行布置，这样布置便于沿泵房纵向布置单梁式吊车，吸水管道与压水管道直进直出，可削减水头损失，节约电耗,水泵用真空泵引水动。沿墙内设有排水沟，集水坑设于泵房一角排水。压水管路上方的走道平台可以通往配电间，从平台有短梯进入。配电间设于泵房一端，一侧设有大门与外面相通，配电间墙壁上设双层玻璃，即可隔音， 又可观看整个机器间。第四章 管道设计第一节 吸水管选择一.吸水管设计：〔一〕布置原则：•尽量削减管路部件。•尽量缩小管路长度。•防止产生温度应力。•防止其他水体进入泵房〔尤其是分基型和干室型〕。〔二〕布置要求：•不积气。3•不吸气。〔三〕布置方式：承受并联方式联合供水。〔四〕管道材料选择：由于钢管具有强度高，壁厚，重量轻，便于制作安装和检修，水头损失小，所以选用钢管材料。二•压水管设计压水管布置原则与吸水管大致一样，为了安全起见，承受双管供水。其次节水泵起重设备的选择泵房内的水泵、电动机以及其他附属设备，需要定期检修或更换，因此，要考虑起重吊次数不多，所以较小零部件用手动桥式吊车就可以了。起重量〔t〕<0.5起重量〔t〕<0.50.55~2.0>2.0起重设备形式移动式吊车或设置固定吊钩手动起重设备电动桥式电车本设计由于14sh-13型水泵较重，即M=1.2t，需拟建电动桥式电车。检修间，主要是供检修大型设备时使用。一些小型设备可利用机组间的空地进展检修。排水设备的布置本设计排水设备沿纵向布置在吸水管和出水管管道下边。水泵四周设有小水沟，水泵渗漏出的水可通过小水沟汇流到排水沟。排水沟宽 B=0.05米，深度H=0.5米，坡度1=1/100排水沟和电缆沟平行，其容量取12小时漏水量，集水井的容量和排水沟相等，排水泵在3~5分钟排干24小时的漏水量。起吊设备的选择最大起吊部件是电机，其重量不超过一吨。故本设计只须承受手动单轨小车使用即可。起吊设备选择参数表最大起吊重量〔KN〕起吊设备类型

<4 10~50 50~100 >100三脚架配手动单轨手动滑车单轨电动吊车双轨桥式吊车葫芦4、其它设备布置为了满足工作人员的生活需要设计中设有供水设备。厂内生活用选用水塔供水，即从压力管道上设置支管，输水至水塔，然后向厂内各用水位置供水。第三节水泵外形尺寸1•水泵外形相关数据如图：1Z32■吕10601Z32■吕10601Z-Z33004004402•厂房的尺寸确实定依据水泵的长度和宽度数据确定厂房的平面尺寸，确定数据如下：B=13.0m L=27.0m H=9.8m第五章二级泵房平面图〔见附图〕第六章设计心得在教师的指导下，我进展了为期五周的水泵与水泵站课程设计，并在后期进展了整理和完善。在设计过程中，我们共同探讨，并乐观地向其他同学询问，经过查找相关标准终于完成了这次课程设计。这次设计是对自己的一种熬炼，从中学到了不少东西。从网上和图书馆查询了很多资料，生疏到了这门课的重要性。在设计中我结合教师传授的理论学问和自己的学习，对学问有了更深刻的理解并运用到了设计中。这次设计为我们将来的工作打下良好的根底。在设计中，我们进展了计算数据，查资料，制作电子表格，制图工作。

CAD由于学问的匮乏，设计中存在很多缺乏。但我肯定会认真总结，觉察自己的缺点，总结阅历，在以后的设计中取得进步。1一级二级泵站供水量一级二级泵站供水