取水泵站设计
取水泵站的优化设计与节能改造
取水泵站的优化设计与节能改造摘要：在现阶段的取水泵站建设中，取水泵站往往不能做到节能减排，而造成许多的资源浪费。
本文就从取水泵站的设计问题出发，研究其优化设计，并对取水泵站的节能改造提出了合理的解决方案，希望可供参考。
关键词：取水泵站；优化设计；节能改造一、现阶段中取水泵站存在的问题现今，水泵站的设计并不完全合理。
在设计取水泵站选择水泵时，无论是教科书还是设计手册上，普遍都把净水构筑物的用水量以及每日最高用水量加上输水管漏损当做取水泵站的设计流量，而水泵的扬程则以水源枯水位的标高差也就是净扬程与净水构筑物进口水面以及输水管对应设计流量的水头损失为确定标准。
这种确定标准的正确性住适用于水源水位与供水量之中发生变化的只有一个，除了上述情况之外，还有一种情况也能保证这种确定方法是正确的，那就是两者都发生变化，但不影响最枯水位和最大流量的同时出现。
除了这两种情况之外，其他的情况都无法完全保证这种选择水泵的方式是百分之百正确无误的。
在我国实际的工程中，季节的变化会在一定程度上影响水源水位和供水量的变化，但是确定到每天，他们的变化并不十分明显。
以我国的实际情况来看，较为普遍的是，在夏季也就是7～9月期间是河流的丰水期，这时候的净扬程最小，小到家庭日常用水量，到城市绿化建设用水量，大到工业用水量，都处在一年中用水的高峰期，此时系统的供水量也是最大的。
而在冬季也就是1～3月，情况正好相反，这期间是河流的枯水期，这时候的净扬程最大，而家庭日常用水量、城市绿化用水量以及工业用水量都是一年当中相对来说最少的，此时系统的供水量也是最小的。
根据这种情况我们可以判断，季节的变化会直接影响到最大供水量和水源的最枯水位。
这种季节上的差异正好说明最枯水位和最大供水量是不会同时出现的，由此可以断定目前的这种取水泵站的设计方法存在着不合理之处。
除了对实际情况的估量分析之外，我们还可以通过量化分析来说明这种分析的不合理之处。
取水泵站水泵工作示意图上述图中，Q表示供水量，HST表示净扬程。
自来水厂取水泵站电气设计CAD图
典型取水泵站扩建工程设计
桩架上管道 中心线 标高至 取水 口底 部高差 为 ４ ０ 该段 ． ｍ，
长度 钢管及满水荷载均 由管 道截 面承担 ， 载为 ４ ０ 荷 ．Ｇｋ即 ６ Ｏ ｋ Ｎ。钢管截面设计抗拉 承载力为 ９ ８ ｋ ￣ ０ｋ ７ ６ Ｎ ＞６ Ｎ。经校核满
足抗 拉承载力要求 ， 减少 了取 水头部 水下 固定支撑 ， 降低 了施
２ 取 水 头部
２ １ 取 水 头 部保 护 坝 ．
一
期工程采用分建式河床式虹吸管取水构筑物 ， 取水 头部
采用垂直 向下喇叭管 ， 扩建 工程仍采用相 同的形式 。取水头部
没有保护措施 ， 洪水期 间存在 易受漂浮 物撞击威 胁 的问题 ， 因 此设计对取水头部用素混凝 土坝进 行保护 ， 通过 格栅进水 ， 过
２ １ 年第 Ｏ 期 ０２ ９ 总第 １１ ７ 期
福
建
建
筑
Ｎ０ ０９ ・２ ２ Ｏ１
Ｆ ｊ ｎＡｒ ｈｔｃｕ ｅ＆ Ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｕｉ ｃ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｏ ｓｒｃｉ ｏ
Ｖｏ ・１ １ ｌ ７
典 型 取 水 泵 站 扩 建 工 程 设 计
张孔 锋
（ 福建省城乡规划设计研究院 福建福州 ３ ０ ０ ） ５ ０ ３
一
家且 距 工 程 所 在 地 ３ ０ ｍ， 虑 到 非 开 挖 长 度 只 有 １ｍ， ５ｋ 考 ８ 大
叭管取水头部也需校核 。
型设 备的长途调用不经济不合理 ， 设计采用顶管 。顶管一般适 用 于埋深较大 的管道 ， 本工 程工作井 深度浅仅 ２ ９ ｍ， 但 ．０ 河道 边地质条件差 ， 可提供后背土压力值有限 ， 经多次计算校核 ， 采 取后背 土加 固及管道减 阻措施 后达 到计算 要求 。根据《 堤防工
一级取水泵站设计
一级取水泵站设计一级取水泵站是供给城市自来水系统的关键设施之一、它是用于从水源地抽取和输送原水至净水厂进行处理的泵站。
一级取水泵站的设计非常重要，它需要考虑到抽水能力、泵站布局、水质保护等因素。
下面是一级取水泵站设计的一些建议。
