《泵与泵站》课程设计
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课程设计
设计名称 《泵与泵站》课程设计
题目名称 送水泵房设计
专 业 给水排水工程
年级班别 12给水排水（2）
学 号 xxxxxxx
学生姓名 xxx
指导教师 xxx
2014年1月16日 .
. 《泵与泵站》课程设计说明书
本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建给水工程的送水泵房。
一、设计目的
本课程设计的主要目的是把《泵与泵站》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，同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。
二、设计基本资料
1、某城市最高日用水量为 4 万m3/d，时变化系数Kh=1.6，日变化系数Kd=1.3，管网起点至最不利点水头损失为12m，最不利点 地面标高为20m，楼房一般四层（服务水头20m），泵站至管网起点设两条输水管（均为铸铁管），每条长500m，管径500mm，泵站处地面标高为17.2m，吸水井最高水位17.70m，最低水位14.20m，按一处火灾核算，消防流量30L/s，发生火灾时管网起点至最不利点水头损失为17.50m，管网中无水塔。
2、地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。
3、水厂为双电源进行。
三、工作内容及要求
本设计的工作内容由两部分组成：
1、说明书
2、设计图纸
其具体要求如下：
1、说明书
（1）设计任务书
（2）总述
（3）水泵设计流量及扬程
（4）水泵机组选择
（5）吸、压水管的设计
（6）机组及管路布置 .
. （7）泵站内管路的水力计算
（8）辅助设备的选择和布置
（9）泵站各部分标高的确定
(10)泵房平面尺寸确定
1、设计图纸
根据设计计算成果及取水构筑物的布置草图，按工艺初步设计要求绘制送水泵房平面图、剖面图及机组大样图，图中应绘出各主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。
泵站建筑部分可示意性表示或省略，在图纸上应列出泵站主要设备及管材配件的等材料表。
一、总述
本设计中，送水泵房为矩形，长为23.472m，宽为9.340m。泵房为半地下式，泵房上设有操作平台，建筑总高为9.447m。水泵采用两台12Sh-9A型泵、两台20sh-9A型水泵（一备一用），电机分别配JS-116-4型和JSQ-1410-6型。吸水管采用DN700和DN500两种规格，压水管采用DN600和DN400两种规格。管材为钢管，采用管路配件均为钢制零件。起重机选用LD-A型电动单梁起重机，起重量为5t。设200×200排水沟，选用50QWDL-15潜水排污泵，真空泵选用两台SZ-1J型真空泵，一用一备。
二、设计流量的确定与设计扬程的估算：
（1）输水管管径的确定
查规范可得：输水铸铁管的设计流速范围1.0~1.5m/s，最高日用水量为4万m3/d，有两条输水管，按每条输水管承担2万m3/d。通过计算，当管径为500mm时，输水管的流速为1.18m3/s，符合要求
（2）设计流量的确定
该城市管网无设置水塔，因此设计的泵站采取分级供水方式，既设计流量Q按最高日最高时用水量计算，已知：最高日用水量Qd=4×104m3/h，时变化系数Kh=1.6，因此最高日最高时用水量为：
sLsLQKQdh/741/360010241046.12434
（3）设计扬程的估算
1）水泵所需的静扬程的HST： .
