泵与泵站第五版-第四章《给水泵站》
水泵及水泵站(第五版)
10.3泵站断流方式
10.4出水管道
10.5泵站水锤 计算及防护
作者介绍
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读书笔记
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目录分析
0.2国内外水泵站 工程发展概况
0.1水泵及水泵站 工程在国民经济中
的作用和地位
0.3本课程的内容 和要求
1.2叶片泵的主要 部件与典型结构
1.1泵的定义和分 类
1.3泵的性能参数
2.1பைடு நூலகம்片泵的基本方 程
2.2轴流泵叶轮水动 力学理论
2.3叶片泵相似理论 2.4比转数
3.2通用性能曲线
谢谢观看
6.3站址选择
6.4泵站主要设 计参数确定
6.5泵站枢纽布 置
7.2电动机与水泵 的配套
7.1水泵选型
7.3辅助设备及设 施
8.2进水池
8.1前池
8.3进水流道
9.1泵房结构类型及 其适用场合
9.2泵房内部布置及 主要尺寸确定
9.3泵房整体稳定及 校核
9.4泵房结构计算
10.2出水流道
10.1出水池与压力 水箱
3.1基本性能曲线
3.3相对性能曲线
3.4全面性能曲 线
3.5综合性能曲 线（型谱图）
4.1泵内汽蚀现象 4.2汽蚀性能参数
4.3汽蚀相似律和汽 蚀比转数
4.4水泵安装高程的 确定
5.2水泵运行工况 的调节
5.1水泵工作点及 其确定
5.3水泵在特殊条 件下的运行
《泵与泵站》课程教学大纲
课程编号：13011339《泵与泵站》课程教学大纲学时：40 学分：2.5一、课程基本信息1．课程英文名称：Pump and pump Station2．授课对象：给排水科学与工程专业四年制本科3．课程性质：必修课4．课程类型：学科基础课5．任务和要求：任务：讲授水泵的工作原理；基本构造；基本方程；特性曲线；吸水性能；运行工况；给排水泵站的工艺设计。
基本要求：了解各类水泵的工作原理；基本构造；性能特点；掌握离心泵定速、调速、换轮、串联、并联运行工况的求解原理和方法；掌握给排水泵站的工艺设计方法、步骤，并能进行给排水泵站的工艺设计。
6．与其它课程的联系：先修课程：水力学、工程制图等。
后续课程：水源工程、给水排水管道工程、建筑给水排水工程、水工艺与工程概论等。
7．课程考核：考核方法：闭卷成绩组成：考勤、作业、平时表现及实验等。
二、课程教学内容及学时分配1．课程教学内容：第1章绪论教学内容：水泵的定义、分类；水泵及水泵站的作用和地位。
第2章叶片式泵教学内容：离心泵工作原理、基本构造、主要零件；叶片泵的基本性能参数；离心泵基本方程；离心泵的特性曲线；离心泵装置运行工况；离心泵吸水性能；离心泵泵机组的安装、使用、维护；轴流泵、混流泵及其它给排水常用的叶片泵。
重点与难点：离心泵及轴流泵的工作原理、基本构造；离心泵的基本方程；特性曲线；吸水性能；离心泵装置定速、调速、换轮、串联、并联运行工况；第3章其他泵与风机教学内容：射流泵；气升泵；往复泵；螺旋泵。
第4章给水泵站教学内容：泵站分类与特点；泵的选择；泵站配电与自控；泵机组的布置与基础；吸水和压水管路；泵站水锤及防护；泵站辅助设施；泵站土建要求；给水泵站工艺设计。
重点与难点：水泵机组布置、吸水管路、压水管路、工艺设计方法。
第5章排水泵站教学内容：排水泵站的分类与特点；污水泵站工艺特点；雨水泵站工艺特点；合流泵站工艺特点；螺旋泵站工艺特点；排水泵站工艺设计。
重点与难点：排水泵站工艺设计。
泵与泵站课程教学大纲
南昌大学科学技术学院理工学科部《泵与泵站》课程教学大纲适用专业：给水排水科学与工程专业二○一五年七月《泵与泵站》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程内容及基本要求第一章绪论课程内容：1、泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位。
2、泵的定义及分类。
3、泵与泵站运行管理的发展趋势。
基本要求：1、了解泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位。
2、掌握泵的定义及分类。
3、了解泵与泵站运行管理的发展趋势。
本章重点：泵的定义及分类。
本章难点：泵的定义及分类。
第二章叶片式泵课程内容：1、离心泵的工作原理与基本构造。
2、离心泵的主要零件。
3、叶片泵的基本性能参数。
4、离心泵的基本方程式。
5、离心泵装置的总扬程。
6、离心泵的特性曲线。
7、离心泵装置定速运行工况。
8、离心泵装置调速运行工况。
9、离心泵装置换轮运行工况。
10、离心泵并联及串联运行工况。
11、离心泵吸水性能。
12、离心泵机组的使用与维护。
13、轴流泵及混流泵。
14、给水排水工程中常用的叶片泵。
基本要求：1、掌握离心泵的工作原理与基本构造。
2、熟悉离心泵的主要零件。
3、熟悉叶片泵的基本性能参数。
4、理解离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线。
5、掌握离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况。
