水泵与水泵站课程设计实例

2015

给水泵站工艺设计

水泵与水泵站课程设计

目录

1 设计资料

2 设计依据

3 二级泵站工艺设计要点3.1 水泵的选择

3.2 电动机配置

3.3 机组布置和基础计算

3.4 吸压水管道设计

3.5 水泵安装高度验算

3.6 泵房平面尺寸确定

3.7 附属设备选择

4 附录

1 设计资料

位于某省中部某市，新建水厂净化处理后的洁净水进入清水池，经由二级泵站加压输送至城市配水管网。

1）二级泵站设计地点的地面海拔高程为264.6m。

2）城市最高日最高时用水量为1050L/s,消防水量按41.7L/s考虑。

3）清水池最高水位与二级泵站地面相平，其标高为264.6m，最低水位在地面以下3.8m其标高为260.8m。

4)管网最不利地地面海拔高程为270m，所需自由水头为24m，管网总水头损失24m，消防时为33 m。

2 设计依据

1）某市新水厂工程初步设计文件。

2）（15）区建字第XXX号及（15）区基字第XXX号关于《某市新水厂初步设计的批复》文件。

3）关于新建水厂工程三设计问题会议纪要。

3 二级泵站工艺设计要点

泵房主题工程由机器间、高低压配电室、控制室及值班室等组成。

机器间采用矩形半地下形式，以便于布置吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠清水池北侧布置，直接从清水池取水加压送至配水管网。

值班室与控制室在机器间西侧，与机器间用实墙隔开，实墙中部有玻璃观察窗。最西侧设有外附户内式规定高压变压器室，与特定高压双回路电源用电缆引入。总平面布置图3-1所示。

总平面布置图3-1

3.1 水泵的选择

1)设计扬程：初步假定泵站内管路水头损失为2m，加安全水头2m，则最高时用水扬程为

H max= H ST+H ser+∑h+2.0=[(5.4+3.8)+24+24+2+2]m=61.2m

2)设计流量：最高时用水量

3）为了在用水量减少时进行灵活调度，减少能源浪费，

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流量和扬程需要，而在用水量少时，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。

设Q min=30 L/s时（型谱图最小流量），泵站和管网中水头损失共为3m，则相应扬程为

H min= H ST+H ser+∑h'+2.0=[(5.4+3.8)+24+3+2]m=38.2m

根据Q max=1050 L/s，H max=61.2m和Q min=30 L/s，H min=38.2m，在水泵综合性能图上确定两点连接成参考管道特性曲线，如图3-2所示，选取与参考管路道特性曲线相交的水泵并联。可选用一台14 Sh-9B和两台20 Sh-9型水泵并联，也可选用一台20 Sh-9与两台14 Sh-9B型水泵并联，列表比较如表3-1所示。

通过比较，第一方案与第二方案扬程利用率相差不大，但第一方案水泵效率较高，耗能相对较少，且分级数量多，在实际工作中，能灵活调节供水流量与扬程，故采用方案一。并选用一台20 Sh-9型水泵为备用泵。所选水泵性能见表8-2。

4）消防校核：按最不利情况考虑，消防用水量与最高时用水量之和为1091.7L/s，所需最高扬程为70.7m。当备用泵与最高时用型水泵同时启动时，为一台14 Sh-9B和三台20 Sh-9型泵并联工作，在水泵综合性能图上绘出四泵并联总和Q-H曲线，与参考管道特性曲线的交点为Q=1600 L/s，

H=71m，可以满足消防要求。

表3-1 方案比较表

表3-2 水泵性能表

3.2 电动机配置采用水泵厂家所指定的配套电动机如表3-3所示。

表3-3 电动机配置

3.3 机组布置和基础计算

1）机组布置：采用单行横向排列布置，便于吸、压管路直进直出布置，减少水力损失，同时也可以简化起吊设备。

2）基础尺寸确定查《给排水设计手册：第11册常用设备》Sh型泵安装尺寸（不带底座）根据水泵基础长L= L=L4+L6+L8+(0.4~0.5)，B=b+(0.4~0.5), H=24*（4-d）+(0.15~0.2)公式算出，单位为米，结果如表8-4所示。

水泵型号电动机型号基础长 L/m 基础宽 B/m 基础高 H/m 14SH-9B JR-127-4 2.60 1.20 1.00

20SH-9 JRQ-157-6 3.10 1.50 1.20

3.4 吸压水管道设计

1）管路布置。

图8-2 管路布置

设定管线埋深为1m,泵房采用矩形半地下形式，以便于布置吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失。每台泵设一根吸水管直接从清水池吸水，各泵压水管出泵房后，在闸阀井内以横向联络管相连接，而以两条总输水管送水入管网。这样可初定出横向联络管的管顶高程为地下1m。当清

水池最高水位在最高水位时，水泵为自灌式引水，吸水管上需设闸阀，以便停泵检修时使用。清水池最低水位为地下3.8m，此时泵为吸入式引水，需要相应的引水设备，管路布置如图8-2所示。

2）管径计算。根据单泵运行流量计算吸压水管管径如表8-5所示。

由图8-5可知，横向联络管的流量为两台较大水泵并联流量Q=900L/s，i=9.31/1000；每条输水管按最大总流量75%考虑，即Q=787.5 L/s，取DN=700mm,v=2.03m/s，i=6.99/1000。

3）管路附件选配如表8-6所示。

3.5 水泵安装高度验算

1)根据H SS=H S’-V12/2g-∑h S, H S’= H S-(P0-P a)/ρg,初定吸水管水头损失为1m,经计算水泵 14 Sh-9B和20 Sh-9的安装高度H SS分别为1.69m、2.38m。

2）水泵进口参数如表8-6所示。

3）因当地海拔264.6m，环境温度取T=20℃，14 Sh-9B 、20 Sh-9允许吸上真空高度修正后的H S’分别为 3.21m、3.71m。

4）水泵实际使用真空高度H V计算。14 Sh-9B、20Sh-9吸水管路局部阻力计算如表8-8A、8-8B所示。

14 Sh-9B型水泵吸水管长度可近似取为

L=H SS+1.5+2.5=（1.69+4）=5.69m

实际使用H V = H SS+iL+∑V2/2g+ V2/2g

=(1.69+5.69*1.86/1000+0.264+0.520)