CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
水泵与水泵站课程设计
Course design of pump and pumping station
设计题目：送水泵站的工艺设计 学生姓名： 学院名称： 专业名称： 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称： 完成时间：
目录
前言····································································1 1 课程设计总体要求·····················································2 1.1 设计任务···························································2 1.2 设计资料···························································2 1.3 课程设计的目的·····················································2 1.4 课程设计的基本步骤·················································2 1.4.1 水泵机组的选择···················································2 1.4.2 机组基本尺寸的确定···············································2 1.4.3 吸水管和压水管管径的确定·········································2 1.4.4 机组和管道的布置·················································3 1.4.5 水泵轴线及其他标高的确定·········································3 1.4.6 水泵扬程的校核···················································3 1.4.7 其他附属设备的选择及其布置·······································3 1.5 设计成果···························································3 2 设计计算书···························································4 2.1 一二级泵站的组成及特点·············································4 2.2 二课程设计具体计算及设计原则与依据·································4 2.2.1 泵站的设计流量和扬程·············································4 2.2.2 水泵机组的选择···················································5 2.2.3 机组基础尺寸的确定···············································6 2.2.4 吸水管和压水管管径的确定·········································7 2.2.5 吸水井设计计算···················································8 2.2.6 各工艺标高的设计计算·············································9 2.2.7 机组和管道的布置·················································9 2.2.8 泵站类型的确定及所需阀门········································11 2.2.9 水泵扬程的校核··················································11 2.2.10 其他附属设备的选择及其布置·····································12 2.2.11 泵站平面布置···················································13 3 设计说明书··························································14 3.1 泵站的设计流量和扬程··············································14 3.2 机组基础尺寸的确定················································14 3.3 吸水管和压水管管径的确定··········································15 3.4 吸水井设计计算····················································15 3.5 各工艺标高的设计计算··············································15 3.6 水泵扬程的校核····················································16 3.7 其他附属设备的选择及其布置········································16 3.8 泵站平面布置······················································16 4 参考文献····························································17 5. 设计总结（小结）····················································17
前 言
这次设计是某城市送水泵站课程设计，主要任务就是水泵和水泵站的设计。包括内容为根据设计参数指定水泵的型号吸水管和压水管的管径、布置水泵机组，计算出泵房的长宽高，最后将送水泵站的总平面图和某一剖面的剖面图绘制出来。
通过本次设计，我们将以前所学习的基础知识和专业知识都做了一次全面的整合，对本专业知识有了一个全面的认识，同时在设计过程中同学们对于设计方面的知识进行了系统的学习。
由于自身水平有限，在设计中难免出现差错，敬请老所加以指正，以促进我进步。在今后的学习和工作中，我会加强学习，弥补自己的不足，使设计更加完美、科学、合理。
1. 课程设计总体要求
1.1 设计任务
通过设计扬程的计算，结合泵站的输水量，完成水泵的选型：通过对吸水、压水管路的计算和分析，完成吸、压水管路的确定；按照水泵机组布置的相关规定，合理选择水泵站的阀门等局部弓箭，从而完成某城市送水泵站的输水任务。 1.2 设计资料
某送水泵站最高日最高时用水量为（1260+20i）l/s，时变化系数=1.8，日变化系数=1.36，最小设计流量（195+10i）l/s，泵站最大扬程为（47+i）m ，其中最小扬程为（36+i）m, 其中i 为学生的学号，i=1、2、……21。该泵站为二级供水，泵站一级工作从5点到20点，每小时水量占全天用水量的5.31%，泵站二级工作从20点到5点，每小时水量占全天用水量的3.1%。
泵站的室外标高为290m ，吸水池最该水位标高为288m ，吸水池最低水位标高为286m ，吸水管到泵站距离为6m ，该地区冰冻深度为1.7m 。 1.3 课程设计的目的
使用所学的专业理论知识加以系统化、整体化、以便于巩固所学的基本理论与知识。 掌握送水泵站工艺设计的步骤、方法、内容。 培养学生独立分析、解决问题的能力。
提高设计计算及绘图的能力。熟悉并能应用常用的设计资料与设计手册。 在综合考虑各组成部分的设计要求的条件下，经济安全的完成输送任务。 1.4 课程设计的基本步骤
本课程设计是应用送水泵站的基础理论，在满足流量和扬程需求的条件下，合理选择水泵并完成机组和管道的布置工作。包括以下几个方面： 1.4.1 水泵机组的选择
（一） 选泵参数的确定：确定最大、最小流量和扬程。 （二） 泵的选择
1. 归纳阐述选泵的基本原则。
2. 根据选泵的基本原则确定自己的选泵方案。（可选择几个可行方案，然后进行比较，选出最佳方案。）
（三） 电动机的选择
1. 阐述选择电动机的基本原则。
2. 根据基本原则确定自己的选择方案。 1.4.2 机组基本尺寸的确定
基础的作用、要求及选择原则。 机组基本尺寸的确定依据。 机组尺寸的计算。
1.4.3 吸水管和压水管管径的确定
吸水管管径的确定
1. 吸水管管径的确定原则。
