《泵与泵站》课程设计取水泵站的设计Word文档下载推荐.doc
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=1.1×
0.00425×
1500=7.0125m
（式中1.1包括局部损失而加大的系数）
③泵站内管路中的水头损失∑h
粗估1.8m，安全水头2m，
则泵设计扬程为：
枯水位时：
Hmax=33.60+7.0125+1.8+2=44.4125m
洪水位时：
Hmin=20.20+7.0125+1.8+2=31.0125m
二>
、初选泵和电机
（1）管道特性曲线的绘制
管道特性曲线的方程为
H=HST+=HST+SQ2
式中HST——最高时水泵的净扬程，m;
———水头损失总数，m;
S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；
Q——最高时水泵流量，m3/s
HST=33.60m,把Q=4156.25m3/h,H=44.41m,代入上式得:
S=8.10
所以管路特性曲线即为:
H=HST+8.10Q2=33.60+8.10Q2
可由此方程绘制出管路特性曲线,见图1
表1管路特性曲线Q-H关系表
Q（m3/h）
600
1000
1700
2000
∑h（m）
0.00
0.23
0.63
1.81
2.50
H（m0
33.60
32.83
33.23
34.41
35.10
2500
2800
3400
3900
4200
3.91
4.90
7.23
10.80
12.10
H（m）
36.51
37.50
39.83
44.41
44.70
（2）水泵选择
选泵的主要依据：
流量、扬程以及其变化规律
①大小兼顾，调配灵活
②型号整齐，互为备用
③合理地用尽各水泵的高效段
④要近远期相结合。
“小泵大基础”
⑤大中型泵站需作选泵方案比较。
根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图（图2）和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：
近期选择三台500S59A型泵，两台工作一台备用，单泵工况点为（1980，44.5），满足近期工况的要求。
远期增加一台500S59A型泵，三台工作一台备用。
远期三台水泵并联时单泵工况点为（1860,50.06）,此时三台泵均工作在高效段工作。
图1水泵并联工况点的求解图
500S59A型泵基本参数
13
图2离心泵性能曲线图
（3）水泵参数
500S59A型单能双吸式离心式水泵性能参数如下：
流量Q=1500～2170m3/s，扬程H=57～39m，转数n=970r/min,泵轴额定功率：
N=333kW，电动机型号为Y400-54-6型异步电动机，配电机功率为400kw，效率为72%～74%，气蚀余量：
Hs=6m
表2500S59A型水泵外型尺寸（不带底座）（单位：
m）
L
L1
L2
L3
B
B1
3510
1860
1167
580
810
B3
A
H
H1
H2
H3
800
710
400
370
480
E
h
W水泵
W电机
n—φd
1200
2235N
3000N
4—35
表3进口法兰尺寸表4出口法兰尺寸
DN1
D01
D1
n1-d1
500
620
670
20-26
DN2
D02
D2
n2-d2
350
460
505
16-22
500S59A型泵工作曲线图
500S59A型泵安装尺寸
三>
、吸水管路的设计
（1）流量Q
Q1==1385.52m3/h=0.385m3/s
（2）吸水管路的要求
①不漏气管材及接逢②不积气管路安装
③不吸气吸水管进口位置
④设计流速：
管径小于250㎜时，V取1.0～1.2m/s
管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6m/s
（3）吸水管路直径
采用DN600×
8钢管，则V=1.32m/s，i=3.56‰
（4）吸水管路的管件布置
1>
喇叭口设计
喇叭口扩大直径D≥（1.3～1.5）d=1.4×
600=840㎜取800㎜
喇叭口高度4（D-DN）=4×
（800-600）=800㎜
喇叭口距墙壁的距离a>
（0.75～1.0）D取a=0.9×
800=720㎜取700㎜
喇叭口距室底的距离h1≥（0.6～0.8）D=0.75×
800=1200㎜
喇叭口之间距离l1≥（1.5～2.0）D=1.5×
喇叭口淹没深度h2≥（1.0～1.25）D=1.25×
喇叭口中心线与后墙的距离C=（0.8～1.0）D=0。
9×
800=720取700㎜
喇叭口与进水室的距离l≥3D=2400㎜
2.>
手动闸阀采用Z45T—10正齿轮转动暗杆楔式闸阀，其规格为：
500S59A：
DM=700㎜，L=660㎜
〈3〉偏心渐缩管为了防止吸水管积有空气，所以采用偏心渐缩管，查表得：
DN700500，L=600㎜,ζ=0.20
<
4>
90°
弯头
500S59A:
DN600,T=700㎜,ζ=1.06
四>
、压水管路的设计
（1）流量Q
（2）压水管路要求
①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。
为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。
②压水管的设计流速：
管径小于250㎜时，为1.5～2.0m/s
管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5m/s
