污水泵站

污水泵站课程设计

说

明

书

专业：给水排水工程

班级： 0902

姓名：刘海龙

学号： 30

指导老师：朱长军

目录

一.水泵的选择...............................................

二.工艺设计.......................................................

三.泵站内部平面布置及泵房平...........

四.扬程校核...................................................

五.污水泵站的其它辅助设备.................

六.参考资料...................................................

污水泵站工艺设计

1.污水泵站设计资料

污水泵站纳污区服务人口（任选一种）5（10、15）万人，生活污水量定额为150 L/(人·d)。

进水管管底高程为393.00米，管径（任选一种）600（800、1000、1200）毫米。

泵站设格栅、集水池、吸水管、泵机组、出水管。

出水管提升后的水面高程为408.00米，经（任选一种）300（320、380、400、450）米管长至处理构筑物。

泵站选定位置不受附近河道洪水的淹没和冲刷，泵站地坪高程为400.00米。

地质条件为粘砂土，地下水位最高高程为397.50米，最低为396.20米，地下水无侵蚀性，土壤冰冻深度为0.7米。

2.设计内容

估算扬程、选择水泵、设计格栅间、设计集水池、设计吸水管和压水管、扬程校核；泵站平面布置和剖面布置（包括机组布置及辅助设施布置）。

3.成果要求

成果包括：设计说明书、计算书一份；泵站平面草图（含构筑物尺寸）一张，泵站剖面草图（含构筑物高程）一张。

成果要求手写、手绘，装订整齐、成一册。

说明书（A4）要求内容完整，文理通顺，简明扼要，计算公式表达清楚、参数选用正确、计算准确。

作业为方案性设计，图纸应较好地表达设计方案意图，布局合理、正确清晰，符合有关规范规定。

4、时间安排

查阅资料、工艺设计及平剖面图绘制共计时间2周。

5、参考资料

（1）.手册

给水排水设计手册第1册常用资料. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第5册城镇排水. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第11册常用设备. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第12册器材与装备. 中国建筑工业出版社，2000

