泵站课程设计计算书.docx
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泵站课程设计计算书
华北理工大学
水泵与泵站课程设计说明书
设计题目：
华北地区某城镇给水泵站设计
专业：
给水排水工程
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
年月日
一．水泵与泵站课程设计任务书
二．大纲
三．设计任务书
（一）水泵选择
1、选泵基本数据参数
2、选泵
（二）绘制单泵草图和水泵基础尺寸确立
（三）吸、压水管道计算
1、管路部署
2、管径计算
3、吸水管
4、压水管
5、管路附件选配
（四）水泵安装高度的确定
1.确立泵轴标高
2.泵站内陆面标高3．泵房高度的确定4．各个设计标高
（五）泵站内部平面部署和优选水泵
1.机器间长度
2.机器间宽度
3.管路敷设
4.优选水泵
（六）隶属设施选择与泵房高度的确定
1.起重设施
2.真空泵
3．通风
（七）管材及敷设
（八）主要参照文件和设计成就图
华北地区某城镇给水泵站设计任务书
一．任务书依照：
依据华北某城市建委同意的文件，提出某城镇给水泵站设计任
务书。
二．设计资料：
城镇给水泵站，经管网设计计算得出以下资料：
市名
甲市
乙市
丙市
项目
1250
1800
2400
Q（米/时）
max
3
Q
（米/时）
250
360
500
min
3
Z（米）
1
Z（米）
2
H自
（mH2
）
25
25
25
O
Σh压（mH2
）
12
O
Z
（米）
0,max
Z0,min（米）
Qmax—最大供水量（米3/时）。
Qmin—最小供水量（米3/时）。
Z1—泵站外处面标高（米）。
Z2—管网计算最不利点标高（米）。
H自—最不利点要求的自由水头（mH2O）。
Σh压—相应最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失（
mH2O）。
Z0,max—吸水池最高水位（米）。
Z0,min—吸水池最低水位（米）。
采纳无水塔供水系统。
最大供水量至最小供水量之间的各供水量发活力率假定是
均等的。
泵站周边地形平坦。
当地冰冻深度0.82米。
最高水温24oC。
吸水井距泵站外墙中心线3米。
经平面部署,泵站出水管须在吸水井对面,输水管采纳两条。
距泵站近来的排水检查井底标高比泵站外处面低1.40米，排水管径400mm，检
查井距泵站5米。
水厂地质为亚黏土，地下水位低于地面5米。
变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压配电及变压器部署。
一般故障及检修时应保证70%的供水量。
三.设计要求：
1．选泵
依据设计资料要求拟订可能的水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方面进行解析比较，最后确立选择的方案。
2．确立泵站高程及形式
对泵站高程及形式应有必需的说明论证。
3．泵房平面部署
泵房平面部署包含：
泵房外面平面与泵房内部平面部署。
外面平面部署包含：
泵房与吸水井，两者之间的吸水管，压水管由泵房引出的地址等；
内部平面部署包含：
机组，吸水管，压水管，闸阀，管沟（需要时），排水设施，隶属设施，电气、控制开关柜等地址，值班室。
水工艺与工程专业主要完成泵房工艺设计，但工艺图对付各有关专业做必需的考虑。
4.隶属设施的考虑和选择
本设计只要求考虑一定的隶属设施，如引水设施，起重设施等。
设计应表示这些设施的用途和所选型号。
5.说明书
说明书内容应表达设计者在设计过程中所考虑的主要问题及确立方案的依照；主
要数据本源及计算过程；重要的计算草图（计算用和绘图用）；图纸不宜说明并易引起疑问的问题亦可在说明书中进行必需的解说。
说明书前应编排目录。
作为工程设计的基本训练，要求撰文精练，论述逻辑性强，文字通畅，书写工整。
6.图纸
要求完成A1图纸一张，图中包含平面图、立剖面、横剖面各一图，主要设施资料表，施工说明等。
对管道系统图（给水系统、排水系统、真空泵管道系统）不做要求。
四、评分标准：