6、理解离心泵吸水性能。
7、了解离心泵机组的使用与维护、轴流泵及混流泵，以及给水排水工程中常用的叶片泵。
本章重点：离心泵的工作原理与基本构造；叶片泵的基本性能参数；离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线；离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况；离心泵吸水性能。
本章难点：离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线；离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况。
第三章其他泵与风机课程内容：1、射流泵2、气升泵3、往复泵4、螺旋泵5、水环式真空泵6、插桶泵7、离心式风机与轴流式风机基本要求：1、掌握射流泵。
2015年泵与泵站(第五版)第四章给水泵站
特点：管道顺直，水力条件好，需单轨吊车装，但泵房长，管件
拆装不太方便。适用于侧向进水侧向出水的水泵，如单级双吸离心泵SH、SA部分尺寸应符合要求：
1、水管外壁和墙壁的净距A：A=最大设备的宽度加1m，但A≮ 2m 2、水管与水管之间的净距B：B＞0. 7m 3、水管外壁与配电设备的安全操作距离C：当为低压配电设 备时C≮ 1. 5m，高压配电设备C≮ 2m 4、水泵外形凸出部分(基础)与墙壁的净距D ：D ≮ 1m 5、电机外形凸出部分(基础)与墙壁的净距E： E=电机轴长加 0.5m，但不宜＜3m 6、水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F：
下列情况下注意防治停泵水锤
单管向高处输水，供水地形高差超过 20m时；
水泵总扬程过大时；
输水管流速过大时；
输水管过长，且地形变化大；
自动化泵站中阀门关闭过快；
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几种常见停泵水锤的防治措施。
1、 防止水柱分离 应该合理布置管线，尽量使管段的标高在最低压力线以上。如果受
2）吸水管沿水流方向有连续上升的坡i>=0.005 ；
3）在吸水管上安装偏心渐缩管时，保持上部水平 ；
4）每台泵要有单独的吸水管。如果难以保证时，应保证每台工作泵有 一条吸水管；
5）设隔离闸阀。自灌式工作时，在吸水管路上设，以便检修断水方便。
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吸水管在吸水井中的位置
地势条件限制不能变更管道布置方式时，可在管路的适当位置设置调压 设施。
2、 防止压力过高 1）装设水锤消除器：中小型水厂，水泵出口装有普通止回阀时，可
在止回阀下游、出口闸阀上游设下开式自动复位水锤消除器。
2）采用缓闭止回阀：允许一段时间内水倒流，从而有效地减少了停 泵水锤的压力增值。
给水泵站课程设计说明书
水泵与水泵站课程设计班级学生姓名指导教师环境科学与工程学院给水泵站课程设计任务书一、课程设计任务某厂新建水源工程，近期设计流量7万m 3/d ，要求远期发展到10万m 3/d ，采用固定式取水泵房，拟采用自流管从江中取水。
水源洪水位标高（1%频率）、枯水位标高（97%频率）、净水厂反应池前配水井的水面标高、室外地面标高、自流取水管长度及泵站至净水厂的输水干管全长都已知。
试进行泵站工艺设计。
基础数据表分组流量（万m 3/d)标高(m)长度(m) 近期远期 地面 枯水位 洪水位 净水构 筑物水位 自流管 输水管 171022.3515.7024.20 36.702002500二、课程设计目的及要求1.设计目的1）结合课程所学内容，使基础理论和基本技术训练相结合，从而课程内容进一步深化和系统化。
2）初步学会如何在搜集资料和调研的基础上，根据设计任务制定给水泵站设计方案。
3）通过设计、计算、资料检索、阅读文献，提高绘制图纸和编写设计说明书的能力。
2.设计要求1）认真学习有关技术规定，严格按相关规范和标准要求进行设计。
2）课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。
3）设计成果以图纸的形式展示，包括平面图和剖面图。
三、课程设计内容及时间安排1.设计内容1）确定泵站工艺流程 2）合理选择水泵并布置泵房 3）详细进行工艺计算4）绘制泵房设计图纸（包括泵房及吸水井平面图、剖面图） 2.时间安排1）领会设计任务，借阅相关规范及设计手册，确定工艺流程 1天 2) 初步选择水泵机组及泵房布置 1天3）根据泵房布置，绘制泵房平面布置草图，绘制水力计算图并进行计算 3天4）精选水泵机组及辅助设备，确定泵房平面尺寸和高度1天5）修改草图，绘制泵房平面布置图及剖面图3天6）整理设计报告书，准备答辩。
1天四、教材及参考书目1．姜乃昌. 《泵与泵站》（第五版）. 中国建筑工业出版社. 2007。
2．中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265-2010）中国计划出版社，20113．中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册第11册——常用设备. 中国建筑工业出版社. 2004。
