1、水泵與水泵站課程設(shè)計(jì),給水二級(jí)泵站,主要內(nèi)容,設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)； 設(shè)計(jì)成果； 設(shè)計(jì)指示書(shū)；,設(shè)計(jì)題目:,某城市自來(lái)水廠(chǎng)二級(jí)泵站設(shè)計(jì),課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū),原始資料,最高日用水量： 各自按管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果選用，單位為：m3/d或m3/h; 最高日用水量變化曲線(xiàn)見(jiàn)各自計(jì)算結(jié)果。下圖僅舉例示意。,高日高時(shí)管網(wǎng)水頭損失、管網(wǎng)最不利點(diǎn)標(biāo)高、發(fā)生火災(zāi)處標(biāo)高、消防用水量等，分別采用管網(wǎng)平差計(jì)算的結(jié)果。 建筑物層數(shù)同管網(wǎng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 城市供水管網(wǎng)內(nèi)無(wú)調(diào)節(jié)水池或水塔。 水廠(chǎng)二級(jí)泵站所在地地面標(biāo)高19m，泵站吸水池最低水位 16 m，最高水位 18 m。 泵站所在地最高水溫 35 。 地下水位距地面 2.5 m，最大

2、凍土深度 0.8 m。 吸水池與泵站距離 8.0m（凈距）。 泵站附近有獨(dú)立雙電源。,設(shè)計(jì)成果,1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（1214頁(yè)）內(nèi)容有：,按指示書(shū)步驟詳述設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容（包括計(jì)算及結(jié)論）；,有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)模、原始資料的敘述 ；,按指示書(shū)要求畫(huà)出有關(guān)草圖及標(biāo)出主要尺寸 。,2、圖紙,設(shè)計(jì)日期：,在一張2#或1#圖紙上畫(huà)泵站平、剖面圖、泵站內(nèi)主要設(shè)備材料表及必要的說(shuō)明。,計(jì)劃有效學(xué)時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)。,課 程 設(shè) 計(jì) 指 示 書(shū),0.設(shè)計(jì)要求和步驟； 1.泵站設(shè)計(jì)控制值的出水量及揚(yáng)程的確定； 2.水泵的選擇（包括備用泵）； 3.動(dòng)力設(shè)備的配置 ； 4.泵站機(jī)組的布置； 5.吸水管和壓水管的設(shè)計(jì) ； 6.水泵

3、安裝高度的計(jì)算 ； 7.泵站平面、高程布置及尺寸的決定 ； 8.泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇 ；,0.設(shè)計(jì)要求和步驟,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮，應(yīng)用所學(xué)有關(guān)知識(shí)，掌握泵站設(shè)計(jì)的步驟、方法 ； 重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力及熟悉手冊(cè)、樣本、規(guī)范的使用。,設(shè)計(jì)步驟:,1. 泵站設(shè)計(jì)控制值出水量及揚(yáng)程的確定。,Qmax采用城市高日高時(shí)用水量（l/s） ，見(jiàn)管網(wǎng)部分Qh Hp=（Z0-ZP+H0+h管網(wǎng)+h輸水+h站內(nèi)）1.05（m） 式中Z0管網(wǎng)最不利點(diǎn)的標(biāo)高； Zp泵站吸水池最低水面標(biāo)高； H0管網(wǎng)最不利點(diǎn)的自由水頭； h管網(wǎng)最高日最高時(shí)管網(wǎng)水頭損失； h輸水輸水管水頭損失；輸水管很短時(shí)，包括在

4、h管網(wǎng)內(nèi)； h站內(nèi)泵站內(nèi)吸、壓水管路水頭損失，估為22.5米； 1.05安全系數(shù)。,（1） 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的確定。,（2）校核工況點(diǎn)的確定 Q= Qmax+ Q消 （l/s） Hp=（Z0-ZP+10+ h管網(wǎng) + h輸水 +h站內(nèi)）1.05 式中： Q消城市消防用水量，見(jiàn)管網(wǎng)； Q消防時(shí)泵站總供水量； h管網(wǎng)消防時(shí)管網(wǎng)的水頭損失； h輸水消防時(shí)輸水管水頭損失； 10低壓制消防時(shí)應(yīng)保證最不利點(diǎn)自由水頭； Hp消防時(shí)泵站的揚(yáng)程。,滿(mǎn)足要求,主要是確定型號(hào)和臺(tái)數(shù)，注意: 泵站中工作泵的最大供水量和揚(yáng)程應(yīng)滿(mǎn)足Qmax和HP ;,2、水泵的選擇,同時(shí)要使水泵的效率較高; H1/H （%） 多臺(tái)同型號(hào)水泵并

