泵站课程设计二级泵站设计.docx
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泵站课程设计二级泵站设计
某镇30000m3/d二级泵站设计
1泵站的组成及特点
1.1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。
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任务及依据根据某镇生产及生活用水量的需求，完成一个该镇水厂输水泵站的设计，该镇的用水资料如下：
（1）最高日用水量30000m3/d。
（2）高日用水量变化见下图中曲线。
4681012141618202224时
图1该地区最高日用水量
55米，最高水位标高60米。
30℃。
米。
13）地下水位2.5米。
14）吸水池与泵站距离200米（净距）
15）泵站附近有独立双电源
依据中华人民共和国国际标准泵站设计规范及其相关法规，对该镇进行二级泵站设计。
3泵站的设计参数确定（流量及扬程）
3.1设计工况点
（1）流量：
采用城市最高日最高时用水量Qmax（L／s）
根据最高日用水量变化曲线，最高时用水量占全天的5.5%，所以最高时段用水量为：
33
30000（m3/d）×5.5%=1650（m3/h）33
1650（m3/h）÷3600（s）×1000（L/m3）=458.33（L/s）
所以Qmax=458.33（L/s）
（2）扬程：
HP
根据公式HP=（Z0—Zp十Hsev十h管网十h输水十h站内）×1.05（m）
式中：
HP—泵站按Qmax供水时的扬程；
Z0—管网最不利点的地形标高：
80米；
Zp—泵站吸水池最低水面标高：
55米；
Hsev—管网最不利点的自由水头：
28米（为保证用户的用水水压设定，《泵与泵站》建筑工业出版社出版，144页）；
h管网—最高日最高时供水量时管网水头损失：
12米；
h输水—最高日最高时供水量时输水管水头损失：
有时输水管很短，这部分损失常
包括在h管网内：
本次设计包括于h管网内；
h站内—泵站内吸、压水管管路系统水头损失，估算为2—2.5m：
取2.5米；
1.05—安全系数。
HP=（80-55+28+11+0+2.5）×1.05=69.825（m）
3.2校核工况点
（1）流量：
Q'=Qmax+Q消（L/s）
Q消=500m3/h÷3600s×1000（L/m3）=138.89（L/s）Q'=458.33+138.89=597.22（L/s）
（2）扬程：
根据公式：
HP'=（Z0—Zp十10十h'管网十h'输水十h'站内）×1.05（m）式中：
h'管网—消防时管网的水头损失：
20米；
h'输水—消防时输水管水头损失：
有时输水管很短，这部分损失常包括在h管网内：
本次设计包括于h管网内；
h'站内—泵站内吸、压水管管路系统水头损失，估算为2—2.5m：
取2.5米；10—消防时的自由水头；
HP'—消防时泵站的扬程。
HP'=（80-55+10+20+2.5）×1.05=60.375m大于火灾处标高75米处：
75-55=20米,也满足。
4、初步选泵和电动机
4.1泵的选择
利用选泵软件，输入流量：
458.33（L/s）扬程：
69.825（m）精度95%
选择方案7，选用300S90A型单级双吸离心泵。
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：
三台300S90A泵并联，其中有一台为备用泵。
表1300S90A水泵相关参数表
型号
流量Q（m3/h）
扬程
转速
泵轴功率
效率
汽蚀余量
泵重
m3/h
L/s
H（m）
n（r/min）
N（kW）
（％）
（m）
（kg）
300S90A
576~918
160~255
70~86
1450
190~247
70~74
2.6
840
4.2泵的校核校核工况点：
按照发生火灾时的供水情况，校核泵站是否能满足消防要求。
校核时，应把泵站中备用泵与最大供水时所用的工作泵并联起来
（Q'，HP'）=（597.22，60.375），
图5四台300S90A型号泵并联工作曲线
Q'=597.22（L/s）,查图得扬程大于60.375m，合格。
4.3动力设备的配置
表2动力设备配置
水泵型号
轴功率N（kW）
转数n（r/min）
电动机型号
功率N（kW）
效率（％）
电压（V）
电机重量（KG）
190
71
1945
217
74
300S90A
247
1450
Y355L1-4
280
71
380
5、水泵机组的基础设计及布置
5.1水泵机组的基础设计
图6S型泵外形及安装尺寸
表3300S90A型单级双吸离心泵安装尺寸（mm）（不带底座）
型号
电动机尺寸
E
L
L2
L3
出口椎管法兰尺寸
L1
H
h
B
A
n-∮d
DN3
D03
D3
n3-∮d3
300S90A
1570
355
905
630
610
4-28
500
2743.5
848
450
300
400
440
12-23
300S90A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=地脚螺栓间距+（400～500）=L3+L2+B+（400～500）=280+848+630+（400～500）=450+848+630+472=2400mm
基础宽度
B0=地脚螺栓间距（宽度方向）+（400～500）=A+（400～500）=610+（400～500）
=610+490=1100mm
基础高度
图7泵的尺寸
H=地脚螺栓长度+（0.15~0.2）=24d+（0.15~0.2）=24×28+178=850mm按基础重量校核基础高度
H，=（2.5~4.0）（WpWf）=3（8401945）1.32m
H=HLB=24002.41.1
经比较取基础高度为1.32m
其中：
Wp—水泵重量（kg）；
WJ—电机重量（kg）；
L—基础长度（m）；
B—基础宽度（m）；
H—基础密度（kg/m3）（混凝土密度ρ＝2400kg/m3）。
5.2水泵机组的基础布置
横向排列（泵轴线呈一直线布置）横向排列这种布置形式适用于侧向进水、侧向出水的S型双吸式水泵，进出水管顺直，水力条件好，这种布置形式虽然泵房长度大些但跨度小，吊装设备采用单轨吊车即可。
泵房总长度为16.70m，总宽度为6m,A为2.246m,B为3.2m,C为2.07m,D为1.3m,E为1.3m。
电机容量>55千瓦时，相邻两个机组及机组与墙壁间净距≥1.2米，A为最大设备宽度+1米，不得小于2米；出水侧基础与墙壁净距B不小于3米；进水侧D不小于1米；C=电机轴长+0.5米。
要求C与E相等；主要通道大于1.2米，当考虑就地检修时，至少在每个机组一侧设置大于水泵机组宽度0.5米的通道.
经检验，设计满足《室外给水设计规范》GB50013—2006。
5.3管径计算
二台300S90A型单级双吸离心泵并联工作，其流量Q=458.33L/s，单台水泵出水量
Q=229.165L/s吸水管管径:
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.
当Q=229.165L/s时，由钢管水力计算表查得管径D=450m，m流速v=1.4m/s，单位管段的水头损失1000i=5.76
压水管路：
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。
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用法兰接口。
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。
离心泵必须要关闸启动。
当不允许水倒流时，需设止回阀。
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；压水管管径:
当Q=229.165L/s时，由钢管水力计算表查得管径D=350m，m流速v=2.3m/s，阻力系数1000i=21.6。
每台水泵都单独设有吸水管，并设有闸阀，型号为Z73XDN＝400mmL=80W=118压水管设有止回阀，型号为HH44（X）-10，DN＝350mm，W=480水泵控制阀，型号为D371X,L=78，,W=56.5DN＝350mm
表4管路附件选配
型
号
进口法兰尺寸mm
出口法兰尺寸mm
DN1
D11
D1
n1-Фd1
DN2
D12
D2
n2-
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