泵与泵站课程设计

设

设计题目：取水泵站姓名： 学号： 班级： 指导教师：

计 《泵与泵站》课程设计任务书

一、设计题目：上海市某城镇给水取水泵站 二、设计任务：新建给水取水泵站设计 三、设计阶段：初步设计 四、主要设计资料 1.、基础资料 冻土深度：1.50m 地下水位：-2.20m 2、水文资料

最高洪水位（百年一遇）30.50m 最低水位（保证率97%）18.60m 常水位 25.10m 河床底标高 15.30m 河床低标高 16.25m 河水最大流量 100 m³/s 河水最小流量 20m³/s

3、某新建水源工程近期设计水量150000 m³/d,要求远期发展到300000 m³/s，采用固定是取水泵房（一级泵房），用两条直径为1200mm的钢制自流管从江中取水。自流管全长160m。净化厂混合池的水面标高为47.30m，泵站至净化厂混合池的输水干管全长为1800m，吸水间的动水位标高以17.50m计，现状地面标高按24.50m考虑。 五、设计时间安排

设计计算、选择水泵机组、泵房内机组布置、吸压水管的选择与计算、选择辅助设备等2天，编写计算书3天，画图2天。 六、设计成果要求 取水泵站平面图（含构筑物尺寸）、剖面图各一张（含构筑物高程）（A3图）， 设计计算说明书一份。

第二章 计算说明书

2.1设计流量的确定和设计扬程的估算：

（1）设计流量Q

考虑到输水干管漏损和净化厂本身的自用水，取自用系数=1.05，则 近期设计流量为 Q1.05远期设计流量为 （2）设计扬程 H ①泵所需的静扬程HST

通过取水部分的计算已知在最不利的情况下，即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时：

Q'75%Q'9843.75m/h2.73m/s

33

150000Q1.0524300000246562.5m/h=1.823m/s 13125m/h=3.6m/s

3333从取水头部到泵房吸水间全长160m,管径DN1200，有给排水手册查的， v

取

=2.414m/s，1000i=4.919，则从取水头部到泵房吸水间全长的全部水头损

失：

h'il4.91916010000.79m

则吸水间的最高水面标高为30.50.79=29.71m，最低水面标高为

18.600.79=17.81m。所以泵所需的净扬程HST为：

洪水位时， HST=47.3029.71=17.59m 枯水位时， HST=47.3017.81=29.49m

②输水干管中的水头损失h

设采用两条DN1200钢管并联作为原水输水干管，当一条输水干管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即：Q0.75131259843.75m3/h2.73m3/s，查水力计算表得管内中的流速

v2.414m/s，1000i4.919，所以h1.10.00491918009.74m（式

中1.1系数包括局部损失而加大的系数）。 （3）泵站内管路中的水头损失hp 粗估为2m 则泵设计扬程为：

枯水位时，Hmax29.599.702243.34m 洪水位时，Hmin17.699.702231.33m

2.2初选泵和电机

根据对扬程的估计，查设计手册知选用800S48单级双吸式离心泵，近期三台800S48型(Q1.00~1.72m3/s,H43:55m,N752kW,Hs5.8m)泵， 二台工作，一台备用。远期增加一台同型号的泵，三台工作，一台备用。 根据800S48型泵的要求，选用Y100010型异步电动机（1000KW,10KV,IP44水冷式）

（1） 机组基础尺寸的确定

L 5860m L2 1850m L3 1445m B 1600m A 1120m W 135315N （2） 根据泵的尺寸和泵基础的设计要求，本次选用混凝土式基座，因此

尺寸的确定如下：

基础长：L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400——500） 基础宽：B=水泵地脚螺钉间距（宽度方向）+（400——500）

L=B+L2+L3+405=5300mm B=A+480=1600mm

机组的总重量WWpWm8134053975135315N 基础深度H可按下式计算

H3.0W

LB式中 L——基础长度，L5.3m B——基础宽度，B1.6m

——基础所用材料的容重，对于混凝土=23520N/m3 故 H3.01353152.03m

5.31.623520实际深度连同泵房底板在内，应为3.5m

2.3吸水管路与压水管路计算

每台泵有单独的吸水管与压水管 （1） 吸水管

已知 Q1131254375m3/h1.22m3/s 3根据吸水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.0——1.2m/s

