取水泵房設(shè)計(jì)

1、取水泵房初步設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)任務(wù)及基本設(shè)計(jì)資料宜城市自來水公司為解決供水緊張問題，計(jì)劃新建一座設(shè)計(jì)水量為 80000 噸天的水廠 （遠(yuǎn)期供水 120000噸天），水廠以贛江為原水， 采用固定式取水 泵房，取水點(diǎn)處修水最高洪水位米（ 1頻率），最低枯水位（ 99%保證率）米， 常水位 92.40 米，水廠地面標(biāo)高 115.00 米，泵站設(shè)計(jì)地面標(biāo)高 97.00 米，水廠 反應(yīng)池水面高出地面 3.00 米，泵站到水廠的輸水干管全長(zhǎng) 3200 米。試進(jìn)行該一 級(jí)泵站的工藝設(shè)計(jì)。3. 設(shè)計(jì)技術(shù)要求設(shè)計(jì)要求達(dá)到擴(kuò)初設(shè)計(jì)程度，設(shè)計(jì)成果包括 :（1）泵站平面布置圖 . （12 張）（2）泵站剖面圖 .

2、 （1 張）（3）主要設(shè)備及材料表 .（4）設(shè)計(jì)計(jì)算及說明書 .二、設(shè)計(jì)概要取水泵站在水廠中也稱一級(jí)泵站 . 在地面水水源中 , 取水泵站一般由吸水井、 泵房及閘閥井三部分組成。 取水泵站由于它靠江臨水的確良特點(diǎn)， 所以河道的水 文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會(huì)影響到取水泵上本身的埋深、 結(jié)構(gòu)形式以 及工程造價(jià)等。其從水源中吸進(jìn)所需處理的水量 , 經(jīng)泵站輸送到水處理工藝流程 進(jìn)行凈化處理。設(shè)計(jì)中通過粗估流量以及揚(yáng)程的方法粗略的選取水泵； 作水泵并聯(lián)工況點(diǎn)判 斷各水泵是否在各自的高效段工作，以此來評(píng)估經(jīng)濟(jì)合理性以及各泵的利用情 況。取水泵房布置采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 以此節(jié)約用地， 根據(jù)布置

3、原則確定 各尺寸間距及長(zhǎng)度， 選取吸水管路和壓水管路的管路配件， 各輔助設(shè)備之后， 繪 制得取水泵站平面圖及取水泵站立體剖面圖各一張。 設(shè)計(jì)取水泵房時(shí)， 在土建結(jié) 構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗傾覆、防滑波等方面均 應(yīng)有周詳?shù)挠?jì)算。 在施工過程中，應(yīng)考慮到爭(zhēng)取在河道枯水位時(shí)施工， 要搶季節(jié)， 要有比較周全的施工組織計(jì)劃。 在泵房投產(chǎn)后， 在運(yùn)行管理方面必須很好地使用 通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。此外，取水泵站由于其擴(kuò)建比較 困難，所以在新建給水工程時(shí)，可以采取近遠(yuǎn)期結(jié)合，對(duì)于本例中，對(duì)于機(jī)組的 基礎(chǔ)、吸壓水管的穿插嵌管， 以及電氣容量等我們應(yīng)該考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的

4、可能性，所以用遠(yuǎn)期的容量及揚(yáng)程計(jì)算三、設(shè)計(jì)計(jì)算<一 > 設(shè)計(jì)流量的確定和設(shè)計(jì)揚(yáng)程估算：（1）設(shè)計(jì)流量 Q 為了減小取水構(gòu)筑物、輸水管道各凈水構(gòu)筑物的尺寸，節(jié)約基建投資，在這 種情況下， 我們要求一級(jí)泵站中的泵晝夜不均勻工作。 因此，泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng) 為：QrQdQrT式中 Qr 一級(jí)泵站中水泵所供給的流量 （m3h） ； Qd供水對(duì)象最高日用水量 （m3d） ； 為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)， 一般取 =為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)。 考慮到輸水干管漏損和凈化廠本身用水，取水自用系數(shù) =所以近期設(shè)計(jì)流量為 Q= ×80000/24=3500m3/h=s

