泵與泵站設計計算書

1、目錄1 吸水井71.1 吸水井設計水位71.2 吸水井標高71.3 吸水井布置81.4 吸水井長度82 水泵選擇82.1 供水流量計算92.2 供水曲線及分級供水92.3 水泵揚程計算102.4 水泵選擇112.5 吸水管和出水管管徑122.6 水泵基礎計算133 二級泵房平面布置143.1 水泵基礎布置143.2 水泵基礎布置144 二級泵房高程布置144.1 水泵安裝高度154.2 水泵及管線相關標高164.3 起重設備及泵房高度165 真空泵設計計算185.1 抽氣量185.2 最大真空值186 排水泵設計計算197 消防校核19泵房設計計算說明書1 吸水井二級泵房前設吸水井，以調(diào)節(jié)水量

2、，使水位穩(wěn)定。1.1 吸水井設計水位吸水井設計最高水位為清水池最高水位，即42.3m，設計最低水位按照最不利情況考慮，即設計最低水位為清水池池底標高減去清水池至二級泵房吸水井的水頭損失。清水池設一根出水管，出水管管徑取為DN900，管內(nèi)流速為1.10m/s。查水力計算表可得，輸水管水力坡降為i=0.15%。取清水池到二級泵房吸水井之間管道總長為50m，則輸水管沒程水頭損失為局部水頭損失計算如下：表1-1 吸水井前管道局部水頭損失計算表配件名稱數(shù)量規(guī)格局部阻力系數(shù)90度彎頭1DN9001.1蝶閥2DN9000.4進出口2DN90023.5由上表計算可得，局部水頭損失為：則總水頭損失為：清水池最低

3、水位為40.2m，則吸水井最低水位為39.91m。1.2 吸水井標高喇叭口離吸水室底部的最小距離h1一般吸水管的最小懸高高度h1=(0.60.8)D1，大管徑采用較小系數(shù)，小管徑采用較大系數(shù)。吸水管600mm。根據(jù)S3圖集所選的喇叭口直徑為900mm。則h1=0.7×900=630mm。取h1=700mm。喇叭口的最小淹沒水深h2喇叭口垂直布置時的淹沒水深一般大于1.5D1，此處按大泵計算h2 =1.5×900=1350mm。取h2 =1400mm。吸水井池底標高=吸水井最低水位標高-h1- h2 =39.91-0.7-1.4=37.81m。1.3 吸水井布置吸水池喇叭口直

4、徑D1一般大于（1.251.5）D，在給水排水標準圖集S3（上）選擇一個相應的喇叭口，其直徑D1=900mm。喇叭口管中心線距后墻的距離c一般?。?.81.0）D1，此處取0.8D1，則：c=0.8×900=720mm取c=800mm。喇叭口中心線與側(cè)墻的距離b一般為1.5D1，則：b=1.5×900=1350mm取b=1400mm。1.4 吸水井長度多臺水泵的吸水井應有一定的進水流程，以調(diào)整水流使順直均布地流向各吸水管。一般要求吸水井進水至吸水喇叭口中心的流程長度l不小于3D1，及l(fā)3D1，按大泵計算。故：l3×900=2700mm，取吸水井長度為5000mm。

5、2 水泵選擇參考給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第5.2.2.2條，水泵的設計選擇基本原則如下：選泵首先要滿足最高時供水工況的流量和揚程要求；在平均流量時，水泵應在高效區(qū)運行；在最高與最低流量時，水泵應能安全、穩(wěn)定運行。水泵的臺數(shù)及流量配比根據(jù)供水系統(tǒng)的運行調(diào)度要求、泵房的性質(zhì)及規(guī)模、近遠期結(jié)合方式等作綜合考慮，并結(jié)合調(diào)速裝置的應用進行多方案比較后確定。一般宜盡量減少水泵臺數(shù)，選用效率較高的大泵；但必須考慮運行調(diào)度方便，適當配置小泵，或采用調(diào)速運行水泵。備用機組數(shù)的確定應根據(jù)供水的重要性及年利用小時數(shù)，并應滿足機組正常檢修要求。對重要的城市供水泵站，工作機組3臺及3臺以下時，應增設1臺備用

