泵站工艺设计课件

0.33
0.51
0.42
0.67
0.59
1.05
0.91
1.51
1.32
2.06
0.175 1.79
0.011 0.038 0.050 0.063 0.075 0.085 0.100 0.125 0.150
绘制水泵性能曲线
这里以最高时+加消防时为例
绘制需要扬程曲线
工作点求解、校核及调速泵转速求解
1
因为市区老配水厂有1000m³ 清水池4座，所以 新配水厂采用两座容量为4000m³ 方形水池，边长为 31.2m,存水高4.2m，取安全超高0.3m，池内净高 4.5m ，保温覆土为0.7m。
清水池特征水位的确定
清水池最高水位 水深 h0 = 4000÷31.22 = 4.11m。 H0 = 4.11－2.2=1.91m 最高时 此时池内存安全储水和消防水量共7533m3 ， 按新旧水厂存水比例新水厂存水量为5022 m3。 最小水深 h2=（5022÷2)÷31.22 =2.58 m 最低水位 H2= 2.58－2.2 = 0.38m 设计水位 H2设=(H0＋H2)=（1.91－2.2）/2 =-0.145
主泵房剖面布置图
副厂房平面布置
副厂房包括高、低压配电室，变电室，值班 室 等，与二级泵房联建，同为砖混结构，顶高同泵 房，根据上述平面布置，综合考虑电器设备数目 及规格，以及必要的操作维修空间，设计各部分 平面尺寸如下表：
建筑名称 高压配电室 低压配电室 平面尺寸（m×m） 5.38×12.0 3.62×20.4 建筑面积（m2） 64.56 73.85
并联管路 单泵工作
最高时
2号
3号 1号
88.4
87.0 80.7

振动：泵在 运行时的振 动强度
泵的效率：泵的输出功率与输入功率之比，反映了泵的能量转换效率 泵的损失：包括机械损失、水力损失、容积损失等，这些损失会影响泵 的效率和性能 提高泵效率的方法：优化泵的设计、选择合适的材料、提高制造精度等
泵损失的影响：损失过大会导致泵的性能下降，甚至无法正常工作
Part Four
添加标题
泵池的作用：储存和 调节泵站的水量，保 证泵的正常运行
添加标题
管道的作用：连接泵 站与供水或排水系统， 实现水的输送
添加标题
阀门的作用：控制水 流的方向和流量，保 证泵站的正常运行
添加标题
控制系统的作用：监 控泵站的运行状态， 实现泵站的自动化控 制
Part Three
泵的分类：根据工作原理和 结构特点，可以分为离心泵、 轴流泵、混流泵等
采用高效节能泵：提高泵的效率，降低 能耗
优化泵站布局：合理布局泵站，减少管 道长度，降低能耗
采用变频技术：根据实际需求调节泵的 转速，降低能耗
采用节能材料：使用节能材料，降低泵 站的能耗
采用智能控制系统：实现泵站的智能化 控制，降低能耗
采用绿色能源：利用太阳能、风能等绿 色能源，降低能耗
控制系统类型：PLC、DCS等
泵站设计需要考虑的环境因素：地形、 地质、气候等
泵站设计需要考虑的经济因素：投资、 运行成本、维护成本等
泵站设计需要考虑的安全因素：防洪、 防震、防雷等
泵站设计需要考虑的环保因素：噪音、 振动、污染等
泵站设计需要考虑的智能化因素：远 程监控、自动控制、故障诊断等
汇报人：
,
汇报人：
01 02 03 04 05
06
Part One
Part Two