2. 通过计算确定本设计中吸水管的管径。 压水管管径的确定
1. 压水管管径的确定原则。
2. 通过计算确定本设计中压水管的直径。 泵站类型的确定
根据本设计中的实际情况，确定泵站的类型。（地面式、半地下式及地下式。）
泵站所需阀门的确定
1. 阀门的确定依据。
2. 本设计中阀门的选择和相关参数。
1.4.4 机组和管道的布置
阐述吸水管的设计要求。 压水管的设计要求。 管道的敷设原则和要求。 机组总布置原则和要求。
本设计管道敷设和吸水井相关尺寸的确定 1. 管道敷设要求 2. 吸水井的设计
1.4.5 水泵轴线及其他标高的确定
泵轴安装高度的确定 泵轴标高 基础顶面标高 泵房地面标高
1.4.6 水泵扬程的校核
1.4.7 其他附属设备的选择及其布置
引水设备 计量设备 起重设备
1. 起重设备的选用原则
2. 本设计中起重设备的选择方案 3. 起重设备的布置 排水设备 通风采暖 1. 通风 2. 采暖 防火与安全措施 噪声防治 1.5 设计成果
说明书概述：设计依据、设计目的、机组类型、台数、泵站形式和建筑面积等。 计算书（上述各步骤中的计算过程）
任务量要求：说明书和计算书合计要求不少于25页。 泵站平、纵剖面图各一张（比例1:50或自定，A1号图纸。）
2. 设计计算书
2.1 二级泵站的组成及特点 （一）二级泵站的组成
水泵机组：包括水泵和电动机。
吸压水管路系统：指水泵的进水管路（也称吸水管路）和出水管路（也称压水管路），水泵通过吸水管路从吸水井吸水通过压水管路送给用户。
吸水井：也称集水池，水泵吸水管从这里进行吸水。
控制、调节和安全设备：指管路上安装的各种功能的截止阀、止回阀、安全阀、水锤消除器等。
计量和检查设备：指流量计、压力计、真空表、电流表、电压表等。 启动引水设备：指真空引水和灌水设备。如真空泵、引水罐等。 电气设备：电动机的启动、配电设备。 通讯、自动控制设备。
起重设备：指安装、检修用的吊车、电动葫芦等。 排水设施：指排水泵、排水沟、集水坑等。 其他：包括采暖、通风、照明、结构等。
此外，在泵站中与机械间配套的还有高、低压变电所、控制室、值班室等。 （二）二级泵站的特点
二级泵站通常设在净水厂内，井水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中水经管道自流入吸水井、水泵、水池、吸水井、送水泵站、输配水管网、用户。 2.2 课程设计具体计算及设计原则与依据。 2.2.1 泵站的设计流量和扬程
已知条件
最高日最高时用水量为
Qh=（1260+20*8）l/s=1440l/s（5184m3/h） 时变化系数Kh=1.8 日变化系数Kd=1.36
最小设计流量Qmin=（195+10*8）l/s=275l/s（m3/h） 泵站最大扬程为Hmax=（47+8）=55m 泵站最小扬程为Hmin=（36+8）=44m
泵站全天用水量Qd=24/=24*5184/1.8=69120m3/d 泵站一级工作时的设计流量
Q1（m3/h ）=Qd*5.31%=3670.27m3/h（1019.52lm3/s） 泵站二级工作时的设计流量
Q2（m3/h ）=Qd*3.1%=2142.72m3/h（595.2lm3/s） 水泵站的设计扬程
H=Hst+SQ2 Hmax=Hst+SQh2 Hmin=Hst+SQmin2
解得
H ST =43.58m S=4.2*10−7h 2/m5
Q1=3670.27m3/h Q2=2142.72m3/h
求得
H1=49.31m H2=45.53m
2.2.2水泵机组的选择
表1
图1
图2
泵的选择
选泵的依据：工程所需的水量和水压及其变化规律。 选泵的原则要求：满足最不利工况点的条件下，考虑各种工况，尽可能节约投资，减少能耗。从技术上对流量Q ，扬程H 记性合理计算，对水泵台数和型号进行选定，满足用户对水量和水压的要求。从经济和管路上对水泵台数和工作方式进行确定，做到投资维修费最低，正常工作能耗最低。在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地、水泵类型必须与抽送的水质相适应。
相应计算
已知管路特性曲线方程 H=43.58+4.25*Q2 管路特性曲线Q-H 关系表
经反复比较推敲选定两个方案：
方案1:4台350-S44型工作水泵，气工况点如图1所示
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2. 方案比较表。（表中最小工作流量以1249.91m3/h计。）
从表2可以看出，虽然方案2泵的台数略少于方案1，且方案2的扬程浪费比方案1多，但方案1的水泵效率比方案2高。且方案1能够满足泵站一、二级工作是的设计流量，但方案2却只能满足二级供水时的设计流量。
虽然方案1水泵台数比方案2多一台，增加了基建投资，但是，设计计算证明由于发难1能耗小雨方案2，运行费用的节省在几年内就能抵消增加的基建投资，作用，选定工作泵为4台350-S44行水泵。其性能参数如下：
Q=927-1476/h H=37-55m n=1450r/min N=220kW
方案比较表
表2
2.2.3机组基础尺寸的确定
350-S44型水泵不带底座，基础尺寸计算如下：
基础长度L/mm=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L+（400~500） =L3+L2+B=（400~500） =500+927+560+416
=2400mm
基础宽度B/mm=水泵底脚螺孔宽度方向间距B+（400~500） =A+（400~500） =686+414 =1100mm
基础高度H/mm[（2.5-4.0）*（W 水泵+W电机）]/（L*B*ρ） 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 ） ρ ————基础密度（kg/）（混凝土密度ρ=2400 kg/）
则水泵基础高度为：
H/m=[(2.5~4.0)* （W 水泵+W电机）] /（L*B*ρ） =3*（3420+1105）/（2.4*1.1*2400） =2.14m 设计取2.2m
那么混凝土块式基础的尺寸（m ）为 L*B*H=2.4*1.1*2.2 水泵机组基础设计
水泵基础的作用是支承并固定机组，以便于机组运行平稳，不产生振动。因而要求基础坚实牢固，不发生下沉和不均匀沉降现象，卧式泵多采用混凝土块式基础，立式泵多采用圆柱式混凝土基础或与泵房基础、楼板合建为保证水泵稳定工作，基础必须有相当的重量，一般基础应大于2.5~4.0倍水泵机组总重量，在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算出其高度。
机组基础基本尺寸的确定依据
根据水泵外形尺寸与电动机安装尺寸确定基础基本尺寸。 2.2.4 吸水管和压水管管径的确定
1. 吸水管管径的确定 吸水管路设计要求
不允许有泄漏，尤其是离心泵不允许漏气，否则会使水泵的工作发生严重故障。 不积气，应避免形成气囊。
尽可能减少吸水管长度，少用管件，以减少吸水管水头损失，减少埋深。 每台水泵应由自己独立的吸水管。
吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀。 吸水管设计流速一般采用数据如下：
DN
吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。 水泵灌水启动时，应设有底阀。 吸水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过吸水管的最大流量，估计所需吸水管管径，通过计算得到流速v ，在1.2-1.6m/s。若所得流速v ，不在该范围内则需重新确定。
2. 压水管管径的确定 压水管路设计要求
水泵压水管路要承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力，通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰接口，以便于拆装和检修。
为安装方便和减小管路上的稳定应力火水锤应力，在必要的地方设柔性接口或伸缩接头。 为承受管路中内应力所产生的内部推力，要在转弯、三通等受内部推力处是支墩或拉杆。 闸阀直径D ≥400时，应使用电动或水力闸阀，因为在高水压下，阀门启动较为困难。 压水管的设计流速一般应为：
DN
不允许水倒流时，要设置止回阀。 压水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过压水管的最大流量，估计所需压水管管径，通过计算得到流速V ，在2.0-2.5m/s，若所得流速v ，不在该范围内则需从新确定。
设计计算
350-S44型水泵最大工作流量为Q=1476m3/h
吸水管管径 Q=vπD2/4=600mm时 v=5220.28m3/h V=1.2-1.6m/s（4300-5760m3/h）符合要求
压水管管径Q=vπD2/4=500mm时 v=7517.20m3/h V=2.0-2.5m/s（7200-9000m3/h）符合要求