首先，设计一级取水泵站时，需要根据水源的水位差和流量来确定泵站的抽水能力。
一级取水泵站通常会配备多台水泵，以确保正常运行时的抽水需求。
同时，还要考虑泵站的备用能力和扩展性，以应对水源波动和未来的城市扩张需求。
其次，泵站的布局也是设计的重要考虑因素之一、泵站主要由水泵房、进水管道、配电室、水池等组成。
水泵房要设计合理的空间和设备布置，以便操作和维护泵站。
进水管道要考虑保护原水免受污染的措施，如设置滤网和防鱼设施。
配电室要满足泵站的电力供应需求，并设置备用电源以应对电力故障。
水池要根据泵站的进水和供水需求来确定容量和布置。
另外，水质保护也是设计一级取水泵站时需要考虑的关键因素之一、水源可能受到农业、工业和城市活动的污染。
设计师需要采取适当的措施来保护水源的水质，如设置截污设施和监测水质的设备。
此外，泵站的设计也要考虑到可能存在的灾害，如洪水和地震，采取相应的安全措施来保护泵站和人员安全。
最后，一级取水泵站设计需要考虑环保因素。
随着环境保护理念的提升，泵站设计中需要考虑节能减排以及资源的优化利用。
例如，可以考虑使用高效能的水泵和控制系统，以减少能源消耗；对于抽取的原水，可以采取先进的净化技术，达到更高的水质标准等等。
综上所述，一级取水泵站的设计需要考虑抽水能力、布局、水质保护、安全和环保等因素。
合理的设计可以确保泵站正常运行，并提供高质量的原水供给给城市居民。
泵站典型设计(灌溉工程)
泵站典型设计（灌溉工程）- 工程设计泵站典型设计（灌溉工程）一、正常取水位的确定通过AA县水利局多年观测数据，泉点最枯水位不低于1520m左右，因此取水位定在1520m。
二、泵站型式选择由于杨箐泉水出露于岩溶低洼地，汛期水位涨幅达1.5m，提水不需考虑泵站防洪问题。
由于泵站附近内地势较平坦，泵站采用离心泵提水，修建地面式砖混结构泵房，有效利用泵站现有的良好交通、电力、通讯等有利条件。
三、泵站水力机械根据灌区需水量计算，换算成泵站16h提水流量为80.49m3/h，考虑烟区灌溉时间短，利用率较低，拟选择安装两台泵（一用一备）。
扬程确定：1、取水高程1520.0m，高位水池底板高程1605.0m,即实际扬程85m.2、上水管长370m，进水管6m，经计算水头损失为4.95m、0.91m。
由实际扬程+水头损失得出总扬程为85+0.91+4.95=91.86m.水泵的选择泵站设计流量Q=80.49m3/h，安装两台多级单吸分段式离心泵，单台设计流量Q=80.49m3/h。
设计净扬程为：实际扬程85m+水头损失5.86m+余量3m=93.86m。
水泵参数如下表：型号流量Q转速n(r/min)扬程H(m)效率η(%)功率N(kw)气蚀余量(NPSH)rm³/hL/s轴功率电动机功率JGGC100 72-20×5722014801086532.4452.510027.81007237.8312635857041.7`4当扬程为93.86m时，流量为80.49m3/h，效率72.4%，可见泵在高效区运行。
四、水泵安装高程的确定JGGC 100-20×5型水泵必需汽蚀余量△hc为2.5~4.0m，为了泵的安全运行，根据机械工业部部颁标准JB1040-67规定，对一般清水泵的临界气蚀余量基础上再加上0.3m的安全余量，即[△h]=△hc+0.3 =2.8~4.3m。
允许吸上真空高度：式中：pa/γ——吸水面上的实际压头，8.96m；pv/γ——抽水实际温度下的汽化压头，0.24m；Δh——允许气蚀余量，3m；hg——进水管的水头损失，0.86m；经计算，所选择水泵的允许吸上真空高度为3.86m，根据实际地形情况，选定泵房地面高程为1521.50m，水泵安装高程为1521.72m，安装高程与吸水池高差1521.72－1520=1.72m <[Hs] =2.8~4.3m，满足吸上高度要求，因此泵站安装高程定为1521.72m。
取水泵站工程设计方案
取水泵站工程设计方案一、前言水是生命之源，对于人类来说，水的重要性不言而喻。
然而，在许多地区，水资源的获取并不容易，因此需要采取一些措施来保证水资源的供应。
取水泵站就是为了解决这一问题而设计建造的设施之一。
本文将针对取水泵站工程设计方案进行详细阐述，以期为相关工程实施提供参考和指导。
二、设计需求分析1. 环境条件：取水泵站可能会建设在河流、湖泊、水库等水体附近，因此需要考虑相关环境条件对工程建设的影响，包括气候、地质、水文等因素。
