泵与风机第第18讲讲 泵站的设计（一）泵站的设计（一） 2水泵站的组成：水泵站的组成：（（（（1 1）水泵机组：）水泵机组：）水泵机组：）水泵机组：泵站的心脏；泵站的心脏；（（（（2 2）吸压水管路系统：）吸压水管路系统：）吸压水管路系统：）吸压水管路系统：水泵的进水管路（吸水管路）和出水泵的进水管路（吸水管路）和出水管路（压水管路）；水管路（压水管路）；（（（（3 3）吸水井（集水池）：）吸水井（集水池）：）吸水井（集水池）：）吸水井（集水池）：通过吸水管从吸水井吸水；通过吸水管从吸水井吸水；（（（（4 4）控制、调节和安全设备：）控制、调节和安全设备：）控制、调节和安全设备：）控制、调节和安全设备：管路上安装的各种功能的截止阀、管路上安装的各种功能的截止阀、止回阀、安全阀、水锤消除器等；止回阀、安全阀、水锤消除器等；（（（（5 5）计量和检查设备：）计量和检查设备：）计量和检查设备：）计量和检查设备：流量计、压力机、真空表、电流表、电压表等流量计、压力机、真空表、电流表、电压表等 3水泵站的组成：水泵站的组成：（（（（6 6）启动引水设备：）启动引水设备：）启动引水设备：）启动引水设备：真空引水和灌水设备；真空引水和灌水设备；（（（（7 7）电气设备：）电气设备：）电气设备：）电气设备：（（（（8 8）通讯、自动控制设备；）通讯、自动控制设备；）通讯、自动控制设备；）通讯、自动控制设备；（（（（9 9）起重设备：）起重设备：）起重设备：）起重设备：安装、检修用的吊车、电动葫芦等；安装、检修用的吊车、电动葫芦等；（（（（1010）排水设施：）排水设施：）排水设施：）排水设施：排水泵、排水沟、集水坑等。
排水泵、排水沟、集水坑等1111）其他：）其他：）其他：）其他：采暖、通风、照明、结构等采暖、通风、照明、结构等 41. 给水泵站给水泵站按照泵站在给水系统中的作用分为：按照泵站在给水系统中的作用分为：按照泵站在给水系统中的作用分为：按照泵站在给水系统中的作用分为：取水泵站、送水泵站、加压泵站取水泵站、送水泵站、加压泵站取水泵站、送水泵站、加压泵站取水泵站、送水泵站、加压泵站及及及及循环泵站循环泵站循环泵站循环泵站取水泵站（一级泵站）：取水泵站（一级泵站）：取水泵站（一级泵站）：取水泵站（一级泵站）：由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成远距离输水工程设施远距离输水工程设施送水泵站（二级泵站）：送水泵站（二级泵站）：送水泵站（二级泵站）：送水泵站（二级泵站）：通常建在水厂内，清水池之后，又称为清水泵站通常建在水厂内，清水池之后，又称为清水泵站加压泵站：加压泵站：加压泵站：加压泵站：增设于城市供水管网中，可实现分区分压供水增设于城市供水管网中，可实现分区分压供水循环泵站：循环泵站：循环泵站：循环泵站：大型工业企业中，生产用水可以循环使用，经常设有多个循环大型工业企业中，生产用水可以循环使用，经常设有多个循环给水系统。
给水系统 地表水源给水工程系统示意图地表水源给水工程系统示意图取水构筑物取水构筑物一级泵站一级泵站水处理构筑物水处理构筑物二级泵站二级泵站清水池清水池清水池清水池输水管输水管输水管输水管配水管网配水管网配水管网配水管网水塔水塔水塔水塔 吸水井：吸水井：吸水井：吸水井：送水泵站（二级泵站）送水泵站（二级泵站）送水泵站（二级泵站）送水泵站（二级泵站）1. 给水泵站给水泵站 1. 给水泵站给水泵站加压泵站：加压泵站：加压泵站：加压泵站： 1. 给水泵站给水泵站循环泵站：循环泵站：循环泵站：循环泵站： 9设计步骤与方法：设计步骤与方法：（1）确定设计流量和扬程；（2）初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）；（3）泵机组的布置与基础；（4）计算泵的吸水管和压水管的直径；（5）吸水管路和压水管路的布置；（6）精选泵和电动机；（7）选择泵站中的附属设备；2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 10（8）确定泵房建筑高度；（9）确定泵房的平面尺寸； a）机组平面布置； b）泵站总平面布置（变压器室、配电室、机器间、值班室、修理间）（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。
