送水泵站二泵站課程設計課程設計(論文)說明書課題名稱吉林省某城鎮送水泵站設計院（系）市政與環境工程學院專業給排水工程姓名學號起訖日期12月16日-12月29日指導教師年12月27日前言送水泵站在水廠中也稱為二級泵站，一般建在水廠內，它抽送的是清水，所以又稱為清水泵站。由凈水構筑物處理后的出廠水，有清水池進入吸水井，送水泵站中的泵從吸水井中吸水，經過輸水干管將水輸往管網。送水泵站的供水情況直接受用戶用水影響，其出廠流量與水壓在一天內各個時段中是不斷變化的。送水泵站的吸水井，它既有利于泵吸水管道布置，又有利于清水池的維修。吸水井的形狀取決于吸水管道的布置要求，送水泵站一般都呈長方形，吸水井一般也為長方形。送水泵站吸水水位變化范圍較小，一般不超過3~4米，因此泵站埋深較淺。一般可建成地面式或半地下式。送水泵站為了適應管網中用戶水量和水壓的變化，必須設置各種不同型號和臺數的泵機組，從而導致泵站建筑面積增大，運行管理復雜。因此泵的調速運行在送水泵站中顯得尤為重要。送水泵站在城市供水系統中作用，猶如人體的心臟，經過主動脈以及無數的支微血管，將血液輸送到人體的各個部位上去。在無水塔管網系統中工作的送水泵站，這種類比性就更加明顯。另外，送水泵站由于其擴建比較困難，因此在新建給水工程時，能夠采取近遠期結合，對于本例中，對于機組的基礎、吸壓水管的穿插嵌管，以及電氣容量等我們應該考慮到遠期擴建的可性，因此用遠期的容量及揚程計算。《水泵及水泵站》課程設計任務書一、設計題目：吉林省某城鎮送水泵站設計二、設計任務：新建給水送水泵站設計三、設計階段：初步設計四、設計依據：吉林省某地區計劃經濟委員會計資字[]第116號文件：“關于吉林省某城鎮給水送水工程計劃任務書的批復”同意該城鎮建設給水送水泵站。五、主要設計資料：1、基礎資料（1）城鎮現狀圖、規劃總平面圖（2）城鎮地形圖（3）水源地地形圖（4）水源地水文地質、工程地質資料（5）水源地附近或城鎮的供電、交通等資料（6）當地自然氣候條件年平均氣溫8.6℃,凍土深度：1.6m；最高氣溫32.5℃，最低氣溫-28.3℃；地面最高水溫28.6℃，凍土深度：1.20m；地下水位：-2.2m，地耐力：12～20T/㎡。2、水文資料（1）最高洪水位（百年一遇）：140.42m（2）最低水位（保證率97%）：128.56m（3）常水位：130.70m（4）河床底標高：120.50m（5）河床標高：131.00m（6）河水最大流量：360m3/s（7）河水最小流量：60m3/s3、城市管網資料（1）城市平均日用水量：近期為6.1萬t/d，遠期為10.1萬t/d，要求不間斷供水；（2）新建城市無用水量變化曲線，參考周邊類似城市選取；（3）城市人口20萬人；（4）根據當地建筑物的特點，供水須滿足5層樓所需水壓；（5）城市輸水干管的最高日最高時情況下水頭損失為2.4m，配水管網到達控制點的水頭損失為12.3m，控制點地面標高為136.70m，消防時最不利管段水頭損失增加以20%計。六、設計內容：（1）送水泵站的工藝設計；（2）送水泵站水力計算；（3）送水泵站消防校核。六、設計時間安排工藝設計2天，水力計算2天，編寫計算書2天，繪圖1天。七、設計成果要求送水泵站平面圖、剖面圖各一張（2#圖），設計計算說明書一目錄設計流量的確定和設計揚程的計算------------------------01初選水泵和電機------------------------------------------------02機組基礎尺寸的確定------------------------------------------04吸、壓水管管徑的確定---------------------------------------04機組與管道布置------------------------------------------------05吸、壓水管路中的水頭損失的計算------------------------07消防校核---------------------------------------------------------09各工藝標高的確定和泵房筒體高度的計算------------------09附屬設備的選擇------------------------------------------------10泵房平面尺寸的確定------------------------------------------11第一章、設計流量的確定和設計揚程的估算：（1）部分設計的成果①本設計采用分級供水方式，共分兩級，一級工作時間為5時到23時，每小時供水量占全天用水量的4.5％，二級工作時間為23時到5時，每小時供水量占全天用水量的3.1％。