水污染控制工程（上） 第五章
粗格栅
31
黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章
细格栅
32
黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章
弧形格栅除污机
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三、吸水管与 黄石理工学院 （环境学院）
第五章 排水泵站的设计
本章内容
第一节 排水泵站的功用和设置地点 第二节 常用排水泵 第三节 污水泵站设计 第四节 雨水泵站设计 第五节 排水泵站水力计算
1
黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章
本章重点
•常用排水泵 •排水泵工作特性 •泵站的结构
本章难点
•泵站设计
2
黄石理工学院 （环境学院）
离心泵分卧式和立式两种形式
立式 优点
它占地面积较小，能节省造价 水泵和电动机可以分别安放在适宜的地方
立式 缺点
对安装技术和机件精度要求都较高 检修不及卧式泵方便
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黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章
立式泵
卧式泵
10
P136图5-2
11
黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章
20
黄石理工学院 （环境学院）
二、排水泵站的工作特性
１．离心泵P141图5－8
流量较小，扬程较高， 用于提升污水。
其最高效率点两侧下 降较缓，比较容易控制在 高效率状况下运行；水泵 的轴功率曲线表明，qV＝ 0时，轴功率最小，所以
应闭闸启动，以减少电动
机的起动电流。
水污染控制工程（上） 第五章
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黄石理工学院 （环境学院）
水污染控制工程（上） 第五章

泵与风机 第18讲
泵站的设计（一）
Hale Waihona Puke 水泵站的组成：（1）水泵机组： 泵站的心脏；
（2）吸压水管路系统：
水泵的进水管路（吸水管路）和出 水管路（压水管路）；
（3）吸水井（集水池）：
通过吸水管从吸水井吸水；
（4）控制、调节和安全设备：
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；
（5）计量和检查设备：
d 2g 2g
i l v 2 （表中能够查出1000i）
d 2g
hfhm(管长 i)2 v2g (管长 表 10中 0) 0数 2 v2g据
123...
注意：与各个局部阻力系数相对应的速度
43
2. 给水泵站工艺设计
一般步骤与方法：
（7）选择泵站中的附属设备： ① 起重设备； ② 引水设备（自灌式不需引水设备）； ③ 排水设备； ④ 通风设备； ⑤ 计量设备。
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吸水、压水管路阻力损失精算
沿程阻力：
hf

l d
v2 2g

柯列勃洛克公式求解
1 2lg K 2.51

3.7d Re
莫迪图（基于柯列勃洛克公式）
局部阻力：
hm


v2 2g

查设计手册
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简化计算：
莫迪公式：
0.00[15 (2 500 K 010 60 )1/3]
2. 给水泵站工艺设计
设计步骤与方法：
（1）确定设计流量和扬程；
二级泵站的设计流量：
一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵的分级供水线。
小城市给水系统，多采用泵站均匀供水方式，泵站设计流量按 最高日平均时用水量计算。

第一节 农田灌溉流量 农田灌溉水量=作物需水量+田间耗水量 泵站提水量=农田灌溉水量+渠系损失水 量
43
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第二节 城镇给水流量
给水系统示意图 1. 取水构筑物 2.一级泵站 3.水处理构筑物 4. 清水池 5.二级泵站 6.输水管 7.管网 8.水塔
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（2）向水塔供水时，可适当减小泵站装机容量
118
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四、柴油机的选型
1.计算柴油机的配套功率，按12h功率或持续功率 初选 2.确定水泵工作范围 3.确定柴油机的允许工作范围
120
4.确定柴油机的实际工作范围 121
5.校核柴油机实际工作范围
柴油机实际工作范围的校核
第五节 传动设备
一、直接传动二、齿轮传动三、皮带传动四、液压传动
122
在上述基础上扣除排水渠水力损失作为泵站最低 运行水位，是水泵安装高程的确定依据 （4）平均水位：取与设计水位同 2.出水池水位 （1）防洪水位：按建筑物相应等级确定
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第二节 管路损失扬程 81
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第四节 简单管路泵站需要扬程 83
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第六章 水泵机组选型与配套 第一节 水泵类型和规格
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(3) 做功行程：进气门、排气门均关闭。当压缩 行程接近终了时，高压油泵将柴油喷入汽缸燃烧 室，与空气混合后立即自行点火燃烧。高温高压 燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲 柄连杆机构输出机械能 (4) 排气行程：排气门开启，进气门关闭，活塞 从下止点向上止点运动。废气通过汽缸内外压差 作用和活塞排挤作用向缸外排出

