《泵与泵站》课程设计计算书[2]
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《泵与泵站》课程设计计算书[2]
⽬录1设计题⽬ (2)
2设计流量的计算 (3)
2.1 ⼀级泵站流量和扬程计算 (3)
2.2 初选泵和泵机 (5)
2.3 机组基本尺⼨的确定 (8)
2.4 吸⽔管路与压⽔管路计算 (9)
2.5 机组与管道布置 (10)
2.6 吸⽔管路和压⽔管路中⽔头损失的计算 (10)
2.7 泵的安装⾼度的确定和泵房简体⾼度计算 (13)
3泵站附属设备的选择 (13)
3.1 起重设备 (13)
3.2 引⽔设备 (13)
3.3 排⽔设备 (13)
3.4 通风设备 (14)
3.5 计量设备 (14)
4设备具体布置 (14)
4.1泵房建筑⾼度的确定 (14)
4.2 泵房平⾯尺⼨的确定 (14)
5泵站内噪声的防治 (14)
1设计题⽬
某给⽔⼯程净⽔⼚取⽔泵站设计（0901,0902班）
此为某新建给⽔⼚的⽔源⼯程。
（1）⽔量：最⾼⽇⽤⽔量为（35000＋200×座号×班级）吨/
天，由于该城市⽤电紧张，⼯业⽤电分时段定价，为了节省运⾏成本，取
⽔泵房采⽤分时段供⽔，⾼电费时段（6~20时）供应总⽇⽤⽔量的40%，
低电费时段（20~6时）供应⽇⽤⽔量的60%。
（2）⽔源资料：取⽔⽔源为地表⽔，洪⽔⽔位标⾼46.00m （1%频
率），枯⽔位标⾼39.25m （97%频率）
（3）泵站为岸边式取⽔构筑物，距离取⽔河道300m ，距离给⽔⼚2000m 。
（4）给⽔⼚反应池前配⽔井⽔⾯标⾼63.05m 。
（5）该城市不允许间断供⽔。
（6）地质资料：粘⼟，地下⽔⽔位-7m 。
（7）⽓候资料：年平均⽓温15℃，年最⾼⽓温36℃，年最低⽓温4℃，
⽆霜期300天。2 设计流量的计算
2.1 ⼀级泵站流量和扬程计算：
1．设计流量：
1. 为了减⼩取⽔构筑物、输⽔管道各净⽔构筑物的尺⼨，节约基建投
资，在这种情况下，我们要求⼀级泵站中的泵昼夜均匀⼯作。因此，
泵站的设计流量应为：T Q Q d r α=
式中 Qr——⼀级泵站中⽔泵所供给的流量(m3/h)；Qd——供⽔对象最⾼⽇⽤⽔量(m3/d)；
α——为计及输⽔管漏损和净⽔构筑物⾃⾝⽤⽔⽽加的系数，
⼀般取α=1.05-1.1T——为⼀级泵站在⼀昼夜内⼯作⼩时数。
考虑到输⽔⼲管漏损和净化⼚本⾝⽤⽔，取⽔⾃⽤系数α=1.05,则
⼀天总流量：35000+200×26×1＝40200t/d6-20时平均设计流量：1.05×40200×40%÷14＝1206t/h=0.3350t/s
20-6时平均设计流量：1.05×40200×60%÷10=25326t/h=0.7035t/s
考虑得到安全性，吸⽔管采⽤两条管道并联的⽅式。⼀条管的设计流
量为：0.7035×70%=0.4925t/s=492.5L/s2.设计扬程H：
(1）选择管径：
由查表可选择设计流量Q=492.5L/s可选⽤进⽔管为：700mm的管径，
流量为492.5L/s时的流速为：1.28m/s，1000i=2.79。⽔头损失为：，流量
为：∑hl=(1+15%)×2.79‰×300=0.963m,
流量为：0.3350×70%=0.2345t/s=234.5L/s时400 450 500 600 700 800
（⽶3/时）（升3/秒）
v 1000i v 1000i v 1000i v 1000i v 1000i v 1000i
828 230 1.78 10.90 1.40 5.76 1.13 3.33 0.79 1.34 0.60 0.68 0.46 0.35 838.8 233 1.80 11.19 1.41 5.91 1.15 3.41 0.80 1.37 0.61 0.690.46 0.36 849.6 236 1.82 11.48 1.43 6.06 1.16 3.49 0.81 1.41 0.61 0.71 0.47 0.37 860.4 239 1.85 11.77 1.45 6.21 1.17 3.57 0.82 1.440.62 0.73 0.48 0.38
由内插法算得流速为：0.610m/s ，1000i=0.700，⽔头损失为：∑h2=(1+15%)×0.700‰×300=0.242m。最⾼流速时吸⽔间中：最⾼
⽔⾯标⾼为：46.00-0.96=45.04m，最低⽔⾯标⾼为：39.25-0.96=38.29m。
最低流速时吸⽔间中：最⾼⽔⾯标⾼为：46.00-0.24=45.76m，最低⽔⾯标
⾼为：39.25-0.24=39.01m.所以流量为492.5L/s时泵的所需扬程HS。所以：
洪⽔位时：HST=63.05-45.04=18.01m
枯⽔位时：HST=63.05-38.29=24.76m
所以流量为251.2L/s时泵的所需扬程HST洪⽔位时：HST=63.05-45.76=17.29m
枯⽔位时：HST=63.05-39.01=24.04m(2）输⽔⼲管管中的⽔头损失∑h：J
采⽤两条DN600的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70%的设计流量。查⽔利计算表得：流量为492.5L/s时流速为：1.69m/s，1000i=5.78。⽔头损失为：∑h=1.1×5.78‰
