《泵与泵站》设计

1.1.3 设计任务
⑾确定泵站平面尺寸、初步规划泵站总平 面泵房的长度和宽度，总平面布置包括： 配电室、机器间、值班室、修理间等。
1.1.4 图纸要求
泵站平面及剖面图，应绘出主要设备、管 路、配件及辅助设备的位置、尺寸标高， 列出主要设备表和村料表（1：100）。
1.2 二级泵站设计资料
1.2.1 泵站设计水量为8万 m3/d
止回阀安装：水泵与压水闸阀之间
优点：检修时，防止水倒灌水泵启动时，阀板受 力均衡
缺点：压水闸检修时需放空
压水管路的设计流速为:
D＜250 mm时，为1. 5~2.0 m/s；
D≥250 mm时，为2.0~2.5 m/s；
上述设计流速取值较给水管网设计中的平均流 速要大，因为泵站内压水管路不长，流速取大 一点，水头损失增加不多，但可减少管子和配 件的直径。
小结：
当混流泵与轴流泵都可使用时，应优选 混流泵， 当离心泵与混流泵都可使用时，若扬程 变化较大，一般宜选用离心泵。
2、水泵台数的确定：
(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)wk.baidu.com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。
AB
清水池
二级泵房 分离式
池内式
水泵选择
流量 扬程 以及其变化规律
二级泵站的设计流量Qh 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
最
对于大城市的给水系统，宜采取泵站分级供水 大
方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水 量计算。
日 用
水
量
变
化
曲
(7) 选择泵站中的附属设备。 (8) 确定泵房建筑高度。 (9) 确定泵房的平面尺寸，初步规划泵
站总平面。 (10) 向有关工种提出设计任务。 (11) 审校，会签。 (12) 出图。 (13) 编制预算。
任务书
1.1 设计要求
1.1.1 设计题目：送水泵站（二级泵站）设计 1.1.2 泵站设计水量：8万m3/d。 1.1.3 设计任务
1.2.2管网设计的部分成果：
① 根据用水曲线确定的二级泵站工作制度， 分2级工作。 第一级，从（22）时到（6）时，每小 时占全天用水量的2.5 %； 第二级，从（6）时到（22）时，每小 时占全天用水量的5 %。
1.2.2管网设计的部分成果：
② 城市的设计最不利点的地面标高108m， 控制点自由水压35 m。
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 况而定，
吸水管路和压水管路的敷设 保证使用和修理上的便利
(1) 管道与外壁距离 (2) 支墩及拉杆设置 (3) 放水口 (4) 地沟设置 (5) 冰冻线、防腐防震 (6) 不宜架空 (7) 电气安全
线
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。
12Sh—19型水泵特性曲线
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。
四台不同型号水泵Q-H曲线
(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。
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。
泵站自动测控系统 1．控制方式
集中型控制、分散型控制、集散型控制 和分布型控制
2．集散型控制 三级控制(即就地现场的手动控制、车 间自动控制和中央控制室集中控制)。
水泵机组的布置与基础
不漏气：管材严密
不 积 气
对吸水管路的要求：
吸
水
管
在
不吸气
吸 水
井
中
的
位
(1)淹没深度h ≮ 0.5-1.0m，否则应安装隔板
置
(2)吸水管的进口到井底距离(≮ 0.8D)
(3)吸水管喇叭口边缘到井壁距离≮ （ 0.75-1.0） D
(4) 吸水喇叭口之间距离≮（ 1.5-2.0）D
吸水管中的设计流速建议数值：
由第一条：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。
(3)合理地用尽各水泵的高效段 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)
2、水泵台数的确定：
(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，
﹥ 9台时，应有2台备用。
对于重要城市供水泵站，工作机组≤3台时，应 增设1台备用机组，﹥3台，应增设2台备用机组。
综上，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。
顶面、水泵安装高度、泵房建筑高度等。
1.1.3 设计任务
⑻ 复核水泵及电机：计算吸水管及泵站内 压水管损关、求出总扬程、校核所选水 泵，如不合适，则重选水泵及电机。重 新确定泵站的各级供水量。
⑼ 进行消防和转输校核
1.1.3 设计任务
⑽ 计算和选择附属设备 ① 设备的选择和布置 ② 计量设备 ③ 起重设备 ④ 排水泵等
参考文献
《给水排水设计手册》（第1册）第二版.北京：中国 建筑工业出版社，2002.
《给水排水设计手册》（第11册）第二版.北京：中国 建筑工业出版社，2004.
《给水排水设计手册》（第12册）第二版.北京：中国 建筑工业出版社，2004.
李亚峰,尹士君主编.给水排水工程毕业设计指南.北京： 化学工业出版社，2003.