1、优秀；2、良；3、中；4、经过；5、不经过。
摘要
本设计为华北甲城市给水泵站的设计，采纳无水塔供水系统。
最大供水量至
最小供水量之间的各供水量发活力率假定是均等的。
泵站周边地形平坦，水厂地
质为亚黏土，地下水位低于地面5米。
变电所与泵站分建，泵站设计不考虑高压
配电及变压器部署。
一般故障及检修时应保证70%的供水量。
其基本设计思路为依据城市最大、最小供水量和供水地形，在满足最不利点
供水要求的状况下，分别计算最大、最小流量所对应的扬程，以此扬程范围和流
量范围采纳可能采纳的型号的水泵，在经过方案比较，依据设计资料要求拟订可
能的泵的组合形式（互为备用），水泵组合方案，从技术、经济、操作管理各方
面进行解析比较，最后确立选择的方案。
经过水利计算，在不产生气蚀状况下，确立最大安装高度，再依据泵及其基
础的尺寸大小在满足设计规范的基础上，确立高程部署和平面部署，选择适合材
料、设施。
绘制立面图，剖面图及泵房平面图和资料列表。
校核安装高度，兼备
泵房的排水、通风、运输、安装维修等。
设计说明书
（一）、水泵选择
1、选泵基本数据参数
（1）、设计流量：
本设计选择甲市给水泵站，由资料可知设计最大供水流量Qmax=1250m3h，
设计最小供水流量Qmin
=250m3
h
（2）、设计扬程：
由资料可知：
z2=773.41m
z1=768.39m
h压=12m
H自=25m
相应的最大扬程Hmax及最小扬程Hmin计算式以下：
Hmax=Hp+H内+H
；此中Hp=H自
H压+（z2
z1）
式中：
Hp——泵站出水压头；
H内——泵站内部吸水管、压水管水头损失总和，一般在最大供水量时取
2~3米，本设计采纳2米；
H——吸水池计算水位至泵站外处坪的高差，水位低于地面时为正当，反之为负值。
当吸水位有最高水位最低水位时，计算水位可取最低水位值。
最小扬程是相应的最小供水量的扬程,比较简单的估量方法是依照最大供水量时的有关数据Qmax，H等推求出HST及管网阻力系数S值以后按下式：
H=HST+SQ2计算，式中h压SQ2,初步设计泵站内部吸水管、压水管水头损
失总和H内=2m,但是，选泵的最大扬程应在以上计算基础上再取安全水头2m。
在最大供水量时
最大扬程计算以下：
Hmax
=H
p+H内+
Hmax
+2
Hp
=H自
H压
+（z2
z1）=25+12+（－）=42.02m
Hmax
=H
p+H内+
Hmax
+2=42.02+2+
（
）+2=
48.8m
最小扬程设计以下：
2
Hmin=HST+SQmin
HST=Z2Z0minH自=（）+25=32.8m
h压
SQ2
h压
=
12
∴S=
2
2
Q
1250
3600
2
Hmin=H
ST
2
×
250
+SQmin
+2=35.28m
3600
综上所述，管道特点曲线为H=HST+SQ2Q2
2、选泵
（1）采纳可能使用的水泵
在该课程设计中，只考虑sh型泵，所以在sh型水泵性能曲线型谱图上，以
Hmax及Hmin做两条水平线，以Qmax及Qmin做两条竖直线，形成一个矩形框，在
这个范围内进行选择（凡能交此矩形上下面的水泵都是可能用的型号），初选结果以下：
8Sh-13，8Sh-13A2900,10Sh-9,10Sh-9A,12Sh-13,12Sh-9B,14Sh-13,14Sh-13A。
查《给水排水设计手册》续册2，P118,得Sh型单级双吸离心泵性能表，涉及到的水泵性能以下：
流量
泵型
m3/h
216
8Sh-13288342
198
8Sh-13A270310
360
10Sh-9486612
324
10Sh-9A468576
504
12Sh-9B684835
流量
L/s扬程
m
60
80
95
55
43
75
36
86
31
100
135
170
90
130
160
25
140
190
232
电动机
同意吸
转速
轴功率
效率
上真空
n
kw
电压
功率
%
高度
V
kw
m
79
5
2950
380
55
82
77
76
2950
380
45
80
76
3
75
1470
380
75
81
6
80
1470
74
380
55
80
6
