泵与泵站设计计算书

1.1设计对象的概况

某新建水源工程近期设计水量120000m3/d，要求远期发展到270000m3/d，采用固定式取水泵房（一级泵站），用两条直径为1200mm的钢制自流管从江中取水。自流管全长160m。水源洪水位标高为30.50m（1%频率），枯水位标高为18.60m（97%频率），常水位标高为25.10m。净化厂反应池前配水井的水面标高为47.30m，泵站切换井至净化厂反应池前配水井的输水干管全长为1800m，吸水间动水位标高以17.5m计，现状地面标高按24.5m考虑。

1.2设计任务

1.绘制图纸

（1）水泵站平面布置图

    平面布置图上应绘出泵房的平面，表示其外形尺寸和相互距离。平面图上绘出各种连接管渠，管道上需注明管径。图中应附设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸。图中应附图例及必要的文字说明。图中应附比例。

（2）水泵站剖面图

    剖面图上应绘出各水泵之间的连接管渠。图上应标出各水泵的顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高。图上应附设备名称（比如，水泵的型号）。图上应附图例、比例。

（3）图例、说明等

    课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确、清晰，图

纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。图幅宜采用2号图。剖面图横向和纵

向比例一般不相等。图纸要有边框，应画出标题栏，标注图名，图中文字、图例

的表示应规范，图形位置安排适当，字体大小合理，具体要求详见制图标准。

2.写出计算书和说明书

    一份完整的计算书和说明书主要内容包括：

    1、原始资料

    2、机组的选择

    3、机组基础尺寸的确定

    4、机组和管路的确定

    5、机组轴线标高的确定

    6、辅助设备的选择及其布置

    7、泵房尺寸的确定：包括长、宽、高尺寸

    8、精选水泵，水泵扬程的校核

   第二章 水泵机组的选择

2.1设计流量的确定和设计杨程的估算

2.1.1设计流量Q

考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取自用水系数=1.05，则

近期设计流量为=  

远期设计流量为

2.1.2设计扬程H

1）泵所需净扬程 

通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间全部水头损失为1.1m，则吸水间中最高水面标高为30.50-1.10=29.40m，最低水面标高为18.60-1.1=17.50m。所以泵所需净扬程为：