故吸水管管径DN=600mm，压水管管径DN=500mm。 2.2.5 吸水井设计计算
1. 吸水井设计安装要求 垂直安装的喇叭口
淹没深度h ≥0.5-1.0m ，否则应设水平隔板，水平隔板边长为2D 或3d 。 喇叭口与井底间距要大于0.8D ，使水行进流速小于吸水管进口流速。 喇叭口距吸水井井壁距离要大于（0.75-1.0）D 。 喇叭口之间距离要大于（1.5-2.0）D 。 水平安装的喇叭口
淹没深度h ≥0.5-1.0m 。
喇叭口与井底间距大于0.33D ，行进流速小于吸水管进口流速。 喇叭口之间距离要大于（1.5-2.0）D 。 2. 吸水井设计计算过程
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。 吸水井最低水位/m=286m。 吸水井最高水位/m=288m。
水泵吸水管井口喇叭口大头直径DN/mm≥(1.3-1.5)d=1.33*600=800mm。
水泵吸水管井口喇叭口长度L/mm≥（3.0-7.0）*（D-d ）=4.0*（800-600）=800。 喇叭口距吸水井井壁距离/mm≥（0.75-1.0）D=1.0*800=800。 喇叭口之间距离/mm≥（1.5-2.0）D=2.0*800=1600mm。 喇叭口距吸水井井底距离/mm≥0.8D=1.0*800=800。 喇叭口淹没水深h/m≥（0.5-1.0）=1.2m。
所以，吸水井长度=12000mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定。），吸水井宽度2400mm ；吸水井高度6300mm 。（包括超高300） 2.2.6 各工艺标高的设计计算
泵轴安装高度 Hss=Hs-v2/2g-∑hs 其中 ：
Hss ————泵轴安装高度(m) Hs ————水泵吸上高度(m) g ————重力加速度(m/)
∑hs ————水泵吸水管管路水头损失（m ）
查的水泵吸水管路阻力系数0.10（喇叭口局部阻力系数），0.60（90弯头局部阻力系数），0.01（阀门局部阻力系数），0.18（偏心渐缩管局部阻力系数）。
经过计算并考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等，取∑hs=1.00m，则 Hss/m=5.5-1.45*1.45/(2*9.81)-1.00=1.39m
泵轴标高/m=吸水井最低水位+ Hss=286+1.39=287.39m 基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度 =287.39-0.62 =286.77m
泵房地面标高/m=基础顶面标高-0.20 =286.77-0.2 =286.57m 2.2.7 机组和管道的布置
1. 吸水管路设计要求
不允许有泄漏，尤其是离心泵不允许漏气，否则会使水泵的工作发生严重故障。 不积气，应避免形成气囊。
尽可能减少吸水管长度，少用管件，以减少吸水管水头损失，减少埋深。 每台水泵应由自己独立的吸水管。
吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀。 吸水管设计流速一般采用数据如下：
DN
吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。 水泵灌水启动时，应设有底阀。 2. 吸水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过吸水管的最大流量，估计所需吸水管管径，通过
计算得到流速v ，在1.2-1.6m/s。若所得流速v ，不在该范围内则需重新确定。
压水管路设计要求
水泵压水管路要承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力，通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰接口，以便于拆装和检修。
为安装方便和减小管路上的稳定应力火水锤应力，在必要的地方设柔性接口或伸缩接头。 为承受管路中内应力所产生的内部推力，要在转弯、三通等受内部推力处是支墩或拉杆。 闸阀直径D ≥400时，应使用电动或水力闸阀，因为在高水压下，阀门启动较为困难。 压水管的设计流速一般应为：
DN
不允许水倒流时，要设置止回阀。
在下列情况要设置止回阀：大泵站，输水管唱；井群给水系统；多水源，多泵站给水系统；管网可能参数负压的情况；遥控泵站无法关闸。
3. 管路敷设时的要求
管道不能直接埋于土中，要敷设在地沟内、地板上或地下室中。 泵房出户管应敷设在冰冻线以下。 泵房内管路不宜架空，必要时，要不妨碍通行及机组吊装和检修，不能架设在电气设备上方。 管路布置主要是解决水泵联合和代换工作的问题；阀门和管路的数目问题；局部有损坏和维修时对其他水泵工作的影响问题等。
4. 管路布置的原则要求
输水干管一般为两条，要设检修闸阀 吸水管应避免设联络管
保证任一处干管、闸阀、联络管损坏时，水泵站能将水送往用户 保证任一台水泵、闸阀检修时，不影响其他水泵工作 任一台水泵都能输水到任一条输水干管
保证上述要求下，管配件、接头以及阀门数目最少 5. 机组总的布置原则和要求 水泵机组布置的基本要求
机组间距一不妨碍设备维护和操作，人员巡视安全为原则。
机组布置应保证设备工作可靠，运行安全，装卸维修和管路方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应留有扩建的余地。
6. 水泵机组的布置形式 纵向排列（水泵轴线平行）
机组之间各部位尺寸应符合下列要求:
泵房大门口要求畅通，能容纳最大的设备（水泵或电机），又有操作余地
其场地宽度一般用管道外壁和墙壁的净距A 表示。A 等于最大设备的宽度加1m ，但不得小于2m 。
水管之间的净距B 值应大于0.7m ，以方便工作人员能较为方便地通过。 水管外壁与配电设备应保持一定的安全操作距离C ，当为低压配电设备时，C 值不小于1.5m ，高压配电设备C 值不小于2m 。
水泵外型凸出部分与墙壁的净距D 。须满足管道配件安装的要求，但是，为了方便就地检修水泵，D 值不宜小于1 m。如果水泵外形不凸出基础，D 值则表示基础与墙壁的距离。
电机外型凸出部分与墙壁的净距E ，应保证电机转子检修时能拆卸，并适当留有余地。E 值
一般为电机轴长加0. 5 m，但不宜小于3 m。如电机外形不凸出基础，则E 值表示基础与墙壁的距离。
水管外壁与相邻机组的凸出部分的净距F 应不小于0.7 m。 横向排列（水泵轴线呈一直线）
水泵凸出部分到墙壁的净距与上诉纵向排列的第一条要求相同. 如水泵外形不凸出基础，则，表示基础与墙壁的净距。
出水侧水泵基础与墙壁的净距，，按管道配件安装的需要确定。但考虑到水泵出水侧为操作管理的主通道，故不宜小于3m 。
进水侧水泵基础与墙壁的净距离, 也应根据管道配件的安装需要确定，但不小于1 m。
电机凸出部分与配件设备的净距，应保证电机转子检修时能拆卸，并保持一定的安全距离，其距离要求为：=电机轴长+0.5 m 。但是低压配电设备应为≥3I.5 m ，高压配电设备应为≥2.05m 。
水泵基础之间的净距离值与要求相同，即= 。若电机和水泵凸出基础，值则表示为凸出部分的净距。
为了减少泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面。 横向双行排列
这种排列更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大，起重设备可采用桥式行车。 2.2.8 泵站类型的确定和所需阀门的确定
根据泵轴标高（287.39m ），基础顶面标高（286.77m ），泵房地面标高（286.57m ），泵站的室外标高（290m ），吸水池最高水位标高（288m ），吸水池最低水位标高（286m ），该地区冰冻深度（1.7m ）的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用带皮横向排列。
1. 阀门的确定依据
阀门的选择需要根据吸、压水管管径的大小来确定，通过对吸、压水管管径的大小在管路附件选配的手册中选择合适的型号规格和主要尺寸。
2. 阀门种类
按阀门结构形式和功能可分为：截止阀、闸阀、蝶阀、球阀、旋塞阀、节流阀、止回阀、减压阀、安全阀、隔膜阀、排气阀、疏水阀、多功能水力控制阀、电磁阀等。
按照驱动动力分为：手动、电动、液压、气动等四种方式。 按照其公称压力分：高压、中压、低压三类。 3. 与水泵连接的阀门在选型上要考虑以下条件：
压力等级要与水泵的扬程相对应，阀门的口径与水泵口径相对应。 所选阀门要适应水泵的输送介质。 阀门的阻力损失要小。
阀门的工作环境要适应，比如：易燃易爆场所宜选用气动阀门等等。 阀门开关灵活，质量可靠。 4. 所需阀门的确定
每台水泵东单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371J-10，DN=600mm,L=154mm,W=380kg.
