泵与泵站课程设计计算书.docx
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泵与泵站课程设计计算书
1设计资料
1.1设计任务
本设计采用上学期进行的某城镇的给水管网设计成果，对该镇的净水处理厂的二级泵站进行设计。
1.2课程设计题目
题目：
某城镇给水二级泵站工艺设计。
2计算
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41445m3；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五级供水，
0～5点时，每小时供水量为1.75%；
5~7点时，每小时供水量为4.5%；
7~20点时，每小时供水量为5.39%，
20~22点时,每小时供水量为4%;
22~24点时,每小时供水量为2.09%
则每级供水的的设计流量计算如下：
一级供水：
二级供水：
三级供水：
四级供水：
五级供水：
根据城市最高时用水量供水曲线可知：
最高时供水量为Q最高时=Q三级=2233.89m3/h
消防供水：
原始资料给出为2233.89+90×3.6=2557.89m3/h
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2m
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三级供水输配水管网中的水头损失为26.03m，即=，推算出管网的阻力系数求得S值为0.000005216）。
――流量，单位m3/h
（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：
管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头为32m；最高时二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差为73.44-72.4=1.04m。
一级供水
输配水管网中的水头损失为2.74m（根据，计算可得）；则水泵站一级供水的设计扬程：
。
二级供水
输配水管网中的水头损失为18.14m（根据，计算可得）；则水泵站二级供水的设计扬程：
。
三级供水
输配水管网中的水头损失为26.03m；则水泵站三级供水的设计扬程：
四级供水
输配水管网中的水头损失为14.34m（根据，计算可得）；管则水泵站四级供水的设计扬程：
。
五级供水：
输配水管网中的水头损失为14.34m（根据，计算可得）；则水泵站五级供水的设计扬程：
。
消防时二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差为73.44-（76.2-3.8-0.5）=1.54m。
其中0.5m为清水池的安全储备，管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头为10m，输配水管网中的水头损失为47.46m；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
表1各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
725.29
39.78
二级供水
1865.03
55.18
三级供水
2233.89
63.07
四级供水
1657.8
51.38
五级供水
866.20
40.95
消防供水
2557.859
63.00
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，选泵后应进行校核；
2.2.3水泵初选
由于时间有限，这里只算最高时即第三级的选泵的方案比较
根据管网最高日最高时实际需要单台水泵供水扬程扬程
水厂底面标高为76.20,m，水压标高为131.47m。
清水池最低水位为72.40m，控制点的水压标高为105.44，安全水头为2m，泵内部的损失为2m
H最高时＝131.47-72.40+2+2=63.07m
Q最高时＝41445*5.39%=2233.8855m3/h=620.52L/s
单个泵的流量大概是1116.943m3/h，
2.2.4方案比较
表2水泵方案比较表
方案编号
用水变化范围
运行泵及其台数
泵扬程（m）
所需扬程（m）
扬程利用率（%）
泵效率（%）
第一方案选用两台350S75
972~1440
一台350S75
65~80
61.07
76~100
85.2
1944~2880
两台350S75
65~80
61.07
76~100
85.2
第二方案选用两台400S90
1215-1621
一台
400S90
85~96
61.07
64~72
84.0
2430~3242
两台
400S90
85~96
61.07
64~74
84.0
2.2.5方案比选分析
由表2中可以看出，方案一型号整齐便于安装，管理和维修。
供水扬程利用率，方案一均大于方案二。
方案一能源利用率比较高，节能效果比较好。
