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泵站设计说明书

天津某水厂一级泵站设计

第一章课程设计任务书………………………………………………………………………2

一、设计项目…………………………………………………………………………………2

二、设计资料…………………………………………………………………………………2

三、设计内容…………………………………………………………………………………2

四、设计参考资料……………………………………………………………………………3

第二章中文摘要………………………………………………………………………………3

第三章设计计算书……………………………………………………………………………3

一、设计流量的计算…………………………………………………………………………3

二、设计扬程的计算…………………………………………………………………………3

1、泵所需的静扬程HST………………………………………………………………3

2、输水干管的水头损失Σh…………………………………………………………4

三、初选水泵和电机…………………………………………………………………………4

四、机组基础尺寸的确定……………………………………………………………………5

五、水管的设计………………………………………………………………………………5

1、吸水管………………………………………………………………………………5

2、压水管………………………………………………………………………………5

六、泵机组及管路布置………………………………………………………………………5

七、泵站内管路水力的计算…………………………………………………………………6

八、泵站各部分高度的确定…………………………………………………………………7

1、泵房筒体高度的确定…………………………………………………………………7

2、泵房建筑高度的确定…………………………………………………………………8

3、泵房平面尺寸的确定…………………………………………………………………8

九、辅助设备的选择和确定…………………………………………………………………8

1、起重机的确定…………………………………………………………………………8

2、引水设备………………………………………………………………………………8

3、排水设备………………………………………………………………………………8

4、计量设备………………………………………………………………………………9

5、通风设备………………………………………………………………………………9

第四章结语……………………………………………………………………………………9

第五章参考文献……………………………………………………………………………10

第一章课程设计任务书

一、设计项目

天津某水厂一级泵站设计

二、设计资料

分为近期及远期工程。

近期设计用水量37000m³/d，远期设计用水量57000m³/d。

（不包括水厂自用水）原水厂水质符合饮用水规定。

厂址在河边，根据河岸地质地形决定采用固定式泵房由吸水井中抽水。

吸水井采用自留管从取水头部取水，取水头部采用箱式。

取水头部到吸水井的距离为131m。

水源洪水标高为105.1m（1%频率）；

枯水水位标高为100.5m（97%频率）；

常年平均水位标高为102.2m，

泵房设置的室外地面标高为106.2m。

净水厂混合净水面标高为132.2m，

取水泵房到净水厂管道长820m。

年最大冻土深度为0.69m。

水厂采用双电源进行。

三、设计内容

1.合理选择吸水井、吸水头部、水泵、配备动力设备，完成吸水井和机组布置。

2.设计吸水管路和压水管路的观景和埋深等。

3.计算确定水泵的安装高度。

4.进行泵站平面布置、大小和高程确定，并对泵站内主要附属设备进行选择。

四、设计参考资料

1.《泵与泵站》中国建筑工业出版社蒋乃昌主编

2.《给水排水设计手册》第1、3、9、11册

3.《泵站设计规范》GB/T50265—97

第二章中文摘要

《泵与泵站》是一门实践性非常强的学科，泵站作为一种提升设备，服务于社会，在生产生活中具有不可替代的作用。

关键字：

泵站水泵电机

第三章设计计算书

一、设计流量的计算

（α为净水厂自用水系数，取1.05。

T为一级泵站每天工作小时数，可取24小时。

）

近期设计流量：

Q=1.05*37000/24=1618.75m³/h=0.450m³/s

远期设计流量：

Q’=1.05*57000/24=2493.75m³/h=0.693m³/s

二、设计扬程的计算

1.泵所需静扬程HST

通过取水部分的计算已经得知在最不利情况下（即一条自流检修管，另一条自流管通过75%的设计流量时，Q’=2493.75*75%=1870.31m³/h=0.520m³/s，按远期设计计算），查表并计算得到:

DN=700mm,v=1.33m/s，1000i=3.00。

其中取局部水头损失占沿程的20%，则取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：

1.2*3.00*10-3*131=0.47m

吸水井最高水面标高为：

105.10–0.47=104.63m

吸水井最低水面标高为：

100.50–0.47=100.03m

所以水泵所需要的静扬程HST

洪水位时：

HST=132.2–104.63=27.57m

枯水位时：

HST=132.2–100.03=32.17m

2.输水干管的水头损失Σh

设计中采用两条DN700mm钢管并联作为原水输水干管。

设计流量Q1=Q’/2=0.693/2=0.3465m³/s。

查手册，流速v=0.25m/s，1000i=0.141

当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的流量，即

Q2=75%Q’=0.75*0.693=0.520m³/s，查手册，流速v’=1.33m/s，

1000i=3.00

所以，Σh=1.1*3.00*10-³*820=2.706m

泵站内管路中的水头损失粗估为2m，则水泵的设计扬程为

设计洪水位时：

Hmax=27.57+2.706+2+2=34.276m

设计枯水位时：

Hmin=32.17+2.706+2+2=38.876m

三、初选水泵和电机

近期三台16SA-9J水泵（流量Q=900-1260m³/h，扬程H=37-42m，泵轴功率N=129-150Kw，气蚀余量Hs=4.6–5.2m，泵重1910Kg，法兰口径DN1=400mmDN2=350mm），两台工作，一台备用。