2. 供水需求：根据周边的生活、农业和工业用水需求，确定取水泵站的供水能力和运行时间，并考虑未来的供水扩展规划。
3. 设备选型：根据供水需求和环境条件，选择合适的水泵、管道、阀门等设备，并确保其安全可靠、高效节能。
4. 运行维护：考虑取水泵站的运行维护便捷性和安全性，合理布局设备、通道和维修设施。
5. 泵站建筑：对泵站建筑的设计，要提供充足的防洪措施，并考虑建筑的美观性和可维护性。
三、取水泵站工程设计方案1. 基本构成取水泵站主要由进水口、泵房、出水口、输水管道等组成。
进水口的位置应尽可能选择在水体的最深处，以确保水的质量和供水量；泵房内设备包括水泵、输水管道和控制系统；出水口要设计成能够方便水流出。
2. 设备选型（1）水泵：根据供水需求和水源特点选择合适的水泵，如离心泵、深井泵等，并安装多台泵实现备用和联合运行，以确保供水的稳定性和可靠性。
（2）输水管道：根据水泵站的位置、供水需求和地形地貌等因素选择合适的输水管道，使用耐腐蚀、抗压力差的管材，并采用合理的布局和降噪措施。
（3）控制系统：采用先进的自动控制系统，实现水泵的自动启停、负荷调节和故障报警等功能，提高运行效率和安全性。
3. 运行维护（1）设备布置：泵房内设备应合理布置，留有足够的通道方便维护人员的操作。
同时，根据设备的特点和安全性要求，设置照明、通风、通道等设施。
（2）安全防护：设备和管道的安全防护措施应考虑到设备运行、维护时的安全性，设置警示标志、护栏和紧急停机装置等配套设施。
《泵与泵站》课程设计—取水泵站的设计
一、设计说明书<一>工程概述(一) 工程概括市因发展需要，原有的第一水厂已不能满足居民的用水要求，因此，规划设计日产水能力为9.5万m3的第二水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。
(二) 设计资料市新建第二水厂工程近期设计水量为85000m3/d，要求远期发展到95000m3/d，采用固定取水泵房用两条直径为800mm的自流管从江中取水。
水源洪水位标高为38.00m，枯水位标高为24.60m。
净水构筑物前配水井的水面标高为57.20m，自流取水管全长280m，泵站到净化场的输水干管全长1500m。
自用水系数α=1.05~1.1，取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为10kPa，泵房底板高度取1~1.5m。
二、设计概要取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。
取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。
其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。
本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。
取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。
设计取水泵房时，在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗倾覆、防滑波等方面均应有周详的计算。
在施工过程中，应考虑到争取在河道枯水位时施工，要抢季节，要有比较周全的施工组织计划。
在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。
此外，取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近远期结合，对于本例中，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。
取水泵房设计计算书
(一)取水泵站工艺设计设计资料：某厂新建水源工程近期设计水量80000,要求远期发展到120000，采用固定是取水泵房用两条直径为800mm虹吸自流管从江中取水。
水源洪水位标高为26.14m（1%频率），枯水位标高8.29m(97%频率)。
净水站反应沉淀池前配水井的水面标高为33.14m。
