送水泵站（二泵站）课程设计

课程设计(论文)说明书

课题名称

吉林省某城镇送水泵站设计

市政与环境工程学院

给排水工程

2013年12月16日-12月29日

2013 年 12 月 27 日

院 （系） 专 业 姓 名 学 号 起讫日期

指导教师

前 言

送水泵站在水厂中也称为二级泵站，通常建在水厂内，它抽送的是清水，所 以又称为清水泵站。由净水构筑物处理后的出厂水，有清水池进入吸水井，送水 泵站中的泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。送水泵站的供水情况 直接受用户用水影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。送 水泵站的吸水井，它既有利于泵吸水管道布置，又有利于清水池的维修。吸水井 的形状取决于吸水管道的布置要求，送水泵站一般都呈长方形，吸水井一般也为 长方形。

送水泵站吸水水位变化范围较小，通常不超过 3~4 米，因此泵站埋深较浅。 一般可建成地面式或半地下式。送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变 化，必须设置各种不同型号和台数的泵机组，从而导致泵站建筑面积增大，运行 管理复杂。因此泵的调速运行在送水泵站中显得尤为重要。送水泵站在城市供水 系统中作用，犹如人体的心脏，通过主动脉以及无数的支微血管，将血液输送到 人体的各个部位上去。在无水塔管网系统中工作的送水泵站，这种类比性就更加 明显。

此外，送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性，所以用远期的容量及扬程计算。

《水泵及水泵站》课程设计任务书

一、设计题目：吉林省某城镇送水泵站设计 二、设计任务：新建给水送水泵站设计 三、设计阶段：初步设计

四、设计依据：吉林省某地区计划经济委员会计资字[2012]第116号文件：“关于吉林省某城镇给水送水工程计划任务书的批复”同意该城镇建设给水送水泵站。

五、主要设计资料： 1、基础资料

（1）城镇现状图、规划总平面图 （2）城镇地形图 （3）水源地地形图

（4）水源地水文地质、工程地质资料

（5）水源地附近或城镇的供电、交通等资料 （6）当地自然气候条件

年平均气温8.6℃,冻土深度：1.6m；最高气温32.5℃，最低气温-28.3℃；地面最高水温28.6℃，冻土深度：1.20m；地下水位：-2.2m，地耐力：12～20T/㎡。

2、水文资料

（1）最高洪水位（百年一遇）：140.42m （2）最低水位（保证率97%）：128.56m （3）常水位：130.70m （4）河床底标高：120.50m

（5）河床标高：131.00m

（6）河水最大流量：360m3/s （7）河水最小流量：60 m3/s 3、城市管网资料

（1）城市平均日用水量：近期为6.1万t/d，远期为10.1万t/d，要求不间断供水；

（2）新建城市无用水量变化曲线，参考周边类似城市选取； （3）城市人口20万人；

（4）根据当地建筑物的特点，供水须满足5层楼所需水压；

（5）城市输水干管的最高日最高时情况下水头损失为2.4m，配水管网到达控制点的水头损失为12.3m，控制点地面标高为136.70m，消防时最不利管段水头损失增加以20%计。 六、设计内容：

（1）送水泵站的工艺设计； （2）送水泵站水力计算； （3）送水泵站消防校核。 六、设计时间安排

工艺设计2天，水力计算2天，编写计算书2天，绘图1天。 七、设计成果要求

送水泵站平面图、剖面图各一张（2#图），设计计算说明书一

目 录

第一章 设计流量的确定和设计扬程的计算------------------------01 第二章 初选水泵和电机------------------------------------------------02 第三章 机组基础尺寸的确定------------------------------------------04 第四章 吸、压水管管径的确定---------------------------------------04 第五章 机组与管道布置------------------------------------------------05 第六章 吸、压水管路中的水头损失的计算------------------------07 第七章 消防校核---------------------------------------------------------09 第八章 各工艺标高的确定和泵房筒体高度的计算------------------09 第九章 附属设备的选择------------------------------------------------10 第十章 泵房平面尺寸的确定------------------------------------------11