②城市的設計最不利點的地面標高136.7m，建筑層數5層，自由水壓24m。③泵站至最不利點的輸水管和管網的總水頭損失最大為2.4+12.3=14.7m。④城市人口為20萬人，取同時起火兩處，每處消防用水45L/s，則消防流量為90L/s，消防揚程為1.2×14.7=17.64m。⑤清水池所在地面標高為132m；清水地最低水位在地面以下4.5m。⑥城市冰凍線為1.6m，最高溫度32.5℃，最低溫度為-28.3℃。⑦泵站為雙電源。（2）設計流量Q經查資料知，該地區的日變化系數Kd=1.3，即Q=1.3×61000=79300m3/d泵站一級工作時的設計流量Q1=79300×4.5%=3568.5m3/h=991.25L/s泵站二級工作時的設計流量Q2=79300×3.1%=2458.3m3/h=682.8L/s。（3）設計揚程H=(136.7-132)+24+14.7+2+2=47.4m:管網控制點的地面標高與清水池最低水位的高差，m。:給水管網中控制點要求的最小的服務水頭，m。:管網及輸水管路的水頭損失，m。:泵站內水頭損失(粗估為2m)。:安全水頭損失，m。第二章、初選泵和電機（1）初選水泵方案一：近期三臺14sh-13型泵，一調兩定并聯工作，并有一臺14sh-13型泵備用。兩臺12sh-9型泵，互為備用。方案二：近期一臺20sh-13型泵，并有一臺20sh-13型泵備用。兩臺14sh-13型泵，互為備用。其中，方案二的泵組在并聯工作時效率不如方案一。且大型泵臺數略少，無法滿足遠期需求。最終，比較后確定選擇方案一，當遠期供水時，添加一臺14Sh-13型號泵。詳見表2-1。表2-1sh型單級雙吸離心泵的性能表型號流量Q(L/s)揚程H(m)轉速n(r/min)泵軸功率N(kW)效率(％)允許吸上真空高度Hs(m)泵重(kg)14Sh-13270~41050~371470164~18079~843.5100012Sh-9160~27065~501470127~16779~844.5773（2）電機的選擇根據14sh-13型泵的要求配用JS-127-4型電動機，根據12sh-9型泵的要求配用JS-126-4型電動機。詳見下表2-2和表2-3。表2-214sh-13型單級雙吸離心泵安裝(mm)（不帶底座）型號電動機型號泵外型尺寸(mm)14sh-13JS-127-412917136001180560600113462032038334安裝尺寸(mm)b2676893800650300710C990450532表2-312sh-9型單級雙吸離心泵安裝(mm)（不帶底座）型號電動機型號泵外型尺寸(mm)12sh-9JS-126-41143.5639320102050052089052026530425安裝尺寸(mm)b2918.5959750550500710C990450532第三章、機組基礎尺寸的確定兩種型號水泵不帶底座，因此選定其基礎為混凝土塊式基礎，則查找上表計算出基礎尺寸。（1）14Sh-13型水泵不帶底座，因此選定其基礎為混凝土塊式基礎，則基礎長度L=713+600+893+450=2656mm基礎寬度B=710+440=1150mm基礎高度經比較取基礎高度為1.0m（2）12Sh-9型水泵不帶底座，因此選定其基礎為混凝土塊式基礎，則基礎長度L=693+320+959+450=2368mm基礎寬度B=710+440=1150mm基礎高度經比較取基礎高度為1.2m第四章、吸水管路與壓水管路計算為了合理的利用水泵的允許吸上真空高度，每臺泵都設置獨立的吸水管以及壓水管。已知一臺14Sh-13型水泵的最大工作流量為410L/s。為水泵吸水管和壓水管所經過的最大流量。初步選定吸水管管徑為DN=600mm，壓水管管徑為DN=500mm。當吸水管DN=600mm時，流速v=1.45m/s（在1.2-1.6m/s的范圍內）。i=4.5‰壓水管DN=500mm時，流速v=2.09m/s（在2.0-2.5m/s的范圍內）。i=12‰已知一臺12Sh-9型水泵的最大工作流量為270L/s。為水泵吸水管和壓水管所經過的最大流量。