压水管设有蝶板式油压缓闭止回阀，型号为HD44X-4液控止回阀，DN=500mm，L=400mm，W=1350kg；电动控制阀门，型号为D971X-10对夹式电动蝶阀，DN=500mm，L=127mm，W=380kg，由量输水干管（DN=700mm）送往城市管网。
泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
选用各种弯头、三通和变径管等配件。计算确定机械间长度为41m ，和宽度12.0m 。 2.2.9 水泵扬程的校核
根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，符合所需扬程，然后校核水泵机组。
泵房内管路水头损失
∑h 泵站内/m=∑hs+∑hd=1.00+0.44=1.44m
所以，水泵扬程
Hi/m=49.31+1.44=50.74m
与估计扬程基本相同，选定的水泵合适。 2.2.10其他附属设备的选择及其布置
1. 引水设备
启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：
QV/(m3/s-1)=k⨯
{(Wp +Ws ) ⨯Ha } /{T ⨯(Ha -Hss ) }
=1.5⨯{（8.33+0.503）*10.33}/{5*60*（10.33-1.39）} =0.5
式中：
QV ————真空泵的最大排气量（/h） K ————漏气系数（1.05~1.10）
Wp ————最大一台泵泵壳内空气容积（） WS ————吸水管中空气容积（）
Ha ————105Pa 下的水柱高度，一般用10.33m T ————水泵引水时间（h ），一般用5min ，消防水泵取3min Hss ————离心泵的安装高度（m ） 真空泵的最大真空度:
HVmax/pa=Hss⨯1.01⨯105/10.33
=1.39⨯1.01⨯105/10.33 =13590.51
式中：
HVmax ————真空泵中的最大真空（Pa ） Hss ————离心泵安装高度（m ），最好取吸水井隧道水位至水泵顶部的高差。 选取SZB-8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。 2. 计量设备
在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管生，距离泵房5m 。
在压水管上设压力表，型号为Y-60Z, 测量范围为0.0-1.0MPa 。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z ，测量范围为-1.01*100000-0Pa。
3. 起重设备
起重设备的选用原则
选取单梁悬挂式起重机SD*Q，起重量2t ，跨度5.5-8.0m ，起升高度3.0-10.0m 。
4. 排水设备
设污水泵2台，一用一备，设集水坑1个，容积（m3）取为2.0*1.0*1.5=3.0. 选取50WQ10-10-0.75型潜水排污泵，其参数为： Q=10l/s H=10m n=1440r/min N=4.0kW 2.2.11 泵站平面布置
根据泵站布置原则，考虑到维护检修方便，巡视交通顺畅，将泵站总图布置得尽可能经济合理、美观适用。最终送水泵站工艺布置如图纸所示。
根据起重机的要求计算确定泵房净高度为8m ，泵站长度为41m ，泵站宽度为12m 。
3. 设计说明书
3.1 泵站的设计流量和扬程
已知条件
最高日最高时用水量为
Qh=（1260+20*8）l/s=1440l/s（5184m3/h） 时变化系数Kh=1.8 日变化系数Kd=1.36
最小设计流量Qmin=（195+10*8）l/s=275l/s（m3/h） 泵站最大扬程为Hmax=（47+8）=55m 泵站最小扬程为Hmin=（36+8）=44m
泵站全天用水量Qd=24/=24*5184/1.8=69120m3/d 泵站一级工作时的设计流量
Q1（m3/h ）=Qd*5.31%=3670.27m3/h（1019.52lm3/s） 泵站二级工作时的设计流量
Q2（m3/h ）=Qd*3.1%=2142.72m3/h（595.2lm3/s） 水泵站的设计扬程
H=Hst+SQ2 Hmax=Hst+SQh2 Hmin=Hst+SQmin2
解得
H ST =43.58m S=4.2*10−7h 2/m5
Q1=3670.27m3/h Q2=2142.72m3/h 求得
H1=49.31m H2=45.53m
3.2 机组基础尺寸的确定
350-S44型水泵不带底座，基础尺寸计算如下：
基础长度L/mm=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L+（400~500） =L3+L2+B=（400~500） =500+927+560+416 =2400mm
基础宽度B/mm=水泵底脚螺孔宽度方向间距B+（400~500） =A+（400~500） =686+414 =1100mm
基础高度H/mm[（2.5-4.0）*（W 水泵+W电机）]/（L*B*ρ） 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 ）
ρ ————基础密度（kg/）（混凝土密度ρ=2400 kg/）
则水泵基础高度为：
H/m=[(2.5~4.0)* （W 水泵+W电机）] /（L*B*ρ） =3*（3420+1105）/（2.4*1.1*2400） =2.14m 设计取2.2m
那么混凝土块式基础的尺寸（m ）为 L*B*H=2.4*1.1*2.2
3.3 吸水管和压水管管径的确定
350-S44型水泵最大工作流量为Q=1476m3/h
吸水管管径 Q=vπD2/4=600mm时 v=5220.28m3/h符合要求 压水管管径 Q=vπD2/4=500mm时 v=7517.20m3/h符合要求 故吸水管管径DN=600mm，压水管管径DN=500mm。 3.4 吸水井设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。 吸水井最低水位/m=286m。 吸水井最高水位/m=288m。
水泵吸水管井口喇叭口大头直径DN/mm≥(1.3-1.5)d=1.33*600=800mm。
水泵吸水管井口喇叭口长度L/mm≥（3.0-7.0）*（D-d ）=4.0*（800-600）=800。 喇叭口距吸水井井壁距离/mm≥（0.75-1.0）D=1.0*800=800。 喇叭口之间距离/mm≥（1.5-2.0）D=2.0*800=1600mm。 喇叭口距吸水井井底距离/mm≥0.8D=1.0*800=800。 喇叭口淹没水深h/m≥（0.5-1.0）=1.2m。
所以，吸水井长度=12000mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定。），吸水井宽度2400mm ；吸水井高度6300mm 。（包括超高300） 3.5 各工艺标高的设计计算
泵轴安装高度 Hss=Hs-v2/2g-∑hs 其中 ：
Hss ————泵轴安装高度(m) Hs ————水泵吸上高度(m) g ————重力加速度(m/)
∑hs ————水泵吸水管管路水头损失（m ）
查的水泵吸水管路阻力系数0.10（喇叭口局部阻力系数），0.60（90弯头局部阻力系数），0.01（阀门局部阻力系数），0.18（偏心渐缩管局部阻力系数）。
经过计算并考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等，取∑hs=1.00m，则 Hss/m=5.5-1.45*1.45/(2*9.81)-1.00=1.39m
泵轴标高/m=吸水井最低水位+ Hss=286+1.39=287.39m 基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度 =287.39-0.62 =286.77m
泵房地面标高/m=基础顶面标高-0.20 =286.77-0.2 =286.57m
3.6 水泵扬程的校核
根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，符合所需扬程，然后校核水泵机组。
泵房内管路水头损失
∑h 水泵站内/m=∑hs+∑hd=1.00+0.44=1.44m 所以，水泵扬程
hi/m=49.31+1.44=50.74m
与估计扬程基本相同，选定的水泵合适。 3.7 其他附属设备的选择及其布置
1、引水设备
启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：
QV/(m3/s-1)=k⨯
{(Wp +Ws ) ⨯Ha } /{T ⨯(Ha -Hss ) }
=1.5⨯{（8.33+0.503）*10.33}/{5*60*（10.33-1.39）} =0.5
式中：
QV ————真空泵的最大排气量（/h） K ————漏气系数（1.05~1.10）
Wp ————最大一台泵泵壳内空气容积（） WS ————吸水管中空气容积（）
Ha ————105Pa 下的水柱高度，一般用10.33m T ————水泵引水时间（h ），一般用5min ，消防水泵取3min Hss ————离心泵的安装高度（m ） 真空泵的最大真空度:
HVmax/pa=Hss⨯1.01⨯105/10.33
=1.39⨯1.01⨯105/10.33=13590.51
式中：
HVmax ————真空泵中的最大真空（Pa ） Hss ————离心泵安装高度（m ），最好取吸水井隧道水位至水泵顶部的高差。 选取SZB-8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。 2、计量设备