水泵与水泵站
§1.2 泵的定义及分类
流量范围为100m3/h 以下，适用范围偏于 小流量、高扬程 应用范围最广，流量 可达8～1000m3/h， 扬程在10～1100m
往复泵
离
总 型 谱 图
心
旋涡泵
泵 混流泵
扬程范围为11m以 下，适用范围偏于 大流量、低扬程
轴流泵
根据总型谱图可以确定各种泵的特点
§1.3 泵与泵站的发展趋势 泵的发展趋势
泵房
泵房 至用水点
取水
入江 入田
净水
输水
排出污水
泵房
泵房
§1.1 泵与泵站在给排水事业中的作用和地位
污水处理厂
污水提升泵 污泥泵 回流活性污泥泵
§1.1 泵与泵站在给排水事业中的作用和地位
泳池的循环水
建筑物的给水、排水
§1.1 泵与泵站在给排水事业中的作用和地位
从用能耗角度看泵与泵站的重要地位
第1章 绪论
泵与泵站的作用和地位 泵的定义与分类 泵及泵站的发展趋势
§1.1 泵与泵站在给排水事业中的作用和地位
为什么呢我们住的 宿舍楼，有时用水 很方便，有时水量 很小？
我们都住在同一栋楼， 为什么我们家没水， 连澡都不能洗，而楼 下却有水呢？
水泵的作用
§1.1 泵与泵站在给排水事业中的作用和地位
§1.2 泵的定义及分类 泵的定义
输送和提升液体的机器，它将原 动机的机械能转换为被输送液体的能量， 使之获得动能和势能。
§1.2 泵的定义及分类 泵的分类（按作用原理分）
类别 叶片式泵 作用原理 装有叶片的叶轮高 速旋转 工作室容积的改变 代表泵 离心泵、轴流泵、混流泵 往复泵（往复运动改变容积） 转子泵（旋转运动改变容积） 螺旋泵（螺旋推进原理） 射流泵（高速液流或气流） 水锤泵 水轮泵 气升泵
《泵与风机》课程教学大纲
《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。
主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。
是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。
二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。
第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。
第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。
泵与泵站 考点
第二章：1.叶片式泵的定义和分类：（1）定义：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换。
由于叶轮中叶片形状的不同，旋转时水流通过叶轮受到的质量力就不同，水流流出叶轮时的方向也就不同。
（2）分类：根据叶轮出水的水流方向分离心泵（径向流）、轴流泵（轴向流）、混流泵（斜向流）2.离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。
圆筒半径越大，转的越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。
启动前先用水灌满泵壳和吸水管道，驱动电机，叶轮高速转动，水被甩出叶轮流入管道，叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，水在大气压作用下流入吸水口，又受到高速旋转的叶轮作用而被甩出，形成离心泵的连续输水3.叶片泵的基本性能参数：流量（抽水量）、扬程（总扬程）、轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度（Hs）及气蚀余量（Hsv）4.离心泵的基本方程式的几点讨论：HT=（u2C2u-u1C1u）/g （1）为了提高泵的扬程和改善吸水性能大多数离心泵在水流进入叶片时使α1=90°即HT=u2C2u/g 为了使HT＞0 必须α2＜90°α2越小，泵的理论扬程越大（2）水流通过泵时，比能的增值HT与圆周速度u2有关u2=nπD2/60，水流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速n 叶轮的外径D2有关，增加叶轮转速或加大外径可提升泵的扬程（3）离心泵的理论扬程与液体密度无关。
液体在一定转速下所受的离心力与液体密度有关，液体受离心力所获得的扬程相当于离心力所造成的压强除以液体的ρg，它们对扬程的影响被消除。
液体密度越大，泵消耗的功率越大。
（4）HT=H1+H2，动扬程H2在总扬程中所占的百分比越小，泵壳内部的水力损失越小，泵的效率将提高高。
5.离心泵装置的总扬程：H=Hd（压力表读数）+Hv（真空表读数）Hst（泵静扬程）=Hss（吸水井至泵轴高差）+Hds（泵轴至测压管垂直距离）H=HsT+Eh（水头损失总和）6.实测特性曲线讨论：后弯式叶片的流道比较平缓，弯度小，叶槽内水力水头损失较小，有利于提高泵的效率（问答题：β角为什么采取后弯式）1.每一个流量Q都想应于一定的扬程H轴功率N效率η和允许吸上真空高度Hs。
