泵站设计说明书

《泵与泵站》课程设计说明书题目：2.5万人城镇给水泵站（二级泵站）规划设计学院：环境科学与工程学院专业：给水排水工程班级：给排水1202学号：**********、27、28学生姓名：沈喻龙、李思聪、邵志春指导教师：***二○一四年十二月一、送水泵站（二级泵站）设计1.1、设计目的根据给定的资料，综合运用所学的专业知识，进行H 城镇二级给水泵站设计。

1.2、设计原始资料1、H 城镇位于浙江省内，海拔为900 米；土质为砂纸粘土，无地下水，不考虑冰冻。

2、H 城镇远期规划人口约2.5 万人，最高日用水量为4.8 万立方米/日。

3、泵站地坪标高为906 米。

二级泵站的工作制度，分两级：①第一级，从22 时到5 时，每小时占全天用水量的（2.5%）。

②第二级，从5 时到22 时，每小时占全天用水量的（5.2%）。

4、H 城镇设计最不利点的地面标高为921 米，该处有一座12 层建筑，要求二级泵站供水至第7 层。

5、二级泵站至最不利点的输水管和配水管网的总水头损失为26 米。

6、清水池所在地的地面标高与泵站地坪标高相同，清水池边墙距二级泵站外墙约1.5 米；二级泵站直接由清水池吸水。

7、清水池最低水位在地面以下3.1 米。

清水池的最高水温为30.0℃、最低水温为0℃。

8、未预见用水量及管网漏水量取值范围10～15%。

9、泵站变配电设施按一级负荷设置。

10、H 城镇给水系统采用低压消防制。

设计着火点定为最不利点处，消防水头为10 米；消防时输水管和配水管网的总水头损失为27 米。

1.3、设计要求1.3.1、说明书要求：⑴泵站的设计流量、扬程，水泵的选择。

⑵给水泵站高程布置及水力计算，校核水泵安装高度。

⑶清水池的容积计算。

⑷给水泵站平面布置。

⑸高效工况点、消防校核。

⑹材料一览表（含编号、名称、规格、单位、数量），工程投资估算。

31.3.2、图纸要求：⑴ACAD 制图，A3。

⑵泵站平面图和剖面图，应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、间距，列出主要设备表和材料表。

⑶系统平面图和高程图，标注清楚（从清水池至不利点示意，高程、名称）。

1.3.3、总要求：⑴按时完成大作业。

⑵要求章节合理、文字简练、排版工整，图面正确、整洁、清楚。

1.4、内容要求1、绪论（二级泵站的作用、意义等）2、设计流量、扬程的确定；3、初选水泵和电机；4、机组基础尺寸的确定；5、机组与管道布置；6、吸水管与压水管路水力计算；7、水泵安装高度的确定；8、水泵工况点校核（高效段校核、消防校核）；9、附属设备的选择；10、泵房设计；11、投资估算。

（备注：章节安排自定，可参考以上）二、设计计算2.1水泵和电机的初步选择2.1.1 二级泵站的组成及特点（1）二级泵站的组成1)水泵机组：包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分；2)吸压管路：指水泵的吸水(进水)管路和压水(出水)管路，水泵通过吸水管从吸水井(池)中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至用户；3)引水设备：指真空引水设备(如真空泵、引水罐等)和灌水设备。

当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备；4)起重设备：指泵站内设备及管道安装，检修用的吊车、电动葫芦等设备；5)排水设备：指排水泵、排水沟、集水坑等，用以排除泵站地面污水；6)计量设备：指流量计、压力计、真空泵、温度计等；7)采暖及通风设备：指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风机等设备； 8)电气设备：指变、配电设备； 9)防水锤设备：指水锤消除器等；10)其他设备：包括照明、通信、安全与防水设施等。

在泵站中除设有机器间(安装水泵机组的房间)外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。

（2）二级泵站的特点：二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中水经管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。

其工艺流程如：清水池—吸水井—送水泵站—输配水管网—用户。

基本特点：泵站埋深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、水质的变化，需要设置多台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形状，砖混结构。

2.1.2 泵站设计参数的确定（1）设计流量的确定泵站的设计流量按最高日最高时用水量确定：Q=762.7L/s （2）设计扬程的确定吸水井最低工作水位=清水池最低水位—吸水井与清水池连接管道中的水头损失= -3.1m（3）管网控制点的地面标高与吸水池最低水位的高程差：Zc=921-(906-3.1)=18.1m（4）该城镇最不利点楼高7层，则管网要求的最小服务水头：Ho=32m （5）最大用水时输水管与管网总水头损失：26m 初步假定用水量最大时泵站内管路水头损失：mh 22=∑附加安全水头2m ，忽略泵站和管网之间管道水头，则泵站设计扬程： H p = c Z +0H +∑1h +∑2h +安H = 15+26+32+2+2+3.1=80.1 其中: H — 泵站所需扬程(m)Z—地形高差(m)cH—自由水压(m)；∑1h—总水头损失(m)；∑2h—泵站内损失(初步估计为2m)H—安全水头 2m安2.1.3选择水泵（1）水泵选择的基本原则及要点基本原则：1）所选水泵机组应满足用户最高日各个时刻（含最大的）流量和扬程的要求，保证供水的安全可靠性。