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地脚螺栓长度l=30d（d为地脚螺栓直径，见手册泵参数表）
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混凝土密度：2500kg/m3
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(3) 机组布置应满足下列要求：
• 相邻两个机组基础间净距： 电机容量≤55 kw时，≥0.8m； 电机容量>55 kw时，≥1.2m；
• 相邻机组突出部分间的净距以及突出部分与墙壁间净距： 电机容量≤55 kw时，≥0.7m； 电机容量>55 kw时，≥1.0m；
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5、吸水管和压水管的设计
➢布置图式 ➢管径计算 ➢管材及配件规格决定(见指示书）
➢管道敷设地点 有关水泵吸、压水管路的设计与布置可参考教材 有关章节。
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吸水管的布置
应尽量减少吸水管中的水头损失； 泵站中通常每台水泵应有单独的吸水管； 吸水管上一般不设闸阀，只有当吸水井中水位高于水泵安装高
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泵站中如选用几种不同型号的泵，则应按 吸水性能最差的泵来计算，算出HSS后，可 确定其泵轴标高，减去泵轴至底脚的高度， 再减去底座和基础突出地面的高度，就得 到室内地坪标高。
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一般水泵基础比地板高20～30cm。水泵安装位置 决定后，管道立面布置尺寸也就决定了。
注意:吸、压水管道水平段的标高是由起控制作用的 那台泵的轴线标高、通过吸、压水口以及偏心异径管 与泵轴高差推出的。→压水管交联情况可推出各泵的 泵轴标高 →最后可确定各机组基础的标高。
压水管管径按通过的最大流量及设计流速决定，设计 流速可按下述数据决定：
d<250mm V采用1.5～2.0 m/s d≥250mm V采用2.0～2.5 m/s 总压水管管径在泵站内按上述原则决定，在站外按输 水管管径决定。
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管道敷设地点
当泵站为地面式或埋深不大，站内管道直径小于 500mm时，管道一般设在管沟中，管沟的宽度视管径 的大小而定（平行管路，管壁相距0.4-0.5m,管壁到管沟 有300mm的间距，管顶距盖板有100mm的间距），沟 底应有1%坡度坡向集水坑。

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３、给水泵站的分类
取水泵站平面布置
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３、给水泵站的分类
取水泵站平面布置
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３、给水泵站的分类
取水泵站效果图
缆车式取水泵站取水泵车
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３、给水泵站的分类
• 设计注意点
A、泵房形式：山区一般圆形钢筋混凝土结构。“贵在 平面”
B、在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性、泵房筒体 的抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡等方面。
• 水泵机组的布置
1、 纵向排列(即各机组轴线平行单排并列) 适用于如IS型单级单吸悬管式离心泵。
机组布置基本要求 工作可靠、运行安全、维修方便、管道简单、考虑扩建发展。
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6.4 水泵机组的布置和基础设计
机组之间各部尺寸要求：
C
D
3 B2
F1
A
水泵机组纵向排列
(1)水管外壁和墙壁的净距A：A=最大设备的宽度加1m， 但A≮ 2m。 (2)水管与水管之间的净距B：B＞0. 7m (3)水管外壁与配电设备的安全操作距离C：当为低压配 电设备时C≮ 1. 5m，高压配电设备C≮ 2m。
(2)直H接供 H水ST ' h Hsev (1～2)
HST’——水源井中枯水位(或最低动水位)与给水管网中 控制点的地面标高差(mH2O)； Σh——管路中的总水头损失(mH20)； Hsev——给水管网中控制点所要求的最小自由水压(也 叫服务水头)。
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二级泵站的设计流量
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例题
根据给水管网设计资料，己知最高日最高时用水量