③压水管的选取
采用DN450×
6钢管，则V=2.34m/s，i=16.2‰
（3）、压水管路配件
①止回阀采用HH44－10微阻缓闭式止回阀，其规格为
500S59A：
DN600，L=1180㎜，ζ=0.39
②电动闸阀采用Z945T－10电动暗杆楔式闸阀，其规格为：
DN600,L=600㎜,W=1018kg,ζ=0.06
③手动闸阀设置在水管路上的常开阀门，采用Z45T－25暗杆闸阀，其规格为：
DN600,L=600㎜,W=1540kg,ζ=0.06
④同心渐扩管压水管路上的渐扩管规格如下：
500S59A，DN500600,L=600㎜,ζ=0.11
⑤设在联络管上的渐扩管规格:
DN600800,L=800㎜,ζ=0.34
DN500800,L=800㎜.ζ=0.31
⑥三通管
DN500800,L=1200,ζ=0.78
五>
、水泵间布置
（1）基础尺寸确定
机组基础的作用是支撑和固定机组，便其运行不致发生剧烈震动，更不允许产生基础沉陷。
因此对基础的要求如下：
a）坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。
b）要浇在较坚实的地基上，不宜浇在松软的地基或新填土上，以免
发生基础下沉或不均匀沉陷。
结合以上要点及所选泵的类型，本次设计选用混凝土块式基础。
由于所选泵均不带底座，所以基础尺寸的确定如下：
基础长：
L=水泵地脚螺钉间距（长度方向）+（400～500）
基础宽：
B=水泵地脚螺钉间距（宽方向）+（400～500）
基础高：
H=（2.5～4.0）×
（W水泵+W电机）/（Lβρ）
因此，500S59A型泵：
L=B+L2+L3+（400～500）=1000+1167+580+453=3200㎜
B=A+450=710+450〈B+450=1250取1250㎜
H=3.0×
（3000+2235）÷
（3.2×
1.25×
2400）=1630取1700㎜
电机基础高H0=1700+800-400=2100㎜
（2）基础布置
基础布置情况见取水泵站祥图。
泵机组布置原则：
在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。
机组的排列方式
采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：
布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。
同时因各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。
<
2>
机组与管道布置
本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。
为了尽可能地充分利用泵房内的面积将四台机组交错并列成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，在订货时应予以说明。
每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后两两连接起来。
对于房内机组的配置，我们可以采用近期购买安装三台500S59A型水泵，两台工作，一台备用。
远期需扩建时，再添加一台500S59A型水泵，三台工作，一台备用。
3>
水泵间平面尺寸的确定
水泵机组采用四台交错并列布置成两排,泵房采用圆形钢筋混凝土结构。
横向排列各个部分尺寸应满足下列要求：
①D1:
进水侧泵与墙壁的净距D1≥1000，取D1=1200㎜
②B1:
出水侧泵基础与墙壁的净距B1≥3000,取B1=3000㎜
③A1:
泵凸出部分到墙壁的净距A1=最大设备宽度+0.5m=1250+1000=2250㎜取2700㎜
④C1:
电机凸出部分与配电设备的净距C1=电机轴长+0.5m。
所以C1=1860+500=2360㎜但是,低压配电设备应C1≥1.5m;
高压配电设备应C1≥2m,C1取2360㎜应该是满足的。
⑤E1:
泵基础之间的净E1值与C1要求相同,即E1=C1=2360㎜
⑥B:
管与管之间的净距B≥0.7m
⑦F:
管外壁与机组突出部分的距离对于功率大于50KW的电机，F要求大于1000㎜，取F=1225㎜
⑧A2:
泵及电机突出部分长度A2=200～250㎜
⑨D1:
压水管路管径D1=450㎜
⑩L:
机组基础长度L=3200㎜
所以，可得R=B1+F+D1+L+E1=3000+225+1225+3200+1350=9000㎜
六>
水泵房安装高度
（1）水泵安装高度
Hss=－Hsv－∑hs－hva
式中Hss——安装高度,泵轴至最低水位的几何高度；
Pa——水面上的绝对大气压；
Hsv——水泵的气蚀余量；
∑hs——吸水管路总水头损失；
hva——实际水温下的饱和蒸汽压力。
500S59A:
Hss=－6－0.51－0.43=3.16m
吸水间最低水位=24.60-280×
4.25‰=23.41m
泵轴标高=吸水间最低水位+Hss=23.41+3.26=26.67m
（2）泵房中各标高确定
①泵房内底地面标高=泵轴标高－h1－0.4
=26.67－1.3－0.4
=24.97m（0.4为基础突出地面高）
②水泵基础顶标高=泵轴标高+H1=26.67+0.5=27.17m
③水泵基础底标高=26.67－0.8=25.87m
④电机基础顶标高=27.17+1.2=28.37m
⑤水泵进水口中心标高=泵轴标高－H2=26.67－0.37=26.30m
⑥水泵出水口中心标高=泵轴标高-H4
=26.67－0.47=26.20m