5、遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為 Q= ×120000/24=5250m3/h=s（2）設(shè)計(jì)揚(yáng)程 HST 靜揚(yáng)程 HST的計(jì)算 通過取水部分的計(jì)算已知在最不利情況下（即一條自流管道檢修，另一條 自流管道通過 75%的設(shè)計(jì)流量時(shí)），從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為 0.8m。所以泵所需靜揚(yáng)程 HST 為：洪水位時(shí)， HST=枯水位時(shí)， HST=輸水干管中的水頭損失 h 設(shè)采用兩條 DN900的鑄鐵管并聯(lián)作為原水輸水干管， 當(dāng)一條輸水管檢修， 另 一條輸水管應(yīng)通過 75%的設(shè)計(jì)流量（按遠(yuǎn)期考慮） ，即3Q=×5250m3/h=h=s 查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速 v=s,i= 所以 輸水管路水頭

6、損失 ： h =×× 3200=（ 式中包括局部損失而加大的系數(shù) ） 泵站內(nèi)管路中的水頭損失 h粗估 2m，安全水頭 2m， 則泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為：枯水位時(shí)： Hmax=+2+2=洪水位時(shí)： Hmin=+2+2=二 、初選泵和電機(jī)(1) 水泵選擇 選泵的主要依據(jù)：流量、揚(yáng)程以及其變化規(guī)律 大小兼顧，調(diào)配靈活 型號(hào)整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段 要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ) ” 大中型泵站需作選泵方案比較。 根據(jù)上述選泵要點(diǎn)以及離心泵性能曲線型譜圖和選泵參考書綜合考慮初步 擬定以下：近期選擇 4 臺(tái) 500S35A型單級(jí)雙吸離心泵( Q=1746 m3/h,H=37m，N

7、=151kW， Hs=4m)，兩臺(tái)工作， 一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期增加一臺(tái) 500S35A型泵，三臺(tái)工作兩臺(tái)備用。根據(jù) 500S35A型泵的要求選用 Y400-39-6 型異步電動(dòng)機(jī)( 220kW，6000V)。(2) 機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定查泵與電機(jī)樣本， 計(jì)算出 500S35A型泵機(jī)組基礎(chǔ)平面尺寸為 760mm×630mm, 機(jī)組總重量 W = Wp + Wm= 2210+3650=4560k。g基礎(chǔ)深度 H 可按下使計(jì)算H=L×B×式中 L ? 基礎(chǔ)長(zhǎng)度， L=B 基礎(chǔ)寬度， B= 基礎(chǔ)所用材料的容重，對(duì)于混泥土基礎(chǔ)， =23520N/m3故H=×4560/ &

8、#215;×23520= 基礎(chǔ)實(shí)際深度連同泵房底板在內(nèi)，應(yīng)為。三、吸水管路與壓水管路計(jì)算流量 QQ1=4375/3= 1750m3/h = s(1) 吸水管路的要求管材及接逢不漏氣 管路安裝不積氣 吸水管進(jìn)口位置不吸氣 設(shè)計(jì)流速： 管徑小于 250 時(shí)， V取 1.2 m/s管徑等于或大于 250 時(shí)， V取 1.6 m/s（2）壓水管路要求要求堅(jiān)固而不漏水 ,通常采用鋼管 ,并盡量焊接口 ,為便于拆裝與檢修 ,在適 當(dāng) 地點(diǎn)可為法蘭接口。 為了防止不倒流， 應(yīng)在泵壓水管路上設(shè)置止回閥。壓水管的設(shè)計(jì)流速：管徑小于 250 時(shí)，為 2.0 m/s管徑等于或大于 250 時(shí)，為 2.5

9、m/s（2） 吸水管路直徑采用 DN700鋼管，則 v=s ， 1000i=壓水管的選取采用 DN600鋼管，則 V=s， 1000i=四、機(jī)組與管道布置1 基礎(chǔ)布置基礎(chǔ)布置情況見取水泵站祥圖。泵機(jī)組布置原則：在不妨礙操作和維修的需要下，盡量減少泵房建筑面積的 大小，以節(jié)約成本。2機(jī)組的排列方式 采用機(jī)組橫向排列方式，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：布置緊湊，泵房跨度小，適用 于雙吸式泵，不僅管路布置簡(jiǎn)單，且水力條件好。同時(shí)因各機(jī)組軸線在同一直 線上，便于選擇起重設(shè)備。本取水泵房采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 此類泵房平面面積相對(duì)較小， 可 以減少工程造價(jià)。每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后連接起來。泵 出水

