泵站课程设计完成版

摘要

为了安全可靠地满足某企业生产用水量需求，本设计完成了日供水能力20000m3/d的供水工程的取水泵站工艺设计，一共包括了以下三部分内容：

在确定了该泵站的设计规模后，进行工程总体布置，水泵选型布置，管路设计，辅助设备选型布置，泵房类型选择和平面设计，剖面设计。

关键词：泵站水泵工艺

1 前言

设计任务

根据河流水资源状况，经取水水源地方案论证，企业水厂从河流取水，本设计要求完成水厂取水泵站工艺设计。

基本设计资料

1.2.1某企业拟建自用水厂一座，日供水能力20000m3/d。水源采用地表水，水源地位于企业西部。

1.2.2 自然条件

1.2.2.1地形描述，自主河槽到岸边，地形变台阶，详见河流取水段地形图。

1.2.2.2地震烈度6度。

1.2.2.3 水文与水源

地表水水质三级，符合企业用水水源条件。河床最高洪水位为米，为减少水厂泥沙处理费用，降低工程造价，工程规划在河床中布置两眼大口井，每眼井供水10000m3/d，水井静水位米，设计动水位米。

1.2.3 初步规划部分结果

两眼井到泵房的吸水管路长度均为200米，有喇叭口，弯头，闸阀，渐缩管，等管件。局部阻力系数分别为，(90°)，(60°)，，。

净水厂清水池设计水位米，泵房到净水厂的管路长3500米，压水局部水力损失按沿程损失的10％计。

2 送水泵站工艺设计

工程总体布置及主要设计参数

本工程河床较宽，采用河床式泵站，为减少水厂泥沙处理费用，降低工程造价，在主河槽附近布置两眼大口井（兼作吸水井），通过引（吸）水管道将主河槽水引至泵房水泵，在泵房东南侧布置进场道路（引桥），在泵房周围和进场道路两侧河床用干砌石加固，厚米。水泵站设置泵房间、配电间、值班室和检修间。该取水泵房为半地下式矩形泵房,也可采用圆形泵房。

泵站级别根据《泵站设计规范》参照设计参数确定为小（1）型，泵房建筑物级别划分为4级。

泵站主要设计参数

（1）防洪标准

设计洪水重现期20年，校核洪水重现期50年。

（2）设计水位

净水厂混合池设计水位124.8米，水源设计最低水位104.8米，校核洪水位108.6米。

（3）泵站设计流量：

由设计资料可知，水厂供水规模为20000m3/d，采用泵站均匀供水方式，所以泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算，因此，泵站设计流量

Q＝×20000/24＝875m3/h＝s。

泵站设计扬程估算

泵站设计扬程为: H＝H

＋∑h ev（）

ST

式中，H

—进水池最低水位与水厂混合池设计水位高差（mH2O）

ST

＝－＝20mH2O。

H

ST

∑h—为管路中的总水头损失（mH2O），包括沿程水头损失和局部水头损失。输水干管沿程水头损失可按比阻法计算，局部水头损失计算按沿程水头损失10％计。

输水干管通过的设计流量均为s，根据经济设计流速v2＝～s，取管径DN400,则输水干管流速v5＝s，查手册比阻A＝。

压水管路水头损失∑h d＝＝××3500××＝

吸水管路与泵房内管路水头损失估算为.

安全水头1m

泵站装置需要扬程H＝20＋++1＝。

初步选泵

选泵的主要依据是泵站设计扬程和泵站设计流量。根据泵站设计扬程m, 泵站设计流量为s，查双吸离心泵的型谱图，根据选泵原则和选泵步骤，淘汰明显不合理的选泵方案，符合选泵原则要求的水泵列表如下：

根据表，列举出以下选泵方案：

（1）方案一为：选用2台10Sh-6，备用1台10Sh-6，总计3台。 （2）方案二为：选用2台10Sh-6A ，备用1台10Sh-6A ，总计3台。 方案一水泵组合流量和扬程满足要求。

初选电机：根据10Sh-6型水泵的要求，选用配套三相交流异步电动机。

水泵机组的布置与基础

本设计采用的是3台Sh 系列单级双吸卧式离心泵，因此机组布置采用横向排列方式。

机组基础采用混凝土基础，混凝土容重γ＝23520N/m 3,机组的基础深度计算公式为

H ＝γ

⨯⨯B L W 0.3 （）

式中，W —机组总重量（N ）， L —基础长度（m ）， B —基础宽度（m ），

γ—基础所用材料的容重（N/m 3）。

查给水排水设计手册，得到10Sh-6型水泵机组的基础平面尺寸为2800mm ×900mm ，机组总重量为1778kg ，则根据公式（）计算出其基础深度为900mm.

