城市取水泵站设计计算书

水泵与水泵站课程设计计算书

1.设计目的

本课程设计的主要目的是把《水泵及水泵站》中所获得的理论知识加以系统化。并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时提高同学们有条理地创造性地处理设计资料地独立工作能力。

2.设计基本资料

（1）近期设计水量预计远期水量 （2）原水水质符合饮用水卫生规定，河边无冰冻现象，根据河岸地质情况已决定采用固定式取水泵房，部到吸水井的距离为： （3）频率）；常年平均水位标高为： （4）水厂配水井水面标高为： （5）地区气象资料课根据设计需要由当地气象部门提供。 （6）水厂为双电源进线，可保证二级负荷供电。3.设计概要 取水泵站在水厂中也称一级泵站泵房及闸阀井三部分组成。文、水运、及工程造价等。其从水源中吸进所需处理的水量进行净化处理。以及扬程的方法粗略的选取水泵；效段工作，钢筋混凝土结构，水管路和压水管路的管路配件，泵站立体剖面图各一张。4.设计计算4.1设计流量 设为了减小取水构筑物、这种情况下，应为：

式中 250000立方米/日

400000立方米/日（不包括水厂自用水）从吸水井中吸水，60米。

32.36米（1%频率）26.51米。

33.02米，取水泵房到水厂距离为：（教材P107）

.在地面水水源中取水泵站由于它靠江临水的确良特点，地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，各辅助设备之后，

Q （教材P110）

输水管道各净水构筑物的尺寸，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。Q??QdrTQr——一级泵站中水泵所供给的流量Qd——供水对象最高日用水量(m3α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取 α=1.05－1.1

吸水井采用自流管进水，；枯水位标高为：

,取水泵站一般由吸水井、,经泵站输送到水处理工艺流程设计中通过粗估流量取水泵房布置采用圆形绘制得取水泵站平面图及取水因此，(m3／h)； d)；

取水头24.26米（97?00米。 所以河道的水结构形式以选取吸在 水源洪水位标高为： 节约基建投资，泵站的设计流量 ／ T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。

考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.05，则： 近期设计流量为：Q=1.05×250000÷24=10937.5m3/h=3.038m3/s 远期设计流量为：Q'=1.05×400000÷24=17500m3/h=4.861m3/s

4.2自流管设计（参照百度）

Q1=Q'÷2=2.4305m3/s 取经济流速V=1.5m/s，计算得D=

4Q1πV=√[4×2.4305÷(3.14×1.5)]=1437mm

查设计手册，采用两条DN1500×10钢管作为自流管，流速V=1.38m/s,1000i=1.2 当一条自流管检修时，另一条自流管应通过75％设计流量，即： Q2=75%Q'=3.6458m/s 查得：V=2.06m/s，1000i=2.7

从取水头部到吸水间水头损失h沿程=i×L=2.7÷1000×60=0.162m

4.3水泵设计流量及扬程（教材P111）

1）水泵所需静扬程Hst

洪水位时Hst=33.02－32.36+0.162=0.822m 枯水位时Hst=33.02－24.26+0.162=8.922m 2）输水干管中的水头损失Σh

设采用两条DN1500×10钢管并联作为输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量即Q=75%Q'=13125m3/h，查得： V=2.06m/s,1000i=2.7 所以Σh=1.1×2.7÷1000×1000=2.97m（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hp 粗估为2m

则水泵设计扬程为：

H=Hst+Σh+Σhp+H安全（安全水头取2～3m） 设计枯水位时，Hmax=8.922+2.97+2+2=15.892m 设计洪水位时，Hmin=0.822+2.97+2+2=7.792m 水泵设计流量Q=Q'÷4=4375m3/h

4.4水泵机组选择（参照教材P184—185）

（1）管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为：（教材P32式2.68） H=HST+Σh=HST+SQ2

式中： HST ——最高时水泵的净扬程，m; Σh ———水头损失总数，m;

S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数； Q——最高时水泵流量，m3/s。

HST=8.922m，把Q=10937.5m3/h，H=15.892m代入上式得：S=5.83×10-8 所以管路特性曲线为：H=8.922+5.83×10-8Q2 可由此方程绘制出管路特性曲线,见表1：