5、聯(lián)運(yùn)行和單獨(dú)運(yùn)行相結(jié)合的方式，分級(jí)向管網(wǎng)中供水。 建議： 工作泵臺(tái)數(shù)采用36臺(tái)，備用泵一般采用12臺(tái)（本設(shè)計(jì)可用1臺(tái)），其型號(hào)與泵站內(nèi)最大的工作泵相同。,(1)畫(huà)設(shè)計(jì)參考線(xiàn),(2) 選泵方案比較,(2) 選泵方案比較,注意： 這部分說(shuō)明書(shū)中應(yīng)敘述最大用水量、揚(yáng)程、用水量與揚(yáng)程的變化情況，消防（或事故）校核情況，選用水泵的型號(hào)、臺(tái)數(shù)以及備用泵情況。,可以根據(jù)選定的水泵樣本（參見(jiàn)“給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)”第11冊(cè)）載明的電動(dòng)機(jī)來(lái)選擇。 注意：一般可在水泵樣本中選配套的電機(jī)。,3、動(dòng)力設(shè)備的配置,注意 ： 這部分說(shuō)明書(shū)中應(yīng)說(shuō)明所選水泵配備之電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)數(shù)、電壓及型號(hào)，列表。,4、泵站機(jī)組的布置與基礎(chǔ)尺

6、寸,確定水泵及電動(dòng)機(jī)之后，機(jī)組尺寸可從水泵樣本上查到。基礎(chǔ)平面尺寸和深度依據(jù)機(jī)組底盤(pán)尺寸或水泵、電機(jī)的底腳螺栓位置，按教材有關(guān)規(guī)定確定。,機(jī)組布置應(yīng)使泵站工作可靠、管理方便、管道布置簡(jiǎn)單，泵站建筑面積及跨度小,并考慮有發(fā)展的可能。,水泵機(jī)組的安裝尺寸,（1）機(jī)組布置是泵站平面布置的核心,管道和設(shè)備的布置以及泵站的平面尺寸都取決于機(jī)組布置的形式。 縱向排列：水泵軸線(xiàn)平行：?jiǎn)渭?jí)單吸式水泵 橫向排列：水泵軸線(xiàn)呈一字型排列：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式泵：S型、Sh型、SA型。,（2）基礎(chǔ)的尺寸,機(jī)組安裝在基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組，使它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生劇烈振動(dòng)，因此基礎(chǔ)要求要承受機(jī)組的動(dòng)、靜荷載，不能澆筑在

7、松軟的地基上，以免發(fā)生過(guò)量的或不均勻的沉陷；,地腳螺栓長(zhǎng)度l=30d（d為地腳螺栓直徑，見(jiàn)手冊(cè)泵參數(shù)表）,混凝土密度：2500kg/m3,(3) 機(jī)組布置應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：,相鄰兩個(gè)機(jī)組基礎(chǔ)間凈距： 電機(jī)容量55 kw時(shí)，0.8m； 電機(jī)容量55 kw時(shí)，1.2m；,相鄰機(jī)組突出部分間的凈距以及突出部分與墻壁間凈距： 電機(jī)容量55 kw時(shí)，0.7m； 電機(jī)容量55 kw時(shí)，1.0m；,泵房主要通道寬度不小于1.2m。,考慮就地檢修時(shí)，至少在每個(gè)機(jī)組一側(cè)設(shè)置大于水泵機(jī)組寬度0.5m的通道 。,注意 ： 這部分說(shuō)明書(shū)應(yīng)該用草圖畫(huà)出布置圖式（可以和下邊管道布置合為一張），注上尺寸，草圖可參考教材164