吸水井的设计

根据场地条件，为降低造价，泵站的吸水井采用受力条件好的半地下式圆形吸水井两个，为避免泥沙进入吸水井中，降低泥沙处理费，设计成大口井，各有1根吸水管路置于井中，吸水井设计动水位为，池顶高程为。

吸水井口径为3m ，深度7m ，有效容积为28m 3。两眼大口井相距120米。

管路计算与水泵校核

由于钢管的强度高，接口可焊接，密封性远胜于铸铁管，因此吸水管路和出水管（泵房内）均采用壁厚为10mm 的钢管，敷设在泵房地板上。压水管采用球墨铸铁管。 2.7.1 管线的布置

每台水泵均有单独的吸水管，伸入大口井中。水泵吸水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀（D371X P －10）。三条水泵出水管路在距离泵房后墙处两两连接后，与DN400的输水干管相连。水泵出水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀（D371X P －10）和对夹式液动蝶阀（D771X －10）。管线详细布置见附图。 2.7.2 管路流速计算

2

4D Q

v ＝

（） 式中，Q —管路通过的设计流量（m 3/s ），D —管径（m ）

（1） 吸水管路的流速计算

吸水管路两条，单泵设计供水流量为s 根据适宜设计流速v 1＝～s ，经计算采用D 1＝350mm ，根据式（）计算其流速v 1＝s 。 （2） 喇叭口的管径确定及流速计算

按照泵站设计规范要求，吸水管的喇叭口管径D ≥，所以取D ＝450mm ，则根据公式（）计算得喇叭口流速为s ，符合泵站设计要求。 （3） 泵进口及出口流速计算

水泵进口直径D 3＝250mm ，则根据公式（）计算得泵进口流速v 3＝s ；水泵出口管径D 4＝150mm ，则根据公式（）计算得泵出口流速v 4＝s 。 （4） 水泵出水支管的流速计算

出水管路两条，根据经济设计流速v 2＝～s ，经计算采用D 2＝300mm 。根据式（）计算其经济流速v 2＝s 。

2.7.3 吸水管路和压水管路中水头损失的计算

管路沿程水头损失可按比阻法计算，对于钢管，计算公式如下:

∑h f =∑Ak 1k 2LQ 2 （） 式中，k 1—钢管壁厚不等于10mm 时的修正系数，对于本次设计k 1＝1 k 3—管中平均流速小于1.2m/s 的修正系数 A —比阻值

管路局部水头损失计算公式如下：

∑h m ＝∑ζ

g

v 22

（）

式中，ζ—局部水头损失系数

因此，管路总水头损失∑h s ＝∑h f ＋∑h m 。 （1） 吸水管路水头损失的计算

取12Sh-6型水泵吸水喇叭口至泵房外墙为最不利计算路线。 A. 沿程水头损失计算

管径350mm ，钢管查《手册》可知：A ＝，k 1＝1，k 3＝1 吸水管路管长为200m ，则根据公式（）计算得 ∑h fs ＝×1×1×200×＝ B. 局部水头损失计算

查《手册》知：喇叭口局部阻力系数ζ1＝，90°弯头ζ2＝，60°弯头ζ3＝，DN350对夹式蜗杆传动蝶阀的局部阻力系数ζ4＝，偏心渐缩管DN350×300的局部阻力系数ζ5＝。 则根据公式（）计算得

∑h ms ＝（ζ1＋ζ2＋ζ3＋ζ4）g v

221＋ζ3g v 22

3＝（＋＋＋）××2/+××2/＝

所以，吸水管路水头损失∑h s ＝＋＝

（2） 压水管路水头损失的计算