泵与泵站(第五版)第四章给水泵站
4.3.2泵站中常用的变配电系统 目前都采用由电器开关厂生产的成套设备，称为 配电屏(又称开关柜)；具有很多优点：工作安全可 靠，维护方便，施工安装简单，便于移动，设备安装 紧凑，缩小了建筑面积，整洁美观 设计注意点： 1、开关柜前面的过道宽度应不小于：低压柜1.5m， 高压柜3.0m 2、背后检修的开关柜与墙壁的净距不宜小于0.8m 高、低压配电室注意：门、架线、高度 保证：安全、方便
第4章 给水泵站
4.1 泵站分类与特点 4.2 泵的选择 4.3 泵站变配电设施 4.4 泵机组的布置与基础 4.5 吸水管路与压水管路 4.6 泵站水锤及其防护 4.7 泵站噪声及其消除 4.8 泵站中的辅助设施 4.9 给水泵站节能 4.10 给水泵站SCADA系统 4.11 给水泵站的土建要求 4.12 给水泵站的工艺设计
泵与泵站(第五版)给水泵站课件
自动化改造
智能化改造
环境友好型改造
05
给水泵站的安全与防护
泵站安全运行管理
定期检查与维护
操作规程制定 应急预案制定
泵站防洪涝措施
泵站选址
选择地势较高、不易受洪涝灾害 影响的地点建设泵站，降低洪涝
风险。
排水系统设计
合理设计泵站的排水系统，确保 在暴雨或洪水情况下，泵站内部
积水能够及时排出。
防水淹没措施
流量调度
根据用水需求，合理调度各泵的运行， 实现流量均衡分配。
优化开机顺序
根据用水高峰期和低谷期，合理安排 泵的开机和停机顺序。
优化调度策略
采用智能优化算法，如遗传算法、模 拟退火算法等，制定最优调度方案。
实时监控与调整
对泵站进行实时监控，根据实际运行 情况及时调整调度方案。
泵站现代化改造
更新设备
保证水质安全
节能环保 便于维护管理
设计流量和扬程
设计流量 设计扬程
泵型选择与数量
泵型选择
泵的数量
根据泵的运行效率和可靠性，确定泵 的数量，确保泵站能够持续稳定供水。
泵站布置与结构
平面布置 结构形式
03
给水泵站的运行管理
泵站的试运行
01
02
试运行目的
试运行流程
03 注意事项
泵站的运行操作
操作人员要求
操作流程
注意事项
泵站的维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保养
保养内容
注意事项
对泵站设备进行日常检查、清洁、润 滑等保养工作。
在保养过程中，应遵循相关安全规定， 确保人员安全。
保养周期
根据设备运行状况和保养要求，制定 合理的保养计划。
水泵及水泵站第五版教学设计
水泵及水泵站第五版教学设计概述水泵及水泵站是水利工程领域的基础和关键技术。
本教学设计是水泵及水泵站的第五版，基于前几版内容的基础上，结合最新的技术和理论，旨在帮助学生全面掌握水泵及水泵站的设计、运行和维护等知识，提高其工程实践能力。
教学目标1.理解水泵及水泵站的基本原理和分类；2.掌握水泵及水泵站的选型和设计方法；3.熟悉水泵及水泵站的运行和维护，能够排除常见故障；4.具备一定的实际操作能力和实验设计能力。
教学内容第一章水泵基础知识1.1 水泵的原理和分类 1.2 水泵的参数和标准 1.3 水泵的选型和设计第二章水泵应用2.1 一般工况下的水泵设计 2.2 特殊工况下的水泵设计 2.3 水泵站的设计和选型第三章水泵站设备3.1 压力容器的选型 3.2 阀门和管道的选型 3.3 驱动设备的选型第四章水泵站运行和维护4.1 操作规程和注意事项 4.2 水泵站的监控和自动化 4.3 常见故障分析和排除教学方法本教学设计采用理论授课和实验操作相结合的方法。
理论授课主要采用PPT讲解、互动问答等方式，实验操作包括设备选型、参数测量、性能测试和故障排除等。
同时，还将结合实际案例和工程问题，引导学生进行设计和解决问题的思考和讨论。
教学评价本教学设计采用教师评价和学生自评相结合的方法。
教师主要通过学生的课堂表现、实验操作表现、论文或设计报告等来评价其综合能力，学生可以借助教师对其评价和自身经验进行反思和总结，提高自身能力。
结语水泵及水泵站是水利工程领域的基础和关键技术，本教学设计旨在帮助学生全面掌握水泵及水泵站的设计、运行和维护等知识，提高其工程实践能力，为水利工程的发展做出贡献。
泵与泵站第五版课程设计
泵与泵站第五版课程设计一、课程目标本课程旨在帮助学生全面了解泵及泵站的基本原理、分类和选型方法，掌握泵的运行与维护技术，以及泵站的设计和运行管理技术。
通过学习本课程，学生将具备以下能力：•理解泵的基本概念和分类方法；•掌握泵的基本原理、运行原理及维护技术；•掌握泵站的基本结构、设计原理和运行管理技术；•能够进行泵的选型和泵站的设计；•具备一定的工程实践能力和操作技术。
二、课程安排2.1 泵的基本概念和分类本节课程将介绍泵的基本概念、分类方法和常用术语。
学习过程中，学生将了解到泵是什么，它有哪些基本组成部分，以及它们之间的运作原理和作用。
学生还将学习到泵的分类方法和常用术语，以及不同类型泵的特点和适用范围。
此外，还将介绍泵的挑选方法和选型表的使用方法。
2.2 泵的基本原理和运行原理本节课程将介绍泵的基本运行原理、工作过程和影响泵性能的因素。
学生将学习到泵的内部构造和工作原理，包括吸入口、排出口、叶轮和密封器等。
