泵站设计计算

计算与说明
一、泵房形式的选择及泵站平面部署
泵房东体工程由机器间、配电室、控制室和值班室等构成。

机器间采纳矩形半地下形式，以便于部署吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠吸水井西侧部署，直接从吸水井取水压送至管网。

值班室、控制室及配电室在机器间北侧，与泵房归并部署，与机器间用玻璃
间隔分开。

最北侧设有配电室，双回路电源用电缆引入。

平面部署表示图见图1。

控制室
配电室泵房机器间
值班室
图1
二、泵站设计参数确实定
1.设计流量
该城市最高日用水量为m3 / d
因为分级供水可减小管网中水塔的调理容积，故本设计采纳分级供水的形
式。

二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确立各时段中泵的分级供水线。

参照相像城市的最大日用水量变化曲线，确立本设计分两级供水，并确立分级供
水的流量。

泵站一级工作时的设计工作流量：
Q I3 / h539.18 L / s
泵站二级工作时的设计工作流量：
Q II3 / h320.72 L / s
2.设计扬程
依据设计要求假定吸水井水面标高为。

则
H
ⅠH
ST
h
s
h
d
H
c 370.41 314.83 1 2 2
此中 H I——设计扬程
H ST——静扬程（m）；
h s——吸水管路水头损失（m），粗估为 1m；
h d——压水管路水头损失（m），粗估为 2m；
H c——安全水头2m
三、选择水泵
1.水泵原则的基来源则
选泵重点：
（1）大小兼备，分配灵巧
再用水量和所需的水压变化较大的状况下，采纳性能不一样的泵的台数越
多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。

（2）型号齐备，互为备用
希望能选择同型号的泵并联工作，这样不论是电机、电气设施的配套与设施管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。

（3）合理的用尽各泵的高效段
单级双吸是离心泵是给水工程中常有的一种离心泵（如 SH型、SA型）。

他们的经济工作范围（即高效段），一般在 0.85Q p ~ 1.05Q p之间（ Q p为泵铭牌上的
额流量值）。

（4）近远相联合的看法在选泵的过程中应赐予相当的重视，特别是在经济
发展活跃的地域和年月，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大
基础的方法，近期发展采纳还大泵轮以增大水量，远期采纳换大泵得方法。

（5）大中型泵站需要选泵方案比较。

考虑要素：
（1）泵的结构形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部部署等有影响，因
此对泵站的造价很相关系。

（2）应保证泵的正常吸水条件，在保证不发生汽蚀的前提是下，应充足利
用泵的同意席上真空高度，以减少泵的埋深，降低工程造价。

（3）应选择效率较高的泵，劲量采纳大泵，因为一般而言大泵比小泵要要
效率高，
（4）依据供水对象对供水靠谱性的不一样要求，采纳必定数目的备用泵，
以知足在事故状况下的用水要求：
①再不一样意减少供水量的状况下，应有两套备用机组。

②同意短时间内减少
供水量的状况下，备用泵只保证事故用水量。

③同意短时间内中止供水时，
可只设一台备用泵，城市给水系统中的泵站，
一般也只设一台备用泵，往常备用泵的型号能够和泵站中最大的工作泵同样。

④当管网中无水塔且泵站内机组许多时，也可考虑增设一台备用泵，它的型
号和最长运转的工作泵同样。

（5）假如给水系统中就有足够大容积的高的水池或水塔时，能够部分或所有
取代泵站进行短时间供水，则泵站中可不设施用泵，仅在库房中储存一套备用机
组即可。

2.初选水泵
本设计为了在一级供水是进行灵巧调动，减少能量浪费，利用选泵参照特征
曲线选择几台水泵并联工作来知足一级供水流量和扬程的需要，在二级供水时，
减少并联泵台数来知足二级供水需要。

在选泵参照特征曲线上作出设计扬程曲线H60.43m ，选用与其订交的水泵并联。

可采纳KQSN300-M9型中开式单级双吸离心泵（一用一备）与KQSN350-M9
型中开式单级双吸离心泵（一用一备）两种水泵组合来知足供水要求。

一级供水时，一台 KQSN300-M9型水泵与一台 KQSN350-M9型水泵并联供水，二级供水时，一台 KQSN350-M9型水泵供水。

选一台 KQSN350-M9型水泵加上变频装置改成变频泵，来增大调理范围，减少能量浪费。

所选水泵的性能见表2。

水泵规流量扬程转速轴功率效率（ NPSH） r 重量
型号格（ L/s ）（ m）（ r/min ）（ kW）（ %）（ m）（ kg ）
68 70
KQSN300-M9 445 60 1480 84 606
53 80
77 68
KQSN350-M9 453 63 1480 83 1204
55 79
表 2
3. 确立电机
采纳水泵厂家所指定的配套电机，见表 3。

