泵与泵站设计计算书.docx
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泵与泵站设计计算书
1吸水井
吸水井设计水位
1.2
吸水井标高
1.3
吸水井布置
1.4
吸水井长度
2水泵选择
2.1
供水流量计算
2.2
供水曲线及分级供水
2.3
水泵扬程计算
2.4
水泵选择
2.5
吸水管和出水管管径
2.6
水泵基础计算
3二级泵房平面布置
3.1水泵基础布置
3.2水泵基础布置
4二级泵房高程布置
10
4.1水泵安装高度
10
4.2水泵及管线相关标高
11
4.3起重设备及泵房高度
11
5真空泵设计计算
13
5.1抽气量
13
5.2最大真空值Hrmax
13
6排水泵设计计算
14
7消防校核
14
泵房设计计算说明书
1吸水井
二级泵房前设吸水井，以调节水量，使水位稳定。
1.1吸水井设计水位
况考虑，即设计最低水位为清水池池底标高减去清水池至二级泵房吸水井的水头损
失。
清水池设一根出水管，出水管管径取为DN900，管内流速为1.10m/s。
查水力计
算表可得，输水管水力坡降为i=0.15%。
取清水池到二级泵房吸水井之间管道总长为
50m,则输水管没程水头损失为
hiil0.15%500.075m
局部水头损失计算如下:
表1-1吸水井前管道局部水头损失计算表
配件名称
数量
规格
局部阻力系数
90度弯头
1
DN900
1.1
蝶阀
2
DN900
0.4
进出口
2
DN900
2
3.5
由上表计算可得，局部水头损失为:
则总水头损失为:
1.2吸水井标高
一般吸水管的最小悬高高度h1=（0.6~0.8）D1，大管径采用较小系数，小管径采用
900mm。
较大系数。
吸水管600mm。
根据S3图集所选的喇叭口直径为
则h1=0.7X900=630mm。
取h1=700mm。
②喇叭口的最小淹没水深h2
喇叭口垂直布置时的淹没水深一般大于1.5D1，此处按大泵计算
h2=1.590O=135Omm。
取h2=1400mm。
吸水井池底标高=吸水井最低水位标高-h1-h2=39.91-O.7-1.4=37.81m。
①吸水池喇叭口直径D1
一般大于（1.25~1.5）D，在《给水排水标准图集S3（上）》选择一个相应的喇叭
②喇叭口管中心线距后墙的距离
取c=800mm。
③喇叭口中心线与侧墙的距离
一般为1.5Di,则：
b=1.5%00=1350mm
取b=1400mm。
多台水泵的吸水井应有一定的进水流程，以调整水流使顺直均布地流向各吸水
泵计算。
故：
I>3900=2700mm，取吸水井长度为5000mm。
2水泵选择
参考《给水排水设计手册（第03册）城镇给水》第5.2.2.2条，水泵的设计选择
基本原则如下:
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
高效区运行；在最高与最低流量时，水泵应能安全、稳定运行。
②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。
③一般宜尽量减少水泵台数，选用效率较高的大泵；但必须考虑运行调度方便,
适当配置小泵，或采用调速运行水泵。
④备用机组数的确定应根据供水的重要性及年利用小时数,
并应满足机组正常检
修要求。
对重要的城市供水泵站，工作机组3台及3台以下时，应增设1台备用机组;
多于3台时，宜增设2台备用机组。
对于一般的城市供水泵房内可设一台备用泵，型
号与泵房内最大一台水泵相同。
2.1供水流量计算
二级泵站供水量按最高日最高时流量计算，最高日用水时变化系数
Kh=1.2，则二
级泵房最高日最高时设计供水流量为:
QhKhIt
1.2500002500m3/h0.69m3/s
24
2.2供水曲线及分级供水
由已知资料知，该地区最高日居民综合用水逐时变化系数如表
2-1：
时段
0~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
用水量系数（％）
2.3
2.3
2.2
2.2
2.3
3.5
4.6