学生还将学习到影响泵性能的因素，如转速、扬程、压力和流量等。
2.3 泵的维护技术本节课程将介绍泵的常见故障及其排除方法，以及泵的日常维护工作和保养技巧。
学生将学习到如何检查泵的工作状态、判断故障类型和故障原因，并学会常见泵故障的解决方法。
学生还将学习到如何进行泵的日常维护和保养工作，包括清洗、润滑和更换零件等。
2.4 泵站的设计原理和运行管理本节课程将介绍泵站的组成结构、设计原理、运行管理和维护技巧。
学生将学习到泵站的组成部分、设计原则和必要要素，以及不同类型泵站的适用范围和工作条件。
学生还将学习到泵站的运行管理和维护技巧，包括泵站的调试和运行、备件管理和保养等。
2.5 课程实践和测试本节课程将提供相关实验和测试环节，测试内容将涵盖本课程的主要内容，旨在检验学生的掌握情况和能力水平。
学生将通过实验和测试环节，进一步提高对泵及泵站原理和技术的理解和掌握程度，并培养工程实践和操作技能。
三、推荐教材和参考资料1.《泵和泵站基础》(增订第5版)，姜涛，机械工业出版社，2021年。
给水泵站课程设计
《水泵及水泵站》课程设计任务书1.1设计题目沈阳市浑南净水厂给水泵站设计。
1.2原始资料该水泵站为浑南新区净水厂的二级泵站，用以满足沈阳浑南产业区的生产、生活、消防用水需求。
1.2.1用水量资料1.2.2扬程计算资料供水区域内各处标高（m）为：工厂甲 48；工厂乙 52；小区甲 50；小区乙52；水泵房处设计地面标高 45。
水厂内吸水池最高水位 41；吸水池最低水位37；最高日最高时管网水头损失为25米，管网最不利点的自由水头为12米。
1.2.3消防用水量消防时，按两处同时着火计，q f =60l/s。
城市给水系统采用低压消防，即城市管网最不利点的自由水头为14米。
消防时管网水头损失为25米。
1.3给水泵站设计内容及步骤1．设计流量的确定和设计扬程估算；2．初选水泵和电机；3．机组基础尺寸的确定；4．吸水管路与压水管路计算；5．机组与管道布置；6．吸水管路与压水管路中水头损失的计算；7．水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算；8．附属设备的选择；9．泵房建筑高度的确定；10．泵房平面尺寸的确定。
1.4绘图根据以上设计计算及选出的各种设备进行给水泵房设备布置。
应绘制如下图1．给水泵站平面图。
（1号图纸一张，比例为1：50）。
2．给水泵站剖面图。
（1号图纸一张，比例为1：50）3．绘图要求1）平面图和剖面图上应注明水泵机组位置，管路系统，管件尺寸，位置，各设备之间，设备与建筑维护之间相对位置尺寸及标高，并应附有主要设备明细表。
2）图纸尺寸、标题栏等均应按国家标准绘制。
1.5设计说明书设计完成时应进行设计说明书的整理，说明书应包括下列内容：1．计算部分，列出计算次序、项目、计算公式、符号、单位及结果数据，中间的演算过程从略。
吸压水管路水头损失计算画出线路图。
2．对于选定的水泵型号，泵房土建设计应简要说明确定该方案时的依据及其优点、缺点。
3．本水泵房在设计上的特点。
4．在必要的计算及说明部分，为表达清楚应附有草图。
环工班,泵与泵站第五版课后答案
泵与泵站 Douglas.Lee第 1 页 共 14 页★ 课后作业解答：如图（a ），m H a ss 3)(=据题意：m H H H a ss C ss b ss 3)()()(===以泵轴为基准面（1）b 水泵位置水头：A b H Z =b 水泵吸水池测压管水柱高度：()m h 51015.0-=⨯-= b 水泵吸水池测压管水头：()m H h Z H A b 5-+=+=测b 水泵 ()m H H H H A A b ss 35500)(=-=--=-=测 解得：m H A2=（2）c 水泵位置水头：m Z c5-=（在泵轴以下）c 水泵吸水池测压管水柱高度：()1010101-=⨯-=c c P P hc 水泵吸水池测压管水头：)(151010105m P P h Z H c c c -=-+-=+=测c 水泵()m P P H H c c c ss 31015151000)(=-=--=-=测H解得：atm P c2.1=泵与泵站 Douglas.Lee第 2 页 共 14 页3.如图2-106所示的岸边式取水泵房，泵由何种直接抽水输入高地密闭水箱中。
已知条件：（1）泵吸入口的真空表读数为多少和mH2O ？相当于多少mm Hg?相当于真空度为多少？（2）泵的总扬程H=？（3）电动机输出给泵的功率N=？