水泵站课程设计
一、设计任务书
本次设计为1周。工作内容：拟定设计课题，筛选确定设计方式、查资料并进行系统工艺设计，图纸绘制，2011年12月17日（星期日）下午17:00点前提交设计成果。
每位同学必须独立进行，不得抄袭、剽窃，要求每位同学独立完成泵站设计计算内容，成果包括设计图纸和设计说明书。要求将设计成果按目录顺序装订成册。
二、总述
1、设计题目：取水泵站
某自来水厂最高用水量为93000m3/d，水厂反应沉淀池前的配水井标高为25.00m，水源最低水位标高为11.50m，年常水位标高为13.90m，最高水位标高为16.28m，取水泵站吸水管长1.5m，压水管长32m，泵站到净化厂的输水干管全长1200m，试设计该取水泵站。
2、设计基本资料
1）近期设计量93000m3/d
2）水源最低水位标高11.50m，最高水位标高为16.82m，年长水位标高为
13.90m；
3）水厂反应沉淀池前的配水井的水位标高为25.00m，取水泵站吸水管长
1.5m，压水管长32m，泵站到净化厂的输水干管全长1200m；
4）水厂为双电源进行；
5）原水厂水质符合饮用水规定。河边无冻结现象，根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水谁头部取水；
6）该地区地质气候资料：
该地区地质条件较好，土耐力一般较高，除个别软土层低于10t/m2外，一般在15-20t/m2之间。地下水含量丰富，工程地质性质良好，有利于城市建设和发展。地震设防裂度为6度。
该地区的气候特征：其气候特征冬冷夏热、四季分明，光照充足，热能丰富，雨量充沛。年平均气温17。C。最热月（7月）平均38.2。C，最冷月（1月）平均-2.9。C。无霜期年平均234天，年平均降雨量1282.6毫米，年平均降雨日102天左右。境内夏季东南风，冬季多为东北风，年平均风速为每秒1.87米。
三、水泵设计流量及扬程
1、设计流量的确定和设计扬程估算：
（1）设计流量Q
考虑到输水干管漏损和净化长本身用水，取自用水系数a=1.05，则
93000=4068.75m3/h=1.130 m3/s
近期设计流量为Q=1.05×
24
（2）设计扬程H
1）泵所需静扬程H ST
通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管检修，另一条流管通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.89则吸水间中最高水面标高为16.82-0.89=15.93m，最低水面标高为11.5-0.89=10.61m。所以泵所需静扬程H ST为：
洪水位时，H ST=25-10.61=14.39m
枯水位时，H ST=25-15.93=9.07m
2）输水干管中的水头损失∑h
采用两条管径为1000mm钢管，当一条水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即：Q=0.75×1130m3/h=847.65625 m3/s，查水力计算表得管内流速v=1.08m/s，i=0.00126，∑h=1.1×0.00126×1200=3.432m。3）泵站内管路中的水头损失h p
粗估为2m，则泵设计扬程为：
洪水位时，H max=14.39+3.432+2+2=21.822m
枯水位时，H max=9.07+3.432+2+2=16.502m
2、水泵机组选择
近期三台24sh-19型泵（Q=700~1100L/s,H=9~140m,N=295kw，Hs=7.2,m=2550kg），两台工作，一台备用。远期增加一台同型号泵，三台工作一台备用。
根据24sh-19型泵的要求选用Y400-6型的电动机
3、机组基础尺寸的确定
查泵与电机样本，计算出24sh-19型泵机组基础平面尺寸为 2.843m ×1.380m ，机组总重量W=W p +W m =25500+29600=55100N 。 基础深度H 可按下式计算：H=r
B L W
??0.3
式中 L=基础长度，L=2.843m B=基础宽度，B=1.380m
r=基础所用材料的容量，对于混凝土基础，r=23520N/m 3 故：H=
r B L W ??0.3=23520
2.26.355100
0.3???=0.8874m
基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.9m
4、吸、压水管的设计
每台泵有单独的吸水管与压水管 1）吸水管 已知 Q 1=
2
13
.1=0.565 m 3/s 采用管径为700mm 钢管，则v=1.47m/s ，i=3.65×10-3。 2）压水管
采用管径为600mm 钢管，则v=2.00m/s ，i=8.30×10-3。
5、机组与管路布置
将泵房设计为长方体，五台机组并列布置为一排，每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后将压水管路内水分流到两个管路内。泵出水管上
设有止回阀和液控蝶阀，吸水管上设有手动闸板闸阀。为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1400每条输水管上各设切换用的蝶阀一个。