10、管上設(shè)有液壓蝶閥（ （ c）HDZs41X-10）和手動(dòng)蝶閥（ D2241X-10），吸水 管上設(shè)手動(dòng)閘板閘閥（ Z545T-6）。為了減少泵房建設(shè)面積，閘閥切換井設(shè)在 泵房外面，兩條 DN900的輸水干管用每條輸水管上各設(shè)有切換用的蝶閥 （GD371 Xp-1）一個(gè)。五、吸水管路與壓水管路的水頭損失的計(jì)算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖（1）吸水管路中水頭損失 h s :hs = hfs + h1s1、吸水管路沿程水頭損失 :hfsl1 is2.7610003 8.25 10 3m2、局部水頭損失 :h1s( 122) v2222 2gv123 2g式中1吸水管進(jìn)

11、口局部阻力系數(shù)，1=2DN700鋼管閘閥局部阻力系數(shù)， 按開啟度 a =考慮，2=d 3 偏心漸縮管 DN800× 670 , 3=h1s = (+)×2g+×2g=所以吸水管路總水頭損失為 :hs =hfs +h1s =+=2）壓水管路水頭損失 h d:hd =hdf +hld1、壓水管路沿程水頭損失 :hld (l2 l3 l4l5l6 ) id1 l7 id2則：hdf =+× +2× =2、局部水頭損失 :hld=4V3/2g+( 5+6+7+8+29+10)V4/2g+( 11+12+13)2V52/2g式中：4 DN500×

12、; 600 漸放管， 4= 5 DN600鋼制 900彎頭 , 5= 6 DN600液控蝶閥 , 6=7 DN600伸縮接頭 , 7=8 DN600手動(dòng)蝶閥 , 8= 10 DN600×900漸放管 , 10= 12DN900鋼制正四通 , 12=h ld =×2g+2×+×2g+× 2g=+=所以壓水管路總水頭損失為 h d=h fd+h ld =+= 則泵站內(nèi)水頭損失 : h=s+d=+=，符合假設(shè)的實(shí)際水頭損失。六泵安裝高度和泵房筒體高度確定為了便于用沉井法施工，將泵房機(jī)器間底板放在與吸水間底板同一標(biāo)高，因而 泵為自灌式工作，所以泵的安裝

13、高度小于其允許吸上真空高度，無需計(jì)算。已知吸水間最低動(dòng)水位標(biāo)高為，為保證吸水管的正常吸水，取吸水管的中心標(biāo) 高為 m（吸水管上緣淹沒深度為（ D/2）=）。取吸水管下緣距吸水間底板，則吸水間 底板標(biāo)高為 50- （D/2+）=。洪水位標(biāo)高為，考慮 1.0m的浪高，則操作平臺(tái)標(biāo)高為 +=。 故泵房筒體高度為：H=七輔助設(shè)備設(shè)計(jì)（1） 引水設(shè)備泵系自灌式工作，不需要引水設(shè)備。（2） 起重設(shè)備的選擇選型 由前面設(shè)計(jì)可知，選用 ZDY12-4型電動(dòng)機(jī)，其重量為 （ 包括起重機(jī)重 量和電動(dòng)葫蘆重量 ） ，最大起吊高度為 +2=（其中 2.0m是考慮操作平臺(tái)上汽車的高度） 。 為此，選用環(huán)形吊車（定制，起

14、重量 5t ，雙梁，跨度 20m，CD1-18D電動(dòng)葫蘆，起吊高 度18m）（3）排水設(shè)備 由于泵房較深，故采用電動(dòng)泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑 內(nèi)，然后用泵抽回到吸水間去。取水泵房的排水量一般按 2040 m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按 10m計(jì)，水頭損 失大約5m，故總揚(yáng)程在 +5=15.0m左右，可選用IS6550125型離心泵（Q=1530m3/h, H=18.5m, N=3kW, n=2900 r/min ）兩臺(tái)，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，配套電機(jī)為 802 2。（4）通風(fēng)設(shè)備由于與泵配套的電機(jī)為水冷式，無需專用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空氣冷卻，但由于泵房 筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通