77
79
1470
380
135
82
108
78
612
170
80
12Sh-13
792
220
1470
380
100
900
250
972
270
50
164
81
14Sh-13
1260
350
1470
179
380
230
84
1476
410
37
189
79
864
240
121
80
14Sh-13A
1116
310
1470
130
380
190
84
1332
370
136
80
（2）组合方案：
设计中应试虑所有可能的组合方案，各组合方案既能满足最大供水，又能满足最小供水及中间的各种供水量。
组合方案所使用的水泵就是上表查出的“可能使用的型号”中可以合理搭配的2~3种型号。
因本设计的泵站属于中等规模，以不超出两种型号为宜。
组合原则是所有工作泵开动时总流量吻合最大供水量。
其他工作泵应能组合出4~5条并联曲线，这样，几条曲线有4~5个交点，凡供水量在两交点之间时，供水能量均有不一样程度的无益耗费，但这是不行防范的。
现有以下两种方案，即方案一和方案二。
方案一：
5台8Sh-13型水泵和2台8Sh-13型备用泵。
方案二：
1台8Sh-13型水泵和2台12Sh-9B型水泵和1台12Sh-9B型备用泵。
这两种方案的组合工作特点曲线，见坐标纸（附后）。
（3）、组合方案的比较
对方案一和方案二从以下几个方面大概比较。
a.水泵台数——满足最大供水量的水泵台数为总工作泵台数，其他还要考
虑备用泵。
工作泵总台数与备用泵台数之和为泵站设置的水泵总台数。
总台数与泵站总平面面积有关，同时闸阀、管件等相应变化。
一般说来，同样的供水量，水泵台数多时，造价提升。
b.总电耗——估量每日电耗。
计算从最大到最小供水量变化幅度的每日电耗是困难的，这需要相当详细而正确的用水资料，而这种资料一般是不具备的。
但是，为了比较各方案对供水变化的适应水平，可以采纳大概估量的方法。
日电耗低的方案，其运转花费必然较低。
c.保护管理——检修、操作、备件等。
型号少、台数少比较有益。
d.发展的可能性——进一步增大供水量的措施比较简单。
设计中要考虑这种可能性，措施有：
增添泵（泵站内适合预留地）；换叶轮（选泵时用较小直径的叶轮，必需时换成大直径的叶轮）；换泵（以小换大）。
设计中除考虑水泵外，
对管道直径，水泵基础等都应有相应试虑。
综合以上条件，方案一采纳五台工作泵，方案二采纳三台工作泵，就水泵台数而言，方案二水泵台数少，占地面积少，造价低，方案二较优;就总电耗而言，方案一、二电耗分别为275kw*h,325kw*h,方案一比较省电，较优；就保护管理而言，方案一仅一种型号，保护管理方便，较优；就发展的可能性而言，方案二
较优；经过作图比较可知方案二浪费能量较少，应选择方案二。
所选方案涉及的各泵性能参数表
用水量变化
运转泵及
所需
扬程利
方案编号
其台数
扬程
泵扬程（m）
范围m3/h
用率%
（m）
方案一选
用五台
8Sh-13
方案二用
一台
8Sh-13
两台
12Sh-9B
216-354
1
台
68-100
8Sh-13
354-670
2
台
67-100
8Sh-13
670-924
3
台
76-100
8Sh-13
924-1122
4
台
84-100
8Sh-13
1122-1278
5
台
89-100
8Sh-13
216-354
1
台
68-100
8Sh-13
354-810
1台
66-100
12Sh-9B
1台
810-1032
8Sh-13
83-100
1
台
12Sh-9B
1032-1242
2台
87-100
12Sh-9B
1台
1242-1350
8Sh-13
93-100
2
台
12Sh-9B
其他，本设计不要求做出详细发展措施，但在比较方案时，凡有益发展条件的方案，应列为方案有益要素。
依据以上各方面的综合解析比较，可采纳方案二：
一台8Sh-13两台12Sh-9B工作泵和一台12Sh-9B备用泵。
（二）、绘制单泵草图和水泵基础尺寸确立
（1）、Sh型单级双吸离心泵（带底座）外形尺寸和安装尺寸见P122《给排水设计手册续二册》，安装图见《05给水排水标准图集》05S2.