（2）.规范

《室外排水设计规范》GB50014—2006

（3）.其他自选材料

编写教师：朱长军

2012.06.05

《水泵与水泵站》大作业指导书

一、泵站设计计算

1.根据设计资料，计算选择格栅，设计格栅间。

2.确定集水井尺寸。

3.选择水泵机组，包括泵的型号及台数。

4.水泵基础设计、管道布置与计算。

5.核算水泵扬程。

6.附属设备确定。

7.泵站平面与高程设计。

二、绘图

要求绘制泵站平面图与剖面图各一张（A4），图中注明图名及比例，图例表

示符合有关规定和标准，图纸应清晰、有层次。

三、说明书内容要求

说明书（A4）内容包括：

1.封面，目录及设计文本主体。

2.设计文本主体包括：

设计任务书；原始资料；格栅设计；集水池设计；泵机组选择；泵基础设计；管路设计；水泵扬程核算；附属设备确定；平面布置；高程布置；参考文献。

3.设计说明书、计算书、图纸应装订成一册。

指导教师：朱长军 2012.06.05

Course Design of Pump Station

1-1.设计目的、设计内容和设计成果

1.设计目的：

1.加深对《水泵与泵站》课程内容的理解与掌握。

2.培养学生综合运用和深化所学理论知识，培养学生的工程观念；提高独立分析问题和解决工程实际问题的能力。

3.站的设计过程；掌握泵站设计是所遵守的规范；增强工程建设及预算意识；提高独立思考和设计的能力。

4.掌握水泵泵站的工程设计方法。

2.设计内容

估算扬程、选择水泵、设计格栅间、设计集水池、设计吸水管和压水管、扬程校核；泵站平面布置和剖面布置（包括机组布置及辅助设施布置）。

3.设计成果及要求

设计成果：设计说明书、计算书一份；泵站平面草图（含构

筑物尺寸）一张，泵站剖面草图（含构筑物高程）一张。

成果要求手写、手绘，装订整齐、成一册。

成果要求：说明书（A4）要求内容完整，文理通顺，简明扼要，计算公式表达清楚、参数选用正确、计算准确。

作业为方案性设计，图纸应较好地表达设计方案意图，布局合理、正确清晰，符合有关规范规定。

一.水泵的选择 1-1、污水流量设计

污水泵站纳污区服务人口（任选一种）15万人，生活污水量定额为150 L/(人·d)。

计算居民平均日生活污水量为：

)

/(42.260)360024/(150000

150)

360024/(Qd s L N q li li =??=??∑

=

计算居民生活污水设计流量为：

)

/(213.380))360024/(150000150(46.1)360024/(max s L li N li q z K Q =???=∑??= 1-2、泵站机组的选择

城市的用水量是不均匀的，因而排入管道的污水流量也是不均匀的。要正确的确定泵的出水量及其台数以及决定集水池的容积，必须知道排水量为最高日中每小时污水流量的变化情况。而在设计排水泵站时，这中资料往往是不能得到的。因此，排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定。一般小型排水泵站（最高日污水量在5000m 3以下），设1～2套机组；大型排水泵站（最高日污水量超过15000m 3）设3～4套机组。

2-1.工艺流程如下图

图1-1 污水泵站工艺流程图

2-2.泵站构筑物设计

1)格栅

格栅是污水泵站中最主要的辅助设备。格栅一般由一组平行的栅条组成，斜置于泵站集水池的进口处。其倾斜度60°。

栅条的断面形状与尺寸

1、设计参数

①粗格栅间隙50——100mm，0.10-0.50m3栅渣/103 m3；

②格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；

③过栅流速一般采用0.6-0.8m/s;

④格栅前渠道内水流速度一般采用0.4-0.9 m/s;

⑤格栅倾角一般采用45°—75°；通过格栅的水头损失一般采用

0.08-0.17 m/s;

⑥格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台设

有安全和冲洗设施；

⑦ 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m,工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m,机械清除，不小于1.5m,

⑧ 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其他保护设备的措施； ⑨ 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。 2、粗格栅的设计计算 格栅计算草图见图3-1。

设过栅流速取V=0.75 m/s ，栅条间隙e=25mm ，格栅安装倾角α=60°。栅前水深h=0.8m,设计渠道内流速V '=0.7m/s(0.6m —0.9m)。

进水渠宽：B 1=

m v h Q 63.075

.08.038

.0'

=?=

?

① 栅条间隙数 n=

v

h e Q ???α

sin max B=s(n-1)+en

50

75.08.0025.060sin 38.060sin 0max =???==bhv Q n o 设栅条宽度S=0.01m ，栅条间隙宽度m b 025.0= m bn n s B 74.150025.0)150(01.0)1(=?+-?=+-=

② 进水渠道渐宽部分的长度

L 1=

α

tg B B ?-21

设其渐宽部分展开角度α1=20°

m tg B B L 54.136.0263

.074.12111=?-=-=

α ③ 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

m L L 77.0254

.1212===

④ 通过格栅的水头损失

h 1=k ×h 0 h 0=

K sin 22

????αξg

v

设栅条断面为锐边矩形断面

m k

g

v b s h 093.03

60sin 8

.921)025.001.0(42.2sin 2)(2

34

2

34

1=??????==αβ

⑤ 栅后槽总高度： 设栅前渠道超高h 2=0.3m

m m h h h H 2.1193.13.0093.08.021≈=++=++=

⑥ 栅槽总长度L ：

L=L 1+L 2+0.5+1.0+H 1/tg α=0.7+0.35+0.5+1.0+5.8/tg75°=4.1m

⑦ 每日栅渣量

在格栅间隙为25mm 的情况下设栅渣量每年为1000m 3污水产0.05m 3

d

m K w Q w z /47.112

.1100005

.038.08640010008640031max =???==

d m w /2.03>

所以宜采用机械清渣 3、格栅除污机的选择

本设计选用XWB-Ⅱ

-2.5-3型机械格栅

表3-2 XWB-Ⅱ-2.5-3型链条回转式多耙平面格栅除污机性能参数

2)泵房设计

1.一般规定

（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；

（2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；

（3）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建时，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方型；