综合上述因素，根据选泵的原则，决定选用方案一，选用两台350S75
2.2.6水泵及电动机的各项参数表
表3水泵外形尺寸表
型号
泵尺寸
进口法兰尺寸
出口法兰尺寸
L
L1
L2
L3
B
H
H2
Dg1
D1
Dg2
D2
350S75
1271.5
710
600
500
1250
1008
274
350
505
250
395
表4水泵性能参数一览表（不带底座）
水泵
型号
Q
（m3/h）
H
（m）
转速
r/min
轴功率
（KW）
效率（%）
汽蚀余量（NPSH）r（m）
叶轮
直径
D
进口
法兰
DN
出口
法兰
DN
泵
重
（kg）
350S75
1440
75
1450
319
85.2
5.8
274
350
250
1200
表5电动机性能参数
电机型号
功率（KW）
转速r/min
电压（V）
重量（kg）
Y355L-4（IP23）
355
1480
380
1630
2.3机组基础尺寸的确定
2.3.1确定水泵基础尺寸以及水泵安装高度
2.3.2绘制机组基础的尺寸草图
（1）查出水泵的外形尺寸及安装尺寸、进出口法兰及吐出锥管尺寸及其安装高度
（画出示意图并列表）
表6安装尺寸表（不带底座）
泵型号
C
电动机
电机尺寸
E
L
L2
吐出锥管尺寸
型号
功率（kw）
电压（V）
L1
H
H
B
A
Dg2
D2
350S75
6
Y355L-4
（IP23）
355
380
1360
355
704
630
610
500
2638
930
350
505
（2）不带底座的大中型泵机组基础尺寸按下式计算：
基础长度L＝地脚螺栓孔间距＋（0.4－0.5）
=D2+L2+B+500
=505+930+630+500=2565mm
基础宽度B＝地脚螺栓孔间距＋（0.4－0.5）
=A+500
=610+500=1110mm
基础高度
W——为机组总重量
r——混泥土容重2400kg/m3
（3）基础的校核
①基础重量＞（2.5－4）W
符合要求
②基础高度H=1.24m≮50－70cm
③基础顶面高出室内地坪≥10－20cm
④基础与管沟深度校核
2.4泵房的布置
2.4.1组成
泵房一般由水泵间、配电间和辅助房间三部分组成。
大多数泵房这三部分可合并建造
2.4.2一般要求
（1）泵房布置应预留发展与扩建的可能性。
一般应考虑在远期工程中改换较大的水泵机组并预留远期增加水泵机组的位置。
（2）机组布置、管路布置、变配电间布置有具体要求。
（3）泵房内应有与水泵间隔音的操作室。
（4）设修配平台。
（5）泵房应有一个可供最大设备出入的向外开的门，以便设备装拆检修，并在进门口设有足够面积的起吊平台，使机组设备能置于起重机械的起吊范围内。
2.5布置机组与管道、确定泵房平面尺寸
2.5.1机组的布置
水泵机组的布置应满足设备的运行、维护、安装和检修的要求。
卧式水泵及小叶轮立式水泵机组的布置应遵守下列规定：
（1）单排布置时，相邻两个机组及机组至墙壁间的净距：
电动机容量不大于55kW时，不小于1.0m；电动机容量大于55kW时，不小于1.2m。
当机组竖向布置时，尚需满足
相邻进、出水管道间净距不小于0.6m。
（2）双排布置时，进、出水管道与相邻机组间的净距宜为0.6～1.2m。
（3）当考虑就地检修时，应保证泵轴和电动机转子在检修时能拆卸。
2.5.2确定泵房平面尺寸
本设计共有五台泵，采用机组横向排列方式,选择单排布置
泵房平面布置图图
2.5.3确定水泵吸、压水管直径，并计算流速
（1）水泵吸水管及出水管的流速，宜采用下列数值：
①吸水管：
直径小于250mm时，为1.0～1.2m/s；
直径在250~1000mm时，为1.2～1.6m/s；
直径大于1000mm时，为1.5～2.0m/s。
②出水管：
直径小于250mm时，为1.5～2.0m/s；
直径在250～1000mm时，为2.0～2.5m/s；
直径大于1000mm时，为2.0～3.0m/ss
（2）计算方法Q=
其中Q——每台泵可能承受的最大流量（每台泵单独算）
V——在设计要求的范围内取值
①任选一个V，按
（1）式算出D’调整D’为标准管径D值；用D代入
（2）计算流速V
②看D、V是否符合设计要求的范围，若不符合，则重复①的步骤。
③列表
表7计算一览表
泵型
管道
最大流量Q
（m3/h））
估计流速v（m／s）
计算管径D’（mm）
选用管径D（mm）
实际流速V
（m／s）
水力坡度（‰）
350S75泵
吸水管
0.31
1.2
574
500
1.58
0.006577
压水管
0.31
2.0
444
400
2.47
0.021483
2.5.4确定泵轴标高和机器间标高（绘制草图）
（1）计算HSS
①计算局部水头损失∑
表8表吸水管局部水头损失计算
序号
管件
局部阻力
系数
最大流量（）
流速v（m/s）
局部水头损失（m）
1
滤水网
2.5
310.14
0.81
0.0335
0.084
2
700mm喇叭口
0.56
310.14
158
0.1274
0.071
3
90°DN500钢制弯头
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