泵与泵站课程设计文档格式.docx

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6．水处理厂反应池前配水井标高200.24m，泵站至配水井输水管全长为400m。

二、水泵及水泵站课程设计指导书

水泵及水泵站课程设计可按以下步骤进行：

1．确定设计流量和扬程，泵站内吸压水管路水头损失可暂估计为2m，安全水头可取2m。

2．初步选电动机，包括水泵型号，工作和备用泵的台数。

3．设计机组的基础，（根据水泵及电动机产品样本查出机组的安装尺寸或机组地板的尺寸和总重量，据此进行基础的平面尺寸和深度的设计）。

4．决定泵站的形式（据此地质及水泵注水方式等因素来选择）。

5．决定水泵吸压水管的的直径并计算其流速。

6．水泵机组和吸压水管的布置（包括布置图式、平面尺寸，管路上附件与配件长度，计算机器间需要的最小宽度和长度）。

7．计算泵站范围内吸压水管路的水头损失，计算一台最大泵路线，水表的损失可估算为0.2m。

8．计算水泵的最大的安装高度，确定水泵轴及机器间的地面标高。

9．确定泵房的建筑高度，起重设备的型号。

10．选择真空泵，排水泵等附属设备。

11．进行泵站平面布置，定出泵站的平面尺寸（写明计算和确定步骤及说明）。

泵站总平面布置包括：

操作平台（控制、配电系统）；

水泵、电机、管道、闸阀、排水、真空、通风，交通等。

12．编写说明书，汇总泵站的设备和管件表。

13．绘制泵站平剖面图（2号图纸一张，平立剖三个面，附主要设备和材料表）。

主要设备和材料表

序号

名称

规格（型号）

材料

数量

备注

1

2

三、设计成果要求

设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。

参见教科书p231

1．设计计算说明书基本格式

封面（指导老师名字、学生所在专业班级、姓名、学院、日期）

目录

计算说明内容

设计体会

2．设计图纸要求：

（1）平面图：

绘出泵房的平面，表示其外形尺寸；

绘出各种连接管渠，管道上需注明管径；

图中应附设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸；

图中应附图例及必要的文字说明；

图中应附比例。

（2）剖面图：

应绘出各水泵之间的连接管渠；

图上标出各水泵泵轴、水泵进水口、出水口、水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高；

图上应附设备名称（比如，水泵的型号）；

图上应附图例、比例。

（3）图中文字、图例的表示方法：

应符合一般规定和制图标准。

（4）图纸应清洁美观，线条粗细要分明，突出主要部分，一般情况下，建筑物用细实线，管轴线用点划线，工艺管道用粗线。

图幅宜采用2号图。

（5）字体采用仿宋体，大小合理，图纸标签栏和会签栏采用统一格式；

四、参考资料

1．给水排水工程快速设计手册，中国建筑工业出版社，1995年（第1，4册）

2．泵与泵站（第五版），中国建筑工业出版社

3．泵站设计规范

4．水力计算手册

5．给排水设计手册（有关水泵选型的分册）

1.设计流量的确定和设计扬程的估算：

（1）设计流量Q

考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取自来水系数a=1.1，则

设计流量Q=40000×

1.1/24=1833.3m3/h=0.509m3/s

（2）设计扬程H

自流管道直径取DN500mm;

则取水头到吸水井的流速流速v=1.89m/s，

1泵所需静扬程Hst

通过取水部分的计算已知在最不利的情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量）从取水头到吸水井的水头损失h1=il=9.18×

10-3×

30=0.2754m，则吸水间最高水位标高195.35—0.2754=195.07m，最低水位标高184.82—0.2754=184.54m，则泵站所需静扬程为：

洪水位：

Hst=200.24—195.07=5.17m

枯水位：

Hst=200.24—184.54=15.70m

2输水干管中的水头损失∑h

设采用两条DN500钢管并联作为原水源输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水干管应通过75%的设计流量，则

Q=0.75×

0.509=0.382m3/s，v=1.89m/s，查表得i=9.18×

10-3

∑h2=1.1×

9.18×

400m=4.039m（式中1.1系包括局部水头损失而加大的系数）。

3泵站内吸水管路水头损失可暂估为2m，安全水头可取2m。

则泵的设计扬程为：

Hmax=15.54+4.039+2+2=23.58m

Hmin=5.00+4.039+2+2=13.04m

2．初选泵和电机

方案编号

用水变化范围

运行泵及其台数

泵扬程

扬程利用率

泵效率（%）

选用三台14Sh-19A

1728—2592m3/h

两台14Sh-19A

16.5—26m

79%—100%

73—85

选两台20Sh-19

1620—2340m3/h

一台20Sh-19

27—15m

87%—100%

75—82

综上：

选择三台14Sh-19A（Q=864—1296m3/h，H=26—16.5m，N=76.5—80KW,Hs=3.5m,m=898kg）其中两台14Sh-19A工作，一台14Sh-19A备用。

根据14Sh-19A型泵的要求选用JO2-93-4型电动机（100KW,380V,670kg）

3.机组基础尺寸的确定

查泵和电机的样本，计算出泵14Sh-19A基础基础平面尺寸（不带底座）为2300×

1100mm，机组总重量为W=8980+6700=15680N,机组深度H按公式H=3W/LBγ计算，式中L是基础长度，B是基础宽度，γ是基础所用材料的容重，对于混凝土基础γ=23520N/m3