初步選定吸水管管徑為DN=500mm，壓水管管徑為DN=400mm。當吸水管DN=500mm時，流速v=1.37m/s（在1.2-1.6m/s的范圍內）。i=5.1‰壓水管DN=400mm時，流速v=2.15m/s（在2.0-2.5m/s的范圍內）。i=17‰橫向聯絡管的流量為三臺大泵并聯流量，每條輸水管按最大總流量的75%考慮。本設計采用DN=800mm的鋼管。第五章、機組與管道布置（1）為了布置緊湊，充分利用建筑面積，水泵機組采用單排順列式布置。由于管徑較大，相應的連接配件（如三通，大小頭等）沒有全國通用的標準系列產品，本設計中便采用了一些自制配件，在其它設計中，以選用全國通用標準產品為宜。詳細的管道附件見下表5-1和5-2。表5-114sh-13型吸壓水管名稱型號規格主要尺寸mm喇叭口DN600鋼制90°彎頭DN600L=600D=600蝶閥DN600D3T41X-6-10L=500W=544kg偏心漸縮管DN600×DN350L=650同心漸擴管DN350×DN500L=450同心漸擴管DN500×DN800L=750緩閉止回閥DN500HH44T-10L=600十字管DN800×DN800L=800D=80090°彎頭DN800L=800D=800電動蝶閥DN500DX941X-10L=350W=544kg表5-212sh-9型吸壓水管名稱型號規格主要尺寸mm喇叭口DN500鋼制90°彎頭DN500L=500D=500蝶閥DN500D40X-0-5L=400W=112kg偏心漸縮管DN500×DN300L=550同心漸擴管DN300×DN400L=350同心漸擴管DN400×DN800L=950緩閉止回閥DN400HH44T-10L=500十字管DN800×DN800L=800D=80090°彎頭DN800L=800D=800電動蝶閥DN400DX941X-10L=310W=450kg(2)機器間長度因電機功率大于55kw，故基礎間距取為1.5m。基礎與墻壁間取為1.2m。除6臺水泵外，機器間左端按最大一臺機組布置，設一塊檢修場地，平面尺寸為4.0m×3.0m。則機器間總長度為：L=5×2.656+2×2.368+1.2+1.2+4×1.5+4.0=29.21m(3)機器間寬度吸水管蝶閥距墻取1.0m，壓水管蝶閥一側留1.2m寬的管理道路。水泵基礎與墻壁凈距按水管配件安裝的需要確定。B=1.0+0.5+0.65+0.45+0.6+0.35+1.2+1.15=5.9m考慮到水泵出水側是管理、操作的主要通道，水泵基礎與墻壁凈距不宜小于3m，機器間采取標準預制構建屋面梁，機器間平面尺寸最后確定為長31.8米，寬為6.2米。（4）管路敷設為便于與室外凍土層下管道平接，室內管道均設在管溝內，溝頂加0.15m厚的鋼筋混凝土蓋板，與室內地坪齊平。（5）吸水井的設計吸水井尺寸應滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。吸水井最低水位：Hmin=128m最高水位：Hmax=128+4.5=132.5m水泵吸水管進口喇叭口大頭直徑D≥（1.3~1.5)d，取1.33×600=800mm水泵吸水管進口喇叭口長度L≥（3.0~7.0)×(D-d）取3.5×200=700mm喇叭口距吸水井井壁距離≥（0.75~1.0)D，取0.9×800=720mm喇叭口之間距離≥（1.5~2.0)D，取1.87×800=1500mm喇叭口距吸水井井底距離≥0.8D，取0.8×800=640mm喇叭口淹沒水深h≥(0.5~1.0)m，取1.0m吸水井井底標高為128-1.0-0.64=126.3m因此，吸水井初定長度為720×2+800×6+5×1500=13.74m，初定寬度為720×2+800=2.24m。因為吸水井中蓄水量需要滿足最大泵3分鐘的抽水量。即410×3×60=73800L/s=73.8m3。而初定吸水井枯水期的蓄水量為(128-126.3)×13.4×2.24=53.32m3,初定吸水井面積不滿足用水需要，調整為長27.8m，寬2.3m。第六章、吸水管路和壓水管路中水頭損失的計算（1）水泵安裝高度的驗算根據管路布置初定的吸水管頂高為132-1.6=130.4m，查樣本，由水泵外形尺寸可知，14Sh-13型泵的軸線泵軸中心線高于進水管中心320mm，則其泵軸標高130.4-1/2×0.6+0.32=130.42m，安裝高度為Hss=130.42-126.3=4.12m。