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1、1 设计原始资料南部县新建自来水厂净化处理后的干净水送入清水池，经过二级 泵站加压配送至城市配水管网。南部县最高日设计用水量为 3.8 万 m3/d。用水量：全天小时（024小时）用水量见表1.1 （百分数表 示）。表 1.1 最大日用水量变化表时 间用水量 百分比时 间用水量 百分比时 间用水量 百分比时 间用水量 百分比13.0374.41134.35194.1622.9584.80144.06204.3332.6695.02154.08214.3642.76105.47164.33224.6753.95114.80174.51234.4264.17124.62184.49243.90南部
2、县最不利点的地面标高为15m,建筑层数14层，自由水压为 20m。该城市最高日最高用水时，给水管网平差得到的二级泵站到最不 利点的输水管和配水管网的全部水头损失为26m。清水池所在地地面 标高为12m，清水池最低水位在地面以下3.0m。南部县的冰冻线为0.5米，城市的最高温度为37.0C，最低温度 为-2C。泵站所在地土质良好，地下水水位为25m米。电源承载功率满足用电要求，电价0.45元/kw.h。消防用水量50L/s。2 设计主要内容2.1 水泵站供水设计流量的计算南部县用于泵站设计计算的最高日设计用水量为38000m3；依据各 小时用水量变化综合考虑后决定该二级泵站采用两级供水，即 23
3、6 点，每小时供水量为 3.48%； 623 点，每小时供水量为 4.51%。图 2.1 最高日用水量变化曲线则每级供水的的设计流量:一级供水：3600Q广 38xI。三48% 1。= 1389m3h = 385.7L/s(2-1)二级供水：38000%1.05%4.51%1000Q =23600二 1759 m3 ；h 二 488.6L/ s (2-2)2.2 水泵站供水扬程的计算该镇管网供水扬程公式：H = h +丫 h + h + h（23）STsev 安全（ 2-3）泵站内吸压水管路水头损失取值2.0mH2O；安全水头取为2mH 0。2依据最原始设计资料中给出的数据，南部县二级供水输配
4、水管网 中的水头损失为26m，即乙h管网=SQ2 = S x 0.8202 = 26，计算得管网出管网的阻力系数S=108.91s2/m5。Q 流量，单位ms/s。 依据上述公式以及最初水文设计资料对各级供水扬程计算如下： 一级供水：南部县的最高日最高时用水时情况如下：输水和配水管网中的水头损失是16.2m （根据h管网=SQ2，计算可得 E h =108.91x0.38572 = 162m ）；管网中的控制点（即水压的最 不利点）所要有的自由水头为20m；二级泵站吸水池的最低点水位到 控制点的地面高度差是15m。所以送水泵站一级供水的设计扬程为：H = h +h + h + h= 6 + （
5、2 +16.2） + 20 + 2.0 = 46.2mST sev 安全（2-4） 二级供水：南部县的最高日最高用水时状况如下：输水和配水管 网中的水头损失为26m；管网中的控制点（即水压的不利点）所要的 自由水头为20m；二级泵站吸水池的最低水位到控制点的地面高度差 为6m。所以送水泵站二级供水的设计扬程为：（2-5） 消防供水：南部县的最高日最高用水时情况如下：输水和配水管 网中的水头损失为26m；管网中的控制点（即水压的不利点）所需要 的自由水头为10m；二级泵站吸水池最低水位到控制点的地面高度差 为6m。所以水泵站消防供水的设计扬程：（2-6）2.3 水泵站供水设计流量和扬程汇总南部县
6、送水泵站一级，二级供水情况下，该送水泵站供水设计流 量与扬程见表 2.1。表 2.1 各级供水流量及扬程流量（L/s）扬程（m）一级供水385.746.2二级供水488.656消防供水538.6522.4 水泵初选及方案比较2.4.1 水泵初选依据选泵的主要原则，给出两个方案，然后根据流量和扬程的要 求，南部县送水泵站设计中选用的水泵均为单级双吸式离心水泵。初 选水泵方案见表 2.2。表 2.2 水泵选型方案方案水泵个数及型号额定流量额定扬程所配电机效率 n (%)(m”h)(m)型号功率方案3台（一台备用）300S58A72049Y315M2-4160812台（一台备用）500S592020
7、59Y450-46-645083方案3台（一台备用）300S90B72067Y335M1-4220732台（一台备用）350S75126075Y400-39-4355852.4.2 方案比较水泵方案比较见表 2.3：表 2.3 选泵方案比选编号供水情况工作泵 台数及 型号额定供水流量额 定 扬 程每台泵的流量每台 泵效 率n (%)水泵 扬程H实(m)所需 扬程 H需(m)扬程 利用 率H /H需 实(%)（m3/h）（m）（m3/h）方案一级供水2台300S58A72049720844946.294二级供水1台500S59202059202083595695方案一级供水1台350S75126