在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管生，距离泵房5m 。
在压水管上设压力表，型号为Y-60Z, 测量范围为0.0-1.0MPa 。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z ，测量范围为-1.01*100000-0Pa。
3、起重设备
选取单梁悬挂式起重机SD*Q，起重量2t ，跨度5.5-8.0m ，起升高度3.0-10.0m 。 4、排水设备
设污水泵2台，一用一备，设集水坑1个，容积（m3）取为2.0*1.0*1.5=3.0. 选取50WQ10-10-0.75型潜水排污泵，其参数为： Q=10l/s H=10m n=1440r/min N=4.0kW 3.8 泵站平面布置
根据泵站布置原则，考虑到维护检修方便，巡视交通顺畅，将泵站总图布置得尽可能经济合
理、美观适用。最终送水泵站工艺布置如图纸所示。
根据起重机的要求计算确定泵房净高度为8m ，泵站长度为41m ，泵站宽度为12m 。
4. 参考文献
《水泵与水泵站》 哈尔滨工业大学出版社
《给排水设计手册·材料设备·绪册1》 中国建筑工业出版社 《给排水设计手册·材料设备·绪册2》 中国建筑工业出版社
5. 设计总结（小结）
一周的课程设计结束了，在这次课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
通过这次送水泵站工艺设计，本人在各个方面都有所提高。通过本次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际进行一次送水泵站工艺设计的实际训练，从而使我们的理论和生产实际相结合的能力有所提高，也让我们对送水泵站有了更深入的了解，并且也让我们所学习的相关知识在我们的脑海中形成体系，形成脉络。
在本次课程设计中，我也发现了我自身存在的许多不足，如基础知识不扎实，设计规范不够了解等。我会在今后的学习生活中逐渐改正这些不足并完善自我，使自己成长起来，也使自己变得更优秀。
CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
水泵与水泵站课程设计
Course design of pump and pumping station
设计题目：送水泵站的工艺设计 学生姓名： 学院名称： 专业名称： 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称： 完成时间：
目录
前言····································································1 1 课程设计总体要求·····················································2 1.1 设计任务···························································2 1.2 设计资料···························································2 1.3 课程设计的目的·····················································2 1.4 课程设计的基本步骤·················································2 1.4.1 水泵机组的选择···················································2 1.4.2 机组基本尺寸的确定···············································2 1.4.3 吸水管和压水管管径的确定·········································2 1.4.4 机组和管道的布置·················································3 1.4.5 水泵轴线及其他标高的确定·········································3 1.4.6 水泵扬程的校核···················································3 1.4.7 其他附属设备的选择及其布置·······································3 1.5 设计成果···························································3 2 设计计算书···························································4 2.1 一二级泵站的组成及特点·············································4 2.2 二课程设计具体计算及设计原则与依据·································4 2.2.1 泵站的设计流量和扬程·············································4 2.2.2 水泵机组的选择···················································5 2.2.3 机组基础尺寸的确定···············································6 2.2.4 吸水管和压水管管径的确定·········································7 2.2.5 吸水井设计计算···················································8 2.2.6 各工艺标高的设计计算·············································9 2.2.7 机组和管道的布置·················································9 2.2.8 泵站类型的确定及所需阀门········································11 2.2.9 水泵扬程的校核··················································11 2.2.10 其他附属设备的选择及其布置·····································12 2.2.11 泵站平面布置···················································13 3 设计说明书··························································14 3.1 泵站的设计流量和扬程··············································14 3.2 机组基础尺寸的确定················································14 3.3 吸水管和压水管管径的确定··········································15 3.4 吸水井设计计算····················································15 3.5 各工艺标高的设计计算··············································15 3.6 水泵扬程的校核····················································16 3.7 其他附属设备的选择及其布置········································16 3.8 泵站平面布置······················································16 4 参考文献····························································17 5. 设计总结（小结）····················································17
前 言
这次设计是某城市送水泵站课程设计，主要任务就是水泵和水泵站的设计。包括内容为根据设计参数指定水泵的型号吸水管和压水管的管径、布置水泵机组，计算出泵房的长宽高，最后将送水泵站的总平面图和某一剖面的剖面图绘制出来。
通过本次设计，我们将以前所学习的基础知识和专业知识都做了一次全面的整合，对本专业知识有了一个全面的认识，同时在设计过程中同学们对于设计方面的知识进行了系统的学习。
由于自身水平有限，在设计中难免出现差错，敬请老所加以指正，以促进我进步。在今后的学习和工作中，我会加强学习，弥补自己的不足，使设计更加完美、科学、合理。
1. 课程设计总体要求
1.1 设计任务
通过设计扬程的计算，结合泵站的输水量，完成水泵的选型：通过对吸水、压水管路的计算和分析，完成吸、压水管路的确定；按照水泵机组布置的相关规定，合理选择水泵站的阀门等局部弓箭，从而完成某城市送水泵站的输水任务。 1.2 设计资料