同理，12Sh-9型泵的軸線中心線高于進水管中心265mm，則其泵軸標高Hss=130.42-1/2×0.5+0.265=130.415m。為使泵房地面取平，按Hss=4.12m驗算。（取較小Hs者）水泵進口參數詳情見表6-1。表6-1水泵進口參數水泵型號進口直徑(mm)進口流速(m/s)HS(m)流量L/s14Sh-133503.953.538012Sh-93003.534.5250因當地海拔高度為136.7m，故近似可取Hs=5.5m。水泵安裝高度校核如下：DN600的吸水管長L1=5m，i=4‰。沿程水頭損失為5×0.004=0.02m吸水管路局部水頭損失見表6-2。表6-2吸水管路局部水頭損失管徑管件阻力系數ζ最大流量流速水頭損失DN600喇叭口0.564101.450.05990°彎頭1.014101.450.107蝶閥0.154101.450.016600×350偏心漸縮管0.24103.950.157合計0.336m則吸水管路水頭損失之和為0.02+0.336=0.356m。水泵允許最大安裝高度4.34>HSS=4.12m，滿足要求。（2）復核水泵與電機取最不利的壓水管路，管長L2=20m，i=6.6‰。沿程水頭損失為20×0.0066=0.132m。壓水管路局部水頭損失見表6-3。表6-2壓水管路局部水頭損失管徑管件阻力系數ζ最大流量流速水頭損失DN500止回閥1.74102.090.374蝶閥0.154102.090.033DN800十字管0.24100.810.00690°彎頭0.964100.810.032500×800漸擴管0.424102.090.093350×500漸擴管0.214104.260,194合計0.732m則吸水管路水頭損失之和為0.132+0.732=0.864m。則吸壓水管總水頭損失0.356+0.864=1.22m。則水泵的實際揚程為H=(136.7-132)+24+14.7+1.22+2=46.62m。消防校核Q=90+991.25=1081.25L/sH=(136.7-132)+24+17.64+1.22+2=49.56m當備用泵與最高時運行水泵同時啟動時，為四臺14Sh-13和兩臺12Sh-9并聯工作。在水泵綜合性能圖上繪出六個泵并聯總和Q-H曲線，與參考管道系統特性曲線的交點為Q=1081.25L/s，H=49.56m，說明所選水泵機組能夠適應設計地區的消防滅火要求。第八章、各工藝標高的確定和泵房筒體高度計算14sh-13型水泵泵軸標高為130.42m，由外形尺寸表可查得泵軸至基礎頂面距離H=0.62m。泵基礎頂面標高＝泵軸標高-泵軸至基礎頂面距離＝130.42-0.62＝129.8m基礎高出泵房底0.5m計，可得泵房室內地坪高程為129.8-0.5=129.3m。其它工藝標高見表8-1。表8-1工藝標高(m)水泵型號進水管管中心標高泵軸至基礎頂面高度泵軸中心線高于進水管管中心距離泵軸中心線高于出水管管中心距離泵軸標高出水管管中心標高14sh-13130.10.620.3200.383130.42130.03712sh-9130.150.890.2650.304130.415130.111 泵房室內地坪高程為129.3m，室外地面高程為132m，故泵房為半地下式。地下部分高度為132-129.3=2.7m。已知控制點標高為136.70m，泵房分為地上部分和地下部分，已知地面以下部分2.7m，地面以上的建筑高度根據起重設備及起吊高度，采光及通風要求可約為8.6m，則泵房總高H=2.7+8.6=11.3m。因此泵房的高度為H=11m，為了以后的發展需要，取H=12m。第九章、附屬設備的選擇(1)起重設備最大起重量為YR1000-10／1430 型電動機重量W=9700kg，最大起吊高度為8.12+2.0=10.12m（其中2.0是考慮操作平臺上汽車的高度）。選用環形吊車。(2)排水設備設潛水排污泵2臺，一用一備。容積為1.4×1.0×1.5＝2.1m3。選取50QW15-7-0.75型潛水排污泵。參數為Q=15m3/h；H=7m；n=2820r/min；N=0.75kW。(3)通風設備由于與泵配套的電機為水冷式，無需專用通風設備進行冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風機進行換氣通風。選用兩臺T35-11型軸流風機（葉輪直徑700mm，轉速9