中国矿业大学——环境与测绘学院《水泵及水泵站》课程设计说明书目录1.设计目的及基本资料-----------------------------32.设计流量--------------------------------------43.自流管设计------------------------------------44.水泵设计流量及扬程----------------------------45.水泵机组选择----------------------------------56.吸、压水管的设计------------------------------57.机组及管路布置--------------------------------68.泵站内管路的水力计算--------------------------69.辅助设备的选择和布置--------------------------810.泵站各部分标高的确定--------------------------911.泵房平面尺寸确定------------------------------9设计目的及基本资料设计目的:本课程设计的主要目的是把《水泵及水泵站》、《给水工程》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。
设计基本资料:1. 某中小水厂，近期设计水量6万米3/日，要求远期10万米3/日（不包括水厂自用水）2. 原水厂水质符合饮用水规定。
根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。
取水头部到吸水井的距离为80米。
3. 水源洪水为标高为48.7米（1％频率）；枯水位标高为30.2米（97％频率）；常年平均水位标高为39.8米。
4. 净水厂混合井水面标高为58.1米，取水泵房到净水厂管道长900米。
5. 地区气候资料可根据设计需要自设。
6. 水厂为双电源进行。
一、设计流量Q考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.04，则：近期设计流量为Q＝1.04×60000/24＝2600m3/h＝0.7222 m3/s 远期设计流量为Q’=1.04×100000/24=4333 m3/h=1.2037 m3/s 二、自流管设计设计流量Q1＝Q'2=0.60185m3/s取经济流速V＝1.5 m/s，计算得D查设计手册，采用两条DN800×10钢管作为自流管，流速V＝1.19 m/s，1000i＝2.05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’＝0.9028m3/s，查得：V=1.79m/s,1000i=4.59从取水头部到吸水间水头损失h沿程= I• L =4.59/1000×100=0.459m三、水泵设计流量及扬程1）水泵所需静扬程Hst洪水位时 Hst＝58.1-48.7+0.459=9.859 m枯水位时 Hst＝58.1-30.2+0.459=28.359 m2）输水干管中的水头损失Σh设采用两条DN800×10钢管并联作为原水输水干管，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’=0.9028 m3/h,查得V＝1.79 m/s，1000i＝4.59所以Σh＝1.1×4.59＝5.049 m（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＝28.359+5.049+2+2＝37.408 m设计枯水位时，Hmax＝9.859+5.049+2+2＝18.908 m设计洪水位时，Hmin水泵设计流量Q＝Q'==1444.4 m3/h3四、水泵机组选择近期三台20sh－13a型水泵（额定流量Q＝1746 m3/h，额定扬程H＝37m，额定功率N＝185kw），两台工作，一台备用。
远期增加一台同型号水泵，三台工作一台备用。
根据20sh－9A型水泵的要求选用JR136-6电动机（240kw，380v，水冷式）。
机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，计算出20sh－13A型水泵机组1基础平面尺寸为3464×1450，机组总重2量W＝W p＋W m＝23400+19700＝43100N基础深度H可按下式计算：H＝ 3.0W⨯⨯L Bγ式中L——基础长度，L=3.464m；B——基础宽度，B=1.45m；γ——基础所用材料的容重，对于混凝土基础来说，γ＝23520N/m3＝1.094m故H＝ 3.0WL Bγ⨯⨯基础实际深度连同泵房地板在内应为2.094m 。
五、吸、压水管的设计每台水泵有单独的吸水管与压水管1） 吸水管已知 Q 1＝1.2037＝1444.4 m 3/h查手册，采用DN700×10钢管，则 V ＝1.04m/s ，1000i ＝1.882） 压水管查手册 ,采用DN500×10钢管，则V ＝1.97m/s ，1000i ＝9.96六、 机组及管路布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。
每台水泵有单独得吸水管，压水管引出泵房后两两连接起来。
水泵出水管上设有电动蝶阀（D940X-0.5）和手动蝶阀（D40X-0.5），吸水管上设手动闸板闸阀（WZ545T-6）.为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN900输水管用DN900液动蝶阀（D741X-10）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀（D741X-10）一个。
