二级泵站设计.docx

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二级泵站设计

二级泵站设计

其中a点坐标为

式中——管网最不利点的地面标高和清水池最低水位的高程差（m）

——自由水头（m）

——输水管和管网中的水头损失（m）

b点坐标为

2）过a点绘制一条的水平线。

3）在ab和都相交的高效方框图中，选2~3台进行并联组合，即在等扬程下流量相加求出并联组合的组合方案，所选得各泵的高效段与ab线的交点，以及两两并联或三台水泵并联曲线与ab线的交点，就是分级界限工况点。

4）所选出的水泵经管路布置、确定管径后，在验算初步确定的值是否合适，即精选水泵。

图1选泵参考特性曲线

在泵综合性能图上作出b点。

在图1中，同时与ab线及水平线相交的方框有：

200s63、250s65、300s58等三种水泵，从中选出三台泵在等扬程下并联综合流量的组合：

方案1：

一台300s58与两台200s63组合，如图1所示流量为：

（576+216×2）m3/h=1008m3/h>987m3/h

方案2：

三台250s65。

还有许多的组合方案，但均不如上述两个方案，就不再列出。

方案1和方案2列表进行详细比较，如图1所示，主要比较养成利用率，重点比较平均日平均时附近的扬程利用率，因出现的几率很低，一年中绝大部分时间在平均日平均是附近流量运行。

平均日平均是用水量为875m3/h。

表1选泵方案比较

方案编号

水量变化范围

/（m3·h-1）

运行水泵型号及台数

水泵扬程/m

水泵效率/%

方案一：

一台300s58

两台200s63

1008～1595

一台300s58

两台200s63

42.0～69.0

66.38～84.63

792～1244

一台300s58一台200s63

42.0～69.0

68.13～68.63

432～702

2台200s63

50.0～69.0

68.00～68.63

方案二：

三台250s65

1080～1836

3台250s65

56.0～71.0

74.47～77.03

720～1224

2台250s65

56.0～71.0

76.40～77.41

360～612

1台250s65

56.0～71.0

75.91～77.03

从表1可以看出，方案1能量略好于方案2，特别是在出现几率较大时，如在220～450L/s的范围内（这一范围内用水量接近平时用水量），能量浪费较少，而且水泵台数两个方案均相等。