×2000=12.72m。流量为234.5L/s时流速为：0.81m/s，1000i=1.39。⽔头
损失为：∑h=1.1×1.39‰×2000= 3.06m(3）泵站内管路中的⽔头损失hp:
泵站内管路⽔头损失估计为2m。
泵设计的扬程为：
枯⽔位时：Hmax=24.76+12.72+2+2=41.48m
洪⽔位时：Hmin=18.01+12.72+2+2=34.73m
流量为234.5L/s时Hmax=24.04+3.06+2+2=31.10m
2．2 初选泵和泵机：
(1) 管道特性曲线的绘制
管道特性曲线的⽅程为+∑h=H ST+SQ2
H=H
ST
——最⾼时⽔泵的净扬程，m;
式中 HST
∑h———⽔头损失总数，m;
S——沿程摩阻与局部阻⼒之和的系数；
Q——最⾼时⽔泵流量，m3/s
=24.76m ,把Q=0.7035m3/s,H=41.48m,代⼊上式得:S=33.78
H
ST
+33.78Q2=24.76+33.78Q2
所以管路特性曲线即为:H= HST
可由此⽅程绘制出管路特性曲线,见图1
表1 管路特性曲线Q-H关系表Q(m3/s) 0 0.16 0.28 0.47 0.56 ∑h(m)0.00 0.94 2.61 7.53 10.42 H(m0 24.76 25.70 27.37 32.29 35.18 Q(m3/s) 0.69 0.78 0.94 1.08 1.17
∑h(m)16.29 20.43 30.13 39.64 45.98 H(m) 41.05 45.19 54.89 64.40 70.74
(2）⽔泵选择选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律①⼤⼩兼顾，调配灵活
②型号整齐，互为备⽤
③合理地⽤尽各⽔泵的⾼效段
④要近远期相结合。―⼩泵⼤基础‖
⑤⼤中型泵站需作选泵⽅案⽐较
⽅案⽐较：表⼆
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
选⽤三台350S44（两⽤⼀备）540—820 两台并联43.82 41.48 96.20 85.08 335—410 ⼀台43.82 34.73 79.25 79—87
⽅案⼆选⽤四台300S58A 440.8—744.15 三台并联44.12 41.48 94.02 78 335.0—496.1 两台并联44.12 34.73 78.72 79.22
所以选择⽅案⼀
选三台350s44型泵（Q=0.27t/s~0.41t/s，H=50~37m，N=220kw,Hs=3.5m）。在⾼电价的时候⼀台泵⼯作，两台泵备⽤，在低电价时，两台泵⼯作，⼀台泵备⽤。
泵运⾏的⼯况点10
20
30
40
50
60
70
80
00.5
1 1.5Q(m/s)H (m )
管道的特性曲线单台350s44型泵的特性曲线两台350s44型泵并联特性曲线
图1-1 ⽔泵并联⼯况点的求解图
图1-3 350s44型泵基本参数
图1-4 350S44型泵⼯作曲线图
图1-5 350S44型泵安装尺⼨图2.3 机组基础尺⼨的确定：
根据350s44型泵的要求选⽤Y355M-4三相异步电动机
（220kw,380V）。
查泵和电机样本，计算出350s44的泵机组基础⾯积尺⼨为3000mm ×1600mm，机组重量W=WP+Wm=11050N+22100N=28550N。
基础深度H可按照下式计算：H=3.0×W/L/B/γ
＝3.0×28550÷3÷1.6÷23520=0.76m
式中L——基础长度，L=3.0m；B——基础宽度，B=1.6m；
r——基础所⽤材料的容重，对于混凝⼟基础，r=23520N/m3。
2.4 吸⽔管路与压⽔管路计算
（1）吸⽔管：
已知1Q=25326/2t/h=0.7035/2t/s=0.3518t/s=351.8l/s
吸⽔管路的要求:①不漏⽓管材及接逢②不积⽓管路安装
③不吸⽓吸⽔管进⼝位置
④设计流速:管径⼩于250㎜时，V取1.0～1.2 m/s
管径等于或⼤于250㎜时，V取1.2～1.6 m/s⑤ 采⽤DN500钢管，则v=1.73m/s,1000i=7.69。
（2）压⽔管：
压⽔管路要求①要求坚固⽽不漏⽔,通常采⽤钢管,并尽量焊接⼝,为便于拆装与检修,在适当地点可⾼法兰接⼝。为了防⽌不倒流，应在泵压⽔管路上设置⽌回阀。②压⽔管的设计流速：管径⼩于250㎜时，为1.5～2.0 m/s
管径等于或⼤于250㎜时，为2.0～2.5 m/s 采⽤DN450钢管，则v=2.14m/s,1000i=13.472.5 机组与管道布置：
为了布置紧凑，充分利⽤建筑⾯积，将三台机组交错并列布置成两排，两台为⼀排，⼀台在第⼆排。每台有单独的吸⽔管、压⽔管引出泵房后两两连接起来。泵出⽔管上设有液控蝶阀（DN600）和⼿动蝶阀（D371X-10,DN600）,吸⽔管上设⼿动闸板闸阀。为了节省⾯积，将其设计在切换井在泵房外⾯。两条DN600输⽔⼲管⽤DN600的蝶阀连接起来，每条⽔管上各设置切换⽤的蝶阀DN600⼀个。