分散式布置
根据工艺要求，将单台泵 分散布置在各处，便于流 量调节。
半集中式布置
结合集中式和分散式的特 点，泵房内集中布置部分 泵，其他泵分散布置。
泵的安装高度
吸上式泵
泵安装高度必须低于液面 ，以便形成一定的真空， 使液体自行流入泵内。
灌入式泵
泵安装高度必须高于液面 ，液体通过灌入管进入泵 内。
自吸式泵
电机控制方式
根据实际需求，选择电机的控制方式，如手动控制、自动控制等。
电机保护
为电机配置合适的保护装置，如过载保护、短路保护等，确保电机 的安全运行。
控制系统设计
控制方式选择
01
根据实际需求，选择合适的控制系统，如手动控制、自动控制
、远程控制等。
控制元件配置
02
根据控制系统需求，配置合适的控制元件，如传感器、执行器
技术先进
采用先进的技术和设备，提高取水泵 站运行的自动化程度和智能化水平， 降低人工干预，提高运行效率。
设计流程
设计审查与优化
在设计过程中，应组织专家进行多轮审查 和优化，确保设计方案的合理性和可行性 。
需求分析
明确取水泵站的功能需求，分析水源条件 、供水需求、地理环境等因素，为后续设 计提供依据。
泵安装高度可高于或低于 液面，通过自吸结构使液 体进入泵内。
04
取水泵站结构设计
泵房设计
泵房尺寸
根据泵站规模和工艺要求，确定 泵房的平面尺寸和高度。
泵房结构形式
根据地质勘察资料和荷载要求，选 择合适的泵房结构形式，如砌体结 构、混凝土结构或钢结构等。
基础处理
根据地质勘察资料，对泵房基础进 行必要的处理，如换填、桩基等， 以确保泵房的稳定性和安全性。

• Minimum diameter at the bottom （PUST）increa ses the water velocity and facilitate the pum ping of solid matters
• 底部直径缩小(PUST)增加了水的流速，有利于泵送 固体介质
• Minimum stop level for SE1/SEV with stainless steel jackets is just above the pump housing
•
每小时 最大启停次数
1
• Zmax •
= minimum cycle period [h] = T
最小运行周期
11
•2 – Calculating the effective volume – theory 有效容积计算－原理
Minimum cycle period 1
T=
Zmax
最小运行周期
Pumping period Tp 泵送周期 Stopping period Ts 停泵周期 Cycle period Tp + Ts 运行周期
2
Basic process of PPS des ign
泵站设计基本步骤
Related information collect ion
相关信息收集
Designed inflow, head 设计入流流量、扬程
Elevation of ground, inlet and disch arge
地面、进出水管标高
• 距离太远，水泵运行周期过长，增加 了沉淀和堵塞的风险
• The right distance will give th e optimal tank size

用途：江河湖海提水、城市排污、农田灌溉、水产养殖。 全封闭式：用于干式泵房，便于操作、维修。 清水润滑式：可输送污水、泥砂水。 防腐耐磨损喷涂：可输送含酸、碱排泥水泵砂站的工流艺体设计。
３．轴流泵 主流方向和 泵轴平行
排水泵站工艺设计
４．螺旋泵
特点
提升絮 体易碎 的回流 活性污 泥
没有阻塞问题 结构简单，可自行制造 无需辅助设备 无需正规泵站 基建投资省
人工、机械， 目前一般采用 机械格栅
排水泵站工艺设计
粗格栅 格栅动画
细格栅
排水泵站工艺设计
5.3.3吸水管及出水管
泵前的管道称为吸水管，泵后的管道为出水管
局部泵站 提升某些低于街管建筑污水入 街管
排水泵站工艺设计
二、布置位置
需从技术和经济角度考虑： ➢当地卫生要求 ➢地质条件 ➢电力供应 ➢设置应急出口渠的可能性 •与居住及公共建筑保持适当距离（臭味、噪声） •注意高程衔接
排水泵站工艺设计
三、排水泵站的设备
泵
电机
引水设备
变配电 格栅
发电机 起重设备
进水池容积还与水泵的操作方式有关，人工操作每小时不宜多于4次，自动操作每 小时不宜多于6次。 进水池底部应设集水坑，深度一般不小于0.5m，池底向坑口倾斜，坡度不宜小于 10％。 进水池中应设水位指示器。 污水泵站进水池内应设置格栅以阻挡粗大的物质，保护水泵。
排水泵站工艺设计
5.3.2 进水池
1.5~2.0m ≥0.5m
排水泵站工艺设计
雨水泵特点
出水量大扬程小
雨
雨水泵选择
轴流泵和混流泵
水 泵
设计流量
入流沟道流量的120%
的
选型要求
满足最大设计流量的要求，