取水泵站工艺设计

水泵及水泵站课程设计任务书

一、设计任务：

设计一近期供水能力为50000m3/d，远期为80000 m3/d的取水泵站。

二、设计条件：

水源枯水位4.51m(97%频率)

水源洪水位标高为15m（1%频率）岸边地面标高9.60 m水厂混合水池水面标高30m。

水源至吸水井长150m，泵站到净水厂的输水干管全长1000m。

取水泵站工艺设计（一级泵站）

1.设计流量的确定和设计扬程估算

1）设计流量Q 自用水系数α=1.05

Q近期＝50000×1.05=52500 m3/d=0.608 m3/s

Q远期＝80000×1.05=84000 m3/d=0.972 m3/s

2）设计扬程H 最不利情况下，一条检修，另一条75%的设计流量水泵所需静扬程H ST

自流管设采用两条DN1000钢管并联局部水头增大系数=1.1

查表得v=0.93 1000i=0.959 ， h=i×L=0.×150×1.1=0.16 m

最高水位=15-0.16=14.84 m , 最低水位=4.51-0.16=4.35m

洪水期H ST Min=30－14.84=15.16 m ,枯水期H ST Max=30－4.35=25.65 m 输水干管中的水头损失 h

输水管设采用两条DN700钢管并联局部水头增大系数=1.1

查表得v=1.9 1000i=6.13， h=i×L=0.00613×1000×1.1=6.74 m

3) 泵站内管路中的水头损失h p

估取h p=2.0 m

4) 设计扬程安全水头（1～２取1.5）

洪水位H Min=25.65+6.74+2.0+1.5=35.89 m

枯水位H Max=15.16+6.74+2.0+1.5=25.40 m

2．初选水泵和电机

1）根据已知查手册制定方案

方案水泵数量

/型号

转数流量

扬

程

效率质量

电机

功率

电机r/min m3/h m % kg kW 型号

一、三台同时工作，一台

同型号的备用

三台

350-S44A型

1450

864

1116

1332

41

36

30

80

84

80

1105 160 Y315M2-4

二、近期两台工作，一台

备用，远期增加同型号水泵一台，三台工作，一台备用

三台

300-S32型

1450

612

790

900

36

32

28

80

86.8

80

709 75 Y315S-4

2）特性曲线： H ST/m=25.65m

S/(h2·m-5 )=(6.74+2.0)/35002=7.1×10-7m

H= H ST +S·Q2 = 25.65+7.1×10-7Q2

Q 0.00 600 1200 1800 2400 2800 3200 ∑h 0.00 0.25 1.00 2.27 4.03 5.49 7.17 H 25.65 25.90 26.65 27.92 29.68 31.14 32.82

3）对两种方案进行比较

方案水量变化范

围（m³/h）水泵数量

/型号

扬程

（m）

管路所需

扬程（m）

扬程浪

费（m）

水泵效

率（％）

一、三台同时工作，一台

同型号的备用2720-3520 三台

300-S44A

35-44 31-42 0-16 84-87

1540-2720 两台

300-S44A

31-44 28-31 0-17 81-84

二、近期两台工作，一台

备用，远期增加同型

号水泵一台，三台工

作，一台备用1400-2000 三台300-S32 28-38 27-35 0-11 78-82 700-1400 两台300-S32 27-38 25-27 0-12 78-87

水泵运行效率：方案一η运行=81％×28/44=51％

方案二η运行=78％×25/38=51％

根据扬程和运行时效率推出,而且由于300-S32工况点达不到要求，方案一更符合标准，故选择方案一

3．机组基础尺寸的确定

350-S44A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）查样本（水泵，电机）

2）计算水泵机组基础平面尺寸

（1）基础长度 L/mm=2530 设取2600

（2）基础宽度 B/mm=508+(400-500)=508+482=1000

（3）基础高度 H/m=｛（2.5～4.0）×（W水泵+W电机）｝/｛L×B×γ｝

=｛3.0×（1000+1105）｝/｛2.5×1.0×2400｝=1.05 设计取1.2m

那么，混凝土块式基础尺寸（m）为L×B×H=2.6×1.0×1.2

4.吸水管路与压水管路计算

一台350S44-A型水泵的最大工作流量为1332m³/h，为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=600mm，压水管管径DN=450mm。

当吸水管DN=600mm时，流速v=1.27m/s，1000i=3.30。(一般在1.2-1.6m/s范围内) 压水管DN=450mm时，流速v=2.26m/s, 1000i=15.1。(一般在2.0-2.5m/s范围内) 上述管径选择适合。

5.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的要求。

吸水井最低水位/m=4.35m，

吸水井最高水位/m=14.84m

水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm≥（1.3～1.5）d=1.33×600=800mm

水泵吸水管进口喇叭口长度L/mm≥（3.0～7.0）×（D-d）=4.0×200=800mm

喇叭口距吸水井井壁距离/mm≥（0.75～1.0）D=1.0×800=800mm

喇叭口之间距离/mm≥（1.5～2.0）D=2.0×800=1600mm

喇叭口距吸水井底距离/mm≥0.8D=1.0×800=800mm

喇叭口淹没水深h/mm≥（0.5～1.5）=1.0m

所以，吸水井设计长度=16800mm，宽度=2400mm，高度=13000mm(包括超高600mm)

6.各工艺标高的设计计算

泵轴安装高度 H ss=H s-v2/2g-Σh s

1）吸水管设计长14m，h f=14×3.30/1000=0.0462m

j

所以Σh s=0.0462+0.1596=0.2058m 考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加，取Σh s=0.5m

H SS=3.5-1.272/19.6-0.5=2.91m

泵轴标高=4.35+2.91=7.26m

基础顶面标高=7.26-0.76=6.50m

泵房地面标高=6.50-0.24=6.26m