5.2
时段
8~9
9~10
10~11
11~12
12~13
13~14
14~15
15~16
用水量系数（％）
5.3
5.2
4.9
4.8
4.7
4.6
4.8
5.2
时段
16~17
17〜18
18~19
19~20
20~21
21~22
22~23
23~24
用水量系数（％）
5.6
5.5
5.4
4.8
4.3
3.8
3.5
3.0
表2-1该地区最高日最高时居民综合用水逐时变化系数
从上表可以看出，该地区用水量明显分为两个时段，6—21点用水量较大，21—6
点用水量较小，因此水泵供水分为两级供水。
s高日用水量变化曲线
4.97%。
每级供水量为:
2.3水泵扬程计算
二级泵房水泵扬程H计算公式如下:
HH1
m；
式中：
H1——吸水井最低水位与水厂地坪的几何高度,
H2出厂水压，m;
h1――吸水管路总水头损失，m；
h2——输水管路总水头损失，m；
h3富余水头，取1。
0m0
吸水井最低水位低于水厂地坪2.09m，本设计要求出厂水压H2=40m，吸水管路
及出水管路水头损失取1m，即m+h2=1m。
则二级泵房水泵扬程为:
HH1H2h1h2h32.094011.044.09m
取44.5m。
2.4水泵选择
根据供水曲线要求，供水分为两级。
第一级供水时，同时开启2台流量为1490m3/h
的泵，第二级供水时，开启1台流量为1698m3/h的泵。
综上考虑，本设计中二泵房
配泵情况为3台泵。
其中，第一级供水时，2台泵为备用泵，在第二级供水时，1台
泵为备用。
参考《给水排水设计手册》（常用设备），泵选取500S59B，扬程为45m。
泵的参数如表2-2：
表2-2500S59B型和14SA-10型泵主要参数
型号
流量
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/min）
轴功率
（kW）
电动机功率
（kW）
效率
（%）
气蚀余量
（m）
500S59B
1490
45
970
247
315
74
6.0
500S59B型泵配套Y400-6型电动机，泵及电动机外形尺寸如图2-2和表2-3：
1537.5
A
s型泵外形及安装尺寸
图2-2500S59B型泵外形及安装尺寸
表2-3500S59B型泵及Y400-6型电动机安装尺寸
型号
L
L1
L2
A
A0
A1
B
B0
B1
3625
760
580
710
1638
905
1000
1640
810
500S59B
B2
B3
H
H1
H2
H3
h
h1
①d
1020
800
1300
800
370
480
400
900
55
2.5吸水管和出水管管径
根据《给水排水设计手册（03册）城镇给水》，可知水泵吸水管和出水管流速
如表2-4:
表2-4吸水管、出水管流速
管径（mm）
d<250
250d1000
1000d1600
d1600
吸水管内流速
（m/s）
1~1.2
1.2~1.6
1.5~2.0
1.5~2.0
出水管内流速
（m/s）
1.5~2.0
2.0~2.5
2.0~2.5
2.0~3.0
500S59B型水泵吸水管管内流速设1.5m/s,又Q=1490m3/h=0.414m3/s，则:
D2厲593mm
取D=600mm，此时管内实际流速为1.46m/s，符合要求。
500S59B型水泵出水水管管内流速设为2.1m/s，又Q=1490m3/h=0.414m3/s，则:
D2上501mm
取D=500mm，管内实际流速为2.11m/s，符合要求。
2.6水泵基础计算
参考《给水排水设计手册（第03册）城镇给水》第542.3条，设计计算要点如
下:
1水泵基础设计必须安全稳固，标高、尺寸准确，以保证水泵运行稳定，安装检修方便。
2
地面时
卧式离心泵的基础形式按与泵房结构的联结可以分为分离式和整体式。
泵房常采用分离式基础。
地下式或半地下式泵房一般采用整体式，与钢筋混凝土底板连成整体。
3一般功率在lOOkW以下时，水泵和电动机带有底盘，可直接安设在基础上;
lOOkW以上时，无底盘，基础面需垫以钢板或型钢。