15、風(fēng)。選用兩臺(tái) T3511型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑 700 ，轉(zhuǎn)速960 r/min ，葉片角度 15°，風(fēng)量10127m3/h，風(fēng)壓90Pa，配套電機(jī) YSF8026, N= kW）。（5）計(jì)量設(shè)備由于在凈化場(chǎng)的送水泵站內(nèi)安裝電磁流量計(jì)統(tǒng)一計(jì)量， 故本泵站內(nèi)不再設(shè)計(jì)量 設(shè)備。八泵房建筑高度的確定泵房筒體高度已知為，操作平臺(tái)以上的建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備及起吊高度、電梯 機(jī)房的高度、采光及通風(fēng)的要求，吊車梁底板到操作平臺(tái)樓板的距離為6. 0m，從平臺(tái)樓板到房頂?shù)装鍍舾邽?8.5m。泵房平面尺寸的確定 根據(jù)泵機(jī)組、吸水與壓水管道的布置條件以及排水泵機(jī)組和通風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備的 情況，從給水排水設(shè)計(jì)

16、手冊(cè)中查出有關(guān)設(shè)備和管道配件尺寸， 通過計(jì)算， 求得泵 房?jī)?nèi)徑為 18m。送水泵站初步設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)說明書1. 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本設(shè)計(jì)資料某一新建水廠， 原水經(jīng)水廠處理后， 由二級(jí)泵站送入市政給水管網(wǎng)。 水泵從 吸水井取水，清水池最高水位 64 米，最低水位 60 米，吸水井距清水池米，水廠 地面標(biāo)高 64 米，輸配水管網(wǎng)最大用水時(shí)水頭損失為米，用水最不利點(diǎn)地面標(biāo)高 米，服務(wù)水頭按 28 米考慮，城市最高日最高時(shí)用水量為 s，消防水量按兩個(gè)消 防節(jié)點(diǎn)、每個(gè)消防節(jié)點(diǎn) 45L/s 考慮。試進(jìn)行該二級(jí)泵站的工藝設(shè)計(jì)。2. 設(shè)計(jì)技術(shù)要求設(shè)計(jì)要求達(dá)到擴(kuò)初設(shè)計(jì)程度，設(shè)計(jì)成果包括 : （1）泵站平面布置圖 . （1

17、2 張） （2）泵站剖面圖 . （1 張）（3）主要設(shè)備及材料表 .（4）設(shè)計(jì)計(jì)算及說明書 .二設(shè)計(jì)基本資料泵站的設(shè)計(jì)流量 Q ：× =s 吸水井到清水池的水頭損失為，吸水井最高水位，最低水位 水泵的揚(yáng)程： H= H1+ H2+ + h 1 +h2 +h1 ；式中：H 水泵揚(yáng)程（ m）H1- 管網(wǎng)控制點(diǎn)的地面標(biāo)高與吸水井的最低水位的高程差，為 =；H2 管網(wǎng)控制點(diǎn)要求的自由水頭（ m），取 28m；h1 管網(wǎng)中最高用水時(shí)的水頭損失（ m），取 3m； h2 初步假定用水量最大時(shí)泵站內(nèi)管路水頭損失（ m），取 2m； h1 安全供水水頭（ m），取 2m則二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程：H= H1

18、+ H2+ h1+ h2+h1 = +28+2+2=三、水泵選型選泵時(shí)應(yīng)遵循以下原則1 、先要滿足最高供水工況的流量和揚(yáng)程要求， 并使所選水泵特性曲線的高效率 范圍盡量平緩，對(duì)特殊工況，必要時(shí)另設(shè)專用水泵來滿足其要求； 2 、盡可能選 用同型號(hào)水泵；或揚(yáng)程相近、流量大小搭配的泵； 3 、應(yīng)考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合，一般 考慮遠(yuǎn)期增加水泵臺(tái)數(shù)或換裝大泵； 根據(jù)本設(shè)計(jì)，近期 選擇 12SH-9B（Q=190L/s， H=43m，HS= 型離心泵 四臺(tái)，兩用兩備， 20SH-00-54-6 型電動(dòng)機(jī) （400KW,10KV）。四、水泵機(jī)主基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)計(jì)算：1、L=1637.5mm 2、B=1640mm3、H