水泵型号规格电动机型号电机功率 (Kw) 质量（ kg）
KQSN300-M9 445 Y315M-4 185 985
KQSN350-M9 453 Y355M-4 280 1530
表3
四、机组部署和基础设计
1.机组部署
采纳单行顺列部署，便于吸、压管路直进直出部署，减少水力损失，同时也
可简化起吊设施。

2.基础尺寸
查《给水排水设计手册第11 册》获得 KQSN300-M9型中开式单级双吸离心泵
与 KQSN400-M13型中开式单级双吸离心泵安装尺寸如表(mm)：
水泵规电动机
LL1 L2L3 BHWACK
型号格型号
KQSN300-M9 445 Y315M-4 2352 1270 730 1840 560 1295 763 508 457 28 KQSN350-M9 453 Y355M-4 2945 1620 800 2220 700 1590 951 610 560 28
基础长度L 地脚螺钉间距+（ 400~500）
450 W C （400～500）
450 763 457500
2170 mm
取2500mm；
基础宽度 B＝地角螺钉间距 +（400～ 500）
＝550 （400～500） 550 500 1050mm
取1500mm；
基础高度 H＝
W
水泵
W
电机/ L B 606 985 / 2400 （取 0.5 m）
此中W水泵——水泵重量（kg）
W电机——电机重量（kg）
L ——基础长度（ m）
B ——基础宽度（ m）
——基础密度（ kg/m3）( 混凝土密度2400kg / m3) 最后确立 KQSN300-M9型水泵基础占地0.5m 。

同理 KQSN350-M9型泵基础占地。

五、吸水管和压水管路设计
1.管路部署
依据当地条件，天气严寒，泵房采纳半地下式，吸、压水管可与室外
冻土层下的管道平接。

每台水泵设有独立的吸水管直接从吸水井吸水，各泵在泵房内以横向联系管相连结，且以两条输水干管送至管网。

吸水井中最高水位为，吸水管上设闸阀，以便停泵检修时使用。

吸
水井中最低水位为，此时水泵为自吸式引水，需要相应的引水设施，管
路部署如图 2 所示。

图2
2.管径计算
依据每台泵的设计流量初步选定吸水管和压水管管径，计算结果见表4。

流量吸水管压水管水泵
（ L/s
型号管径 (mm) 流速（ m/s ） 1000i 管径 (mm) 流速（ m/s ） 1000i ）
KQSN300-M9 220 450 350
KQSN350-M9 320 600 400
表 4
横向联系管的流量按一级供水量计算，Q539.18L / s，取
d 500mmv, 2.65m/ s,i 18.1 10 3 。

每条输水管按近期一级供水量的75%考虑，即Q ，取
d 700mmv, 1.05m/ s,i 1.92 10 3 。

3.管路附件选配
吸水管路选用 Z41T-10型明杆楔式闸阀：DN450mm，L=510mm，
DN600mm,L=600mm；采纳偏爱渐缩管： D=450/300mm，L=250mm；采纳 90°弯头。

压水管路采纳Z41T-10 型明杆楔式闸阀：DN350mm，L=450mm，DN400mm，L=480mm；采纳H44T(X)-10 型旋起式止回阀：DN350mm，
L=800mm，重量300kg，DN400mm，L=900mm，重量508kg；联系管上闸阀采纳
Z41T-10 型明杆楔式闸阀：DN500mm，L=540mm。