远期添加一台同型号水泵，三台工作，一台备用。

根据16SA-9J型水泵的要求选用Y400-37-6型（功率200Kw，电动机重量2450Kg）

四、机组基础尺寸的确定

查水泵与电机样本，可知此种机组属于大中型不带底阀的大中型机组。

基础长度L=（B+L3+A3）+490=（1000+1110+700）+490=3300mm

基础宽度B=b+500=900+500=1400mm

计算出Y400-37-6型水泵机组基础平面尺寸为3300*1400，机组总重量

W=Wp+Wm=19100+24500=43600N

基础深度H=（3.0*W）/（L*B*γ）=（3.0*43600）/（3.3*1.4*23520）=1.20m

基础泵房深度连同泵房地板在内取为2.5m

五、水管的设计

每台水泵有单独的吸水管和压水管

1.吸水管

已知水泵设计流量Q1=Q’/3=831.25m³/h=0.231m³/s

查手册，采用DN=450mm，流速v1=1.46m/s，1000i=6.37

2.压水管

查手册，采用DN=350mm，流速v2=2.44m/s,1000i=24.42

六、泵机组及管路布置

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D371X（H、F）涡轮传动式对夹蝶阀一个，吸水管上设电动对夹式蝶阀D971X一个。

为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN=700mm的输水干管用D371X（H、F）型电动式对夹蝶阀连接起来，每条输水干管上各设切换用的蝶阀D371X（H、F）一个。

七、泵站内管路的水力计算

取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换间闸阀止为计算线路图

1、吸水管路中的水头损失

ΣHs＝ΣHfs+ΣHls

ΣHfs=i400*L1=6.37*10-3*1.247=0.0079

V2=4Q1/ΠD2=4*0.231/（3.14*0.4*0.4）=1.84m/s

ΣHls=（ζ1+ζ2）+ζ3=（0.75+0.11）*1.46/（2*9.8）+0.13*1.84/（2*9.8）=0.064+0.012=0.076

式中ζ1——吸水管进口喇叭口局部阻力系数

ζ2——DN450蝶阀局部阻力系数

ζ4——渐缩管DN450×400局部阻力系数

ΣHs＝ΣHfs+ΣHls=0.0079+0.076=0.0839m

2、压水管路中的水头损失

ΣHd=ΣHfd+ΣHld

ΣHfd=（L2+L3+L4+L5+L6+L7）*i350+L8*i700

=（8.410+1.084+0.729+5.915+2.6+2.453）*24.42/1000+5.115*0.141/1000

=0.312+0.000721=0.313m

ΣHld=（ζ4+ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+ζ9+ζ10）*V3/（2*g）+ζ11*V4/（2*g）

=（0.1+0.11+0.11+0.11+0.1+0.15+0.15）*2.44/（2*9.8）+0.13*0.25/（2*9.8）

=0.109+0.0017=0.12m

ζ4——135度弯头局部阻力系数

ζ5——DN350蝶阀局部阻力系数

ζ6——90度弯头局部阻力系数

ζ7——90度弯头局部阻力系数

ζ8——135度弯头局部阻力系数

ζ9——渐放管DN350×700局部阻力系数

ζ10——DN700蝶阀局部阻力系数

ΣHd=ΣHfd+ΣHld=0.313+0.12=0.433m

故全部水头损失H=ΣHs+ΣHd=0.0839+0.433=0.52m

因此

设计洪水位时：

Hmax=27.57+2.706+0.52+2=32.796m

设计枯水位时：

Hmin=32.17+2.706+0.52+2=37.396m

由此可见，水泵的实际扬程任然在初选水泵机组的高效段故初选水泵机组符合要求。

八、泵站各部分高度的确定

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，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。

1、泵房筒体高度的确定

已知吸水间最低动水位标高为100.03m，为保证吸水管吸水，还根据取吸水管的中心标高为98.00m（吸水喇叭口上缘的淹没深度为100.03－98.00－D/2＝1.805m）。

取吸水管中心距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为98.00-D/2-0.7＝97.075m。

洪水位标高为105.10m，考虑1.9m的浪高，则操作平