七、 泵站内管路的水力计算取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图。
1） 吸水管路中水头损失Σh sΣh s ＝Σh fs +Σh lsΣh fs ＝l 1•i s ＝1.095×1.88/1000＝0.00206mΣh ls ＝(ζ1+ζ2) •222V g ＋ζ3•212V g式中 ζ1——吸水管进口局部阻力系数，ζ1＝0.75 ；ζ2——DN600闸阀局部阻力系数，按全开考虑，ζ2＝0.3 ；ζ3——偏心渐缩管DN600*300，ζ3＝0.21 。
则 Σh ls ＝[(0.75+0.3)×0.055+0.21×3×3/2/9.8]=0.154 m故 Σh s ＝Σh fs +Σh ls =0.00206+0.154=0.15606 m2) 压水管路水头损失Σh dΣh d =Σh fd +Σh ldΣh fd =(l 2+l 3+l 4+l 5+l 6)•i d1+l 7•i d2=(3.901+1.423+3.30+4.026+0.443)×9.96/1000+2.286×4.59/1000=0.2354 mΣh ld =ζ4•232V g +(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10)•242V g +(ζ11+ζ12+ζ13)252V g式中 ζ4——DN300×500渐放管，ζ4＝0.29；ζ5——DN500钢制45度弯头，ζ5＝0.48；ζ6——DN500电动蝶阀，ζ6＝0.315；ζ7——DN500伸缩接头，ζ7＝0.21ζ8——DN500手动蝶阀，ζ8＝0.15；ζ9——DN500钢制90度弯头，ζ9＝0.96；ζ10——DN500×800渐放管，ζ10＝0.31；ζ11——DN800钢制斜三通，ζ11＝0.5；ζ12——DN800钢制正三通，ζ12＝1.5；ζ13——DN800蝶阀，ζ13＝0.15。
则 Σh ld ＝2.21 m故 Σh d =0.2354+2.21=2.4454m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：Σh ＝Σh s +Σh d ＝0.1561+2.4454＝2.60 m因此，水泵的实际扬程为：设计枯水位时，H max ＝28.359+5.049+2+2.6＝38.008 m设计洪水位时，H min ＝9.859+5.049+2+2.6＝19.508m由此可见，初选水泵机组符合要求。
八．辅助设备的选择和布置1) 起重设备最大起重为JSQ1410-6型电动机重量Wm ＝3550kg ，最大起重高度为12.19+2.0＝14.19m （其中2.0m 是考虑操作平台上汽车高度）。
考虑选用DL 型电动单梁桥式起重机，起重量为5T ，跨度19.5m ，起重高度18m 。
2） 引水设备水泵是自灌式工作，不需要引水设备。
3） 排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。
沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。
取水泵房的排水量一般按20～40m 3/h 考虑，排水泵的净扬程11.15m 考虑，水头损失大约5m ，故总扬程在17m 左右，可选用IS80-65-125A 型离心泵两台，一台工作，一台备用，配电机Y112M-2。
(380v, 2900 r/min ,8.2A, 4000W ,η＝75％ ) 。
4） 通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空－空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。
按泵房每小时换8～10次所需要风量计算，排量为8～10V ≈9646m 3/h ，选用两台T30－7型轴流风机（叶轮直径700mm ，转速960r/min ，风量12000m 3/h ，叶片角25°，配套电机JO2-21，N＝0.8kw）。
5）计量设备在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。
九．泵站各部分标高的确定1）水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。
已知吸水间最低动水位标高为29.5m，为保证吸水管吸水，取吸水管的中心标高为27.8m（吸＝1.34m）。
取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水水管上缘的淹没深度为29.5－27.8－D2+0.55）＝26.9m。
洪水位标高为48.8m，考虑1.0m的浪高，则操作平间底板标高为27.8-（D2台标高为48.8+1.0＝49.8m。
故泵房筒体高度为：H＝49.8－26.9＝22.9 m2）泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为22.9m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的高度水泵1.457m，取1.5m，电动葫芦的高度1.4m，起重机梁0.66m，起重绳垂直长度1.2X（X为宽度），2.2m。