8、0751440856546.271二级供水2台300S90B72067900705756982.4.3 方案比选分析由表 2.3 中可以看出，方案一水泵效率全部都是处在高效段，方 案二二级供水时水泵机械效率较低。各级供水的扬程利用率，方案一 扬程利用率均达到 90%以上，方案二在二级供水时虽然扬程利用率 高，但是水泵扬程过于接近所需扬程，可能发生扬程不够的情况。水 泵流量方面，方案一的流量满足泵站所需流量并且稍大于方案一的流 量，方案一供水更加有保障。从泵站运行稳定性方面，方案一需使用 3 台较小的水泵和 2 台较大的水泵，方案二需使用 5 台较小的水泵， 本着大小水泵相结合的思想，方案一更具
9、稳定性。从长远的角度来 看，方案一的能源利用率显然比较高，节能效果也比方案二好的多。综合上述因素，根据选泵的原则，决定选用方案一。2.4.4 选择合适的备用泵根据综合情况考虑，备用水泵选择使用一台 300S58A 型水泵,一台 500S59 型水泵。2.4.5 按最不利情况进行消防校核消防时流量： Q=488.6+50=538.6L/s7)2=32m2-8)H = h +h + h + h = 6 + (2 + 32) +10 + 2.0 = 52mST sev 安全2-9)H=59m52m，扬程满足。2.5 水泵机组的布置2.5.1 水泵机组的布置方式根据给水排水设计手册第 3 册，水泵机组
10、布置方式的比较见 表 2.4 ：表 2.4 水泵机组各种布置方式的比较布置 形式优缺点适用条件平行 单排优点： 悬挂式水泵的吸收管可以呈顺直的 状态； 排列紧凑，泵房使用面积小； 电动机机轴移动方便；缺点： 泵房空间大； 管道管件比较多； 水力条件较差； 用单轨起吊水泵和电动机较不方便 单级单吸悬臂式离心泵， 绝大多数的水泵如单级双吸 离心泵，Sh型泵均适用。 一般适用于小泵房。续表2.4布置 形式优缺点适用条件直线 单行优点： 泵房跨度小； 进出水管顺直，水力条件好；可 减少水头损失和电耗缺点： 泵房较长； 管道配件拆装不便 侧向进水和侧向出水的水 泵，如sh型，SA型单级双 吸卧式离心泵
11、中小水厂采用较广泛； 泵房内水泵的工作台数最好 不要超过5台或6台； 吸水管阀门也可以放在泵 房里。横向 双行优点： 泵房机组排列紧凑，泵房使用面积 较小； 管件配制简单，水力条件好 缺点： 泵房空间大； 水泵改变安装方向，订货和维修比 较麻烦； 泵房里面比较拥挤，维修空间不 足； 常需采用大型起重机 适用于比较大的双吸卧式 离心水泵； 水泵在6台以上； 施工要求使用沉井法施 工，而不允许泵房太长的时 候； 机组排列方式可以参考单 行排列的相关规定。根据本次设计实际综合因素考虑，选用的水泵全部都是单级双吸 离心泵。是从侧面进水和出水的水泵，工作泵台数为 3 台 300S58A，2 台 500S
12、59 （包含了备用水泵），从表 2.4 分析对比我们可以知道，最 好采用直线单行排列方式，这种布置方式虽然稍微增加了泵房的长 度，但进出水管顺直，而且使得泵房跨度变的较小，极大的节省电 耗，水利条件也比较好。2.5.2 水泵基础设计计算300S58型号水泵的基础尺寸如图2.2所示:图 2.2 水泵基础尺寸300S58型水泵配套电机技术数据见表2.5：表 2.5 300S58A、 500S59 型水泵配套电机数据座，10)12)型号电动机尺寸ELL2BAn e d300S58A4575084-283002347753500S5911208004-3580037301227根据上面列出的资料，本次
13、设计选用的 300S58A 型水泵不带底 所以其计算基础参数如下：基础长度：L=螺孔间距 L+0.40.5m =2.347+0.4=2.847m( 2-基础宽度：8=螺孔间距A+0.40.5m(2-11)=A+0.500.508+0.50=1.08m； 螺栓埋入深度：=2030X螺栓直径+0.030.05m(2-=30X0.028+0.05=0.89m；基础高度：H二水泵机组的螺栓埋入深度+ 0.1500.200m (2-13) =0.89+0.200=1.09m 0.50.7m，符合要求。校核水泵基础高度：本设计水泵基础使用混凝土基础，该混凝土 密度是2.6xlO3Kg/m3。基础的质量为：M 二 LBH p 二 2.847 x 1.08 x 0.89 x 2.6x 103 二 7114.99kg(2-14)基机组的总质量：M- M泵 + M= 943 +1010 二 1953kg (2-15)机组泵电机M基二3.65M机组e (2.54)符合要求。经计算，500S59型泵基础尺寸也符合要求，具体尺寸如表2.6：表 2.6 基础尺寸汇总表水泵电动机基础尺寸型号质量(kg)型号质量(kg)L (m)B(m)H(m)300S58943Y315M2-410102.8471.081.095