表4.4.1 管路特性曲线Q-H关系表 Q(m3/h) 0 1500 3000 4500 ∑h(m) 0.000 0.131 0.525 1.181 H(m0 8.922 9.053 9.447 10.103 Q(m3/h) 7500 9000 10500 12000 ∑h(m) 3.279 4.722 6.428 8.395 H(m) 12.201 13.644 15.350 17.317 Q(m3/h) 15000 16500 18000 ∑h(m) 13.118 15.872 18.889 H(m) 22.040 24.794 27.811 (2)水泵选择(从设计规范11电子稿上选的)

选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律: ①大小兼顾，调配灵活

②型号整齐，互为备用 ③合理地用尽各水泵的高效段

④要近远期相结合。“小泵大基础 ”

⑤大中型泵站需作选泵方案比较。 根据水泵样本选定水泵：

方案一：2台24SA－18D（乙式）+1台32SA－19J（丙式）型工作水泵，其工况点如图

90.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.000.00

6000 2.099 11.021 13500 10.625 19.547 1台泵2台泵系列3管路3台泵效率1效率25000.0010000.0015000.0020000.00 图4.4.1 方案一 水泵特性曲线，管路特性曲线和水泵工况点

方案二：2台24SA－18D+1台32SA－19J（乙式）型工作水泵，其工况点如图

100.0090.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.000.005000.0010000.0015000.0020000.001台泵2台泵系列3管路3台效率1效率2 图4.4.2 方案二 水泵特性曲线，管路特性曲线和水泵工况点

对上述两个方案进行比较，主要在水泵台数、效率及其扬程浪费

几个方面进行比较，比较结果见表4.4.2方案比较表（表中最小工作流6000m3）：

水量变换范围 方案编号 运行水泵型 及台数 2台24SA18D（乙式） 1台32SA19J（丙式） 2台24SA－18D 2台24SA－18D(乙式) 1台32SA－19J（乙式） 水泵扬程管路所需 扬程扬程浪费(m?h?1） 3m m m 水泵效率% 方案一 11400~8000 20.8~16.5 12.7~16.5 8.1~0 80.0~84.7 81.6~83.2 8000~6000 17.8~12.7 11.0~12.7 6.8~0 85.1~78.2 11400~7980 方案二 7980~6000 21.4~16.6 12.7~16.6 8.7~0 77.4~84.7 90.2~85.6 2台24SA－18D 17.9~12.7 11.0~12.7 6.9~0 84.9~77.7 从表4.4.2中可以看出在扬程及水泵效率方面，方案一都略优于方案二。所以， 选定工作泵为2台24SA-18D+1台32SA-19J(丙式)水泵。其性能参数如下： 24SA-18D （乙）：Q=3240 m3/h，H=16.0m，N=200kW；Hsv=5.1m；n=730r/min，

质量W=3300kg；

32SA-19J(丙式)：Q=4615 m3/h，H=17.0，N=260kW；Hsv=6.4m，n=585 r/min, 质

量W=6000kg。

2台24SA-18D型+1台32SA-19J(丙式)水泵并联工作，其工况点对应的流量和扬程为11400 m3/h和16.6m ,满足泵站设计工作流量要求。

近期再选一台32SA-19J(丙式)水泵作为备用泵，泵站共设有2台24SA-18D和2台32SA-19J(丙式)，3用1备；远期设计流量Q=17500 m3/h，所以预留两个泵坑，作为远期增加泵来满足流量要求。

4.5确定电机(设计手册11)

根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y400-50-8电机和JSQ157-10，其参数如下：

额定电压V=V；N=200kW；n=；W=2700kg； 额定电压V=V；N=260kW；n=；W=3900kg。

4.6水泵机组基础设计（教材P186）

（1）24SA-18D型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下：

1）基础长度

L/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=4218

设计取4300 2）基础宽度

B/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=Bo+(400~500) =710+490=1200 3)基础高度

H/m={(2.5~4.0) ×(W水泵+W电机)}/{L×B×p} 其中： W水泵——水泵质量（kg）； W电机——电机质量（kg）； L——基础长度（m）； B——基础宽度（m）； p——基础密度（kg/ m3）（混凝土密度p=2400kg/ m3）。

则水泵基础高度为：

H/m={3.0 ×(3300+2700)}/{4.218×1.200×2400}=1.47m 设计取1.5m；

那么，混凝土块式基础的尺寸（m）为 L×B×H=4.3×1.2×1.5。

（2）32SA-19J型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下：

1）基础长度

L/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=4061

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