. 当吸水井水位最高时：HST=20.00－17.70=2.30m
当吸水井水位最低时：HST=20.00－14.20=5.80m
水泵所需的静扬程由供水的最不利点决定，故水泵所需的静扬程为5.80m
2）泵站至管网起点的水头损失∑h输：
泵站至管网起点的水头损失，以最不利情况计算，既当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75％的设计流量。由此计算得出每条输水管的设计流量：
Q’=0.75Q=0.75×741L/s=556L/s
由《给水排水设计手册第一册》401页的水力计算表可查得
当Q=550L/s时，V=2.80m/s，1000i=20.7
当Q=560L/s时，V=2.85m/s，1000i=21.4
利用“内插法”可求得Q’=500L/s输水管的水力坡度i为：
1000i=21.089 v=2.83m/s
所以输水管的水头损失为：∑h输=1.1×21.089×10-3×500=11.60
（其中1.1是包括局部损失而加大的系数）
3）泵站内的管道水头损失hp初估计为2m
4）安全水头初估计为2m
5）已知管网最不利点的水头损失为12m，服务水头为20m。则水泵的设计
总扬程为：H=HST+Hsev+∑h输+∑h网+hp+安全水头
=5.80+20.00+11.60+12.00+2+2=53.40m
三、初选泵和电机
（1）可选用的泵及其性能
在课程设计当中，只考虑sh型水泵。当在最不利的情况下，流量和扬程要求最大时，Q=471L/s,H=53.40，在sh型水泵性能曲线型谱图上画出a点（741,53.40）
流量和扬程要求最小时，Q=30L/s,由于流量极小。泵站、输水管和配水管网中的水头损失也很小，现假定此三者之和为2m，则该点的扬程为：H=HST+Hsev+2+hp+安全水头H=5.80+20+2+2=29.8m，故Q=30L/s，H=29.8m。
在Sh型水泵性能曲线型谱图上画出b点（30,29.8）。连接a、b两点，选泵的范围即落在与ab连线相交的泵高效段内。初选结果如下：
12Sh-9A 12Sh-9B 20Sh-9 20Sh-9A
各泵的参数见下表：
泵型号 流量
(L/s) 扬程
(H) 转数
(r/min) 功率(KW)
效率(％) 吸上高度
Hs(m) 叶轮直径
(mm) 重量
(kg) 轴功率 电动机
功率
12Sh-9A 147 55
1470 99.2
155 80
4.5 402 809 200 49 115.6 83
248 42 131 78
12Sh-9B 140 47.2
1470 99.2
135 80
4.5 378 809 190 43 115.6 83
232 37 131 78 .
. 20Sh-9 430 66
970 340
520 82
4 682 2570 560 59 390 83
680 50 433 77
20Sh-9A 390 58
970 300
380 74
4 640 2570 530 50 347 75
630 42 360 72
（2）管道的特性曲线
管道的的沿程阻力系数和局部阻力系数之和S=（∑h输+∑h网+hp）/Q2=（11.6+12+2）/0.7412=46.66（S2/m2）
故管道的特性曲线方程为H=HST+SQ2=(5.8+20+2)+46.66Q2=27.8+46.66Q2
（3）泵的组合方案及比较：
根据初选泵组合不同的方案，查手册《给水排水设计手册 材料设备 续册二》112页，在坐标纸上做出各泵的单泵特性曲线和不同组合下并联的特性曲线，以及管道特性曲线（见附图），结合附图与表格比较两个方案，选出最佳方案
方案编号 用水变化范围
(L/s) 运行泵及其台数 泵扬程
(m) 所需扬程
(m) 扬程
利用率
(％) 泵效率
(％)
方案一选用
两台12Sh-9A
一台20Sh-9A 690-760 两台12Sh-9A
一台20Sh-9A 56-55 50-55 89-100 80-83
73-78
590-690 一台12Sh-9A
一台20Sh-9A 54-50 44-50 81-100 81-83
70-78
520-590 一台20Sh-9A 50-44 40-44 78-100 70-78
290-520 两台12Sh-9A 56-40 32-40 63-100 75-83
＜290 一台12Sh-9A ＞32 ＜32 ＜83
方案二选用
一台12Sh-9A
一台12Sh-9B
一台20Sh-9 680-760 一台12Sh-9A
一台20Sh-9 58-55 49-55 85-100 80-82
75-78
470-680 一台20Sh-9A 63-49 38-49 60-100 70-78
290-470 一台12Sh-9A
一台12Sh-9B 48-38 32-38 67-100 70-77
75-82
260-290 一台12Sh-9A 39-31 31-32 80-100 70-75
＜260 一台12Sh-9B ＞31 ＜31 ＜80
经过对比可得出：方案一的扬程利用率高于方案二，同时方案一的泵效率优于方案二，并且方案一泵的型号整齐简单，易管理和维护，因此最终选择方案一，既为两台12Sh-9A，两台20Sh-9A（一台20Sh-9A为备用泵） .
. (4)电动机的选择
查看《给水排水设计手册第十一册》第一版（其余的参考手册为第二版），从泵的功率和转数，选择与之相匹配的电动机，最终确定电动机的方案
水泵型号 电动机型号 功率
(Kw) 转数
(r/min) 重量
(kg) 电压
(V)
12Sh-9A JS-116-4 155 1470 1080 380
20Sh-9A JSQ-1410-6 380 985 3550 6000
（5）机组基础的确定
1)机组的基础尺寸
机组基础搭配 总长
(mm) 总宽
(mm) 水泵重量
(kg) 电机重量
(kg) 总重量
(kg)
12Sh-9A、JS-116-4 2254 1020 809 1080 1889
20Sh-9A、JSQ-1410-6 3282 1340 2570 3550 6120
12Sh-9A泵与JS-116-4电动机组基础