管径大于或等于250mm时，V取1.2——1.6m/s

采用DN100012钢管，则v1.55m/s，i2.58103 （2） 压水管

根据吸水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.5——2.0m/s

采用DN800钢管，则v2.43m/s，i8.43103

管径大于或等于250mm时，V取2.0——2.5m/s

2.4机组与管道布置

为了布置及凑，尽可能地充分利用泵房内的面积，将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，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。泵出水管设有液控蝶阀（HDZs41X-10）和手动蝶阀(D2241X-10)，吸水管上设手动闸板闸阀(Z5T-6)。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1200输水干管用DN1200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、大小头等）没有全国通用的标准系列产品，本设计中变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。

2.5 吸水管路与压水管路水头损失的计算

取一条最不利的线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图 （1） 吸水管路中水头损失hs

hhsfshls

hfs=l1i2.581031.2550.0032m

2v2v12hls=(12)2g32g

A1v1A2v2

D1=1000mm，D2=800mm

式中 1——吸水管进口局部阻力系数，1=0.75 2——DN1000闸阀局部阻力系数，按开启度

a1

考虑，d8

20.15

3——偏心渐缩管DN1000800，3=0.20

1.22.4320.20=0.1705m 则 hls=(0.750.15)2g2g故 hshfshls0.00320.17050.1737m （2）压水管路水头损失

hd

hld

hhdfdhfd=(l2l3l4l5l6)id1l7id2

(3.111.56.93.03.408)8.434.919 1.855100010000.16m

222v3v5v4（5+6+7+28+9+10）+(11+12+13) hld=42g2g2g式中 4——DN6001000渐放管，4=0.33 5——DN1000钢制45o弯头，5=0.

6——DN1000液控蝶阀，6=0.15 7——DN1000伸缩头，7=0.21

8——DN1000手动蝶阀，8=0.15 9——DN1000钢制90o弯头，9=1.08

10——DN14001000渐放管，10=0.47 11——DN1400钢制斜三通，11=0.5 12——DN1400钢制正三通，12=1.5 13——DN1400蝶阀，13=0.15

4.2722.432（0.+0.15+0.21+0.15+21.08+0.47）hld=0.332g2g1.692 +(0.5+21.5+20.15)2g

=0.3071.1080.5=1.969

故 hdhfdhld=0.161.969=2.129m 从泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：

hhh=2.299m

sd因此，泵的实际扬程为：

设计枯水位时，Hmax29.499.742.299243.629m 设计洪水位时，Hmin17.599.742.299231.639m 由此可见，初选泵机组符合要求。

吸压水管路水头损失计算线路图

2.6泵安装高度的确定和泵房筒体的高度计算

为了便于用沉井法施工，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席上高度，无需计算。

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15.7m，（吸水管上缘的淹没深度为17.5-15.7-（D/2）=1.3m）。取吸水管下缘距吸水间底板为0.75m，则吸水间的底板标高为15.7-（D/2+0.75）=14.45m。洪水位标高为30.50m，考虑1.0m的浪高，

则操作台的标高为30.50+1.0=31.50m。故泵房筒体高度为：

H31.5014.4517.05m

2.7附属设备的选择

（1）起重设备

最大起重量为YKS63010型电机重量Wm50kg，最大起吊高度为17.04+2.0=19.04m(其中2.0是考虑操作台上汽车的高度)。为此，选用环形吊车（起重量10t，双梁，跨度22.5m，起吊高度24m）。 CDi10电动葫芦，（2）引水设备

泵为自灌式工作，不需饮水设备。 （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，水沟宽设为55mm将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间。

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22~27m,N3kW,n2900r/min)两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y100L2。 （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700mm，转速960r/min，叶片角度15o，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF8026，N0.37kW）。 （5）计量设备

在净化厂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量设备。

2.8泵房建筑高度的确定

泵房通体高度已知为17.05m，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的净高度为11.30m。

2.9泵房平面尺寸的确定

根据泵机组、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，求得泵房宽为20m,长为24.5m。