19、=3×（W泵+ W電機(jī) ）/B·L·=3×（3670+4100）/ ××2400=1.20m 所以 500S59A型水泵混凝土塊式基礎(chǔ)尺寸為 L×B×H=××。五、泵軸安裝高度確定及水泵吸水管和壓水管的計(jì)算 500S59A型水泵最大工作流量為 603L/S 為水泵吸水管路和壓水管路所通過的最 大流量，初步選定吸水管管徑 DN=800mm，壓水管管徑 DN=600mm。 當(dāng)吸水管 DN=800mm時(shí) ， L=流速 v=1.21m/s ， 1000i= 。 當(dāng)壓水管 DN=600mm時(shí) ，流速 v=

20、2.09m/s,1000i= 。吸水管路與壓水管路的水頭損失的計(jì)算取一條最不利線路，從吸水口到輸水干管上切換閘閥止為計(jì)算線路圖吸水管路中水頭損失 h sh s=h fs +h ls 1、吸水管路沿程水頭損失 :h fs =l1×i s=×=2、局部水頭損失 :2v1h ls =( 1+2) v2 + 3 v12g2g式中 1吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)， 1=2 DN500鋼管閘閥局部阻力系數(shù)， 按開啟度 a =考慮，2= d3 偏心漸縮管 DN800×600 , 3=則h ls =(+)× 2g+× 2g=500S59A 型水泵的汽蝕余量 Hsv=

21、6m，泵站海拔 50m 左右，水溫 20 ，修正汽 蝕余量 H s = Hs-( = =5.94m ， 經(jīng)計(jì)算并考慮長(zhǎng)期運(yùn)行后泵性能下降和管路阻力增加等， 水泵允許的最大安裝高 度： Hss=H's- v2/2g - hs=。泵軸安裝高度 =+Hss=.基礎(chǔ)頂面標(biāo)高 = 泵軸標(biāo)高 - 泵軸到基礎(chǔ)頂面高度 H=泵房地面標(biāo)高 = 壓水管 路水頭損失 h d :h d=h fd +h ld 1、壓水管路沿程水頭損失 : h fd =(l 2+l 3+l 4+l 5+ l 6+l 7)i d1 h fd =+ × =0.287m2、局部水頭損失 :hld=4V3/2g+( 5+6+7

22、+8+29+10)V4/2g+( 11+12+13) V52/2g式中 4DN400×600漸放管， 1=；5 DN600鋼制45o彎頭， 1=；6 DN600液控蝶閥， 1=；7 DN600伸縮接頭， 1=；8 DN600手動(dòng)蝶閥， 1=；9 DN600鋼制 90o彎頭， 1=； 10 DN600× 700漸放管， 1=； 11 DN700鋼制90o彎頭， 1=； 12 DN700鋼制正三通， 1=； 13 DN700蝶閥， 1=；則h ld =（× 2g+（2×+2×+×2g+2×+2××2g=+=

23、所以壓水管路總水頭損失為 h d=h fd+h ld =+=則泵站內(nèi)水頭損失 : h=s+d=+=，因此，泵的實(shí)際揚(yáng)程為：最低水位時(shí)： Hmax=+18+10+=35. 853m最高水位時(shí)： Hmin=+18+10+=可見初選水泵機(jī)組符合要求。六、吸水井的設(shè)計(jì)計(jì)算吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)水喇叭口的要求。吸水井最低水位 =吸水井最高水位 =。水泵吸水管進(jìn)水喇叭口大頭直徑 >=（） d=×800=1120mm 吸水管喇叭口邊緣距離井壁距離 >=（）D =1000mm吸水管喇叭口之間的距離 >=（） D=2000mm喇叭口距離吸水井底距離 >=1000mm喇 叭 口 淹 沒 水 深 >= 吸 水 井 井 底 標(biāo) 高 ： 吸 水 井 長(zhǎng) 度:2000×2+1120×2+1000&