6、機組；多于3臺時，宜增設2臺備用機組。對于一般的城市供水泵房內(nèi)可設一臺備用泵，型號與泵房內(nèi)最大一臺水泵相同。2.1 供水流量計算二級泵站供水量按最高日最高時流量計算，最高日用水時變化系數(shù)Kh=1.2，則二級泵房最高日最高時設計供水流量為：2.2 供水曲線及分級供水由已知資料知，該地區(qū)最高日居民綜合用水逐時變化系數(shù)如表2-1：表2-1 該地區(qū)最高日最高時居民綜合用水逐時變化系數(shù)時段0112233445566778用水量系數(shù)(%)2.32.32.22.22.33.54.65.2時段89910101111121213131414151516用水量系數(shù)(%)5.35.24.94.84.74.64.85

7、.2時段16171718181919202021212222232324用水量系數(shù)(%)5.65.55.44.84.33.83.53.0從上表可以看出，該地區(qū)用水量明顯分為兩個時段，621點用水量較大，216點用水量較小，因此水泵供水分為兩級供水。由上表繪出24小時用水量變化曲線如圖2-1：圖2-1 該地區(qū)最高日24小時用水用水曲線圖由上圖可知，二級泵房供水分為兩級：第一級為21點到6點，每小時供水量占全天總供水量的2.83%；第二級為6點到21點，每小時供水量占全天總供水量的4.97%。每級供水量為：第一級：第二級：2.3 水泵揚程計算二級泵房水泵揚程H計算公式如下：式中：H1吸水井最低水位

8、與水廠地坪的幾何高度，m；H2出廠水壓，m； h1吸水管路總水頭損失，m； h2輸水管路總水頭損失，m；h3富余水頭，取1。0m。水廠地坪標高為42.00m，吸水井最低水位為39.91m。吸水井最低水位低于水廠地坪2.09m，本設計要求出廠水壓H2=40m，吸水管路及出水管路水頭損失取1m，即h1+h2=1m。則二級泵房水泵揚程為：取44.5m。2.4 水泵選擇根據(jù)供水曲線要求，供水分為兩級。第一級供水時，同時開啟2臺流量為1490m3/h的泵，第二級供水時，開啟1臺流量為1698m3/h的泵。綜上考慮，本設計中二泵房配泵情況為3臺泵。其中，第一級供水時，2臺泵為備用泵，在第二級供水時，1臺泵

9、為備用。參考給水排水設計手冊（常用設備），泵選取500S59B，揚程為45m。泵的參數(shù)如表2-2：表2-2 500S59B型和14SA-10型泵主要參數(shù)型號流量（m3/h）揚程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）軸功率（kW）電動機功率（kW）效率（%）氣蝕余量（m）500S59B149045970247315746.0500S59B型泵配套Y400-6型電動機，泵及電動機外形尺寸如圖2-2和表2-3： 圖2-2 500S59B型泵外形及安裝尺寸表2-3 500S59B型泵及Y400-6型電動機安裝尺寸型號LL1L2AA0A1BB0B13625760580710163890510001640810500S

10、59BB2B3HH1H2H3hh1d10208001300800370480400900552.5 吸水管和出水管管徑根據(jù)給水排水設計手冊（03冊）城鎮(zhèn)給水 ，可知水泵吸水管和出水管流速如表2-4：表2-4 吸水管、出水管流速管徑(mm)d<250吸水管內(nèi)流速（m/s）11.21.21.61.52.01.52.0出水管內(nèi)流速（m/s）1.52.02.02.52.02.52.03.0500S59B型水泵吸水管管內(nèi)流速設1.5m/s，又Q=1490m3/h=0.414m3/s，則：取D=600 mm，此時管內(nèi)實際流速為1.46m/s，符合要求。500S59B型水泵出水水管管內(nèi)流速設為2.1m