8、或手冊(cè)第3冊(cè)第365頁(yè)進(jìn)行布置，并配以簡(jiǎn)單的文字說(shuō)明，敘述選用該布置的優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題。,5、吸水管和壓水管的設(shè)計(jì),布置圖式,管徑計(jì)算,管材及配件規(guī)格決定(見(jiàn)指示書(shū)）,管道敷設(shè)地點(diǎn),有關(guān)水泵吸、壓水管路的設(shè)計(jì)與布置可參考教材有關(guān)章節(jié)。,吸水管的布置,應(yīng)盡量減少吸水管中的水頭損失； 泵站中通常每臺(tái)水泵應(yīng)有單獨(dú)的吸水管； 吸水管上一般不設(shè)閘閥，只有當(dāng)吸水井中水位高于水泵安裝高度時(shí)，防止在拆卸水泵時(shí)水從吸水井流入水泵，在必須在吸水管中安裝閘閥； 吸水管應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度i，一般大于0.005，以免形成氣囊；,吸水管在吸水井的布置,壓水管的布置,水泵壓水管上常設(shè)止回閥，其作用是防止水泵突然停

9、轉(zhuǎn)時(shí)由壓水管倒流入水泵引起的水泵倒轉(zhuǎn)，但設(shè)止回閥會(huì)引起增加水擊壓力，因此設(shè)不設(shè)止回閥根據(jù)具體情況而定； 水泵輸水干管通常設(shè)兩條，而站內(nèi)水泵臺(tái)數(shù)往往在三臺(tái)以上，因此各水泵的壓水管通常用一條橫管聯(lián)通，然后接到輸水干管； 在布置時(shí)要求任意水泵或者閘閥發(fā)生事故進(jìn)行修理時(shí)水泵不能中斷供水，并保證供水量不低于給水系統(tǒng)所求的事故供水量；,壓水管路布置,管徑計(jì)算:,吸水管管徑按最大抽水量Qmax及設(shè)計(jì)流速?zèng)Q定。 (Qmax指該泵在單獨(dú)或并聯(lián)工作中可能出現(xiàn)的最大出水量) 設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定： d250mm V采用1.01.2 m/s d250mm V采用1.21.6 m/s 壓水管管徑按通過(guò)的最大流量及設(shè)

10、計(jì)流速?zèng)Q定，設(shè)計(jì)流速可按下述數(shù)據(jù)決定： d250mm V采用1.52.0 m/s d250mm V采用2.02.5 m/s 總壓水管管徑在泵站內(nèi)按上述原則決定，在站外按輸水管管徑?jīng)Q定。,管道敷設(shè)地點(diǎn),當(dāng)泵站為地面式或埋深不大，站內(nèi)管道直徑小于500mm時(shí)，管道一般設(shè)在管溝中，管溝的寬度視管徑的大小而定（平行管路，管壁相距0.4-0.5m,管壁到管溝有300mm的間距，管頂距蓋板有100mm的間距），溝底應(yīng)有1%坡度坡向集水坑。 站內(nèi)管道大于500mm時(shí)，可設(shè)在專(zhuān)門(mén)的地下室中，這時(shí)閘閥應(yīng)在機(jī)器間內(nèi)的地面上操作，地下室高度不小于1.8m。 半地下式泵站（埋深約為2-3m）可把管道直接設(shè)在地板上。,

11、6、水泵安裝高度的計(jì)算,由選定的水泵在水泵性能曲線(xiàn)上找出允許吸上真空高度HS，必須注意每臺(tái)泵的HS在抽水量不同時(shí)也不同，因而應(yīng)根據(jù)該泵在可能的工作范圍內(nèi)的最大抽水量來(lái)查出對(duì)應(yīng)的HS，如果水泵的安裝地點(diǎn)的氣壓不是10.33 m水柱或水溫不是20。C時(shí)，應(yīng)對(duì)HS作出修正，變?yōu)镠S，并由下式計(jì)算該泵的安裝高度HSS：,HSS= HS，hSV12/2g,式中 hS吸水管中水頭損失； V12/2g安裝真空表處的水頭損失.,臥式泵,HSS應(yīng)從吸水池最低水位算至泵軸（對(duì)大泵則算至吸水口上端）。hS包括從吸水喇叭口到真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部）。V12/2g可以根據(jù)最大抽水量和真空表處的過(guò)水?dāng)嗝娣e