第一章、设计流量的确定和设计扬程的估算：

（1）部分设计的成果

①本设计采用分级供水方式，共分两级，一级工作时间为5时到23时，每小时供水量占全天用水量的4.5％，二级工作时间为23时到5时，每小时供水量占全天用水量的3.1％。

②城市的设计最不利点的地面标高136.7m，建筑层数5层，自由水压24m。 ③泵站至最不利点的输水管和管网的总水头损失最大为2.4+12.3=14.7m。 ④城市人口为20万人，取同时起火两处，每处消防用水45L/s，则消防流量为90L/s，消防扬程为1.2×14.7=17.64m。

⑤清水池所在地面标高为132m；清水地最低水位在地面以下4.5m。 ⑥城市冰冻线为1.6m，最高温度32.5℃，最低温度为-28.3℃。 ⑦泵站为双电源。 （2）设计流量Q

经查资料知，该地区的日变化系数Kd =1.3，即Q=1.3×61000=79300m3/d 泵站一级工作时的设计流量Q1=79300×4.5%=3568.5m3/h=991.25L/s 泵站二级工作时的设计流量Q2=79300×3.1%=2458.3m/h=682.8L/s。 （3）设计扬程H

3

H?ZC?H0??h1??h2??h3=(136.7-132)+24+14.7+2+2=47.4m

H:水泵扬程，m

ZC:管网控制点的地面标高与清水池最低水位的高差，m。 H0:给水管网中控制点要求的最小的服务水头，m。 ?h1:管网及输水管路的水头损失，m。 ?h2:泵站内水头损失(粗估为2m)。 ?h3:安全水头损失，m。

1

第二章、初选泵和电机

（1）初选水泵

方案一：近期三台14sh-13型泵，一调两定并联工作，并有一台14sh-13型泵备用。两台12sh-9型泵，互为备用。

方案二：近期一台20sh-13型泵，并有一台20sh-13型泵备用。两台14sh-13型泵，互为备用。

其中，方案二的泵组在并联工作时效率不如方案一。且大型泵台数略少，无法满足远期需求。最终，比较后确定选择方案一，当远期供水时，添加一台14Sh-13型号泵。详见表2-1。

表2-1 sh型单级双吸离心泵的性能表

允许吸型号 流量Q(L/s) 扬程H(m) 转速 n(r/min) 泵轴功率N(kW) 效率 (％) 上真空高度Hs(m) 泵重(kg) 14Sh-13 12Sh-9

270~410 160~270 50~37 65~50 1470 1470 164~180 79~84 127~167 79~84 3.5 4.5 1000 773 （2）电机的选择

根据14sh-13型泵的要求配用JS-127-4型电动机，根据12sh-9型泵的要求配用JS-126-4型电动机。详见下表2-2和表2-3。

2

表2-2 14sh-13型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）

型号 电动机型号 泵外型尺寸(mm) L1 1291 L2 713 L4 600 B 1180 B1 560 4?d B3 600 H 1134 14sh-13 JS-127-4 H1 620 H3 320 H4 383 34 安装尺寸(mm) L 2676 L6 893 L7 800 C 5 L8 650 4?d1 L9 300 b 710 H5 990

H8 450 32 表2-3 12sh-9型单级双吸离心泵安装(mm)（不带底座）

型号 电动机型号 泵外型尺寸(mm) L1 1143.5 L2 639 L4 320 B 1020 B1 500 4?d B3 520 H 890 12sh-9 JS-126-4 H1 520 H3 265 H4 304 25 安装尺寸(mm) L 2918.5 L6 959 L7 750 C 5 L8 550 4?d1 L9 500 b 710 H5 990 H8 450 32

