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1、第四章 给水泵站工艺设计,1 设计资料 (l)基础资料 基础资料对设计具有决定性作用和不同程度的约束性。主管部门对设计工作的主要指示、决议、设计任务书、有关的协议文件、工程地质、水文与水文地质、气象、地形等等，都属于这类资料。 (2)参考资料 参考资料仅供参考，不能作为设计的依据，如各种参考书籍，口头调查资料，某些历史性记录及某些尚未生产的产品目录等。,2 泵站工艺设计步骤和方法 (1)确定设计流量和扬程。 (2)初步选泵和电动机或其它原动机，包括水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。 (3)设计机组的基础。 (4)计算水泵的吸水管和压水管的直径。 (5)布置机组和管道。 (6)精选水泵和电动机。
2、 (7)选择泵站中的附属设备。 (8)确定泵房建筑高度。 (9)确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。 (10)向有关工种提出设计任务。 (11)审校，会签。 (12)出图。 (13)编制预算。,8.1 水泵站分类与特点,8.1.1分类 (1)按照水泵机组设置的位置与地面的相对标高关系:地面式泵站、地下式泵站与半地下式泵站。 (2)按照操作条件及方式，泵站可分为人工手动控制、半自动化、全自动化和遥控泵站。 (3)在给水工程中，常见的分类是按泵站在给水系统中的作用可分为：取水泵站、送水泵站、加压泵站及循环水泵站。,8.1.2取水泵站(也称一级泵站) （1）组成,水源,吸水井,取水泵房,切换井,
3、净水构筑物,注：直接送水无需切换井,（2）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。 C、在施工过程中，要注意季节。 D、在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用好通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。 E、在新建给水工程时，应考虑到远期扩建的可能性。其特点“百年大计，一次完成” 。,8.1.3送水泵站(也称二级泵站) （1）组成,清水池,送水泵房,切换井,管网,高地水池,（2）吸水井 作用：有利于水泵吸水管道布置， 也有利于清水池的维修。 形式：,A,B,二级泵房,分离式,清水
4、池,池内式,8.1.3 加压泵站 方式：直接串接 清水池及泵站加压方式,二级泵房,加压泵站,止回阀,8.1.4循环泵站 多用在企业 一般设置热水、冷水两组水泵。,生产车间,热水泵,冷却构筑物,冷水泵,8.2 工作泵的选择,8.2.1选泵的主要依据 流量 扬程 以及其变化规律,(1)一级泵站的设计流量 A、泵站从水源取水，输送到净水构筑物。 Qr一级泵站中水泵所供给的流量(m3h)； Qd供水对象最高日用水量(m3d)； 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=1.05-1.1 T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。,B 、泵站将水直接供给用户或送到地下集水池 给水系统中自身用水系数
5、，一般取1.01-1.02,一级泵站扬程 (1)送水至净化构筑物 (2)直接供水,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)； h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)。,(2)二级泵站的设计流量 对于小城市的给水系统，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算 对于大城市的给水系统，宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算。,最大日用水量变化曲线,8.2.2 选泵要点 (1)大小兼顾，调配灵活 已知：用水区的用水量从最大为795 m3h到最小为396
6、m3h，逐时变化。,12Sh19型水泵特性曲线,四台不同型号水泵Q-H曲线,从泵站运行管理与维护检修的角变来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。 由第一条：在用水量和所需的水压变化较大的情况下，选用性能不同的水泵的台数越多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。 综合以上要点： 如选用5台泵的泵站，采用1：2：3：3：3，这样配置的水泵可应付12种工况变化。,(2)型号整齐，互为备用,(3)合理地用尽各水泵的高效段 可按不同方案计算后综合选泵 按最大日平均小时流量的70(即0.7Q日平均时) 按最大日平均小时流量的100(即1.0Q日平均时) 按最大日平均小时流量的130(即1.3Q日平均
7、时) (4) 近远期相结合。“小泵大基础 ” 近期发展换大泵轮 远期发展换大泵 (5)大中型泵站需作选泵方案比较。,例 根据给水管网设计资料，己知最高日最高时用水量为920Ls，时变化系数Kh为17，日变化Kd为1.3，管网最大用水时水头损失为11.5m，吸水管水头损失为1.5m。泵站吸水井最低水位到管网中最不利点地形高差为2m，用水区建筑物层数为3层，试进行送水泵站水泵的选型设计。,泵站的最大扬程为:,泵站流量Q=30L/S所需扬程为:,在ab线上找，以节能 为依据； 由时变化系数、日变化系数得到：Q416L/S, 所需扬程31m. 方案一：20sh-13和两台12sh-13 方案二：14s
8、h-1314sh-13A12sh-13,8.2.3 选泵时尚需考虑的其它因素 (1)水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置、泵站造价等有影响。 (2)应在保证不发生气蚀的前提下，应充分利用水泵的允许吸上真空高度。 (3)应选用效率较高的水泵，如尽量选用大泵。 (4)根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用一定数量的备用泵。 (5)应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。,8.3.1备用泵选择 (1)在不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组； (2)允许短时间内中断供水时可只设一台备用泵。 (3)城市给水系统中的泵站，一般也只设一台备用泵。