6、泵站内管路的水力计算
（1）吸水管路中水头损失∑h s =∑h fs +∑h ls ∑h fs =l 1*i s =1.5×3.65×10-3=0.0055m
∑h ls =（ξ1+ξ2）g 2v 2
2+ξ3g 2v 21=（0.19+0.15）g 21.472
+0.18×g
222=0.0727m
故∑h s =∑h fs +∑h ls =0.0055m+0.0727m=0.0782m （2）压水管路水头损失∑h d ∑h d =∑h fd +∑h ld
∑h fd =(l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6)i d1 + l 7 i d2
=(0.8+0.881+4.743+1.891+2.096)×8.30×10-3+1.08×8.30×10-3 =0.09537m
∑h ld =ζ4×v 32/2g+(ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+ζ9+ζ
10+ζ
11）v 42
/2g
+ζ
12×v 5
2
/2g
式中 ζ4——DN900×600渐放管，ζ4=0.20； ζ5——DN700止回阀，ζ5=0.15； ζ6——DN700伸缩接头，ζ6=0.21；
ζ7——DN700液空蝶阀，ζ7=0.15；
ζ8——DN1400钢制正三通，ζ8=1.5；
ζ9——DN1400钢制正三通，ζ9=1.5；
ζ10——DN700×1400渐放管，ζ10=0.31；
ζ11——DN1400蝶阀，ζ11=0.15.
∑h ld=0.20×4.572/2g+(0.15+1.7+0.4+1.02×2+0.5) ×2.262/2g
+0.15×1.362/2g=1.99m
故∑h d=∑h fd+∑h fd=0.09537+1.99=2.085m
从泵吸水口到输水干管上切换闸阀阀间的全部水头损失为：
∑h=∑h s+∑h d=0.0782+2.085=2.2m
因此,泵的实际扬程为，
设计枯水位时，H max=9.07+3.432+2.2+2=16.90m
设计洪水位时，H min =14.4 +3.432 +2.2+2=22.02m
由此可见，初选的泵机组符合要求。
7、泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算
为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。
已知吸水间最低动水位标高为10.61m，为保证吸水管的正常吸水取吸水管
的中心标高为8.8m（吸水管上缘的淹没深度为10.61-8.8-0.8=1.01 m）。取吸水管下缘距吸水间底板0.8 m，则吸水间底板标高为8.8-（0.8+0.8）=7.2m。洪水位标高为16.82m,考虑 1.0m的浪高，则操作平台标高为16.82+1.0=17.82m。故泵房筒体高度为：H=17.82-7.2=10.62m
8、辅助设备的选择和布置
（1）起重设备
最大起重量为Y1250-8型电机重量W m=8600kg，最大起吊高度为10.62+2.0=12.62m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度。）为此，选用环形吊车（定制，起重量10t，双梁，跨度10 m，CD110-18D电动葫芦，起吊高度18 m）。
（2）引水设备
泵系自灌式工作，不需引水设备。
（3）排水设备
在吸水管闸阀下面设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用水抽出泵房。取水泵房的排水量一般按20~40 m3/h考虑，排水泵的静扬程按7.5 m计，水头损失大约5 m，故总扬程在7.5+5=12.5 m左右，可选用IS65-50-160A 型离心泵（Q=15~28 m3/h,H=27~22 m,N=3 Kw,
n =2900r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为Y100L-2。
（4）通风设备
由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度15°，风量10127
m3/h，风压90Pa，配套电机YSF-8026，N=0.37KW）。
（5）计量设备
在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备
9、泵房建筑高度的确定
泵房筒体高度已知为10.62m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备以及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为8m，从平台楼板到房顶底板净高为10.3m。
10、泵房平面尺寸的确定
根据泵机组，吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为18.4m。