管路附件见表 5。

名称型号规格主要尺寸名称型号规格主要尺寸
喇叭口×2DN600×DN450L＝ 750mm喇叭口×2DN900×DN600L＝1500mm 90°弯头×2DN45090°弯头×2DN600
闸阀×2DN450 L＝ 510mm 闸阀×2DN600 L＝600mm 偏爱渐缩管×2DN450× DN300 L=250mm 偏爱渐缩管×2DN600×DN350 L=650mm
渐扩管×2DN250×DN350 L=350mm 渐扩管×2DN250×DN400 L=450mm 止回阀×2DN350 L=800mm 止回阀×2DN400 L=900mm 闸阀×2DN350 L=450mm 闸阀×2DN400 L=480mm 90°弯头×2DN350 十字管×2DN700×DN700
渐扩管×2DN350×DN500 L=450mm 渐扩管×2DN400×DN500 L=350mm
渐扩管×2DN500×DN700 L=550mm 闸阀×2DN500 L=540mm
表5
六、泵房机器间长度与宽度
因电机功率大于 55Kw，故基础间距需大于，本设计取 2m，基础与墙壁
间距取为2m。

除四个泵基础外，机器间右端按最大一台机组部署，设一块检修
场所，平面尺寸为 3.0m 1.5m ，故得机器间总长度：
L 2.5 2 3.0 3 2 524m
吸水管闸阀距墙取2m，压水管闸阀一侧留 1.5m 宽的检修通道，水泵基础与
墙壁净距按水管配件安装的需要确立，故得机器间宽度：
B 3
考虑到水泵出水侧是管理、操作的主要通道，水泵基础与墙壁净距不宜小
于 3m，机器间采纳标准预制构件屋面梁，机器间平面尺寸最后确立为长24m，宽
10m。

七、吸水井设计
吸水井尺寸应知足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。

吸水井最低水位314.83m ；
水泵吸水管进口喇叭口大头直径 D (1.3 ~ 1.5)d ,取1.5 600900mm ；
水泵吸水管进口喇叭口长度
L (3.0 ~ 7.0) (D d) ,取 5.0 (900 600) 1500mm ；
喇叭口距吸水井井壁距离L (0.75 ~ 1.0)D ,取900 900mm；
喇叭口之间的距离 L (1.5 ~ 2.0) D ,取2.0 900 1800mm；
喇叭口距吸水井井底距离L (0.8 ~ 1.0) D ,取900 900mm ；
喇叭口吞没水深 h (0.5 ~ 1.0)m, 取1.0m ；
吸水井井底标高： 1 312.93m 。

所以，吸水井长度为 10800mm（依据水泵机组之间距离调整为 20000mm），吸水井宽度为 2700mm（最后调整为 3000mm），吸水井高度为 6770mm（包含超高）。

计算草图以下：
九、复核水泵与电机
依据已经确立的机组部署和管路状况，从头计算泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，而后校核水泵机组。

取最不利管线，如图 3 所示。

图3
1.吸水管路水头损失
DN450 吸水管直长：L1 9m ， i s 5.76 10 3吸水管的沿程水头损失：
h
fs i L
1
10 3 s
吸水管路局部水头损失h
ls 计算结果见表 7。

管道直径阻力系流速 v/ v2 / 2g水头损管件流量 /（ L/s ）
失 v2 / 2g /mm 数ζ（ m/s）
喇叭口
450 90°弯头220
闸阀
450×300偏爱渐缩管
共计
表7吸水管路水头损失：h s h fs h ls 2.压管路水头损失压水
DN 直管长
L2 12m, i dl 10 3
350
DN500 直管长L3 6m,i dl 10 3
压水管路沿程水头损失：
h
fd iL 19.7 10 3 10 3
压水管路局部水头损失计算见表8：
管道直径阻力系数流量 / 水头损管件流速 v/ （ m/s）v2 /2g
/mm ζ（ L/S ）失 v2 /2g 止回阀
350 闸阀
90°弯头220
250× 350 渐扩管
350× 500 渐扩管
500 闸阀× 2 × 2
500×700 十字管
共计
表 8
压水管路总水头损失：
h d h fd h ld
从水泵吸水口到输水管上切换蝶阀之间的所有水头损失：
h2h s h d 2.水泵的实质扬程
H
ⅠH
ST
h
s
h
d
H
c 370.41 314.83 1.872 2
可见初选水泵切合要求。