某送水泵站最高日最高时用水量为（1260+20i）l/s，时变化系数=1.8，日变化系数=1.36，最小设计流量（195+10i）l/s，泵站最大扬程为（47+i）m ，其中最小扬程为（36+i）m, 其中i 为学生的学号，i=1、2、……21。该泵站为二级供水，泵站一级工作从5点到20点，每小时水量占全天用水量的5.31%，泵站二级工作从20点到5点，每小时水量占全天用水量的3.1%。
泵站的室外标高为290m ，吸水池最该水位标高为288m ，吸水池最低水位标高为286m ，吸水管到泵站距离为6m ，该地区冰冻深度为1.7m 。 1.3 课程设计的目的
使用所学的专业理论知识加以系统化、整体化、以便于巩固所学的基本理论与知识。 掌握送水泵站工艺设计的步骤、方法、内容。 培养学生独立分析、解决问题的能力。
提高设计计算及绘图的能力。熟悉并能应用常用的设计资料与设计手册。 在综合考虑各组成部分的设计要求的条件下，经济安全的完成输送任务。 1.4 课程设计的基本步骤
本课程设计是应用送水泵站的基础理论，在满足流量和扬程需求的条件下，合理选择水泵并完成机组和管道的布置工作。包括以下几个方面： 1.4.1 水泵机组的选择
（一） 选泵参数的确定：确定最大、最小流量和扬程。 （二） 泵的选择
1. 归纳阐述选泵的基本原则。
2. 根据选泵的基本原则确定自己的选泵方案。（可选择几个可行方案，然后进行比较，选出最佳方案。）
（三） 电动机的选择
1. 阐述选择电动机的基本原则。
2. 根据基本原则确定自己的选择方案。 1.4.2 机组基本尺寸的确定
基础的作用、要求及选择原则。 机组基本尺寸的确定依据。 机组尺寸的计算。
1.4.3 吸水管和压水管管径的确定
吸水管管径的确定
1. 吸水管管径的确定原则。
2. 通过计算确定本设计中吸水管的管径。 压水管管径的确定
1. 压水管管径的确定原则。
2. 通过计算确定本设计中压水管的直径。 泵站类型的确定
根据本设计中的实际情况，确定泵站的类型。（地面式、半地下式及地下式。）
泵站所需阀门的确定
1. 阀门的确定依据。
2. 本设计中阀门的选择和相关参数。
1.4.4 机组和管道的布置
阐述吸水管的设计要求。 压水管的设计要求。 管道的敷设原则和要求。 机组总布置原则和要求。
本设计管道敷设和吸水井相关尺寸的确定 1. 管道敷设要求 2. 吸水井的设计
1.4.5 水泵轴线及其他标高的确定
泵轴安装高度的确定 泵轴标高 基础顶面标高 泵房地面标高
1.4.6 水泵扬程的校核
1.4.7 其他附属设备的选择及其布置
引水设备 计量设备 起重设备
1. 起重设备的选用原则
2. 本设计中起重设备的选择方案 3. 起重设备的布置 排水设备 通风采暖 1. 通风 2. 采暖 防火与安全措施 噪声防治 1.5 设计成果
说明书概述：设计依据、设计目的、机组类型、台数、泵站形式和建筑面积等。 计算书（上述各步骤中的计算过程）
任务量要求：说明书和计算书合计要求不少于25页。 泵站平、纵剖面图各一张（比例1:50或自定，A1号图纸。）
2. 设计计算书
2.1 二级泵站的组成及特点 （一）二级泵站的组成
水泵机组：包括水泵和电动机。
吸压水管路系统：指水泵的进水管路（也称吸水管路）和出水管路（也称压水管路），水泵通过吸水管路从吸水井吸水通过压水管路送给用户。
吸水井：也称集水池，水泵吸水管从这里进行吸水。
控制、调节和安全设备：指管路上安装的各种功能的截止阀、止回阀、安全阀、水锤消除器等。
计量和检查设备：指流量计、压力计、真空表、电流表、电压表等。 启动引水设备：指真空引水和灌水设备。如真空泵、引水罐等。 电气设备：电动机的启动、配电设备。 通讯、自动控制设备。
起重设备：指安装、检修用的吊车、电动葫芦等。 排水设施：指排水泵、排水沟、集水坑等。 其他：包括采暖、通风、照明、结构等。
此外，在泵站中与机械间配套的还有高、低压变电所、控制室、值班室等。 （二）二级泵站的特点
二级泵站通常设在净水厂内，井水厂净化后的水进入清水池储存，清水池中水经管道自流入吸水井、水泵、水池、吸水井、送水泵站、输配水管网、用户。 2.2 课程设计具体计算及设计原则与依据。 2.2.1 泵站的设计流量和扬程
已知条件
最高日最高时用水量为
Qh=（1260+20*8）l/s=1440l/s（5184m3/h） 时变化系数Kh=1.8 日变化系数Kd=1.36
最小设计流量Qmin=（195+10*8）l/s=275l/s（m3/h） 泵站最大扬程为Hmax=（47+8）=55m 泵站最小扬程为Hmin=（36+8）=44m
泵站全天用水量Qd=24/=24*5184/1.8=69120m3/d 泵站一级工作时的设计流量
Q1（m3/h ）=Qd*5.31%=3670.27m3/h（1019.52lm3/s） 泵站二级工作时的设计流量
Q2（m3/h ）=Qd*3.1%=2142.72m3/h（595.2lm3/s） 水泵站的设计扬程
H=Hst+SQ2 Hmax=Hst+SQh2 Hmin=Hst+SQmin2
解得
H ST =43.58m S=4.2*10−7h 2/m5
Q1=3670.27m3/h Q2=2142.72m3/h
求得
H1=49.31m H2=45.53m
2.2.2水泵机组的选择
表1
图1
图2
泵的选择
选泵的依据：工程所需的水量和水压及其变化规律。 选泵的原则要求：满足最不利工况点的条件下，考虑各种工况，尽可能节约投资，减少能耗。从技术上对流量Q ，扬程H 记性合理计算，对水泵台数和型号进行选定，满足用户对水量和水压的要求。从经济和管路上对水泵台数和工作方式进行确定，做到投资维修费最低，正常工作能耗最低。在水泵供水能力上应考虑近、远期结合，留有发展余地、水泵类型必须与抽送的水质相适应。
相应计算
已知管路特性曲线方程 H=43.58+4.25*Q2 管路特性曲线Q-H 关系表
经反复比较推敲选定两个方案：
方案1:4台350-S44型工作水泵，气工况点如图1所示
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2. 方案比较表。（表中最小工作流量以1249.91m3/h计。）
从表2可以看出，虽然方案2泵的台数略少于方案1，且方案2的扬程浪费比方案1多，但方案1的水泵效率比方案2高。且方案1能够满足泵站一、二级工作是的设计流量，但方案2却只能满足二级供水时的设计流量。
虽然方案1水泵台数比方案2多一台，增加了基建投资，但是，设计计算证明由于发难1能耗小雨方案2，运行费用的节省在几年内就能抵消增加的基建投资，作用，选定工作泵为4台350-S44行水泵。其性能参数如下：
Q=927-1476/h H=37-55m n=1450r/min N=220kW
方案比较表
表2
2.2.3机组基础尺寸的确定
350-S44型水泵不带底座，基础尺寸计算如下：
基础长度L/mm=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L+（400~500） =L3+L2+B=（400~500） =500+927+560+416
=2400mm
基础宽度B/mm=水泵底脚螺孔宽度方向间距B+（400~500） =A+（400~500） =686+414 =1100mm
基础高度H/mm[（2.5-4.0）*（W 水泵+W电机）]/（L*B*ρ） 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 ） ρ ————基础密度（kg/）（混凝土密度ρ=2400 kg/）
则水泵基础高度为：
H/m=[(2.5~4.0)* （W 水泵+W电机）] /（L*B*ρ） =3*（3420+1105）/（2.4*1.1*2400） =2.14m 设计取2.2m
那么混凝土块式基础的尺寸（m ）为 L*B*H=2.4*1.1*2.2 水泵机组基础设计
水泵基础的作用是支承并固定机组，以便于机组运行平稳，不产生振动。因而要求基础坚实牢固，不发生下沉和不均匀沉降现象，卧式泵多采用混凝土块式基础，立式泵多采用圆柱式混凝土基础或与泵房基础、楼板合建为保证水泵稳定工作，基础必须有相当的重量，一般基础应大于2.5~4.0倍水泵机组总重量，在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算出其高度。
机组基础基本尺寸的确定依据
根据水泵外形尺寸与电动机安装尺寸确定基础基本尺寸。 2.2.4 吸水管和压水管管径的确定
1. 吸水管管径的确定 吸水管路设计要求
不允许有泄漏，尤其是离心泵不允许漏气，否则会使水泵的工作发生严重故障。 不积气，应避免形成气囊。
尽可能减少吸水管长度，少用管件，以减少吸水管水头损失，减少埋深。 每台水泵应由自己独立的吸水管。
吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀。 吸水管设计流速一般采用数据如下：
DN
吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。 水泵灌水启动时，应设有底阀。 吸水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过吸水管的最大流量，估计所需吸水管管径，通过计算得到流速v ，在1.2-1.6m/s。若所得流速v ，不在该范围内则需重新确定。
2. 压水管管径的确定 压水管路设计要求
水泵压水管路要承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力，通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰接口，以便于拆装和检修。
为安装方便和减小管路上的稳定应力火水锤应力，在必要的地方设柔性接口或伸缩接头。 为承受管路中内应力所产生的内部推力，要在转弯、三通等受内部推力处是支墩或拉杆。 闸阀直径D ≥400时，应使用电动或水力闸阀，因为在高水压下，阀门启动较为困难。 压水管的设计流速一般应为：