⑦地下部分筒体高度=室外地面高度－泵房内底标高
=34.60-24.97=9.63m
泵房筒体高度=操作平台标高－泵房内底标高
=（洪水位标高+1m浪高）－泵房内底标高
=（38.00+1）-24.97
=14.03m
⑧泵房上层建筑高度
根据起吊高度和采光，通风要求，从操作平台到房顶楼板间距离设计为
操作平台标高=洪水位标高+1m浪高
=38.00+1=39.00m
⑨泵房顶标高=操作平台标高+泵房地上部分高度
=39.00+5.8=44.80m
⑩总的筒体高度=泵房顶标高－泵房内底标高
=44.80－24.97=19.83m
七>
吸水管与压水管的水损计算中心
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图
①吸水管路中水头损失∑hs:
∑hs=∑hfs+∑hls
1、吸水管路沿程水头损失:
∑hfs=l1×
is=3.56‰×
6.870=0.024m
2、局部水头损失:
∑hls=（ζ1+ζ2）+ζ3
式中ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.075
ζ2———DN600×
8钢管闸阀局部阻力系数，按开启度=0.125考虑，ζ2=0.45；
1.905
ζ3———偏心渐缩管DN700×
500,ζ3=0.80
则∑hls=（0.75+0.45）×
+0.2×
=1.934m
所以吸水管路总水头损失为:
∑hs=∑hfs+∑hls=1.934+0.024=1.96m
②压水管路水头损失∑hd:
∑hd=∑hfd+∑hld
1、压水管路沿程水头损失:
∑hfd=il=0.0039×
4+0.00323×
10+0.00843×
5=0.08m
∑hld=（ζ1+ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6+ζ7）·
式中ζ1———止回阀局部阻力系数:
0.41；
ζ2———手动闸阀局部阻力系数:
0.06；
ζ3———压水管上的电动闸阀局部阻力系数:
ζ4———同心渐扩管局部阻力系数:
0.21
ζ5———连接三通的同心渐扩管局部阻力系数:
0.31；
ζ6———出水管上的电动机闸阀局部阻力系数:
0.06;
ζ7———三通局部阻力系数:
1.02；
v2———压水管的流速:
1.81m/s。
∑hld=（0.41+0.06×
3+0.21+0.31+1.02）×
=0.63m
所以压水管路总水头损失为∑hd=∑hfd+∑hld=0.08+0.63=0.71m
则泵站内水头损失:
∑h=∑s+∑d=1.96+0.71=2.67m，符合假设的实际水头损失。
辅助设备设计
（1）引水设备
选用真空泵作为引水设备，其特点是水泵引水快，运行可靠，易于实现自动化控制，真空泵的排气量计算：
Qv=
式中Qv———真空泵排气量，单位为m3/min;
Wp———泵站内最大一台水泵泵壳内的空气容积，相当于泵吸入口到出水闸阀
的距离乘以吸入口面积，单位为m3;
k———漏气系数，取k=1.05;
Ws———吸水井最低水位算起到吸水管中空气容积，单位为m3;
Ha———大气压的水柱高度，取10.33m;
Hss———离心泵安装高度，单位为m;
T———水泵充水时间，取5min。
500S59A型水泵的各部分参数：
Wp=×
0.72×
10=3.85㎡
Ws=×
0.52×
（0.6+1.18+0.267）=0.40㎡
则Qv==1.27m3/min
最大真空值：
Hsmax=Hss×
73.6=3.206×
73.6=235.96㎜Hg
因此选择2台SZ—2型水环真空泵（一台备用），其性能如下：
抽气量1.36m3/min,极限真空度-88.5Kpa,耗水量10L/min，重量W=140kg,配套电机:
Y112M-4，功率4Kw，转速n=1450r/min.
6—9SZ-2型真空泵外形尺寸（带底座）：
（单位：
mm）
L4
1001
809
590
527
190
495
B2
B4
445
393
343
472
282
82
基础尺寸：
基础长度=809+（150～200）=809+200=1009，取1000㎜
基础宽度=445+155=600㎜
基础高=82+（150～200）=82+200=282㎜，取300㎜
（2）起重设备的选择
①选型由前面设计可知，最大设备的重量为Y400–54–6型电动机，其重量为3000㎏，泵房宽18000㎜,据此选用LDT3.2S–型电动双梁式起重机，最大起重量为3200㎏，配电葫芦型号为AS416–162/1，配UE小车，起升速度8m/min工字钢630㎜。
其安装尺寸:
W=2500㎜,E=476㎜,H=687㎜,L1=1131㎜,L2=1790㎜,b1=1125㎜
①泵房高度确定
泵房高度:
H1=a+c+d+e+h
式中a———双轨吊车高度，0.687m；
c———行车轨道底至起重机钩中心的距离，1.125m；
d———起重绳的垂直长度（电动机1.2x，x为起重机部件长度，1.86m）；
e———电机高度，1.2m；
h———起吊物与平台距离，取0.5m。
则泵房地上部分高度H1=0.687+1.125+1.86×
2+1.2+0.5=5.744m,为了安全起见取5.8m
所以泵房总高度=17.94+5.8=23.74m
（3）排水设备
由于泵房较深，故采用电动泵排水。
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，可选用I
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