4无底盘的大、中型水泵基础尺寸大小按水泵及电动机安装尺寸所提供的数据确定，如无上述资料，可考虑如下:
基础长度L=水泵和电机最外端螺孔间距+（0.4~0.6）m，并长于水泵和电机总长;
基础宽度B=水泵或电机最外端螺孔间距（取其宽者）+（0.4~0.5）m；
基础高度H=地脚螺栓埋入长度+（0.10~0.15）m且基础高度应不小于50~70cm，基
对于预留螺孔，当
时，螺孔中心距基础边缘
d螺栓>40mm时，螺孔中心距基础边缘>300mm，当d螺栓<40mm
>150~200mm，但基础螺孔边缘与基础边缘间距不得小于
100~150mm;
螺孔尺寸一般为80~200mm方孔，如lOOmM100mm或150mM150mm方孔,
大型水泵则>200mM200mm。
500S59B型水泵：
基础长度L=水泵和电机最外端螺孔间距+（0.4~0.6）m
=3625+500=4125mm
取L=4200mm。
基础宽度B=水泵或电机最外端螺孔间距（取水泵）+（0.4~0.5）m
=1640+500=2140mm
取B=2200mm。
水泵地脚螺栓埋入长度=20d螺栓+50mm=20X55+50=1150mm;
电动机地脚螺栓埋入长度=20d螺栓+50mm=20X55+50=1150mm。
基础高度H=地脚螺栓埋入长度（取水泵）+（0.10~0.15）m=1150+120=1270mm;
取H=1300mm。
预留螺孔取100mmX100mm方孔。
二级泵房平面布置
5.3m。
水泵基础间距取2.0m，与进水端墙壁距离取4.22m，与出水端墙壁距离取
4.0m，
2.0m。
定泵房跨度为12.52m,长度为43.8m,柱距采用6.20m。
泵房主通道大门宽高4.5m，可满足机动车进出的需要。
另一侧设门与控制室、配电间、更衣室等相连并与外界相通。
泵房内四周设走道板，主通道大门处走道板宽3.0m,其余走道板宽
泵房内设两道楼梯，楼梯宽度为1.0m。
附属建筑有控制室、配电间及更衣室，附属建
筑跨度为15.56m，宽度为5.16m。
4二级泵房高程布置
4.1水泵安装高度
可按下式计算:
2
v1
Zs[Hs]—
2g
式中:
Zs――水泵安装高度（m）,大型水泵的安装高度应以吸水井水面至叶轮入口边最
高点的距离来计算;
[Hs]――按实际装置所需的真空吸上高度（m），若[Hs]>Hs将发生汽蚀，实际设计
中为考虑安全一般采用[Hs]<（90~95）%Hs（m）;
i――管路沿程损失水力坡降（%）,查水力计算表可知i=4.1%。
；
l管路长度（m）,取10m;
E――部阻力系数;
v――吸水管中的流速（m/s）,各局部损失处流速不同;
v1水泵入口的流速（m/s）,大泵吸入口处管径为600mm,相应流速为取
1.42m/s。
又有:
2
v
HsHgHz——NPSHR
2g
式中:
Hg――水泵安装地点的大气压力（mH2O柱），其值与海拔高程有关，取10.24m;
将以上数据代入公式可得
212
Hs10.240.24—:
—6.04.22m
29.81
取[Hs]=60%Hs=50%X4.22=2.11m。
吸水管路上有90度弯头一个，蝶阀一个，偏心减缩管一只，喇叭口一只，局部
损失如表3-11:
表2-5水泵进水管局部水头损失计算表
配件名称
数量
规格
局部阻力系数
计算流速（m/s）
90度弯头
1
DN600
1.09
1.27
偏心渐缩管
1
DN600-500
0.20
1.27
蝶阀
1
DN600
0.2
1.27
喇叭口
1
DN600X900
0.10
1.27
水泵入口
1
—
1
2.1
由上可计算得
2
r…1.42
Zs2.11
29.81
22
1272212
0.004110+1.59+1一:
一1.61m
29.8129.81
4.2水泵及管线相关标高
为41.04m。
Q=2980m3/h=0.828m3/s。
则计算管径得:
实际流速v=2.15m/s，符合要求。
由《给水排水设计手册（第03册）城镇给水》第2.5.1.1条可知，金属管道的覆
土深度一般不小于0.7m,本设计中泵房出水管管径为700mm,管中心标高为41.04m,