3

第三章、机组基础尺寸的确定

两种型号水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则查找上表 计算出基础尺寸。

（1）14Sh-13型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 基础长度

L=713+600+893+450=2656mm 基础宽度 B=710+440=1150mm 基础高度

H?3??1000?1520??1.03m

2400?1.15?2.656经比较取基础高度为1.0m

（2）12Sh-9型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则 基础长度

L=693+320+959+450=2368mm 基础宽度 B=710+440=1150mm 基础高度

H?3??773?1660??1.16m 2400?1.15?2.368经比较取基础高度为1.2m

第四章、吸水管路与压水管路计算

为了合理的利用水泵的允许吸上真空高度，每台泵都设置独立的吸水管以及 压水管。

（1）已知一台14Sh-13型水泵的最大工作流量为410L/s。为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量。初步选定吸水管管径为DN=600mm，压水管管径为DN=500mm。

当吸水管DN=600mm时，流速v=1.45m/s（在1.2-1.6m/s的范围内）。i=4.5‰

4

压水管DN=500mm时，流速v=2.09m/s（在2.0-2.5m/s的范围内）。i=12‰ （2）已知一台12Sh-9型水泵的最大工作流量为270L/s。为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量。初步选定吸水管管径为DN=500mm，压水管管径为DN=400mm。

当吸水管DN=500mm时，流速v=1.37m/s（在1.2-1.6m/s的范围内）。i=5.1‰ 压水管DN=400mm时，流速v=2.15m/s（在2.0-2.5m/s的范围内）。i=17‰ （3）横向联络管的流量为三台大泵并联流量，每条输水管按最大总流量的75%考虑。本设计采用DN=800mm的钢管。

第五章、机组与管道布置

（1）为了布置紧凑，充分利用建筑面积，水泵机组采用单排顺列式布置。由于管径较大，相应的连接配件（如三通，大小头等）没有全国通用的标准系列产品，本设计中便采用了一些自制配件，在其他设计中，以选用全国通用标准产品为宜。详细的管道附件见下表5-1和5-2。

表5-1 14sh-13型吸压水管

名称 喇叭口 90°弯头 蝶阀 偏心渐缩管 同心渐扩管 同心渐扩管 型号规格 DN600钢制 DN600 主要尺寸mm L=600 D=600 DN600 D3T41X-6-10 L=500 W=544kg DN600×DN350 DN350×DN500 DN500×DN800 L=650 L=450 L=750 L=600 L=800 D=800 L=800 D=800 缓闭止回阀 DN500 HH44T-10 十字管 90°弯头 电动蝶阀

5

DN800×DN800 DN800 DN500 DX941X-10 L=350 W=544kg

表5-2 12sh-9型吸压水管

名称 喇叭口 90°弯头 蝶阀 偏心渐缩管 同心渐扩管 同心渐扩管 型号规格 DN500钢制 DN500 DN500 D40X-0-5 DN500×DN300 DN300×DN400 DN400×DN800 主要尺寸mm L=500 D=500 L=400 W=112kg L=550 L=350 L=950 L=500 L=800 D=800 L=800 D=800 缓闭止回阀 DN400 HH44T-10 十字管 90°弯头 电动蝶阀

(2)机器间长度

DN800×DN800 DN800 DN400 DX941X-10 L=310 W=450kg 因电机功率大于55kw，故基础间距取为1.5m。基础与墙壁间取为1.2m。除6台水泵外，机器间左端按最大一台机组布置，设一块检修场地，平面尺寸为4.0m×3.0m。则机器间总长度为：

L=5×2.656+2×2.368+1.2+1.2+4×1.5+4.0=29.21m (3)机器间宽度

吸水管蝶阀距墙取1.0m，压水管蝶阀一侧留1.2m宽的管理道路。水泵基础与墙壁净距按水管配件安装的需要确定。

B=1.0+0.5+0.65+0.45+0.6+0.35+1.2+1.15=5.9m

考虑到水泵出水侧是管理、操作的主要通道，水泵基础与墙壁净距不宜小于3m，机器间采取标准预制构建屋面梁，机器间平面尺寸最后确定为长31.8米，宽为6.2米。 （4）管路敷设

为便于与室外冻土层下管道平接，室内管道均设在管沟内，沟顶加0.15m厚的钢筋混凝土盖板，与室内地坪齐平。

6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o4sv.html