9、通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵相同。当管网中无水塔且泵站内机组较多时，也可考虑增设一台备用泵，它的型号与最常运行的工作泵相同。 (4)如果给水系统中有足够大容积的高地水池或水塔时，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备用机组即可。 备用泵相其它工作泵一样，应处于随时可以启动的状态。,8.3 备用泵的选择,8.3.2 选泵后的校核 在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。 对于一级泵站：,Qf设计的消防用水量(m3h)， Q最高用水日连续最大二小时平均用水量(m3h)； Qr一级泵站正常运行时的流量(m3h)； tf补充消防用
10、水的时间,从2448h，由用户的性质和消防用水量的大小决定, 见建筑设计防火规范； 计及净水构筑物本身用水的系数。,对于二级泵站，消防属于紧急情况。 消防用水其总量一般占整个城市或工厂的供水量的比例虽然不大，但因消防期间供水强度大，使整个给水系统负担突然加重。因此，应作为一种特殊情况在泵站中加以考虑。,8.3.3小结： 1、水泵类型选择 水泵类型主要根据扬程选择，常用有离心泵、轴流泵、混流泵等。一般情况下，泵站设计扬程小于l0m，宜选用轴流泵；520m，宜选用混流泵；20l00m，宜选用单级离心泵，大于100m时可选用多级离心泵。 当混流泵与轴流泵都可使用时，应优选混流泵，当离心泵与混流泵都可
11、使用时，若扬程变化较大，一般宜选用离心泵。,2、水泵台数的确定： (1)建设费与运行费。一般在同样流量情况下，机组台数越少，建设费和运行费越小。 (2)运行管理。一般来说，机组台数少，管理运行较方便 (3)流量调节能力。机组台数少，流量调节能力较差。 (4)备用机组：对于灌溉泵站，装机39台时，其中应有l台备用，多于9台时，应有2台备用。对于重要城市供水泵站，工作机组3台及3台以下时，应增设1台备用机组，多于3台，应增设2台备用机组。 综上，水泵台数要考虑各方面的因素分析确定。 一般情况下，中小型泵站以39台为宜。流量变化幅度大的泵站，台数宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少。,4.4 水泵机组
12、的布置与基础设计,4.4.1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。,机组之间各部尺寸要求：,(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：B0. 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。,(4)水泵外形凸出部分(基础)与墙壁的净距D ：D 1m。 (5)电机外形凸出部分(基础)与墙壁的净距E： E=电机轴长加0.5m，但不宜3m 。 (6)水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F： F 0.7m(1m)。,2、横向排列 适用
13、侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、SA型水泵,机组之间各部尺寸要求：,(1)水泵凸出部分(基础)到墙壁的净距Al：A1=最大设备的宽度加1m，但A1 2m。 (2)出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：Bl不宜小于3m。 (3)进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl ：Dl不宜小于1m。,(4)电机凸出部分与配电设备的净距C1：C1电机轴长十0.5m。但是，低压配电设备应Cl1. 5m；高压配电设备C12.0m。 (5)水泵基础之间(电机与水泵凸出部分)的净距E1值与C1要求相同， E1=C1 (6)为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面。,3、横向双行排列 适用在泵房中机组较多
14、的圆形取水泵站； 这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的轴套止锁装置。,8.4.2水泵机组的基础 卧式水泵均为块式基础，其尺寸大小一般均按所选水泵安装尺寸所提供的数据确定。 (1)对于小泵： 基础长度L底座长度L1十(0.15-0.20)(m) 基础宽度B底座螺孔间距(在宽度方向上)b1十(0.15-0.20)(m) 基础高度H底座地脚螺钉的长度l1十(0.15-0.20)(m) (2)对于不带底座的大、中型水泵： 可根据水泵或电动机(取其宽者)地脚螺孔的间距加上0.4-0.5m，基础高度确定方法同上。 （3）以基础大于机组 总重量的2.54.0倍校核尺寸。,8.4.3布置机组小结：
15、(1)相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道，0.7m (2)方便检修 (3)泵站内主要通道宽度应不小于1.2m。 (4)辅助泵(排水泵、真空泵)通常安置于泵房内的适当地方，尽可能不增大泵房尺寸。,4.5 吸水与压水管路系统,4.5.1 对吸水管路的要求 (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,吸水管在吸水井中的位置,(1)淹没深度h(不应小于0.5-1.0m，否则应安装隔板 (2)吸水管的进口到井底距离(不应小于0.8D) (3)吸水管喇叭口边缘到井壁距离 (4) 吸水喇叭口之间距离,底阀：水下式 水上式 使用条件：吸水管路水平段有足够的长度,水上式底阀
16、 1吸水管；2底阀；3滤罩；4工作台,例：设水泵安装高度为4m，底阀距离吸水池中最低水位为3.5m。试计算该水上式底阀正常工作所需的吸水管水平段l1的长度(米) 。,吸水管中的设计流速建议数值： 管径小于250mm时，为1.0-1.2ms； 管径等于或大于250mm时，为1.2-1. 6ms。 在吸水管路不长且地形吸水高度不很大的情况下，可采用比上述数值大些的流速，如1.62.0ms。例如水泵为自灌式工作时，则吸水管中流速就可适当放大,8.5.2 对压水管路的要求 (1)不漏水 (2)方便检修 法兰连接 (3)安全 橡胶接头、止回阀 (4)操作方便 直径400mm，电动阀,止回阀设置： (1)井群给水系统。 (2)输水管路较长，
