取水泵房设计计算书

(一)取水泵站工艺设计

设计资料：

某厂新建水源工程近期设计水量80000,要求远期发展到120000，采用固定是取水泵房用两条直径为800mm虹吸自流管从江中取水。水源洪水位标高为26.14m（1%频率），枯水位标高8.29m(97%频率)。净水站反应沉淀池前配水井的水面标高为33.14m。虹吸自流管全长为85.5 m（其中在枯水位以上部分长55 m）。泵站至净水站的输水干管全长为700m，见取水泵站枢纽布置图。其中通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条虹吸自流管检修，要求另一条虹吸自流管通过75%最大设计流量是），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1.2 m。

试进行泵站工艺设计。

设计要求：

1.完成设计计算书一份，书写整齐并装订成册。

2.绘制泵房平面图、剖面图、立面图。文字书写一律采用仿宋字，严格按制图标准作图。

一、设计流量Q和扬程H

（1）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

所以

近期设计流量为 Q=1.05×80000/24=3500m3/h= 0.97222m3/s

远期设计流量为 Q=1.05×120000/24=5250m3/h= 1.45833m3/s

(2)设计扬程H

①泵所需静扬程HST

通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到吸水间的全部水头损失为8.29m-7.09m=1.2m。则吸水间中最高水面标高为26.14m-1.2m=24.94m，最低水面标高为8.29m-1.2m=7.09m.所以泵所需静扬程HST 为：

洪水位时，HST=33.14-24.94=8.2m

枯水位时，HST=33.14-7.09=26.05m

②输水干管中的水头损失∑h

设采用两条DN800的铸铁管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即

Q=0.75×5250=3937.5m3/h=1.09375m3/s,

查水力计算表5得管内流速

v=1.45m/s, i=0.00302

所以输水管路水头损失：

=1.1×0.00302×700=2.3254m

(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∑h

粗估2m，安全水头2m，

则泵设计扬程为：

枯水位时：Hmax=26.05+2.3254+2+2=32.3754m

洪水位时：Hmin=8.2+2.3254+2+2=14.5254m

二、初选泵和电机

由近期和远期的设计流量以及泵的设计扬程选择合适的泵

故近期选择1台800S32型泵

（Q=4698～6462 m3/h, H=25.4～35m，轴功率N=556～575kW，转数n=730r/min,），1台工作，1台备用。

远期增加1台同类型泵，2台工作1台备用。

根据800S32型泵的要选用Y500-8型异步电动机

（710kW，6000V）

效率78%～80.4%，气蚀余量为6.5m。

三、机组基础尺寸的确定

查泵与电机样本，计算出800S32型泵机组基础平面尺寸为2120mm×2250mm,机组总重量

W = Wp + Wm= 325+49500=49825N。

基础深度H可按下使计算H=

式中 L —— 基础长度， L=2.120m

B —— 基础宽度， B=2.250m

γ—— 基础所用材料的容重，对于混泥土基础， γ=23520N/m3

故 H=(3.0*49825)/(2.120*2.250*23520)=1.33m

基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.53 m。

四、吸水管路与压水管路设计

流量Q

Q1=25250=2625m3/h = 0.729m3/s

(1) 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/s

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

(2) 吸水管路直径

采用DN1300钢管，则V=1.373/s ，i=1.773‰

压水管的选取

采用DN1000钢管，则V=2.321m/s，i=6.362‰

五、机组与管道布置

详见附件CAD图纸

1> 基础布置

泵机组布置原则：在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。

<2>机组的排列方式

采用机组横向双行排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同时因各机组轴线在同一组平行直线上，便于选择起重设备。

本取水泵房采用方形钢筋混凝土结构，此类泵房平面施工相对方便，也便于泵和机组的布置。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后连接起来。泵出水管上设有液压蝶阀（（c）HDZs41X-10）和手动蝶阀（D2241X-10），吸水管上设手动闸板闸阀（Z545T-6）。为了减少泵房建设面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN1200的输水干管用每条输水管上各设有切换用的蝶阀（GD371 Xp-1）一个。

六、吸水管路与压水管路的水头损失的计算

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∑h s:

∑h s=∑h fs+∑h ls

1、吸水管路沿程水头损失:（吸水管：2m）

∑h fs=l1×is=1.773‰×2.000=0.0036m

2、局部水头损失:

∑h ls=(ζ1+ζ2) + ζ3

式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75。(l/d<4,ζ=0.75)

ζ2 ———DN1300钢管闸阀局部阻力系数，按开启度=0.125考虑，ζ2=0.15

ζ3 ———偏心渐缩管DN1300×1000,ζ3=0.20

则 ∑h ls=（0.75+0.15）×1.3732/2g+0.20×17482/2g=0.0866m

所以吸水管路总水头损失为:∑h s=∑h fs+∑h

ls=0.0036+0.08636=0.091m

②压水管路水头损失∑h d:

∑h d=∑h fd+∑h ld

1、压水管路沿程水头损失:

∑h fd =(l2+l3+l4+l5+l6)id1+l7×id2

∑h fd =(5.500+3.650+7.410+5.000+1.300)×63.62‰+2×4.97‰=1.464m

2、局部水头损失:

∑h ld=ζ4V32/2g+(2ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10）V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13)

V52/2g

式中 式中ζ4-DN300×450渐放管，ζ4=0.25

ζ4-800×1000渐放管, ζ5=0.25

ζ5-DN1000液控蝶阀, ζ6=0.15

ζ6-DN1000手动蝶阀, ζ7=0.15

ζ7-DN1000钢制90°弯头, ζ8=1.08

ζ8-DN1000钢制90°弯头, ζ9=1.08

ζ9-DN1000×1200渐放管, ζ10=0.25

ζ10-DN1200蝶阀, ζ11=0.3

则

∑h ld=0.25×3.6272/2g+(0.15+0.15+1.08×2+0.18×2)×2.3212/2g+(0.25+0.3)×1.6122/2g=0.168+0.1.270+0.073=1.511m

所以

压水管路总水头损失为∑h d=∑h fd+∑h ld=1.464+1.511=2.975m

则泵站内水头损失:∑h=∑s+∑d=0.091+2.975=3.066m，符合假设的实际水头损失。

所以泵的实际扬程为：

枯水位时：Hmax=26.05+2.3254+3.066+2=33.4414m

洪水位时：Hmin=8.2+2.3254+3.066+2=15.5914m

由此可见，初选的泵机组符合要求。

七、泵安装高度

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，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。

八、辅助设备选择

(1)起重设备的选择

选用YZR225M-8Z型电动机，其重量为6.33t(包括起重机重量和电动葫芦重量)，最大起吊高度为16.50+2=18.50m（其中2.0m是考虑操作平台上汽车的高度）。为此，选用桥式起重机（定制，起重量12t，双梁，跨度10m，LH-16电动葫芦，起吊高度24m）

(2)引水设备

泵系自灌式工作，不需要引水设备。

(3)排水设备

由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。

取水泵房的排水量一般按20～40 m3/h考虑，排水泵的静扬程按30.50-14.65=15.85m计，水头损失大约5m，故总扬程在15.85+5=20.85m左右，可选用IS65–50–125型离心泵（Q=15～30m3/h,

H=21.8～18.5m, N=3kW, n=2900 r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为802–2。

(4)通风设备