虹吸自流管全长为85.5 m（其中在枯水位以上部分长55 m）。
泵站至净水站的输水干管全长为700m，见取水泵站枢纽布置图。
其中通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条虹吸自流管检修，要求另一条虹吸自流管通过75%最大设计流量是），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1.2 m。
试进行泵站工艺设计。
设计要求：1.完成设计计算书一份，书写整齐并装订成册。
2.绘制泵房平面图、剖面图、立面图。
文字书写一律采用仿宋字，严格按制图标准作图。
一、设计流量Q和扬程H（1）考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05 所以近期设计流量为 Q=1.05×80000/24=3500m3/h= 0.97222m3/s远期设计流量为 Q=1.05×120000/24=5250m3/h= 1.45833m3/s(2)设计扬程H①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（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到吸水间的全部水头损失为8.29m-7.09m=1.2m。
则吸水间中最高水面标高为26.14m-1.2m=24.94m，最低水面标高为8.29m-1.2m=7.09m.所以泵所需静扬程H ST 为：洪水位时，H ST=33.14-24.94=8.2m枯水位时，H ST=33.14-7.09=26.05m②输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN800的铸铁管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×5250=3937.5m3/h=1.09375m3/s,查水力计算表5得管内流速v=1.45m/s, i=0.00302所以输水管路水头损失：=1.1×0.00302×700=2.3254m(式中1.1是包括局部损失而加大的系数)③泵站内管路中的水头损失∑h粗估2m，安全水头2m，则泵设计扬程为：枯水位时：H max=26.05+2.3254+2+2=32.3754m洪水位时：H min=8.2+2.3254+2+2=14.5254m二、初选泵和电机由近期和远期的设计流量以及泵的设计扬程选择合适的泵故近期选择1台800S32型泵（Q=4698～6462 m3/h, H=25.4～35m，轴功率N=556～575kW，转数n=730r/min,），1台工作，1台备用。
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中原工学院
课程设计计算说明书
能源与环境学院给水排水工程专业
设计题目：取水泵站方案设计
学生姓名：张恒
班级：给水排水091班
学号：200901154127
起止日期：2011.12.28—2011.1.8
指导教师：刘海芳
系主任：龚为进
一、设计任务：
某新建水源工程近期设计水量120000m 3/d ，要求远期发展到270000m 3
/d ，采用固定式取水泵房（一级泵站），用两条直径为1200mm 的钢制自流管从江中取水。
自流管全长160m 。
水源洪水位标高为30.50m （1%频率），枯水位标高为18.60m （97%频率），常水位标高为25.10m 。
净化厂反应池前配水井的水面标高为47.30m ，泵站切换井至净化厂反应池前配水井的输水干管全长为1800m ，吸水间动水位标高以17.50m 计，现状地面标高按24.50m 考虑。
要求设计为圆形泵站。
二、设计方案：
2.1、设计流量的确定和设计扬程的估算 2.1.1、设计流量：
考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取自用水系数为
α 1.05=。
则 近期设计流量为：
3
33近120000Q 1.05m h 5250m h 1.458m s 24
=?
=
远期设计流量为：
3
33远270000Q 1.05m h 11812.5m h 3.281m s 24
=?
