泵与泵站课程设计报告某水厂二泵站初步设计.docx
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泵与泵站课程设计报告某水厂二泵站初步设计
1前言
1.1设计题目
某水厂二泵站初步设计
1.2设计原始资料
（1）已知某城市经设计计算的最高日设计用水量为33975m3。
各小时用水量如下表所示：
表1-1
小时
用水量百分数
小时
用水量百百分数
小时
用水量百百分数
小时
用水量百百分数
小时
用水量百百分数
小时
用水量百百分数
1
3.03
5
3.95
9
5.02
13
4.35
17
4.51
21
4.36
2
2.95
6
4.17
10
5.47
14
4.06
18
4.49
22
4.67
3
2.66
7
4.41
11
4.80
15
4.08
19
4.16
23
4.42
4
2.76
8
4.80
12
4.62
16
4.33
20
4.33
24
3.90
（2）在设计决定城市管网、二泵站、清水池、高位水池（水塔）的共同工作状况时，经方案比较后已决定二泵站采用两级供水，即0~4点，每小时供水量为2.5%；4~24点，每小时供水量为4.5%。
（3）该城市的最高日最高用水时情况：
①二泵站供水量：
425L/s（即4.5%）；
②输配水管网中的水头损失：
23.5m；
③管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头：
16m；
④二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差：
25.5m。
（4）该城市的最高日最高时和消防用水时情况：
①二泵站供水量：
480L/s；
②输配水管网中的水头损失：
33.3m；
③管网中要求的最低自由水头：
10m；
④二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差：
26m。
（5）该城市不允许间断供水，备用泵至少应有一台。
（6）二泵站（清水池附近）的地质情况是：
地面表层（约2米）为粘土，2米以下为页岩。
（7）清水池有关尺寸如图所示（见图1.1）。
（8）该城市最大转输用水时情况，因矛盾不突出，故略。
（9）该水泵站海拔为200米，夏季最高水温为30℃。
图1-1：
图1.1清水池相关尺寸图
1.3设计任务
根据上述资料，进行该二泵站的初步设计，编写设计计算说明书共一份，绘制二泵站的平、剖面图一张（1号图纸一张）。
1.4参考资料
1.《水泵及水泵站》（第四版）（1998年）中国建筑工业出版社姜乃昌主编
2.《给水排水设计手册（1、3、11、12）》（第二版）（2000年）中国建筑工业出版社
3.《给水排水工程快速设计手册（1、2、5）》（第一版）（1996年）中国建筑工业出版社
4.《全国通用给水排水标准图集（S1、S3）》（1996年）中国建筑标准设计研究所
5.《泵站设计规范GB/T50265-97》，国家技术监督局，中华人民共和国建设部联合发布，1997，6月发布，1997年9月实施
6.室外给水设计规范CBJ13-186》，中华人民共和国建设部，1986年发布，1997年12月修订，1998年3月一日起实施。
2计算说明书
2.1流量和扬程的确定
2.1.1水泵站供水设计流量的计算
原始资料给出，该市用于泵站设计计算的最高日设计用水量为33975m3；在设计决定城市管网、二泵站、清水池、高位水池（水塔）的共同工作状况时，经方案比较后决定二泵站采用两级供水，即0~4点，每小时供水量为2.5%；4~24点，每小时供水量为4.5%。
则每级供水的的设计流量计算如下：
一级供水：
二级供水：
消防供水：
原始资料给出为
2.1.2水泵站供水扬程的计算
1．计算公式：
根据《水泵及水泵站》中的内容，向城市管网供水扬程可用如下公式计算：
式中H――总扬程，mH2O；
hST――二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差，mH2O；
∑h——总损失，包括管路损失和泵站损失，其中泵站内吸压水管路水头损失一般取值2.0H2O；
hsev——管网中控制点所需的自由水头，mH2O；
h安全——安全水头，本设计取为2mH2O。
式中∑h管网――管路总损失，单位mH2O；
――代表长度、直径一定的管道的沿程阻损与局部阻力之和的系数。
（根据原始资料中给出的二级供水输配水管网中的水头损失为23.5m，即=，推算出管网的阻力系数S=130.1s2/m5）。
――流量，单位m3/s。
2.水泵站各级供水扬程计算
根据上述公式以及原始资料对各级供水扬程计算如下：
一级供水：
该城市的最高日最高用水时情况如下：
输配水管网中的水头损失为7.3m（根据，计算可得）；管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头为16m；二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差为25.5m。
则水泵站一级供水的设计扬程：
。
二级供水：
该城市的最高日最高用水时情况如下：
输配水管网中的水头损失为23.5m；管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头为16m；二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差为25.5m。
则水泵站二级供水的设计扬程：
消防供水：
该城市的最高日最高用水时情况如下：
输配水管网中的水头损失为33.3m；管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头为10m；二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差为26m。
则水泵站消防供水的设计扬程：
2.1.3水泵站供水设计流量和扬程汇总
各级供水情况下水泵站供水设计流量和扬程见表2-1。
表2-1：