12、來(lái)計(jì)算。,當(dāng)管道布置已定時(shí)，配件與管段也已定，所以吸水管中局部水頭損失h局部應(yīng)按水力公式計(jì)算，其中局部阻力系數(shù)由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。,這時(shí)由于立管長(zhǎng)度未定(見(jiàn)下圖)，沿程水頭損失未知，但水平的長(zhǎng)度L已知，可近似地令： HSS=X,L,真空表,Hss,X,所以有：,式中 i吸水管段水力坡度，可查表。或：,式中h水平吸水管水平段的損失，h水平=iL,由上式計(jì)算的HSS為最大允許安裝高度，在選定水泵的安裝高度時(shí)可以比HSS小，而不能大，泵站中各泵計(jì)算的HSS是不一樣的，而泵站地面是一樣高的。因而按最小的HSS為最不利情況，以此為標(biāo)準(zhǔn)（該臺(tái)泵泵軸標(biāo)高起控制作用）來(lái)確定其余各泵和管道的安裝高度,泵站中如選用幾

13、種不同型號(hào)的泵，則應(yīng)按吸水性能最差的泵來(lái)計(jì)算，算出HSS后，可確定其泵軸標(biāo)高，減去泵軸至底腳的高度，再減去底座和基礎(chǔ)突出地面的高度，就得到室內(nèi)地坪標(biāo)高。,一般水泵基礎(chǔ)比地板高2030cm。水泵安裝位置決定后，管道立面布置尺寸也就決定了。 注意:吸、壓水管道水平段的標(biāo)高是由起控制作用的那臺(tái)泵的軸線(xiàn)標(biāo)高、通過(guò)吸、壓水口以及偏心異徑管與泵軸高差推出的。壓水管交聯(lián)情況可推出各泵的泵軸標(biāo)高 最后可確定各機(jī)組基礎(chǔ)的標(biāo)高。,注意 ：這部分說(shuō)明書(shū)對(duì)每一水泵要列出吸水管線(xiàn)上水頭損失表如下，并列出每臺(tái)水泵的HSS值。,7、泵站平面、高程布置及尺寸的決定,（1）泵房的平面布置,可用下圖的方法初步確定泵站（機(jī)器間）的

14、平面尺寸B和L。 圖中： a機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)度； b機(jī)組基礎(chǔ)間距； c機(jī)組基礎(chǔ)與墻距離； l5機(jī)組基礎(chǔ)寬度； l1l4，l6分別為三通、閘閥、逆止閥以及水泵進(jìn)、出口異徑管的長(zhǎng)度。,（2）泵房的高程布置,泵房的高度在無(wú)吊車(chē)設(shè)備時(shí)，應(yīng)不小于3m（指泵房入口處地坪或平臺(tái)至屋頂梁底的距離），在有吊車(chē)時(shí)，應(yīng)保證起吊物底部和最高一臺(tái)機(jī)組頂部的距離不小于0.5m,因此在選定吊車(chē)類(lèi)型后，可按給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)）有關(guān)公式確定。,8、泵站內(nèi)主要附屬設(shè)備的選擇,管道上的附件如閘閥、逆止閥及喇叭口均在管道設(shè)計(jì)時(shí)選定，這部分附件可列入材料設(shè)備表中，這里主要講真空泵、流量計(jì)、起重設(shè)備及排水設(shè)備選擇。,一般為了降低泵站造價(jià)，

15、二泵站不能埋深太大，往往用真空泵起動(dòng)，真空泵應(yīng)按起動(dòng)最大的一臺(tái)水泵計(jì)算,必須注意真空泵的抽氣量在不同的真空度下是不同的，真空泵在抽氣時(shí)，實(shí)際所抽取空氣的壓力是變化的，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)可以取水泵安裝高度作為計(jì)算真空度,這時(shí)真空泵按下列數(shù)據(jù)選擇：,真空度 HVmax=HSS,式中WP，WS為泵殼和吸水管體積， K漏氣系數(shù)，一般取1.051.10； T起動(dòng)時(shí)間，對(duì)生活用水泵取5分鐘，消防泵3分鐘 Ha大氣壓的水柱高度； HVmax真空度，可用水銀柱或百分?jǐn)?shù)表示。 如HSS為4m，Ha為10.33m水柱， 則HVmax=4760/10.33=284mm汞柱，或4/10100%=40%。,在選擇真空泵時(shí)可以把手冊(cè)（第11冊(cè)）上真空泵的性能畫(huà)成特性曲線(xiàn),然后按計(jì)算之Q及HVmax在特性上查得合用的真空泵