=
2.1.2、设计扬程： （1）泵所需净扬程：
在最不利情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过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：
33远
Q 75%Q 8859.375m h 2.461m s =?=
钢管DN 122012´，查水力表并计算可得：
3v 2.176m s,i 4.010-==
考虑局部损失，采用系数1.1，则从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：
31取
h 1.1il 1.1 4.010160m 0.70m -=?创?å
则吸水间中最高水面标高为：
30.50m 0.70m 29.80m -=
吸水间中最低水面标高为：
18.60m 0.70m 17.90m -=
所以泵所需净扬程为： 洪水位时：ST H 47.30m 29.80m 17.50m =-= 枯水位时：ST H 47.30m 17.90m 29.40m =
-=
输水干管中水头损失为：
设采用两条直径为1200的钢管并联作为原水输水干管，当一条输水干管检修时，另一条输水干管应通过75%的设计流量（按远期考虑）即：
333Q 75%11812.5m 8859.375m 2.461m s =?=
查水力表并计算得：
3干v 2.176m s,i 4.010-==
考虑局部损失，采用系数1.1，则输水干管水头损失为：
32输
h 1.1il 1.1 4.0101800m 7.92m -=?创?å
泵扬程估算：
泵站内管路水头损失粗估为2m ，安全水头2m ， 则泵站中泵的设计扬程为： 洪水位时：min H 17.50m 7.92m 2m 2m 29.42m =+++=
枯水位时：max H 29.40m 7.92m 2m 2m 41.32m =
+++=
2.2、初选泵和电动机：
选用800s47型泵，规格如下：
33泵Q 5200m h 7000m 49m 39m,n 730r min ===
1N 782.2KW ,泵重量W 6100Kg ==
近期采用两台泵，一用一备，远期增加一台泵，二用一备。
采用Y5602—8型电机，功率900KW ，电机重量2W 5320Kg =
2.3、泵机组基础尺寸的确定： 查泵与电机样本得：
基础12L B L L (400mm 500mm )
1400mm 1000mm 1763mm 437mm 4600mm
=+++ =+++= 基础B A (400mm 500mm )
1000mm 500mm 1500mm
=+ =+=
泵机组基础的深度：
基础基础基础3.0W 3.0111916
H m 2.07m L B γ 4.6 1.523520
´=
==创
γ为基础所用材料的容重，对于混凝土基础
3γ23520N m = 泵机组基础连同泵房底板厚度取3.50m 。
2.4、吸水管路计算：
吸水管采用直径为1200mm 的钢管，
3
33远期1Q 3.281Q m s 1.6405m s 5906m 22
====
查水力表并计算得：
3吸v 1.451m s ,i 1.77610-==
2.5、压水管路计算：
压水管采用直径1020mm 的钢管， 查水力表并计算得：
3压v 2.10m s,i 4.6810-==
2.6、机组与管道的布置：
将三台机组并列布置成两排，两台为正常转向，一台为反常转向，在订货时向厂家说明。
每台泵都有独立的吸水管和压水管，引出泵房后，其中两台泵连接起来，进入一根干管，另一台泵单独与一根干管连接，泵吸水管上设手动闸板闸阀Z545T —6，，泵压水管上设液控蝶阀HDZs41X —10和手动蝶阀D 2241—10，为了减小泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面， 两条输水干管用蝶阀GD371Xp —1连接起来，每一条输水干管上各设切换用的蝶阀GD371Xp —1一个。
由于有些管径较大，相应的连接配件没有全国的标准系列产品，本设计中便采用一些自制的配件。
2.7、吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算路线。
2.8、泵安装高度的确定和泵房筒体高度的计算：
￠2.8、附属设备的选择：
2.8.1．起重设备
最大起重为用Y355-39-4电动机重量Wm＝1990kg，最大起吊高度见平台上建筑高度的确定为8.5+6.78=15.28米。
故选用LDT2-S型电动单梁桥式起重机（起重量为2t，跨度为10.5m，起重高度为12m），选用型号为AS310-16 2/1的电动葫芦。
2.8.2．引水设备
水泵是自灌式工作，不需要引水设备。
2.8.3．排水设备
由于泵房较深，故采用电动水泵排水。
沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。
取水泵房的排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的净扬程18m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在23m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q＝15～28m3/h，H＝27～22m，N＝3KW,n=2890 r/min）两台，一台工作，一台备用，配电机Y100l-2。
2.8.4．通风设备
由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空－空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。
按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为≈10127m 3/h，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量12000m3/h，叶片角25°，配套电机
JO2-311，N＝1.5kw）。
2.8.5．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。
第四章
在本次泵与泵站的课程设计中，感谢刘海芳老师在设计中对我们的指导和帮助，使我们得以顺利完成。
在本次设计中，我们熟读设计任务书里提供的原始资料（图纸资料和文字资料），认真将书本的知识及老师课堂上授予的各种经验方法加以消化和巩固，严格按照《给水排水设计手册》等的要求，按照设计指导书的提示，顺利完成设计任务。
在设计思考和动手的过程中，锻炼了我们解决问题的能力，提高了使用计算机的水平和灵活运用的能力,并让我们体会到了工程的严谨性和规范性，为我们的毕业设计打下了坚实的基础。
第五章参考文献
1、《给水排水设计手册》，1册， 11册，12册，中国建筑工业出版社
2、《给水排水制图标准》
3、《泵站设计规范》GB/T 50265-97
4、《给水排水管道工程施工及验收规范》
5、《泵与泵站》姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社
6、《水泵与水泵站》刘超（扬州大学）主编，中国水利水电出版社。