DN
不允许水倒流时，要设置止回阀。 压水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过压水管的最大流量，估计所需压水管管径，通过计算得到流速V ，在2.0-2.5m/s，若所得流速v ，不在该范围内则需从新确定。
设计计算
350-S44型水泵最大工作流量为Q=1476m3/h
吸水管管径 Q=vπD2/4=600mm时 v=5220.28m3/h V=1.2-1.6m/s（4300-5760m3/h）符合要求
压水管管径Q=vπD2/4=500mm时 v=7517.20m3/h V=2.0-2.5m/s（7200-9000m3/h）符合要求
故吸水管管径DN=600mm，压水管管径DN=500mm。 2.2.5 吸水井设计计算
1. 吸水井设计安装要求 垂直安装的喇叭口
淹没深度h ≥0.5-1.0m ，否则应设水平隔板，水平隔板边长为2D 或3d 。 喇叭口与井底间距要大于0.8D ，使水行进流速小于吸水管进口流速。 喇叭口距吸水井井壁距离要大于（0.75-1.0）D 。 喇叭口之间距离要大于（1.5-2.0）D 。 水平安装的喇叭口
淹没深度h ≥0.5-1.0m 。
喇叭口与井底间距大于0.33D ，行进流速小于吸水管进口流速。 喇叭口之间距离要大于（1.5-2.0）D 。 2. 吸水井设计计算过程
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。 吸水井最低水位/m=286m。 吸水井最高水位/m=288m。
水泵吸水管井口喇叭口大头直径DN/mm≥(1.3-1.5)d=1.33*600=800mm。
水泵吸水管井口喇叭口长度L/mm≥（3.0-7.0）*（D-d ）=4.0*（800-600）=800。 喇叭口距吸水井井壁距离/mm≥（0.75-1.0）D=1.0*800=800。 喇叭口之间距离/mm≥（1.5-2.0）D=2.0*800=1600mm。 喇叭口距吸水井井底距离/mm≥0.8D=1.0*800=800。 喇叭口淹没水深h/m≥（0.5-1.0）=1.2m。
所以，吸水井长度=12000mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定。），吸水井宽度2400mm ；吸水井高度6300mm 。（包括超高300） 2.2.6 各工艺标高的设计计算
泵轴安装高度 Hss=Hs-v2/2g-∑hs 其中 ：
Hss ————泵轴安装高度(m) Hs ————水泵吸上高度(m) g ————重力加速度(m/)
∑hs ————水泵吸水管管路水头损失（m ）
查的水泵吸水管路阻力系数0.10（喇叭口局部阻力系数），0.60（90弯头局部阻力系数），0.01（阀门局部阻力系数），0.18（偏心渐缩管局部阻力系数）。
经过计算并考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等，取∑hs=1.00m，则 Hss/m=5.5-1.45*1.45/(2*9.81)-1.00=1.39m
泵轴标高/m=吸水井最低水位+ Hss=286+1.39=287.39m 基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度 =287.39-0.62 =286.77m
泵房地面标高/m=基础顶面标高-0.20 =286.77-0.2 =286.57m 2.2.7 机组和管道的布置
1. 吸水管路设计要求
不允许有泄漏，尤其是离心泵不允许漏气，否则会使水泵的工作发生严重故障。 不积气，应避免形成气囊。
尽可能减少吸水管长度，少用管件，以减少吸水管水头损失，减少埋深。 每台水泵应由自己独立的吸水管。
吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀。 吸水管设计流速一般采用数据如下：
DN
吸水管进口用底阀时，应设喇叭口，以使吸水管进口水流流动平稳，减少损失。 水泵灌水启动时，应设有底阀。 2. 吸水管管径的确定原则
确定方案中水泵的最大工作流量，即为流过吸水管的最大流量，估计所需吸水管管径，通过
计算得到流速v ，在1.2-1.6m/s。若所得流速v ，不在该范围内则需重新确定。
压水管路设计要求
水泵压水管路要承受高压，所以要求坚固不漏水，有承受高压的能力，通常采用金属管材，多为钢管，采用焊接接口，在必要的地方设法兰接口，以便于拆装和检修。
为安装方便和减小管路上的稳定应力火水锤应力，在必要的地方设柔性接口或伸缩接头。 为承受管路中内应力所产生的内部推力，要在转弯、三通等受内部推力处是支墩或拉杆。 闸阀直径D ≥400时，应使用电动或水力闸阀，因为在高水压下，阀门启动较为困难。 压水管的设计流速一般应为：
DN
不允许水倒流时，要设置止回阀。
在下列情况要设置止回阀：大泵站，输水管唱；井群给水系统；多水源，多泵站给水系统；管网可能参数负压的情况；遥控泵站无法关闸。
3. 管路敷设时的要求
管道不能直接埋于土中，要敷设在地沟内、地板上或地下室中。 泵房出户管应敷设在冰冻线以下。 泵房内管路不宜架空，必要时，要不妨碍通行及机组吊装和检修，不能架设在电气设备上方。 管路布置主要是解决水泵联合和代换工作的问题；阀门和管路的数目问题；局部有损坏和维修时对其他水泵工作的影响问题等。
4. 管路布置的原则要求
输水干管一般为两条，要设检修闸阀 吸水管应避免设联络管
保证任一处干管、闸阀、联络管损坏时，水泵站能将水送往用户 保证任一台水泵、闸阀检修时，不影响其他水泵工作 任一台水泵都能输水到任一条输水干管
保证上述要求下，管配件、接头以及阀门数目最少 5. 机组总的布置原则和要求 水泵机组布置的基本要求
机组间距一不妨碍设备维护和操作，人员巡视安全为原则。
机组布置应保证设备工作可靠，运行安全，装卸维修和管路方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应留有扩建的余地。
6. 水泵机组的布置形式 纵向排列（水泵轴线平行）
机组之间各部位尺寸应符合下列要求:
泵房大门口要求畅通，能容纳最大的设备（水泵或电机），又有操作余地
其场地宽度一般用管道外壁和墙壁的净距A 表示。A 等于最大设备的宽度加1m ，但不得小于2m 。
水管之间的净距B 值应大于0.7m ，以方便工作人员能较为方便地通过。 水管外壁与配电设备应保持一定的安全操作距离C ，当为低压配电设备时，C 值不小于1.5m ，高压配电设备C 值不小于2m 。
水泵外型凸出部分与墙壁的净距D 。须满足管道配件安装的要求，但是，为了方便就地检修水泵，D 值不宜小于1 m。如果水泵外形不凸出基础，D 值则表示基础与墙壁的距离。
电机外型凸出部分与墙壁的净距E ，应保证电机转子检修时能拆卸，并适当留有余地。E 值
一般为电机轴长加0. 5 m，但不宜小于3 m。如电机外形不凸出基础，则E 值表示基础与墙壁的距离。
水管外壁与相邻机组的凸出部分的净距F 应不小于0.7 m。 横向排列（水泵轴线呈一直线）
水泵凸出部分到墙壁的净距与上诉纵向排列的第一条要求相同. 如水泵外形不凸出基础，则，表示基础与墙壁的净距。
出水侧水泵基础与墙壁的净距，，按管道配件安装的需要确定。但考虑到水泵出水侧为操作管理的主通道，故不宜小于3m 。
进水侧水泵基础与墙壁的净距离, 也应根据管道配件的安装需要确定，但不小于1 m。
电机凸出部分与配件设备的净距，应保证电机转子检修时能拆卸，并保持一定的安全距离，其距离要求为：=电机轴长+0.5 m 。但是低压配电设备应为≥3I.5 m ，高压配电设备应为≥2.05m 。
水泵基础之间的净距离值与要求相同，即= 。若电机和水泵凸出基础，值则表示为凸出部分的净距。
为了减少泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面。 横向双行排列
这种排列更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大，起重设备可采用桥式行车。 2.2.8 泵站类型的确定和所需阀门的确定
根据泵轴标高（287.39m ），基础顶面标高（286.77m ），泵房地面标高（286.57m ），泵站的室外标高（290m ），吸水池最高水位标高（288m ），吸水池最低水位标高（286m ），该地区冰冻深度（1.7m ）的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用带皮横向排列。
1. 阀门的确定依据
阀门的选择需要根据吸、压水管管径的大小来确定，通过对吸、压水管管径的大小在管路附件选配的手册中选择合适的型号规格和主要尺寸。
2. 阀门种类
按阀门结构形式和功能可分为：截止阀、闸阀、蝶阀、球阀、旋塞阀、节流阀、止回阀、减压阀、安全阀、隔膜阀、排气阀、疏水阀、多功能水力控制阀、电磁阀等。
按照驱动动力分为：手动、电动、液压、气动等四种方式。 按照其公称压力分：高压、中压、低压三类。 3. 与水泵连接的阀门在选型上要考虑以下条件：
压力等级要与水泵的扬程相对应，阀门的口径与水泵口径相对应。 所选阀门要适应水泵的输送介质。 阀门的阻力损失要小。
阀门的工作环境要适应，比如：易燃易爆场所宜选用气动阀门等等。 阀门开关灵活，质量可靠。 4. 所需阀门的确定
每台水泵东单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371J-10，DN=600mm,L=154mm,W=380kg.