则计算得H=3×

15680/2.3×

1.1×

23520=0.8m

基础实际深度连同泵房底板在内，应为2m。

4．吸水管路与压水管路的计算

每台泵有单独的吸水管与压水管

（1）吸水管

已知Q=0.509/2m3/s=0.255m3/s

采用DN500的钢管，则v=1.30m/s，i=4.40×

（2）压水管

采用DN400的钢管，则v=2.03m/s，i=1.425×

10-2

5.机组和管道布置

如图所示，为了使布置紧凑，充分利用建筑面积，将两台机组并列布置。

每台泵有单独的吸水管和压水管，引出泵房后两两连接起来。

泵的出水管上设有液控蝶阀和手动蝶阀，吸水管上设手动闸板闸阀。

为了减少泵房的建筑面积，闸阀的切换井设在泵房的外面，两条DN500的输水干管用蝶阀连接起来，每条输水干管上设有蝶阀一个。

6.吸水管路与压水管路水头损失的计算

取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路。

吸水管路与压水管路水头损失计算线路图

DN400

L6=1.5m

L5=6m

L4=12m

L2=5m

DN500

L1=1.2m

L7=1.5m

L3=1m

吸水管路中的水头损失∑hs

∑hfs=isl1=4.40×

1.2=0.0053m

∑hls=（§

1+§

2）V12/2g+§

3V22/2g

=（0.75+0.15）×

（1.3）2/2g+0.17×

（1.6）2/2g

=0.1m

式中§

1-吸水管进口局阻力系数，§

1=0.75；

§

2-DN500闸阀局部阻力系数，开启度a/d=1/8考虑，§

2=0.15；

3-渐缩管DN500×

450，§

3=0.17

故：

∑hs=∑hfs+∑hls=0.0053+0.1=0.1m

（1）压水管路水头损失∑hd

∑hfd=（l2+l3+l4+l5+l6）id1+l7id2

=（5.0+1.0+12.0+6.0+1.5）×

1.425×

10-2+1.5×

10-3

=0.363m+0.014m=0.38m

∑hld=§

4V2/2g+（2§

5+§

6+§

7+§

8+2§

9+§

10）V2/2g+（§

11+2§

12+2§

13）V2/2g

=0.13×

（2.65）2/2g+（2×

0.45+0.15+0.21+0.15+2×

0.9+0.12）×

（2.03）2/2g+（0.5+2×

1.5+2×

0.15）×

（1.89）2/2g

=0.047+0.700+0.693=1.44m

∑hd=∑hfd+∑hld=0.381+1.44=1.82m

其中:

4-DN350×

400渐放管，§

4=0.13

§

5-DN500钢制450弯头,§

5=0.45

6-DN500液控蝶阀,§

6=0.15

7-DN500伸缩接头,§

7=0.21

8-DN500手动蝶阀,§

8=0.15

9-DN500钢制900弯头,§

9=0.9

10-DN400×

500渐放管,§

10=0.12

11-DN500钢制斜三通,§

11=0.5

12-DN500钢制正三通,§

12=1.5

13-DN500蝶阀,§

13=0.15

其中从泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：

∑h=∑hs+∑hd=0.1+1.82=1.92m

因此泵的实际扬程为：

设计枯水位：

Hmax=15.54+4.039+1.92+2=23.50m

设计洪水位：

Hmin=5.00+4.039+1.92+2=12.96m

由此可见，初选的泵机组符合要求。

7.泵安装高度的确定和泵房简体高度的计算

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。

已知取水头部管底标高177.82m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为178.07m（吸水管上缘的淹没深度取2m），则吸水间的最低动水位标高为178.07+D/2+2=180.32m。

取吸水管下缘距吸水间底板1.0m，则吸水间底板标高为178.07-（D/2+1.0）=176.82m。

洪水位标高为195.35m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为195.35+1.0=196.35m。

故泵房筒体高度为H=196.35-176.82=19.53m。

8.附属设备的选择

（1）起重设备

最大起重量为JO2-93-4型电机重量Wm=670kg，最大起吊高度为19.53+2=21.53m（其中2m是考虑操作平台上汽车的高度）。

为此，选用CD1-18D电动葫芦即可满足要求，起吊高度18m。

（2）引水设备:

水泵系自灌工作，不需引水设备。

（3）排水设备

由于泵房较深，故采用电动水泵排水。

沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按17.5m计，水头损失大约5m，故总扬程在17.5+5=22.5m左右，可选IS65-50-160A（Q=15-28m3/h,H=27-22m,N=3.0kW,n=2900/min）离心泵两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y110L-2型电机。

（4）通风设备

由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空-空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。

选用两台T30-5型轴流通风机（叶轮直径500mm，转速1410r/min,叶片角度15。

风量4150m3/h,风压117Pa，配套电机JO2-11,N=0.6KW）。

（5）计量设备

在净化场的送水泵让内安装电磁流量计统一计量，故本泵让内不再设计量设备。

9.泵房建筑高度的确定

已知泵房筒体高度为19.53m,操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为4.0m,从平台楼板到房顶底板净高为5.0m。

10.泵房平面尺寸的确定

根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸计算求得泵房内径为14m.

参考资料

【1】《给水排水设计手册》（1、3、11册）中国建筑工业出版社

【2】《给排水设计手册》续册2材料设备中国建筑工业出版社

【3】《室外给水设计规范》（GBJ－８６）

【4】教材《泵与泵站》

【5】《现代给水排水工程设计》谢水波、余健主编，湖南大学出版社