11、/s，又Q=1490m3/h=0.414m3/s，則：取D=500mm，管內(nèi)實際流速為2.11m/s，符合要求。2.6 水泵基礎計算參考給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第5.4.2.3條，設計計算要點如下：水泵基礎設計必須安全穩(wěn)固，標高、尺寸準確，以保證水泵運行穩(wěn)定，安裝檢修方便。臥式離心泵的基礎形式按與泵房結(jié)構的聯(lián)結(jié)可以分為分離式和整體式。地面時泵房常采用分離式基礎。地下式或半地下式泵房一般采用整體式，與鋼筋混凝土底板連成整體。一般功率在100kW以下時，水泵和電動機帶有底盤，可直接安設在基礎上；100kW以上時，無底盤，基礎面需墊以鋼板或型鋼。無底盤的大、中型水泵基礎尺寸大小按水泵及電

12、動機安裝尺寸所提供的數(shù)據(jù)確定，如無上述資料，可考慮如下：基礎長度L=水泵和電機最外端螺孔間距+(0.40.6)m，并長于水泵和電機總長；基礎寬度B=水泵或電機最外端螺孔間距（取其寬者）+(0.40.5)m；基礎高度H=地腳螺栓埋入長度+(0.100.15)m且基礎高度應不小于5070cm，基礎頂面應高出室內(nèi)地坪約1020cm，地腳螺栓埋入長度應20d螺栓；對于預留螺孔，當d螺栓>40mm時，螺孔中心距基礎邊緣>300mm，當d螺栓<40mm時，螺孔中心距基礎邊緣>150200mm，但基礎螺孔邊緣與基礎邊緣間距不得小于100150mm；螺孔尺寸一般為80200mm方孔，如

13、100mm×100mm或150mm×150mm方孔，大型水泵則200mm×200mm。500S59B型水泵：基礎長度 L=水泵和電機最外端螺孔間距+(0.40.6)m =3625+500=4125mm取L=4200mm?；A寬度 B=水泵或電機最外端螺孔間距（取水泵）+(0.40.5)m =1640+500=2140mm取B=2200mm。水泵地腳螺栓埋入長度=20d螺栓+50mm=20×55+50=1150mm；電動機地腳螺栓埋入長度=20d螺栓+50mm=20×55+50=1150mm?；A高度H=地腳螺栓埋入長度（取水泵）+(0.100.

14、15)m=1150+120=1270mm；取H=1300mm。預留螺孔取100mm×100mm方孔。3 二級泵房平面布置3.1 水泵基礎布置水泵基礎間距取2.0m，與進水端墻壁距離取4.22m，與出水端墻壁距離取5.3m。3.2 水泵基礎布置定泵房跨度為12.52m，長度為43.8m，柱距采用6.20m。泵房主通道大門寬4.0m，高4.5m，可滿足機動車進出的需要。另一側(cè)設門與控制室、配電間、更衣室等相連并與外界相通。泵房內(nèi)四周設走道板，主通道大門處走道板寬3.0m，其余走道板寬2.0m。泵房內(nèi)設兩道樓梯，樓梯寬度為1.0m。附屬建筑有控制室、配電間及更衣室，附屬建筑跨度為15.56

15、m，寬度為5.16m。4 二級泵房高程布置4.1 水泵安裝高度由給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第5.2.3.1條可知，水泵安裝高度可按下式計算：式中：Zs水泵安裝高度（m），大型水泵的安裝高度應以吸水井水面至葉輪入口邊最高點的距離來計算；Hs按實際裝置所需的真空吸上高度(m)，若Hs>Hs將發(fā)生汽蝕，實際設計中為考慮安全一般采用Hs(9095)%Hs（m）；i管路沿程損失水力坡降（），查水力計算表可知i=4.1；l管路長度（m），取10m；局部阻力系數(shù)；v吸水管中的流速（m/s），各局部損失處流速不同；v1水泵入口的流速（m/s），大泵吸入口處管徑為600mm，相應流速為取1.42