（KW ）解 （1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：吸水管沿程水头损失系数7.51=i ‰压水管沿程水头损失系数6.111=i ‰真空表读数：2z221∆-+∑+=g v h H H s sdv（见P24，公式2-30）真空表安装在泵轴处，02z=∆ 则：gv h H H s ss v 221+∑+=计算水泵的吸水管流速： s m D Q A Q vs /27.1)44.014.3(16.0)4(2211=⨯===π泵吸水地形高度：m H ss 33235=-=吸水管水头损失：m l i h s17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑则：真空表读数O H 25.48.9227.1171.1322m H v =⨯++=∵760mmHg O H 1012==m atm则：mmHg 2337625.4OH 25.42=⨯=m %真空度=%5.57100%OH 10OH 25.4O H 10100%222=⨯-=⨯-m m m P P P a v a ☞（这里有错误）（2）泵的静扬程：()()m H ST 5.521012325.74=⨯-+-=压水管水头损失：m l i h d 32.312000116.0122=+⨯=+⋅=∑管道总水头损失：m h h h d s 49.432.317.1=+=∑+∑=∑总扬程：m h H HST 99.5649.45.52=+=∑+= 轴功率：kw 66.1277.0100099.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==ηρgQH N泵与泵站 Douglas.Lee第 3 页 共 14 页解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：0-0断面：gP g P g v Z E a ρρ++=++=00202000 1-1断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ121121112)2(2++∆-=++=2-2断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ222222222)2(2++∆+=++=3-3断面：gP g v H g P g v Z E a ST ρρ++=++=222332333吸水管水头损失：g v z H H g v z H g P P E E h ss v ss a s 22222121110-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---=-=∑ρ得：g v z H h Hss s v2221+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=压水管水头损失：ST ss d ST ss a d H g v v z H H H g v v z H g P P E E h --+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++=--+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++-=-=∑222223222322232ρ 得：ST ss d d H g v v z H h H +--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑=222322 ∵泵装置总扬程d v H H H +=则：ST ss d ss s d v H g v v z H h g v z H h H H H+--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑++⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=+=2222232221()STd s H gv g v v z h h ++-+∆-∑+∑=22232221（总水头损失d s h h h∑+∑=∑）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--+++∑=z g v v g v H h ST22222123忽略流速差，即21v v ≈，022221=-g v v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST 223+∑+=第 4 页 共 14 页（1）该泵在工作时。
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3、变电所的布置方案 原则：变电所应尽量靠近电源，低压配电室应尽量 靠近泵房；线路应顺直，并尽量短；泵房应可以方 便地通向高低压配电室和变压器室；建筑上应注意 与周围环境协调
4.3.4常用电动机 1、根据所要求的最大功率、转矩和转数选用电动机 2、根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电 动机的电压 (1)功率在100kW以下，选用380V／220V或220／127V的 三相交流电 (2)功率在200kW以上，选用l0kV(或6kV)的三相交流电 (3)功率在100-200kw之间，视泵站内电机配置情况定 3、根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造形式 4、根据投资少，效率高，运行简便等条件，确定所选 电动机的类型
4.2.4 选泵后的校核 在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾 时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消 防时的要求 2 (Q f Q' ) 2Q 对于一级泵站： Q