泵房上层地坪标高为42.0+0.3=42.3m，则覆土深度为0.91m，符合要求。
4.3起重设备及泵房高度
参考《给水排水设计手册（第03册）城镇给水》第5.3.4节，起重设备设计要点如下：
起重设备的选择应根据泵房布置，设备重量，泵房跨度、高度，操作和检修要求等确定；
选择起重设备时，应按泵房内最重一台设备（水泵，电动机或阀门等）的重量考虑，起重量大于2.0t时，起重设备形式应选择电动起重设备；
由后面的设备选型可知，泵房内最重的设备是Y400-6型电动机，重为2880kg。
结合以上设计要点，查《给水排水设计手册（第11册）常用设备》，知可选用LDT3.2-S
参考《给水排水设计手册（第03册）城镇给水》第5.3.2.4条，泵房高度设计要点如下：
主泵房电动机层以上净高应满足水泵或电动机整体吊运或从运输设备上整体装
卸的要求；
水泵层净高不宜小于4.0m。
设有桥式吊车的地下式泵房高度计算公式为：
式中：
Hi――泵房地上部分高度（m），
其中：
般采用不小于0.3m；
a2行车梁高度（m），查阅所选起重机安装图，知a2=640mm；
C2――行车梁底至起重钩中心的距离（m）,查阅所选起重机安装图，知C2=1000mm；
d起重绳的垂直长度（对于水泵为0.85xm，对于电动机为1.2xm,x为起重部
件宽度）（m），由前可知d=1.2xi.02=1.22m;
e最大一台水泵或电动机的高度（m），由前可知e=1.30m;
0.3~0.5m），
h——吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离（一般不小于取1.0m。
代入数据得:
取H1=5.0m。
则可得泵房总高度为:
H2.585.07.58m
5真空泵设计计算
本设计采用半自灌式启动,
当清水池水位高于泵轴标高
41.52时，采用自灌启动,
否则采用真空泵抽真空启动。
5.1抽气量
式中:
W1――吸水管内空气容积（m3），取2.83m3；
W2——泵克内空气容积，大约相当于吸入口面积乘吸入口到出水闸门的距离（m3），取0.32m3
Hg――大气压的水柱高度（m），取10.33m；
Zs水泵的安装几何高度，为1.80m；
T水泵充水时间（min），不宜超过5min，取5min；
K――漏气系数，采用1.05~1.10,取1.10。
将相关数据代入公式计算得:
—1033—0.84（m3/min）
10.331.80
5.2最大真空值Hrmax
HrmaxZs9.8117.66（kPa）
选择真空泵型号为
应参数如表2-6所示：
SZ-1J型水环式真空泵，
根据泵房的布置，
采取L
表2-6真空泵参数
真空泵型
号
抽气量
（m3/min）
电动机型
号
功率
（kW）
SZ-1J
1
Y11M-4
4
型摆放，相
6排水泵设计计算
水泵基础周围及泵房靠进水室墙内侧设200X100排水槽，泵房地面以1.0%坡度
坡向排水槽以利排水。
集水坑平面尺寸为0.5mX0.5m，深1m，则集水坑体积为0.25m3。
经查可选择50QW15-22-2.2型潜污泵，流量Q=15m3/h,扬程H=22m。
7消防校核
消防时，泵站的供水量：
Q肖防Q二级Q火82850878L/s
Zc
h输配管
h输配管
（1024）
消防时，泵站的扬程：
H消防HST乙（Hst
Zc（Hst
2.0940
h输配管H0消防h安全
H0消防h安全）
Hsevh安全）+（H0消防Hsev）
28.09m
公式中:
Hst――静扬程（m；
Zc—地形高差（m）；
h输配管—管网管路的水头损失（m
H0火—自由水压（按照楼高五米，低压消防制取10m）；
Hsev――给水管网中控制点所要求的最小自由水压，也叫服务水头（mH2O）（楼高五米，服务水头为24m）；
刀h安――安全水头（m。
对应于该二级泵的特性曲线得出在泵站的供水量=878L/s时，单泵流量
为439L/S，扬程为43m满足其消防要求的28.09m.
由此可见，泵机组符合消防要求。
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