可用管路特性曲线进行选泵。

先求出管路特性曲线方程中的参数，因为：

所以：

表2管路特性曲线关系表

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

29.58

35.20

44.58

57.70

74.58

95.2

119.58

147.70

179.58

查给水排水设计手册s型泵的性能表可知：

表3s型泵的性能表

泵型号

流量Q

扬程

H

（m）

转速

n

（r/min）

功率N（KW）

效率

（%）

叶轮直径D2（mm）

泵重量（kg）

电机型号

轴功率

Pa

配套功

率

200s63

216

69

2980

54.8

75

74

4.5

230

Y280S-2

280

63

58.3

82.7

351

50

66.4

72

250s65

900

70

1450

220

300

78

　3.5

710

Y315M-4

1170

65

247

84

1330

56

257

79

300s58　

529　

66

970

340

500

82

　4

943

Y355M1-4

2016

59

390

83

2450

50

433

77

根据分析反复比较选泵参考特性曲线得出结论：

在两者轴功率相同及相差不大的前提下，为了方便日后水泵的管理和维修，选择四台型号相同的水泵，三用一备，第一级工作时三台水泵并联工作。

，第二级工作时两台水泵并联工作。

（4）确定电机

根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y315M-4电机，其参数为：

额定电压380V；N=132kw；W=1100kg。

三﹑水泵机组基础设计

250S65型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下。

泵型号

泵外型尺寸

进水法兰尺寸

出水法兰尺寸

L

L1

L2

L3

L4

B

B1

B2

B3

B4

H

H1

H2

H3

H4

4-Φd

Dg1

Do1

D1

b1

n1-Φd1

Dg2

Do2

D2

B2

n1-Φd2

250S65

1100.5

612

510

450

330

880

400

620

550

430

856

510

40

240

300

Φ27

250

350

390

28

12-Φ23

150

240

280

24

8-Φ23

泵型号

C

电动机

电机尺寸

E

L

L2

吐出锥管法兰尺寸

型号

功率

（KW）

电压

（V）

L1

H

h

B

A

n-Фd1

Dg2

D2

D02

b2

n-Фd2

250S65

4

Y315M-4

132

380

1340

315

865

457

508

4-Ф28

500

2444.5

777

250

390

350

28

12-Ф23

基础长度

L=地脚螺钉间距+（400～500）

=

基础宽度

B=地脚螺钉间距+（400～500）

=A+（400～500）=508+492=1000mm

基础高度

H=｛3×（W水泵+W电机）｝/｛L×B×｝

其中W水泵—水泵质量（710kg）；

W电机—电机质量（1100kg）；

L—基础长度（m）；

B—基础宽度（m）；

—基础密度（kg/m3）（混凝土密度=2400kg/m3）。

则水泵的基础高度为

H=｛3.0×（710+1100）｝/｛2.9×1.0×2400｝=0.78m

设计取1.00m；

那么，混凝土块式基础的尺寸（m）为L×B×H=2.9×1.0×1.0。

四﹑吸水管路和压水管路设计计算

当泵站为一级供水时，三台250s65型单级双吸式离心泵并联工作，其流量。

当水泵为二级供水时，两台250s65型单级双吸是离心泵并联工作，其流量，其单台出水泵最大流量为，水泵吸水管和压水管所通过的流量应按最大流量设计，管材采用钢管。

4.1吸水管路

4.1.1吸水管路的布置要求

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时不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障，为此常采用以下措施：

为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。

为使水泵能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。

吸水管的安装与铺设应该避免管道内形成气囊。

吸水管安装在吸水井内，吸水井的有效容积不应小于最大一台泵5min的抽水量。

吸入式的水泵，每台水泵都应单独设立吸水管。

当吸水池的水位高于水泵的轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。

当水中有大量杂质时，喇叭口下应设置滤网。

吸水管路设计的流速一般为：

时，；时，；时，

4.1.2吸水管径

当时，由钢管水力计算表查的管径，流速，单位管短的损失每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371J-10，DN＝400mm，L＝154mm，W＝380kg

4.2压水管路

4.2.1压水管路的布置

对压水管路的基本要求就是耐高压，不漏水，供水安全，安装及检修方便。

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的地方采用法兰连接。

为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸的方便，可在压水管路适当的位置上设补偿接头或可绕性接头。

离心泵必须要关阀启动。

当不允许水倒流时，需设置止回阀。

压水管路设计流速时，；时，；

4.2.2压水管管径

当时，由钢管水力计算表查的管径，流速，单位管短的损失，压水管设有多功能水泵控制阀，型号JD745X-25，DN＝300mm，L＝1100mm，W＝800kg。

并设有联络管（DN＝600mm），由一条输水干管（DN＝600mm）送往城市管网。

4.3管路附件选配

名称

型号

规格

单位

数量

喇叭口

DN600400

个

4

90度弯头

DN400

个

4

蝶阀

D371J-10

DN400L＝154

个

10

三通

DN300300

个

4

三通

DN600600

个

1

多功能阀

JD745X-25

DN300L＝1100

个

4

异径管

DN300400

个

4

吸水管、压水管连同泵一起安装在机器间的地板上，管道直进直出，弯头少，可节约电耗。

在选择配件时，选择的是全国通用的产品。

五﹑吸水井设计计算

吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口要求。

清水池内最高水面标高：

134m，最低水面标高：

130.38m

清水池至吸水井的水头损失为0.18m

则吸水井内最高水位标高=134-0.18=133.82m；

最低水位标高=130.38-0.18=130.20m；

具体尺寸要求：

水泵进水口应设喇叭口，以便吸水管进口水流稳定，减少损失。

①水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.3～1.5）d=520～600，取D=600mm，

②水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0～7.0）×（D－d）=600~1400取L=1000mm；

③喇叭口距吸水井井壁距离≥（1.0～.1.5）D＝1.5×600＝900mm；

④喇叭口之间的距离≥（1.5～2.0）D＝2.0×600＝1200mm；

⑤喇叭口距吸水井井底距离≥（0.8～1.0）D＝600mm；

⑥喇叭口在最低水位下深度，本设计取1.0m；。

所以，吸水井长度=3×1200+2×900+4×600=7800mm（注：

最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）；吸水井宽度=2400mm；吸水井高度=5800mm（包括超高200m）

六﹑各工艺标高设计计算

6.1水泵安装高度

式中HSS—水泵允许安装高度（m）；

HS—水泵吸上高度（m）；

g—重力加速度（m/s2）；

∑hs—水泵吸水管路水头损失。

查表得5（喇叭口局部阻力系数）；（90度弯头局部阻力系数）；（阀门局部阻力系数）；（偏心减缩管局部阻力系数）；（三通）；（同心渐扩管局部阻力系数）；（同心渐扩管局部阻力系数）；（偏心减缩管局部阻力系数）。

经计算，但考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等因素，所以取∑hs=1.00m，则HSS=4.8-1.312/（2×9.81）-1.00=3.71m。

考虑安全吸水，取安装高度为HSS=3m。

6.2泵房内标高的推求：

水泵轴线到基础表面的高度：

=800mm；

且泵轴标高：

泵轴标高＝吸水井最低水位+HSS

＝130.20+3.0

＝133.20m