二级泵站设计

其中 —地形高差(m)；
—自由水压(低压消防制取10m)；
—总水头损失(m)；
—泵站内损失（m）。
九﹑泵房形式的选择及机械间布置
根据清水池最低水位标高（100.50）m和水泵HS（6.00m）的条件，确定泵房为矩形半地下式。
水泵机组采用单排顺列式布置。
每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371H-25，DN=800,L=190m,W=940kg。
六﹑各工艺标高设计计算
泵轴安装高度
式中HSS—泵轴允许安装高度（m）；Hale Waihona Puke HS—水泵吸上高度（m）；
g—重力加速度（m/s2）；
∑hs—水泵吸水管路水头损失。
查表得 5（喇叭口局部阻力系数）； （90度弯头局部阻力系数）； （阀门局部阻力系数）； （偏心减缩管局部阻力系数）； （三通）； （同心渐扩管局部阻力系数）； （同心渐扩管局部阻力系数）； （偏心减缩管局部阻力系数）。
—吸水管中空气容积；
—一个大气压的水柱高度，取10.33；
—水泵引水时间（h），一般取5min；
—离心泵的安装高度（m）；
真空泵的最大真空度
其中 —真空泵的最大真空度（mmHg）；
—离心泵的安装高度（m），最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差。
根据 和 选取SZB-8型水环式真空泵2台，一备一用，布置在泵房靠墙边处。
压水管DN=600mm时，流速v=2.55m/s。（在2.0～2.5m/s范围左右）
五﹑吸水井设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口要求。
吸水井最低水位/m=泵站所在位置地面标高-清水池有效水深-清水池至吸收井管路水头损失=103.50-2.80-0.20=100.50
吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面标高=103.50
Q=1500m3/h；H=57m； =83%；n=970r/min；电机功率N=450KW；HSV=6m，重量W=2240kg。
4台500S59型水泵并联工作时，其工况点对应的流量和扬程分别为7900.0m3和59.0m，基本满足泵站一级设计工作流量要求。
3台500S59型水泵并联工作时，其工况点对应的流量和扬程分别为6700.0m3和55.4m。
2台500S59型水泵并联工作时，其工况点对应的流量和扬程分别为5000.0m3和50.0m，基本（稍大一些）满足泵站二级设计工作流量要求。
再选一台同型号的500S59型水泵备用，泵站共设有5台500S59型水泵，4用一备。
(3)确定电机
根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y450-46-6电机，其参数为：
水泵站的设计扬程与用户的位置和高度、管路布置以及给水系统的工作方式等有关。泵站一级工作时的设计扬程
HⅠ/m=Zc+H0+∑h+∑h泵站内+H安全=
13.50m+3.00m+28.00m+8.41m+2.00m+1.50m=56.41m
其中 HⅠ—水泵的设计扬程；
Zc—地形高差；Zc=Z1+Z2；
H0—自由水压；
=800+400=1200
(3)基础高度
H/m=｛3×（W水泵+W电机）｝/｛L×B× ｝
其中 W水泵—水泵质量（kg）；
W电机—电机质量（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）。
则水泵的基础高度为
H/m=｛3.0×（2240+3500）｝/｛3.5×1.2×2400｝=1.71m
喇叭口距吸水井井底距离/mm 0.8D=1.0×1100=1100
喇叭口淹没水深h/m （0.5～1.0）=1.2
所以，吸水井长度/mm=4×2200+2×1100+5×1100=15400（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）；吸水井宽度/mm=3×1100=3300（取3000mm）；吸水井高度=5500mm（包括超高200m）
设计取1.20m；
那么，混凝土块式基础的尺寸（m）为L×B×H=3.5×1.2×1.2。
四﹑吸水管路和压水管路设计计算
由方案二：图可以知道1台500S59型水泵的最大工作流量是2600m3/h，为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN=800mm，压水管管径DN=600mm。
当吸水管DN=800mm时，流速v=1.44m/s。（在1.2～1.6m/s范围内）
额定电压6000V；N=450kw；W=3500kg。
三﹑水泵机组基础设计
500S59型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下。