十、消防校核
就二泵站来说，消防属于紧迫状况。

消防用水其总量一般占整个城市或工厂
的供水量的比率固然不大，但因消防时期供水强度大，使整个给水系统负担忽然
加重。

所以，应作为一种特别状况在泵站中加以考虑。

3 / d 673.40L / s ，按两处同时着火计，q
t
60L / s 。

可见，使泵站的负荷增添%，流量增为733.4L / s ，可采纳两台KQSN300-M9型泵与一台KQSN350-M9型泵并联运转知足消防用水需求。

校核以消防时最不利管径水头损失增添20%计 , 则
2
参照该泵的详细资料，所选泵能够知足消防时的要求。

十、泵安装高度确实定和泵房筒体高度计算
1.水泵最大安装高度
即泵轴距水面高度H SS计算公式以下：
' v入
2
口
h S
H
SS H
S 2g
式中H S'——修正后采纳的同意吸上真空度(m) ；
H S——水泵厂给定的同意吸上真空度(m) ，取；
h a——安装地址的大气压值(m) ，取；
h va——实质水温下的饱和蒸汽压力(m) ，取。

则
H SS' H S h a ) (h va 0.24)
9.8) 0.24) 所以
H
SS 2
0.229 3.804m ，考虑吸水井最低水位，取。

2
则泵轴标高
十一、各工艺标高设计
KQSN300-M9型泵轴标高为，由《给水排水设计手册第11 册》可查KQSN300-M9型泵轴致基础顶面距离
泵基础顶面标高 =泵轴标高 - 泵轴致基础顶面距离
基础超出泵房底按0.3m 计，可得泵房室内陆坪高程为
其余工艺标卓识表9。

水泵型号进水管中
心标高 /m
泵轴致基础
顶面高度 /m
泵轴标高
/m
出水管中心
标高 /m
KQSN300-M9
KQSN350-M9
表 9
泵房室内陆坪高程为，室外处坪高程为，故泵房为半地下式，地下部分高度为。

计算草图以下：
2.起重设施
最大起重设施为电机，重量为1530kg，应采纳 LX 型电动单梁悬挂起重机，性能
参数：最大起重量为，跨度，起高升度 12m，采纳 ZDY12-4型电机，运转速度20m/min，配套 CD1型电动葫芦，起升速度 8m/min，运转速度 20 m/min 。

泵房筒体高度泵房高度计算公式以下：
H H 1 H 2
H 1 a b d e h
式中H 1——泵房地面上高度(m) ；
a ——单轨吊车梁的高度(m) ，取 900mm；
b——滑车高度及起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度
(m) ，取；
900mm
d——起重绳的垂直长度(m) ，（关于水泵为）；
B——最大一台水泵或电机的宽度(m) ，B 取 1500mm；
e——最大一台水泵或电机高度(m) ，取；
h——吊起物底部与泵房进口处室内陆坪高差(m) ，取；
H 2——泵房地面下高度(m)。

则
H 1 6.58 m
H 2泵房外处面标高泵房内陆面标高
所以H H 1H 210.73m ，取。

十二、隶属设施的选择
1.引水设施
启动引水设施，采纳水环式真空泵，真空泵的抽气流量W:
W K W
1
W
2
H g
(m3 / min)
T H g Z S
3
式中W1——吸水管内空气容积（m）；
W2——泵壳内空气容积，大概相当于吸进口面积乘吸进口到出水闸
3
门的距离（ m）；
H g——大气压的水柱高度（m），取；
Z S——水泵安装几何高度（自吸水井水位到水泵轴中心或基准面的
3
垂直高度）（ m）；
T ——水泵充水时间（ min），不宜超出 5min；
K ——漏气系数，采纳 ~；
3 / min
3
真空泵的最大真空值 H V max：
H V max Z s
依据 W 和H V max选用 2BEX103-0型水环真空泵 2 台，一备一用，部署在泵房靠墙边处。

2.计量设施
在压水管上设超声波流量计，选用SP-1 型超声波流量计 2 台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。

在压水管上设压力表，型号为Y－60Z，丈量范围为～。

在吸水管上设真空表，型号为Z－60Z，丈量范围为 0～760mmHg。

4.排水设施
设潜水排污泵 2 台，一用一备，设集水坑一个，容积为
××＝3
选用型潜水排污泵，其参数为：
Q 10.5 ~ 18m3 / h ；H16.5 ~14m ； n 2900r / min ； N
5.防水锤设施
采纳缓闭阀门来减少水锤的冲击。

6.通风设施
本泵站采纳自然通风。

十三、泵房的建筑高度和平面尺寸确实定
水泵机组采纳单排横向摆列式部署。

泵房左端设以出入设施的大门，控制室、配电室、值班室设在泵房左边地上一层。

水泵间距2m，水泵距吸水管侧墙；
泵房长 24.0m, 宽，净高。

十四、送水泵站的平面图和剖面图
见图纸 1、2。