（2）、水泵基础尺寸的确定：
8Sh-13型水泵基础长L=底座长度L1+（0.15-0.20）；基
础宽b1+（0.15-0.20）；基础高度H=l1+（0.15-0.20）m=地
脚螺栓直径23×
水泵基础用素混凝土浇筑，考虑浇筑水泵基础时应预留地脚螺栓孔，地脚螺栓长约为螺栓直径的20～30倍,螺栓直径可由水泵样本查得,基础厚度平时取螺栓长再加上150毫米。
a取50~100毫米，b取100~150毫米，水泵基础顶面最少高出泵房内陆坪100~150毫米。
查《给排水设计手册》Sh型泵安装尺寸得出：
水泵
电机
Wp+Wm
L/m
B/m
H/m
型号
Wp/kg
型号
Wm/kg
/kg
12Sh-9B
809
Y315M-4
180
989
8Sh-13
219
Y250M-2
319
538
（三）．吸、压水管道计算
1．管路部署采纳横向摆列方式，便于吸、压水管路直进直出部署，减少水头损失，节约电耗。
2．管径计算
《泵站设计规范》GB/T50265-97第45页规定：
离心泵进水管道设计流速宜
取；出水管道设计流速宜取。
依据单泵运转流量计算吸压水管径，查《给水排水设计手册
1册》353页得
水泵型
吸水管
压水管
号
流量
管径
流速
i
流量
管径
流速
i
L/S
mm
m/s
L/S
mm
m/s
12Sh-9B
232
400
232
350
8Sh-13
95
300
95
250
3．吸水管每台泵宜设单独吸水管，吸水管上须设闸阀，吸水管应坡向吸水
池，坡度为0.005，水平管段变径处采纳偏爱异径管；采纳真空引水启动时，吸
水管在吸水井中采纳喇叭口进水；吸水管上凑近水泵处一般安装真空表。
4.压水管各泵压水管与输水管的连接常采纳联系管，压水管上设闸阀和止
回阀，止回阀应在闸阀与水泵之间，以便检修。
5.管路附件选配查《给水排水设计手册12》器械与装置P242,见下表
管路附件选配表
名称
型号规格
主要尺寸/mm
喇叭口
DN400钢制
D=550H=300
DN300钢制
D=400H=250
900双盘式DN400
900双盘式DN350
弯头
900双盘式DN300
900双盘式DN250
闸阀
DN400Z45T-10
L=480,H=1090
DN350Z45T-10
L=450,H=970
DN300Z45T-10
L=420H=885
DN250Z45T-10
L=380H=800
止回阀
DN350H44T-10
L=800
DN250H44T-10
L=600
渐缩管
DN400*300
L=350
DN300*200
L=350
渐扩管
DN300*350
L=250
DN200*250
L=250
（四）.水泵安装高度确立
1.确立泵轴标高
本设计采纳吸上式充水起动，要进行水泵安装高度的计算。
（1）按管路部署初定吸水管轴高程为-1m，由水泵外形尺寸可知，8Sh-13的泵轴中心线高于进水管轴中心线160mm,12Sh-9B泵轴中心线高于进水管轴中心线
265mm.
（2）水泵进口参数见下表
水泵型号
进口直径DN/mm
进口流速v1/（m/s）
Hs/m
流量Q/（L/s）
12Sh-9B
300
232
8Sh-13
200
5
95
阻力系数查《给水排水设计手册第
1册》P668，
8Sh-13的吸水管路局部水头损失计算见下表
管道直
阻力系
最大流
管件
量
径/mm
数
/（L/s）
喇叭口
300900弯头
95
闸阀
300*200
偏爱渐缩
管
-
-
-
流速
v2
v2
/m
v/（m/s）
2g
2g
-
-
Hs=5m,由于水温24度，海拔770左右影响，修正后的Hs=4.02m,吸水管长度可近似取L=8m，则
（Hss）max=Hs-v2
-
hs=Hs-v2
-（iL+
v2
）
2g
2g
2g
=4.08-0.374-（0.00848*8+0.2921）
12Sh-9B的吸水管路局部水头损失计算见下表
管道直
阻力系
最大流
管件
量
径/mm
数
/（L/s）
喇叭口
400900弯头
232
闸阀
400*300
偏爱渐缩
管
-
-
-
流速
v2
v2
/m
v/（m/s）
2g
2g
-
-
修正后的Hs=3.52m,吸水管长度可近似取L=8m，则
v2
v2
（iL
v2
HssHs
hsHs
）
2g
2g
2g
=3.52-0.444-（0.0112*8+0.57）
为了防范各泵发生气蚀，应选择泵的安装高度为。
吸水口标高为H1=（Hss）max+Z0min
泵轴标高
2.泵站内陆坪标高
由泵轴标高及水泵安装尺寸计算出水泵基础顶面标高和泵站内陆坪标高。
设计中常取泵站内陆坪为相对标高基准面±，并据此算出其他标高。
对于地下式和半地下式泵房有时也取进入泵房室内的平台为相对标高基准面，设
计人可以自由决定。
泵站外处坪一般要低于泵站内平台或地坪0.15~0.30米，以防雨水灌入泵站。
泵站内部地面应有的坡度，坡向集沟渠
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