（4）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。

2、选泵

（1）污水泵站选泵应考虑因素

1) 选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；

2) 尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；

3) 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。

（2）选泵具体计算

泵站选用集水池与机器间合建式的圆形泵站。

1) 流量的确定Q

泵的设计流量按最高日最高时流量380.213(l/s)。采用集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑4台水泵（一台备用），每台泵的容积约是127（l/s）。

2) 集水池容积V

集水池容积，采用相当于一台泵6min的容量

W=127?60?6/1000=45.72 m3

有效水深采用H=1.3m,则集水池面积为F=35.17 m2。

3) 扬程的估算H

设泵站内的总损失为2m,吸压水管路的总损失为3m,安全水头为2m。则可初步确定水泵的扬程:

泵站扬程可按下式计算

H=H

ss + H

sd

+∑h

s

+∑h

d

=408-393+2+3+2

=22m

式中 H

ss

——吸水管地形高度(m),为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；

H

sd

——压水地形高度（m），为泵轴线与输水最高点（即压水管出口处）之高差；

∑h

s 和∑h

d

——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失（包括沿程损失局

部损失）。

应该指出，由于污水泵站一般扬程较低，局部损失占总损失比重较大，所以不可忽略不计。

4) 选泵

由Q=457.2m3/h ，H=22 m，选用200WLΙ600-25立式泵，其各项性能见下表

泵站集水池内设超声波液位仪表，PLC 系统根据水位测量仪测得的水位值自动控制潜污泵的启停运行。同时系统累计各个泵的运行时间，自动轮换泵，保证各泵累计运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。

泵型及运行方式

三.泵吸水管与压水管的计算 ３-1.吸水管及压水管设计

1）吸水管

由分析可知，该泵的最大工作流量为127L/s

V ＝1.2m/s ，计算Ｄ＝πv /4Q =()14.32

.1127.04?÷?=0.367m ， 取Ｄ＝350mm

核算V ＝4×0.127÷（0.35×0.35×3.14）=1.32m/s 所以符合要求。

水泵进口径为200mm

s m D Q V /42

.014.3127

.0442

2=??=??=

π吸水口 查手册1知：1000i=7.6 2)压水管路

取V ＝2m/s ，计算Ｄ＝πv /4Q =()14.32127.04?÷?=0.284m ， 取Ｄ＝300mm

核算V ＝4×0.127÷（0.3×0.3×3.14）=1.8m/s.

经估算，符合要求 水泵出口径为250mm

s m D Q V /59.225

.014.3127

.0442

2=??=??=

π压水口 查手册1知：1000i=17 3-2 扬程校核

1）吸水管路损失

吸水管上有：一个喇叭口D g 500=mm, ξ1=0.1; D g 350 的闸阀一个，ξ2=0.07，D g 350的90°弯头两个，ξ3=0.59；D g 350?200的偏心渐缩管一个，ξ4=0.19，直管部分长度为5m

h 局部=8

.92419.01.32)0.5921.007.0(22

221??+??++=

??∑g v ξ=0.275 m 设吸水管直管部分长度为5m ，则， h 沿程=I ?L=5?7.6/1000=0.038 m

吸水管总损失h=0.275+0.038=0.313m;

2）压水管路损失

压水管上有：D g 250?300的渐放管一个， ξ1=0.05;