tf
Qf—设计的消防用水量(m3／h) Q’—最高用水日连续最大两小时平均用水量(m3/h) Qr—一级泵站正常运行时的流量(m3／h) tf—补充消防用水的时间,从24～48h，由用户的性质 和消防用水量的大小决定, 见建筑设计防火规范 α —计及净水构筑物本身用水的系数
（2）采用清水池及泵站加压供水方式
又称为水库泵站加压供水方式；水厂内的送 水泵站将水输入远离水厂、接近管网起端处的清水 池内，由加压泵站将水输入管网 优点：送水泵站工作制度比较均匀，时变化 系数降低，输水均匀，输水干管管径减小
4.1.5循环泵站 多用于工业企业 一般设置热水、冷水两组水泵 泵的安装一般采用自灌式；泵房多选择半地下式
2、水泵台数的选定
(1)建设费与运行费。一般在同样流量情况下，机组台数 越少，建设费和运行费越小 (2)运行管理。一般来说，机组台数少，管理运行较方便 (3)流量调节能力。机组台数少，流量调节能力较差 (4)备用机组：对于灌溉泵站，装机3～9台时，其中应有 l台备用，多于9台时，应有2台备用。对于重要城市供水泵 站，工作机组3台及3台以下时，应增设1台备用机组，多于3 台，应增设2台备用机组 水泵台数要考虑各方面的因素分析确定 一般情况下，中小型泵站以3—9台为宜。流量变化幅度 大的泵站，台数宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少
4.3.2泵站中常用的变配电系统 目前都采用由电器开关厂生产的成套设备，称为 配电屏(又称开关柜)；具有很多优点：工作安全可 靠，维护方便，施工安装简单，便于移动，设备安装 紧凑，缩小了建筑面积，整洁美观 设计注意点： 1、开关柜前面的过道宽度应不小于：低压柜1.5m， 高压柜3.0m 2、背后检修的开关柜与墙壁的净距不宜小于0.8m 高、低压配电室注意：门、架线、高度 保证：安全、方便
2、横向排列 适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离 心泵Sh型、SA型水泵
机组之间各部分尺寸应符合要求：
1、水泵凸出部分(基础)到墙壁的净距Al：A1=最大设备的 宽度加1m，但A1≮ 2m 2、出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：Bl不宜小于3m 3、进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl ：Dl不宜小于1m 4、电机凸出部分与配电设备的净距C1：C1＝电机轴长十0.5m。 但是，低压配电设备应Cl≥1. 5m；高压配电设备C1≥2.0m 5、水泵基础之间(电机与水泵凸出部分)的净距E1值与C1要求 相同， E1=C1 6、为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外
生产车间
热水泵
冷却构筑物
冷水泵
4.2 泵的选择
4.2.1选泵的主要依据 选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变 化规律 1、一级泵站的设计流量 （1）泵站从水源取水，输送到净水构筑物
Qd Qr T
Qr——一级泵站的设计流量(m3／h) Qd——供水对象最高日流量(m3／d)
α ——计及输水管漏损和净水构筑物自身用水 而加的系数，一般取α =1.05～1.1 T——一级泵站在一昼夜内工作小时数
第4章 给水泵站
4. 4.4 泵机组的布置与基础 4.5 吸水管路与压水管路 4.6 泵站水锤及其防护 4.7 泵站噪声及其消除 4.8 泵站中的辅助设施 4.9 给水泵站节能 4.10 给水泵站SCADA系统 4.11 给水泵站的土建要求 4.12 给水泵站的工艺设计
3、横向双行排列 适用在泵房中机组较多的圆形取水泵站； 这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同 转向的轴套止锁装置。
4.4.2泵机组的基础
对基础的要求： ①坚实牢固，能承受机组的静荷载和振动荷载 ②要浇筑在较坚实的地基上 卧式水泵均为块式基础，其尺寸大小一般均按所选水泵安 装尺寸所提供的数据确定 (1)对于小泵： 基础长度L＝底座长度L1＋(0.15～0.20)(m) 基础宽度B＝底座螺孔间距(在宽度方向上)b1＋(0.15～ 0.20)(m) 基础高度H＝底座地脚螺钉的长度l1＋(0.15～0.20)(m) (2)对于不带底座的大、中型水泵： 可根据水泵或电动机(取其宽者)地脚螺孔的间距加上0.4～ 0.5m，基础高度确定方法同上
HST’——水源井中枯水位(或最低动水位)与 给水管网中控制点的地面标高差(mH2O) Σ h——管路中的总水头损失(mH20) Hsev——给水管网中控制点所要求的最小自由 水压(也叫服务水头)