(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＋0.5m，但E ≮ 3m
(6)水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F： F≮ 0.7m(1m)
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
机组之间各部尺寸要求： (1)水泵凸出部分(基础)到墙壁的净距Al：
备用泵的选择：
(1)在不允许减少供水量的情况下，应有两 套备用机组；
(2)允许短时间内中断供水时．可只设一台 备用泵。
(3)城市给水系统中的泵站，一般也只设一 台备用泵。
通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工 作泵相同。当管网中无水塔且泵站内机 组较多时，也可考虑增设一台备用泵， 它的型号与最常运行的工作泵相同。
布置机组小结：
(1)相邻机组的基础之间应有一定宽度的 过道
(2) 方便检修 (3)泵站内主要通道宽度应≥1.2m。 (4)辅助泵(排水泵、真空泵)通常安置于
泵房内的适当地方，尽可能不增大泵 房尺寸。
吸水管路与压水管路
对吸水管路的要求 (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)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。
例 根据给水管网设计资料，己知最高日最
高时 用水量为920L／s，时变化系数Kh 为1.7，日 变化Kd为1.3，管网最大用水 时水头损失为11.5m，吸水管水头损失 为1.5m。泵站吸水井最低水位到管网中 最不利点地形高差为2m，用水区建筑物 层数为3层，试进行送水泵站水泵的选 型设计。
吸水管路和压水管路的布置
(1)吸水管 泵站内吸水管一般没有联络管
三台水泵时 吸水管路的布置
(2)压水管 (A)能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其
他水泵的工作 (B)每台水泵能输水至任何一条输水管。
输水管不同方式比较
三台水泵时压水管路的布置 (a)检修阀1时，两泵一管工作
检修阀2时，一泵一管工作 (b)保证两台泵向一条输水管送水
(4)如果给水系统中有足够大容积的高地 水池或水塔时，则泵站中可不设备用泵， 仅在仓库中贮存一套备用机组即可。
备用泵相其它工作泵一样，应处于随时 可以启动的状态。
小结： 1、水泵类型选择 水泵类型主要根据扬程选择，常用有离心 泵、轴流泵、混流泵等。
一般情况下，泵站设计扬程H 小于l0m，宜选用轴流泵； 5—20m，宜选用混流泵； 20—l00m，宜选用单级离心泵， 大于100m时可选用多级离心泵。
③ 管网平差得出的泵站至最不利点的输水 管和管网的总水头损失为21 m；
④ 消防流量为200 m3/h，消防扬程为15 m。 ⑤ 清水池所在地面标高为 100 m；清水地
最低水位在地面以下 5 m。
1.2.3 城市冰冻线为1.5 m，最高温 度为35 ℃，最低温度为 -20 ℃
1.2.4 泵站所在地土壤良好，地下水 位为10m。
水泵机组的布置
1、 纵向排列(即各机组轴线平行单排并列) 适用于如IS型单级单吸悬管式离心泵。
机组之间各部尺寸要求：
(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。
给水泵站的工艺设计
泵站工艺设计步骤和方法
(1) 确定设计流量和扬程。 (2) 初步选泵和电动机或其它原动机，包括
水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。 (3) 设计机组的基础。 (4) 计算水泵的吸水管和压水管的直径。 (5) 布置机组和管道。 (6) 精选水泵和电动机。
泵站工艺设计步骤和方法
城市送水泵站技术设计的工艺部分。 ⑴选泵:根据水量（Q）、水压(H)变化情况选泵，
工作泵和备用泵型号和台数。 ⑵ 泵房型式的选择 ⑶ 机组基础设计；平面尺寸及高度
1.1.3 设计任务
⑷ 计算水泵吸水管和压水管力直径：选用 各种配件和阀件的型号、规格种及安装 尺寸。
⑸ 吸水井设计：尺寸和水位 ⑹ 布置机组和管道 ⑺ 泵房中各标高的确定：室内地面、基础
D＜250 mm时，为1.0~1.2 m/s；
D≥250 mm时，为1.2~1. 6 m/s。
在吸水管路不长,且地形吸水高度不很大的情 况下，可采用比上述数值大些的流速，如 1.6~2.0 m/s。
例如水泵为自灌式工作时，则吸水管中流速就 可适当放大
对压水管路的要求
(1) 不漏水 (2) 方便检修 法兰连接 (3) 安全 橡胶接头、止回阀 (4) 操作方便 D≥400mm，电动阀
A1=最大设备的宽度加1m，但Al≮ 2m (2)出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：
Bl ≮ 3m (3)进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl ：
Dl ≮ 1m
(4)电机凸出部分与配电设备的净距C1： C1＝Cl电≥1机.5m轴；长高十压0.配5m电。设但备是C，1≥低2.压0m配。电设备应 (5)值水与泵C基1要础求之相间同(电，机E与1=水C泵1 凸出部分)的净距E1 (6)为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设
李亚峰等编著.水泵及水泵站.北京：机械工业出版社.
附录
泵站分类
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 半地下式泵站
送水泵站(也称二级泵站) （1）组成
高地水池
清水池 切换井 取水泵房
管网
（2）吸水井 作用：有利于水泵吸水管道布置，
也有利于清水池的维修。 形式：
置在泵房外面。
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。
水泵机组的基础
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L1十(0.15-0.20)(m) 基础宽度B B＝底座螺孔间距(在宽度方向上)b1十(0.15-0.20)(m) 基础高度H＝底座地脚螺钉的长度l1十(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。