级供水情况下水泵站供水设计流量和扬程汇总表
流量（L/s）
扬程（m）
一级供水
236
52.8
二级供水
425
69
消防供水
480
73.3
2.2水泵初选及方案比较
2.2.1选泵的主要依据
选泵的主要依据是所需的流量、扬程及其变化规律。
2.2.2选泵要点
1）大小兼顾，调配灵活，合理使用水泵的高效段；
2）型号整齐，互为备用；
3）考虑泵站的发展，实行近期和远期建设相结合；
4）大中型泵站需作方案比较；
5）合理选择水泵的构造形式；
6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；
7）大小兼顾，合理调配的原则下，尽量选大泵；
8）考虑必要的备用泵；
9）选泵后应进行校核；
10）因地制宜，尽量选用当地成批生产的水泵型号。
2.2.3选泵的主要原则
（1）选泵首先要满足最高时供水工况的流量和扬程要求；在平均流量时，水泵应在高效段运行；在最高与最低流量时，水泵应能安全、稳定运行。
所选水泵特性曲线的高效率范围应尽量平缓，以适应各种工况的流量和扬程要求。
对于特殊的工况，必要时可另设专用水泵来满足其要求（例如不设专用消防管道的高压消防制系统，为满足消防时的压力一般可另设消防专用泵），本设计不设消防专用泵。
（2）尽可能选用同型号水泵，互为备用；或扬程相近、流量大小搭配的泵。
（3）水泵选择必须考虑节约能源，除了选用高效率泵外，还可考虑运行工况的调节；应考虑近远期结合，一般可考虑远期增加水泵台数或换装大泵。
对于埋深较大的水源泵房，远期可采用更换水泵的方式，减少泵房面积。
（4）应在保证水泵的正常吸水条件，在不发生气蚀的前提下，尽可能选用允许吸上真空度值大或必需汽蚀余量值小的泵，应充分利用水泵的允许吸上真空高度，以提高水泵安装高度，减少泵房埋深，降低造价。
同时应避免泵站内各泵安装高度相差太大，致使各泵的基础埋深参差不齐或整个泵站埋深增加。
（5）水泵的台数及流量配比根据供水系统的运行调度要求、泵房的性质及规模、近远期结合方式等作综合考虑，并结合调速装置的应用进行多方案比较后确定。
（6）水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置、泵站造价等有影响，因此要合理选择水泵的构造形式。
（7）选泵时应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。
2.2.4备用泵的选择原则
根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用一定数量的备用泵，以满足供水对象对供水可靠性的不同要求：
①在不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组。
②允许短时间内减少供水量的情况下，备用泵只保证供应事故用水量。
③允许短时间内中断供水时．可只设一台备用泵。
④城市给水系统中的泵站，一般也只设一台备用泵。
通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵相同。
当管网中无水塔且泵站内机组较多时，也可考虑增设一台备用泵，它的型号相最常运行的工作泵相同。
⑤如果给水系统中有足够大容积的高地水池或水塔时，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备用机组即可。
备用泵与其它工作泵一样，应处于随时可以启动的状态。
2.2.5水泵初选
依据选泵的主要依据，形成两个方案，方案一首先选择与一级供水所需流量、扬程接近的水泵。
二级供水采用与一级供水同型号的水泵并与一级供水的水泵并联工作，此时校核水泵是否满足扬程要求，然后选择一台与二级供水同型号的泵作为备用泵，消防暂定与二级供水采用同样的方案，校核是否满足流量和扬程要求，若不满足可将备用泵用于消防。
方案二首先选择与一级供水所需流量、扬程接近的较小水泵单独负责一级供水，然后再选择一台流量较大的水泵单独负责二级供水，然后选择一台与二级供水同型号的泵作为备用泵。
消防时将将一级用泵和二级用泵并联负责。
根据流量和扬程要求，本次设计中选用的水泵均为单级双吸式离心泵，由上海凯泉公司生产的KQSN型水泵。
初选水泵见表2-2。
所选每台水泵的特性曲线见图2-1至图2-3。
表2-2水泵初选方案表
水泵及型号
额定流量
额定扬程
转速
轴功率
所配电机
效率η（%）
汽蚀余量
（m3/h）
（m）
（r/min）
（KW）
型号
功率（KW）
（m）
方案一
3台（其中一台为备用泵）
719
78
1480
202.7
Y355M1-4
250
75
4.4
KQSN300-M6（规格482）
方案二
1台
KQSN300-M9（规格453）
1134
63
1480
235.5
Y355L-4
280
83
5.9
2台（其一为备用）
KQSN500-N6（规格748）
1491
72
990
379.2
Y450-6
450
77
4.1
图2-1KQSN300-M6型泵性能曲线
图2-2KQSN350-M9型泵性能曲线
图2-3KQSN500-N6型泵性能曲线
2.2.5方案比较
水泵方案比较见表2-2。
表2-2方案比较表
编号
供水
工作泵台数及型号
额定供水流量
额定扬程
每台泵的流量
每台泵效率η（%）
水泵扬程H实（m）
所需扬程H需
扬程利用率H需/H实（%）
情况
（m3/h）
（m）
（m3/h）
（m）
方案一
一级供水
1台KQSN300-M6（规格482）
719
78
850
71
71.6
52.8
73.74
二级供水
2台KQSN300-M6（规格482）
719
78
765
75
73.3
69
94.13
消防时
3台KQSN300-M6（规格482）
719
78
576
72
80
73.3
91.62
方案二
一级供水
1台KQSN350-M9（规格453）
679
69
850
76
68
52.8
77.65
二级供水
1台KQSN500-N6（规格748）
1491
72
1530
77
71.1
69
96.05
消防时
1台KQ
升级会员 