3、送水泵站（二级泵站）的设计流量 （1）对于小城市的给水系统，大多数采用泵站 均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时 用水量计算 （2）对于大城市的给水系统，宜采取泵站分级 供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水 量计算；分级不宜太多
3、地下水取水泵站
4.1.3送水泵站（二级泵站） 1、组成 一般为长方形，吸水井也为长方形 吸水水位变化范围小，通常不超过3～4m，所以 其埋深较浅，一般可建成地面式或半地下式
2、吸水井 有分离式和池内式两种形式
4.1.4加压泵站 1、适用条件 （1）城市给水管网面积较大，输配水管线很长 （2）给水对象所在地的地势很高，城市内地形起 伏较大 2、加压泵站的方式 （1）在输水管线上直接串联加压的方式 送水泵站和加压泵站同步工作，一般用于水 厂位置远离城市管网的长距离输水的场合
（2）泵站将水直接供给用户或送到地下集水池
Qd Qr T
β ——给水系统中自身用水系数，一般取 β ＝1.01～1.02
2、一级泵站的扬程 （1）一级泵站送水至净水构筑物
H HST hs hd (1 2) ～
（2）一级泵站直接向用户供水（如抽取地下水）
H HST 'h Hsev (1 2) ～
3、合理地用尽各泵的高效段 可按不同方案计算后综合选泵 按最大日平均小时流量的70％(即0.7Q日平均时) 按最大日平均小时流量的100％(即1.0Q日平均时) 按最大日平均小时流量的130％(即1.3Q日平均时) 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
4.2.3 选泵时尚需考虑的其它因素 1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵 房内部布置、泵站造价等有影响 2、应在保证不发生气蚀的前提下，应充分利用水 泵的允许吸上真空高度 3、应选用效率较高的水泵，如尽量选用大泵 4、根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用 一定数量的备用泵 5、应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系 列生产的、比较定型的和性能良好的产品
4.3.5交流电动机调速 1、调节同步转速(高效型调速) 调节电源频率(变频调速) 改变电机极对数(变极调速) 2、调节转差率(能耗型调速、只用于异步电动机) 调节电动机定子电压 改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻值等
4.3.6泵机组的控制设备 直接启动：电动机功率小于10kW 减压启动：电动机功率在10kw以上 (1)手操作启动器 (2)电磁启动器
4.3 泵站变配电设施
4.3.1变配电系统中负荷等级及电压选择 1、负荷等级 (1)一级负荷:两个独立电源供电 (2)二级负荷:两回路供电或一回路专用线 (3)三级负荷 2、电压选择 (1)规模很小的水厂：一般为380V (2)中小型水厂：6kV和10kV，10kV替代6kV (3)大型水厂：35kV电压
4.4 泵机组的布置与基础
4.4.1泵机组的布置 1、纵向排列（各机组轴线平行单排并列） 适用于如IS型单级单吸悬臂式离心泵（顶端进水） 纵向排列与横向排列的比较
机组之间各部分尺寸应符合要求：
1、水管外壁和墙壁的净距A：A=最大设备的宽度加1m，但A≮ 2m 2、水管与水管之间的净距B：B＞0. 7m 3、水管外壁与配电设备的安全操作距离C：当为低压配电设 备时C≮ 1. 5m，高压配电设备C≮ 2m 4、水泵外形凸出部分(基础)与墙壁的净距D ：D ≮ 1m 5、电机外形凸出部分(基础)与墙壁的净距E： E=电机轴长加 0.5m，但不宜＜3m 6、水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F： F≮ 0.7m(1m)
4.1 泵站分类与特点
4.1.1泵站分类 1、按照水泵机组设置的位置与地面的相对标高关 系:地面式泵站、地下式泵站与半地下式泵站 2、按照操作条件及方式，可分为：人工手动控 制、半自动化、全自动化和遥控泵站 3、在给水工程中，常见的分类是按泵站在给水系 统中的作用可分为：取水泵站、送水泵站、加压泵 站及循环泵站
4.3.3变电所 变电所的变配电设备是用来接受、变换和分配电 能的电气装置，它由变压器、开关设备、保护电器、测 量仪表、连接母线和电缆等组成 1、变电所的类型选择 独立变电所、附设变电所、室内变电所 2、变电所的位置和数目 位置：位于用电负荷中心 考虑周围的环境 考虑布线是否合理 数目：由负荷的大小及分散情况所决定 考虑泵站的发展
4.2.2选泵要点 1、大小兼顾，调配灵活 已知：用水区的用水量从最大为795 m3／h到 最小为396 m3／h，逐时变化
2、型号整齐，互为备用 从泵站运行管理与维护检修的角变来看，如果 水泵的型号太多则不便于管理 由1可知：在用水量和所需的水压变化较大的情 况下，选用性能不同的水泵的台数越多，越能适应 用水量变化的要求，浪费的能量越少 综合以上要点： 如选用5台泵的泵站，采用1：2：3：3：3，这 样配置的水泵可应付12种工况变化