D g 300 的逆止阀一个，ξ2=3.5； D g 300 的闸阀一个，ξ3=0.07；

D g 300的90°标准弯头两个，ξ4=0.52；

h 局部=m 0.788.92 1.8)5.307.0252.0(59.205.022

221=??++?+?=??∑g v ξ

设压水管管长7m ，

则h 沿程=I*L=7?17/1000=0.119

压水管总损失h=0.78+0.119=1.132m

总的∑h= 0.313+1.132=1.445

3）水泵扬程校核 整个管道总损失

H=H 静+∑h+2.0+1.0=15+1.445+2.0+2.0=20.445m 所选水泵扬程为35m ，能够满足需求，故选泵合适。

3-3管材及管道敷设

1)：管材使用焊接钢管 2):管道敷设采用平铺式 3-4管道的防腐措施

所有明露钢管外壁均刷防锈漆两遍、面漆两遍；埋地钢管外壁采用一遍防锈漆、玻璃纤维布两布三油（沥青漆）防腐钢管内壁均采用涂两道防锈漆、两道面漆防腐。 四．集水池设计 1.集水池形式：

本设计集水池与机器间合建，用不透水的钢筋混凝土隔墙分开，各有单独的门进出。

2.集水池的通气设备

集水池内设通气管，通向地外，并将管口做成弯头或加罩，以防止雨水及杂质入内。

3.集水池清洁及排空措施

集水池设有污泥斗，池底做成不小于0.1的坡度，坡向污泥井，从平台到底应设供上下用的扶梯，台上应有吊泥用的梁沟滑车。

4.集水池容积计算

1）集水池容积按一台泵6分钟的流量设计：W=0.17?6?60=61.2m3，取70m3 2）有效水深采用4米，则：集水池的面积为：F=17.5m2

5.集水池的排砂

污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设有压力冲洗管D100 mm伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。集水池可设连通的两格，以便检修。

五．水泵机组基础的确定和污水泵站的布置

5-1.水泵机组基础的确定

1.一般规定

机组安装在共同基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使之运行稳定。不致发生剧烈震动，更不允许发生沉降，对基础的要求。

1）坚实牢固，除能承受机组静荷载外，还能承受机械振动荷载；

2）要浇制在较坚实的地基上，以免发生不均匀沉降或基础下沉。

2.基础的确定

本设计采用200WLΙ600-25立式泵。

图--200WLΙ600-25立式泵外形及安装尺寸

1）基础尺寸(带底座，立式泵）

基础长度+200=1240+200=1440mm,取1500mm

基础宽度Ｂ＝b+200=697+200=897mm,取900mm

基础高度Ｈ：Ｈ＝500+200=700mm

2）基础校核:

Ｍ基础＝ρ×L×B×H=2400×1.5×0.9×0.7=2268kg

Ｍ基础=2268kg>M泵=1200kg 所以符合要求

由于所选水泵为立式泵，故采用横向排列布置，基础间距应不小于1.５ｍ。集水闸阀下设置集水沟。

5-2.污水泵站的布置

六．污水泵站的其它辅助设备

6-1 支墩

在管道的弯头，三通，闸阀，止回阀处设墩，其作用是承受管配件的重量和

振动，使外力不传递到水泵机组上。

6-2 水锈消除器

在压水管上，为防止水锈作用造成的危害，可考虑在顺水流方向下游安装水锈消除器。

6-3 仪表设备

为了便于操作，维修，检查，监控，在水泵的入水口处设真空表，在水泵的出水管上设压力表。

考虑设计量设备（电磁流量计，超生包流量计等）

6-4起重设备

鉴于重量为4800㎏＜5000㎏小于0.5t,所以选择手动单梁吊车。

七．参考资料

1.手册

给水排水设计手册第1册常用资料. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第5册城镇排水. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第11册常用设备. 中国建筑工业出版社，2000

给水排水设计手册第12册器材与装备. 中国建筑工业出版社，2000

2.规范

《室外排水设计规范》GB50014—2006