河南城建送水泵站设计讲解.docx
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河南城建送水泵站设计讲解
第1章绪论1
1.1设计要求1
1.2二级泵站设计资料2
第2章计算说明书4
2.1水泵和电机的初步选择4
2.1.1二级泵站的组成及特点4
2.2水泵机组的基础设计8
2.3水泵吸水管路和压水管路设计10
2.4布置机组和管道12
2.5泵房形式的选择14
2.6吸水井的设计14
2.7各工艺标高的设计15
2.8复核水泵和电机16
2.9消防校核17
2.10设备的选择17
2.11泵房建筑高度和平面尺寸的确定20
2.12设计二级泵站平面图及剖面图21
小结22
参考文献23
第1章绪论
1.1设计要求
1.1.1设计题目：
送水泵站（二级泵站）设计
1.1.2泵站设计水量
Q=161099m3/d。
1.1.3设计任务
城市送水泵站技术设计的工艺部分。
（1）根据水量、水压变化情况选泵，工作泵和备用泵型号和台数。
（2）泵房型式的选择。
（3）机组基础设计；平面尺寸及高度。
（4）计算水泵吸水管和压水管力直径：
选用各种配件和阀件的型号、规格种及安装尺寸（说明特点）。
（5）吸水井设计：
尺寸和水位。
（6）布置机组和管道。
（7）泵房中各标高的确定：
室内地面、基础顶面、水泵安装高度、泵房建筑高度
等。
（8）复核水泵及电机：
计算吸水管及泵站内压水管损关、求出总扬程、校核所选
水泵，如不合适，则重选水泵及电机。
重新确定泵站的各级供水量。
（9）进行消防和转输校核。
（10）计算和选择附属设备。
①设备的选择和布置。
②计量设备。
③起重设备。
④排水泵及水锤消除器等。
（11）确定泵站平面尺寸、初步规划泵站总平面泵房的长度和宽度，总平面布置包括：
配电室、机器间、值班室、修理间等。
1.1.4图纸要求
泵站平面及剖面图（机器间），应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高，列出主要设备表和村料表（比例尺1：
100）。
1.2二级泵站设计资料
1.2.1泵站设计水量为6.25万m3/d
1.2.2管网设计的部分成果：
①根据用水曲线确定的二级泵站工作制度，分
（2）级工作。
第一级，从（22）时到（5）时，每小时占全天用水量的（2.5）%；
第二级，从（5）时到（22）时，每小时占全天用水量的（4.85）%。
②城市的设计最不利点的地面标高（130）米，建筑层数（7）层，自由水压
（35）米。
③管网平差得出的泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失为（21）米；
④消防流量为（200）m3/h，消防扬程为（15）米。
⑤清水池所在地面标高为（120）米；清水地最低水位在地面以下（5）米。
1.2.3.城市冰冻线为（1.5）米，最高温度为（30）℃，最低温度为（-25）℃
1.2.4.泵站所在地土壤良好，地下水位为（25）米。
1.2.5.泵站为双电源。
第2章计算说明书
2.1水泵和电机的初步选择
2.1.1二级泵站的组成及特点
2.1.1.1二级泵站的组成
（1）水泵机组包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分；
（2）吸压管路指水泵的吸水（进水）管路和压水（出水）管路，水泵通过吸水管从吸水井（池）中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至用户；
（3）引水设备指真空引水设备（如真空泵、引水罐等）和灌水设备。
当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备；
（4）起重设备指泵站内设备及管道安装，检修用的吊车、电动葫芦等设备；
（5）排水设备指排水泵、排水沟、集水坑等，用以排除泵站地面污水；
（6）计量设备指流量计、压力计、真空泵、温度计等；
（7）采暖及通风设备指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风机等设备；
（8）电气设备指变、配电设备；
（9）防水锤设备指水锤消除器等；
（10）其他设备包括照明、通信、安全与防水设施等。
在泵站中除设有机器间（安装水泵机组的房间）外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。
2.1.1.2二级泵站的特点：
二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中水经管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。
其工艺流程如：
清水池—吸水井—送水泵站—输配水管网—用户。
基本特点：
泵站埋深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、水质的变化，需要设置多台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形状，砖混结构。
2.1.2泵站设计参数的确定
设计流量的确定
泵站工作时的设计流量：
设计扬程的确定：
其中:
H—泵站所需扬程（m）
—地形高差（m）
—自由水压（m）；
—总水头损失（m）；
——泵站内损失（初步估计为2m）
Hc—安全水头1.5m
2.1.3选择水泵
2.1.3.1水泵选择的基本原则
（1）所选水泵机组应满足用户最高日各个时刻（含最大的）流量和扬程的要求，
保证供水的安全可靠性。
（2）依据所选水泵建造的泵站的造价低。
（3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。
（4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。
（5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地。
2.1.3.2初选水泵
根据Q=1864.571L/s和=43.2m，在泵的综合性能图上作出该点。
当时,输水管和配水管网中水头损失很小，假定此时总水头损失之和为2米，所需泵的扬程为H=5.6+28+2+2=37.6m，在图上作出这点。