16、m/s。又有：式中：Hg水泵安裝地點的大氣壓力（m H2O柱），其值與海拔高程有關，取10.24m；Hz液體相應溫度下的飽和蒸汽壓力水頭（m），其值與水溫有關，取0.24m；NPSHR水泵樣本中給出的必需汽蝕余量（m），本設計中為6.0m；v水泵吸入口流速（m/s），吸入口處管徑為500mm，相應流速為2.1m/s。將以上數(shù)據(jù)代入公式可得取Hs=60%Hs=50%×4.22=2.11m。吸水管路上有90度彎頭一個，蝶閥一個，偏心減縮管一只，喇叭口一只，局部損失如表3-11：表2-5 水泵進水管局部水頭損失計算表配件名稱數(shù)量規(guī)格局部阻力系數(shù)計算流速（m/s)90度彎頭1DN6001.0

17、91.27偏心漸縮管1DN600-5000.201.27蝶閥1DN6000.21.27喇叭口1DN600×9000.101.27水泵入口1-12.1由上可計算得4.2 水泵及管線相關標高由上述計算知，泵軸標高為吸水井最低水位+1.61m=39.91+1.61=41.52m。由該泵安裝尺寸可知，泵軸距基礎頂面高為0.50m，則泵基礎頂面標高為41.02m，水泵基礎高度為1.30m，從而可得泵房底層地面標高為39.72m；吸水管路與泵軸高差為0.37m，則吸水管路中心標高為41.15m；出水管路與泵軸高差為0.48m，則出水管路中心標高為41.04m。二級泵房設計一根總出水管接入市政供水

18、管，管內(nèi)流速取v=2.5m/s，流量Q=2980m3/h=0.828 m3/s。則計算管徑得：為保證供水安全，減小管內(nèi)水頭損失，取二級泵房出水管管徑D=700mm，管內(nèi)實際流速v=2.15m/s，符合要求。由給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第2.5.1.1條可知，金屬管道的覆土深度一般不小于0.7m，本設計中泵房出水管管徑為700mm，管中心標高為41.04m，泵房上層地坪標高為42.0+0.3=42.3m，則覆土深度為0.91m，符合要求。4.3 起重設備及泵房高度參考給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第5.3.4節(jié)，起重設備設計要點如下：起重設備的選擇應根據(jù)泵房布置，設備重量，泵房跨

19、度、高度，操作和檢修要求等確定；選擇起重設備時，應按泵房內(nèi)最重一臺設備（水泵，電動機或閥門等）的重量考慮，起重量大于2.0t時，起重設備形式應選擇電動起重設備；由后面的設備選型可知，泵房內(nèi)最重的設備是Y400-6型電動機，重為2880kg。結(jié)合以上設計要點，查給水排水設計手冊（第11冊）常用設備，知可選用LDT3.2-S型電動橋式起重機，起重量3200kg。參考給水排水設計手冊（第03冊）城鎮(zhèn)給水第5.3.2.4條，泵房高度設計要點如下：主泵房電動機層以上凈高應滿足水泵或電動機整體吊運或從運輸設備上整體裝卸的要求；起重機最高點與屋面大梁底部距離不應小于0.3m；水泵層凈高不宜小于4.0m。設有

20、橋式吊車的地下式泵房高度計算公式為：式中：H2泵房地下部分高度(m)，H2=2.58m；H1泵房地上部分高度(m)，其中：n一般采用不小于0.3m；a2行車梁高度(m)，查閱所選起重機安裝圖，知a2=640mm；c2行車梁底至起重鉤中心的距離(m)，查閱所選起重機安裝圖，知c2=1000mm；d起重繩的垂直長度（對于水泵為0.85xm，對于電動機為1.2xm，x為起重部件寬度）(m)，由前可知d=1.2×1.02=1.22m；e最大一臺水泵或電動機的高度(m)，由前可知e=1.30m；h吊起物底部與泵房進口處室內(nèi)地坪或平臺的距離（一般不小于0.30.5m），取1.0m。代入數(shù)據(jù)得：取H1=5.0m。則可得泵房總高度為：5 真空泵設計計算本設計采用半自灌式啟動，當清水池水位高于泵軸標高41.52時，采用自灌啟動，否則采用真空泵抽真空啟動。 5.1 抽氣量真空泵應根據(jù)抽氣量選擇，用大泵計算，真空泵的抽氣量W計算公式為：式中：W1吸水管內(nèi)空氣容積（m3），取2.83m3；W2泵克內(nèi)