2）依据所选水泵建造的泵站的造价低。

3）水泵机组长期在高效率下工作，运行及管理费用低。

4）水泵性能好，使用寿命长，便于安装和检修。

5）在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地。

要点：（1）大小兼顾，调配灵活（2）型号整齐，互为备用（3）合理地用尽各泵的高效段（4）近远期相结合的观点在选泵过程应给予相当的重视。

（2）初选水泵为了在用水量减小时进行灵活调度，减少能量浪费，利用水泵综合性能图选择几台水泵并联工作来满足最高时用水量和扬程需要，而在用水量减小时，减少并联水泵台数或单泵运行供水都能保持在各水泵高效段工作。

图6 图1 Sh 型离心泵性能曲线型谱图当Q=30L/s 时(型谱图最小流量）。

泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也较小，假定三者之和为3m （即m 3h h 21=+∑∑),则相应的水泵扬程为：50.1m根据Q=762.7L/s ，Hp=80.1m 和Q=30L/s ，Hp=50.1m ，在泵的综合性能图上确定两点,将两点连接成参考管道特性曲线（如图6所示），选取与参考管道特性曲线相交的水泵并联，并联泵的特性曲线见图7.表1 选泵方案方案编号用水变化范围 运行泵及其台数 泵扬程 （m ） 所需扬程（m ） 扬程利用率（%） 泵效率（%） 第一种方案选用 三台14sh-9660~763三台14sh-9 81.0~72.0 80.0~72.089~10072~86360~660二台14sh-9 74.0~72.0 74.0~72.0 87~100 72~74<360 一台14sh-9<72.0 <72.0 <72通过比较，虽然两个方案在扬程利用率上基本相近，都比较高，但是第一种方案的泵利用率较大；用水量变化范围较宽，利于远期城镇用水量扩展；且第二种方案采用的泵台数较多，增加了投资费用，同时以后的维护检修也会造成费用的增加，故采用第一方案，并选用一台14Sh-9型水泵为备用。

图2 并联泵的特性曲线2.2 水泵机组的基础设计Sh单级双吸离心泵的安装尺寸如图3所示:图7Sh单级双吸离心泵安装尺寸图1图8Sh单级双吸离心泵安装尺寸图2表2Sh型单级双吸离心泵的性能表电机配置，选取功率符合的，如表13：表3 电机配置机组布置采用单行顺列布置，便于吸、压管路直进直出布置，减少水力损失，同时也可简化起吊设备。

基础尺寸如表14所示：表4 基础尺寸2.3 水泵吸水管路和压水管路设计根据当地条件泵房选用半地下式。

每台水泵设有独立的吸水管直接从吸水井吸水，各泵压水管出泵房后，在闸阀井内以横向联络管相连接，且以两条总输水管送水至管网。

一台水泵单独工作时，其流量为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，根据单泵运行流量初步选定吸水管和压水管径。

即14sh-9型水泵吸、压水管所通过的流量应按Q=400L/s(最大)设计，管材采用钢管。

水泵的管路布置如图4所示：图4 管路布置2.3.1吸水管路（1）吸水管路布置要求吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求是不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障。

为此常采取一下措施：1) 为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。

2) 为使水泵及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。

3) 吸水管的安装与敷设应避免在管道内形成气囊。

4) 吸水管安装在吸水井内，吸水井有效容积应不小于最大一台泵5min的抽水量。

5) 吸入式工作的水泵，每台水泵应设单独的吸水管。

6) 当吸水池水位高于水泵轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。

7) 当水中有大量杂质时，喇叭口下面应设置滤网。

8) 吸水管设计流速一般为：DN＜250mm时，v=1.0～1.2m/s；DN≥250～1000mm时，v=1.2～1.6m/s。

（2）吸水管管径根据已知条件和要求，得出水泵的吸水管管径，如表15所示：表5 吸水管管径计算水泵型号流量（L/s）管径D（mm）流速v（m/s）i(mm/m)14sh-9 400 600 1.41 4.162.3.2 压水管路（1）压水管路布置要求对压水管路的基本要求是耐高压、不漏水、供水安全、安装及检修方便。

1) 压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修处采用法兰接口。

2) 为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸方便，可在压水管路适当位置上设补偿接头或可挠性接头。

3) 离心泵必须要关闸启动。

4) 当不允许水倒流时，需设止回阀。

5) 压水管设计流速为：DN＜250mm时，v=1.5～2.0m/s；DN≥250mm时，v=2.0～2.5m/s；（2）压水管管径根据已知条件和要求，得出水泵的压水管管径，如表16所示：表6 压水管管径计算水泵型号流量（L/s）管径D（mm）流速v（m/s）i(mm/m) 14sh-9 400 500 2.04 10.92.3.3 管路附件选配每台水泵都单独设有吸水管，并设有闸阀，型号为Z41T-10.压水管设有止回阀，型号为HH44X-10.具体管路附件选配如表17所示：表7 管路附件选配表名称型号规格单位数量喇叭口DN600 个 42.4布置机组和管道水泵机组布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置简短、安装与维护方便、机组排列整齐、起重设备简单并留有扩建余地。

（1）常见的布置形式有：1、纵向排列适用于IS型单级单吸悬臂式离心泵。

采用这种排列形式可以使吸水管保持顺直，机组布置较为紧凑整齐，检修方便，泵房长度较小但宽度较大(IS型水泵轻，可以用移动式吊装设备)。