两点连接成参考管道特性曲线，选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联,其泵型分别为500S59A型、500S59型、800S55型，性能参数如表2-1所示。
其中500S59型、800S55型的杨程显然不满足设计要求，所以三个方案中只有方案一比较合适，即选用500S59A型单级双吸离心泵。
表2-1单级双吸离心泵的性能表
型号
流量Q（m3/h）
扬程H（m）
转速
n（r/min）
泵轴功率N（kW）
效率
（％）
允许吸上真空高度Hs（m）
泵重（kg）
500S59A
1497~2167
416~602
39~57
970
327.17
70~74
3.5
1200
500S59
1620~2340
450~650
47~68
970
383.32
70~74
3.5
1200
800S55
4597~6894
1277~1915
48~59
600
1037.9
70~74
3.5
1200
求出管路特性曲线方程中的参数，因为：
所以：
根据上表泵的性能参数以及泵的特性曲线，可确定设计方案为：
四台500S59A泵并联，其中有一台为备用泵。
图2-1500S59A单级双吸离心泵性能特性曲线
供水时（三台水泵并联工作），工况点（见M点）
图2-2三台500S59A型号泵并联工作曲线
2.2水泵机组的基础设计
表2-2500S59A型单级双吸离心泵安装（mm）（不带底座）
L
L1
L2
L3
B
B1
3510
1860
1167
580
1000
810
B3
A
H
H1
H2
H3
800
710
400
800
370
480
E
h
W水泵
W电机
n—φd
800
1200
2235N
3000N
4—35
图2-3500S59A型单级双吸离心泵（不带底座）安装尺寸图
500S59A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则
基础长度:
L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400～500）
L=B+L2+L3+（400～500）=1000+1167+580+453=3200㎜
基础宽度:
基础宽：
B=水泵地脚螺钉间距（宽方向）+（400～500）
B=A+450=710+450〈B+450=1250取1250㎜
基础高度:
H=（2.5～4.0）×（W水泵+W电机）/（Lβρ）
H=3.0×（3000+2235）÷（3.2×1.25×2400）=1630取1700㎜
电机基础高：
H0=1700+800-400=2100㎜
2.3水泵吸水管路和压水管路设计
当泵站供水时，三台500S59A型单级双吸离心泵并联工作，其流量Q=1864.571L/s，单台水泵出水量Q=416.66L/s；
水泵吸、压水管所通过的流量应按Q=416.66L/s（最大）设计，管材采用钢管。
2.3.1吸水管路
2.3.1.1吸水管路布置要求
吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障。
为此常采取一下措施：
（1）为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。
（2）为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。
（3）吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。
（4）吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵5min的抽水量。
（5）吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。
（6）当吸水池水位高于水泵轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。
（7）当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。
（8）吸水管设计流速一般为：
DN＜250mm时，v=1.0～1.2m/s；DN≥250～1000mm时，v=1.2～1.6m/s；DN﹥1000mm时，v=1.5～2.0m/s.
2.3.1.2吸水管管径
当Q=416.66m/s时，由钢管水力计算表查得管径d=的800mm，流速V=0.23m/s，单位管段的水头损失i=0.104mm/m。
2.3.2压水管路
2.3.2.1压水管路布置要求
对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便。
（1）压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修处采法兰接口。
（2）为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路适当位置上设补偿接头或可挠性接头。
（3）离心泵必须要关闸启动。
（4）当不允许水倒流时，需设止回阀。
（5）压水管设计流速为：
DN＜250mm时，v=1.5～2.0m/s；DN≥250mm时，v=2.0～2.5m/s；
2.3.2.2压水管管径
当Q=416.661L/s时，由钢管水力计算表查得管径D=700mm，流速V=0.3m/s，阻力系数i=0.197mm/m
2.3.3管路附件选配
每台水泵都单独设有吸水管，并设有闸阀，型号为500S59A，DN＝700mm，
L＝540mm，W＝681Kg。
压水管设有止回阀，型号为H44T（X）-10，DN＝700mm，L＝900mm，W＝508kg。
水泵控制阀，型号D371X（H、F），DN＝700mm，L＝102mm，W＝128kg。
具体管路附件选配如下:
表2-3500S59A型水泵进出口尺寸
型
号
进口法兰尺寸mm
出口法兰尺寸mm
DN1
D01
D1
n1-Фd1
DN2
D02
D2
n2-Фd2
500S59A
500
620
670
20-26
350
460
505
16-22
表2-4管路附件选配表
名称
型号
规格
单位
数量
喇叭口
DN1100
个
4
90度弯头
升级会员 