洪水位时，

枯水位时，

2）输水干管中的水头损失 

设采用两条钢管并联作为原水输水干管。当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即：

查水力计算表得管内流速,，所以（式中1.1系包括局部损失而加大的系数）。

3）泵站内管路中的水头损失 

粗估为2m，则泵设计扬程为：

          枯水位时，

          洪水位时，

2.2水泵选型

2.2.1选择原则

   1.首先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求；

   2.尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵；

   3.应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵；

   4.一般尽量减少水泵台数，选用效率较高的大泵，但亦要考虑运行调度方便，适当配置小泵，通常取水泵房至少需设2台，送水泵房至少2—3台（不包括备用泵）；

   5.泵应在高效率段运用（特别对经常运行工况）；

   6.尽可能选用允许吸上真空度值大或必需气蚀余量值小的泵，以提高水泵安装高度，减少泵房埋深，降低造价；

   7.水泵选择必需考虑节约能源，除了选用高效率泵外，还可考虑运行工况的调节； 

   8.高浊度水源的取水泵房应选用低转速，耐磨的水泵，有条件可在水泵内壳留道，叶轮表面涂耐磨涂料。

2.2.2选泵计算

     近期三台24SA—10型泵（），两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。

根据24SA-10型泵的要求选用JSQ1510—6型异步电动机（850kW，6kV）。

第三章 总体设计与计算

3.1机组基础尺寸的确定

查泵与电机样本，计算出24SA-10泵机组基础平面尺寸为3200mm1300mm，机组总重量 

基础深度H可按下式计算：

式中   ——基础长度，=3.2m；

       ——基础宽度，=1.3m；

      ——基础所用材料的容重，对于混凝土基础，

故             

基础实际深度连同泵房底板在内，应为3.78m。

3.2 吸水管路与压水管路设计计算

每台泵有单独的吸水管与压水管

（1）吸水管

     已知      

     采用钢管，则

（2）压水管

     采用钢管，则

3.3 机组与管道布置

为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。泵出水管上设有液控蝶阀（（c）HDZs41X-10）和手动蝶阀（D2241X-10），吸水管上设手动闸板闸阀（Z545T-6）。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN 1200的输水干管用DN 1200蝶阀（GD371Xp-1）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（GD371Xp-1）一个。

由于管径较大，相应的连接配件（如三通管、大小头等）没有全国通用的标准系列产品，本设计中采用了一些自制的配件，在其他设计中，以选用全国通用标准产品为宜。

3.4 吸水管路与压水管路中的水头损失

取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀为止计算线路图

3.4.1吸水管路水头损失

式中  

      ——吸水管进口处局部阻力系数，；

      ——DN1200闸阀局部阻力系数，按开启度考虑，；

      ——偏心渐缩管DN 1000600，。

    则 

故 

     吸压水管路水头损失计算线路图

3.4.2压水管路水头损失

        m

式中 

     4——DN600800渐放管，4=0.21

5——DN800钢制弯头，5=0.53；

6——DN800液控蝶阀，6=0.15；

7——DN800伸缩接头，7=0.21；

8——DN800手动蝶阀，8=0.15；

9——DN800钢制弯头，9=1.05；

10——DN8001400渐放管，10=0.33；

11——DN1200钢制斜三通，11=0.5；

12——DN1200钢制正三通，12=.1.5；

13——DN1200蝶阀，13=0.15。

则     

故  

从泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为： 

因此，泵的实际杨程为：

设计枯水位时，

设计洪水位时，

由此可见，初选泵机组符合要求。

3.5泵安装高度的确定和泵房高度计算

     为了便于施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。

已知吸水间最低动水位标高为17.5m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为15.76m（吸水管上缘的淹没深度为17.5-15.76-（D/2）=1.24m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为15.76-（D/2+0.7）=14.56m。洪水位标高为30.50m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为30.50+1.0=31.50m。故泵房标高为：

第四章 附属设备的选择

4.1起重设备

最大起重量为JSQ1510-6型电机重量，最大起吊高度为16.94+2.0=18.94m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度）。为此，选用LDT吊车（定制，起重量5t，单梁，跨度22.5m，CDi电葫芦，起吊高度20m）。

4.2引水设备

泵系自灌式工作，不需要引水设备

4.3排水设备

由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20~40m3/h考虑，排水泵的净扬程按17.5m计，水头损失大约为5m，故总扬程在17.5+5=22.5m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q=15~28m3/h，H=27~22m，N=3kW，n=2900r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y100L-2。

4.4通风设备

由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空——空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径900mm，转速960r/min，叶片角度，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF-8026，N=0.37kW）。

4.5计量设备

在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计计量设备。

第五章 泵房尺寸的确定

5.1泵房建筑高度的确定

泵房筒体高度已知为16.94m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为8.80m，从平台楼板到房顶底板净高为11.30m。

5.2泵房平面尺寸的确定

根据本机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房平面尺寸为27.8×21.4。

参考文献

1.《水泵及水泵站》，姜乃昌  主编，中国建筑工业出版社，2007年12月（第五版）

2.《水泵及水泵站》，张景成，张立秋  主编，哈尔滨工业大学出版社，2003年9月

3.《给水排水设计手册-基础资料》（第1册）第二版，中国市政工程西南设计院主编，中国建筑工业出版社，2004年

4.《给水排水设计手册-城镇给水》（第3册）第二版，上海市政工程设计研究院主编，2004年

5.《给水排水设计手册-常用设备》（第11册）第二版，中国市政工程西北设计研究院主编，中国建筑工业出版社，2004年