(1)基础长度
L/mm=地脚螺钉间距+450
=L0+L1+L2+450
=670+1227+1120+483=3500
(2)基础宽度
B/mm=地脚螺钉间距+450=A+450
∑h—总水头损失；
∑h泵站内—泵站内水头损失（初估为1.5m）；
H安全—为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头（m）；一般采用1～2m，这里用1.5m。
(2)选择水泵
可用管路特性曲线和型谱图进行选泵。管路特性曲线和水泵特性曲线交点为水泵工况点。
求管路特性曲线就是求管路特性曲线方程中的参数HST和S。
3台500S59
61.0～55.4
52.0～55.4
9.0～0
76.40～77.41
4000～5000
2台500S59
58.0～50.0
48.0～50.0
10.0～0
75.91～77.03
从方案比较表中可以看出方案二在水泵效率方面和水泵台数方面均好于方案一。所以，选定工作泵为4台500S59型水泵。其性能参数如下：
水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm 1.37×800=1100
水泵吸水管进口喇叭口长度L/mm 4.0×（D-d）=4.0×（1100-800）=1200
喇叭口距吸水井井壁距离/mm （0.75～1.0）D=1.0×1100=1100
喇叭口之间距离/mm （1.5～2.0）D=2.0×1100=2200
0.00
0.22
0.88
1.98
5.50
12.38
10.78
H/（m）
45.00
45.22
45.88
46.98
50.50
57.38
59.08
经过反复推敲，得到两个方案：
方案一：5台500S59A型工作水泵，其工况点如图1所示；
方案二：4台500S59型工作水泵，其工况点如图2所示。
图1：方案一水泵性能曲线图
压水管设有自动保护压液控蝶阀，型号为KD741X-10型自动保护压液控止回阀，DN=600，L=267mm,W=1880kg；电动控制阀门，型号为D971X-10电动蝶阀，DN=600,L=267,W=364kg。
设有联络管（DN=800）联络后，联络管上设有手动常开检修阀门，型号为D371H-25，DN=800,L=190m,W=940kg。由两条输水干管（DN=900）送往城市管网。
经计算 ，但考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等因素，所以取∑hs=1.00m，则HSS/m=5.00-1.442/2×9.81-1.00=3.89，取1.00m，
泵轴标高/m＝吸水井最低水位+Hss＝100.5+1.00=101.50。
基础顶面标高/m＝泵轴标高-泵轴至基础顶面高度＝101.50-0.45＝101.05m。
二级泵站设计说明
一﹑基本资料：
(1)B城市新建水源工程的二级泵站：日最大设计水量Qd12.50万m3/d，泵站分二级工作；泵站第一级工作从3时到23时，每小时水量占全天用水量的5.50%。泵站第二级工作从23时到次日3时，每小时水量占全天用水量的3.10%。（不包括水厂自用水）。
(2)该城市最不利点建筑层数6层，自由水压需估算，输水管和给水管网总水头损失∑h=8.41m，泵站地面标高为103.50m，泵站地面至设计最不利点地面高差Z1=13.50m，吸水井最低水位在地面以下Z2=3.00m。消防水量QX=144m3/h，消防时，输水管和给水管网总水头损失∑hx=20.5m。
（2）计量设备
在压水管上设超声波流量计，选取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，测量范围为0.0～1.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z－60Z，测量范围为0.0～1.0MPa。
（3）起重设备
选取单梁悬挂式起重机SDXQ，起重量3t,跨度6～8m，起升高度3.0～12.0m。
图2：方案一水泵性能曲线图
表1：方案比较表
方案编号
水量变化范围
/（m3·h-1）
运行水泵型号及台数
水泵扬程/m
管路所需扬程/m
扬程浪费/m
水泵效率/%
方案一：5台500S59A
6600～7400
5台500S59A
60.0～57.0
55.0～57.0
5.0～0
66.38～68.63
5600～6600
4台500S59A
十二﹑设计图纸
详见设计图。
泵房地面标高/m＝基础顶面标高-0.20＝100.85m。
七﹑复核水泵机组
根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水头损失，复核所需扬 程，然后校核水泵机组。
泵房内管路水头损失 ，所以，水泵扬程
与估计扬程基本相同，选定得水泵机组合适。
八﹑消防校核
消防时，二级泵站的供水量
消防时，泵站的扬程