压水管设有蝶板式油压缓闭止回阀，型号为HD44X-4液控止回阀，DN=500mm，L=400mm，W=1350kg；电动控制阀门，型号为D971X-10对夹式电动蝶阀，DN=500mm，L=127mm，W=380kg，由量输水干管（DN=700mm）送往城市管网。
泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
选用各种弯头、三通和变径管等配件。计算确定机械间长度为41m ，和宽度12.0m 。 2.2.9 水泵扬程的校核
根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，符合所需扬程，然后校核水泵机组。
泵房内管路水头损失
∑h 泵站内/m=∑hs+∑hd=1.00+0.44=1.44m
所以，水泵扬程
Hi/m=49.31+1.44=50.74m
与估计扬程基本相同，选定的水泵合适。 2.2.10其他附属设备的选择及其布置
1. 引水设备
启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：
QV/(m3/s-1)=k⨯
{(Wp +Ws ) ⨯Ha } /{T ⨯(Ha -Hss ) }
=1.5⨯{（8.33+0.503）*10.33}/{5*60*（10.33-1.39）} =0.5
式中：
QV ————真空泵的最大排气量（/h） K ————漏气系数（1.05~1.10）
Wp ————最大一台泵泵壳内空气容积（） WS ————吸水管中空气容积（）
Ha ————105Pa 下的水柱高度，一般用10.33m T ————水泵引水时间（h ），一般用5min ，消防水泵取3min Hss ————离心泵的安装高度（m ） 真空泵的最大真空度:
HVmax/pa=Hss⨯1.01⨯105/10.33
=1.39⨯1.01⨯105/10.33 =13590.51
式中：
HVmax ————真空泵中的最大真空（Pa ） Hss ————离心泵安装高度（m ），最好取吸水井隧道水位至水泵顶部的高差。 选取SZB-8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。 2. 计量设备
在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管生，距离泵房5m 。
在压水管上设压力表，型号为Y-60Z, 测量范围为0.0-1.0MPa 。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z ，测量范围为-1.01*100000-0Pa。
3. 起重设备
起重设备的选用原则
选取单梁悬挂式起重机SD*Q，起重量2t ，跨度5.5-8.0m ，起升高度3.0-10.0m 。
4. 排水设备
设污水泵2台，一用一备，设集水坑1个，容积（m3）取为2.0*1.0*1.5=3.0. 选取50WQ10-10-0.75型潜水排污泵，其参数为： Q=10l/s H=10m n=1440r/min N=4.0kW 2.2.11 泵站平面布置
根据泵站布置原则，考虑到维护检修方便，巡视交通顺畅，将泵站总图布置得尽可能经济合理、美观适用。最终送水泵站工艺布置如图纸所示。
根据起重机的要求计算确定泵房净高度为8m ，泵站长度为41m ，泵站宽度为12m 。
3. 设计说明书
3.1 泵站的设计流量和扬程
已知条件
最高日最高时用水量为
Qh=（1260+20*8）l/s=1440l/s（5184m3/h） 时变化系数Kh=1.8 日变化系数Kd=1.36
最小设计流量Qmin=（195+10*8）l/s=275l/s（m3/h） 泵站最大扬程为Hmax=（47+8）=55m 泵站最小扬程为Hmin=（36+8）=44m
泵站全天用水量Qd=24/=24*5184/1.8=69120m3/d 泵站一级工作时的设计流量
Q1（m3/h ）=Qd*5.31%=3670.27m3/h（1019.52lm3/s） 泵站二级工作时的设计流量
Q2（m3/h ）=Qd*3.1%=2142.72m3/h（595.2lm3/s） 水泵站的设计扬程
H=Hst+SQ2 Hmax=Hst+SQh2 Hmin=Hst+SQmin2
解得
H ST =43.58m S=4.2*10−7h 2/m5
Q1=3670.27m3/h Q2=2142.72m3/h 求得
H1=49.31m H2=45.53m
3.2 机组基础尺寸的确定
350-S44型水泵不带底座，基础尺寸计算如下：
基础长度L/mm=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L+（400~500） =L3+L2+B=（400~500） =500+927+560+416 =2400mm
基础宽度B/mm=水泵底脚螺孔宽度方向间距B+（400~500） =A+（400~500） =686+414 =1100mm
基础高度H/mm[（2.5-4.0）*（W 水泵+W电机）]/（L*B*ρ） 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 ）
ρ ————基础密度（kg/）（混凝土密度ρ=2400 kg/）
则水泵基础高度为：
H/m=[(2.5~4.0)* （W 水泵+W电机）] /（L*B*ρ） =3*（3420+1105）/（2.4*1.1*2400） =2.14m 设计取2.2m
那么混凝土块式基础的尺寸（m ）为 L*B*H=2.4*1.1*2.2
3.3 吸水管和压水管管径的确定
350-S44型水泵最大工作流量为Q=1476m3/h
吸水管管径 Q=vπD2/4=600mm时 v=5220.28m3/h符合要求 压水管管径 Q=vπD2/4=500mm时 v=7517.20m3/h符合要求 故吸水管管径DN=600mm，压水管管径DN=500mm。 3.4 吸水井设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。 吸水井最低水位/m=286m。 吸水井最高水位/m=288m。
水泵吸水管井口喇叭口大头直径DN/mm≥(1.3-1.5)d=1.33*600=800mm。
水泵吸水管井口喇叭口长度L/mm≥（3.0-7.0）*（D-d ）=4.0*（800-600）=800。 喇叭口距吸水井井壁距离/mm≥（0.75-1.0）D=1.0*800=800。 喇叭口之间距离/mm≥（1.5-2.0）D=2.0*800=1600mm。 喇叭口距吸水井井底距离/mm≥0.8D=1.0*800=800。 喇叭口淹没水深h/m≥（0.5-1.0）=1.2m。
所以，吸水井长度=12000mm（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定。），吸水井宽度2400mm ；吸水井高度6300mm 。（包括超高300） 3.5 各工艺标高的设计计算
泵轴安装高度 Hss=Hs-v2/2g-∑hs 其中 ：
Hss ————泵轴安装高度(m) Hs ————水泵吸上高度(m) g ————重力加速度(m/)
∑hs ————水泵吸水管管路水头损失（m ）
查的水泵吸水管路阻力系数0.10（喇叭口局部阻力系数），0.60（90弯头局部阻力系数），0.01（阀门局部阻力系数），0.18（偏心渐缩管局部阻力系数）。
经过计算并考虑长期运行后水泵性能下降和管路阻力增加等，取∑hs=1.00m，则 Hss/m=5.5-1.45*1.45/(2*9.81)-1.00=1.39m
泵轴标高/m=吸水井最低水位+ Hss=286+1.39=287.39m 基础顶面标高/m=泵轴标高-泵轴至基础顶面高度 =287.39-0.62 =286.77m
泵房地面标高/m=基础顶面标高-0.20 =286.77-0.2 =286.57m
3.6 水泵扬程的校核
根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，符合所需扬程，然后校核水泵机组。
泵房内管路水头损失
∑h 水泵站内/m=∑hs+∑hd=1.00+0.44=1.44m 所以，水泵扬程
hi/m=49.31+1.44=50.74m
与估计扬程基本相同，选定的水泵合适。 3.7 其他附属设备的选择及其布置
1、引水设备
启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量为：
QV/(m3/s-1)=k⨯
{(Wp +Ws ) ⨯Ha } /{T ⨯(Ha -Hss ) }
=1.5⨯{（8.33+0.503）*10.33}/{5*60*（10.33-1.39）} =0.5
式中：
QV ————真空泵的最大排气量（/h） K ————漏气系数（1.05~1.10）
Wp ————最大一台泵泵壳内空气容积（） WS ————吸水管中空气容积（）
Ha ————105Pa 下的水柱高度，一般用10.33m T ————水泵引水时间（h ），一般用5min ，消防水泵取3min Hss ————离心泵的安装高度（m ） 真空泵的最大真空度:
HVmax/pa=Hss⨯1.01⨯105/10.33
=1.39⨯1.01⨯105/10.33=13590.51
式中：
HVmax ————真空泵中的最大真空（Pa ） Hss ————离心泵安装高度（m ），最好取吸水井隧道水位至水泵顶部的高差。 选取SZB-8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。 2、计量设备
在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管生，距离泵房5m 。
在压水管上设压力表，型号为Y-60Z, 测量范围为0.0-1.0MPa 。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z ，测量范围为-1.01*100000-0Pa。
3、起重设备
选取单梁悬挂式起重机SD*Q，起重量2t ，跨度5.5-8.0m ，起升高度3.0-10.0m 。 4、排水设备
设污水泵2台，一用一备，设集水坑1个，容积（m3）取为2.0*1.0*1.5=3.0. 选取50WQ10-10-0.75型潜水排污泵，其参数为： Q=10l/s H=10m n=1440r/min N=4.0kW 3.8 泵站平面布置
根据泵站布置原则，考虑到维护检修方便，巡视交通顺畅，将泵站总图布置得尽可能经济合
理、美观适用。最终送水泵站工艺布置如图纸所示。
根据起重机的要求计算确定泵房净高度为8m ，泵站长度为41m ，泵站宽度为12m 。
4. 参考文献
《水泵与水泵站》 哈尔滨工业大学出版社
《给排水设计手册·材料设备·绪册1》 中国建筑工业出版社 《给排水设计手册·材料设备·绪册2》 中国建筑工业出版社
5. 设计总结（小结）
一周的课程设计结束了，在这次课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
通过这次送水泵站工艺设计，本人在各个方面都有所提高。通过本次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际进行一次送水泵站工艺设计的实际训练，从而使我们的理论和生产实际相结合的能力有所提高，也让我们对送水泵站有了更深入的了解，并且也让我们所学习的相关知识在我们的脑海中形成体系，形成脉络。
在本次课程设计中，我也发现了我自身存在的许多不足，如基础知识不扎实，设计规范不够了解等。我会在今后的学习生活中逐渐改正这些不足并完善自我，使自己成长起来，也使自己变得更优秀。