2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 一级泵站的设计流量一级泵站的设计流量Qr：：Qd--供水对象最高日流量1）泵站从水源取水，输送到净水构筑物）泵站从水源取水，输送到净水构筑物α—考虑到输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，1.05~1.10T—一级泵站在一昼夜内工作小时数2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（1）确定设计流量和扬程；设计步骤与方法：设计步骤与方法： β-给水系统中自身用水系数：1.01~1.02.2）泵站将水直接送给用户或地下集水池）泵站将水直接送给用户或地下集水池2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（1）确定设计流量和扬程；设计步骤与方法：设计步骤与方法：Qd--供水对象最高日流量T—一级泵站在一昼夜内工作小时数 一级泵站扬程：一级泵站扬程：1）送水至净化构筑物）送水至净化构筑物HST--吸水井的最枯水位与净化构筑物水面高差考虑增加安全水头：1~2m2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（1）确定设计流量和扬程；设计步骤与方法：设计步骤与方法：吸水管、压水管水头损失； 一级泵站扬程：一级泵站扬程：2）直接供水）直接供水HST’--吸水井的最枯水位与给水管网中控制点的地面标高差Hsev—给水管网中控制点所要求的最小自由水压（服务水头）2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（1）确定设计流量和扬程；设计步骤与方法：设计步骤与方法： 15一般按一般按最大日逐时用水变化曲线最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵的来确定各时段中泵的分级供水线分级供水线。
小城市给水系统，多采用泵站均匀供水方式，泵站设计流量按小城市给水系统，多采用泵站均匀供水方式，泵站设计流量按最高日平均时用水量最高日平均时用水量计算 大城市给水系统，宜采用泵站大城市给水系统，宜采用泵站分级供水分级供水方式，泵站设计流量按方式，泵站设计流量按照照最高日最高时用水量最高日最高时用水量计算，运用多台同型号或不同型号的泵计算，运用多台同型号或不同型号的泵的组合来适应用水量变化的组合来适应用水量变化二级泵站的设计流量：二级泵站的设计流量：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（1）确定设计流量和扬程；设计步骤与方法：设计步骤与方法： 最大日用水量变化曲线最大日用水量变化曲线2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 17（（2））初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）：初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）：①①大小兼顾，调配灵活；大小兼顾，调配灵活；②②型号整齐，互为备用；型号整齐，互为备用；③③合理使用各泵的高效段；合理使用各泵的高效段；④④近远期相结合；近远期相结合；⑤⑤大中型泵站需方案比较大中型泵站需方案比较选泵要点选泵要点：一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 20（（2））初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）：①泵的构造形式；②保证泵的正常吸水条件（利用允许吸上真空高度，避免安装高度相差太大）；③选用效率较高的大泵；④选用一定数量的备用泵；⑤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。
选泵考虑的其他因素选泵考虑的其他因素：一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 21（（3）泵）泵机组的布置与基础：①纵向排列（不适合于侧向进水和侧向出水的离心泵）；泵机组布置泵机组布置：泵房大门口通畅；管外壁与墙壁的净距A：A=设备最大宽度+1，A>2m；管间净距 B>0.7m，保证人员通过；管外壁与配电设备保持一定安全距离 C（低压：C>1.5m，高压：C>2.0m）；一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 22（（3）泵）泵机组的布置与基础：①纵向排列（不适合于侧向进水和侧向出水的离心泵）；泵机组布置泵机组布置：水泵外形突出部分与墙壁净距D>1m；电机外形突出部分与墙壁净距 E>3m；管外壁与相邻机组突出部分的净距 F>0.7m；一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 23（（3）泵）泵机组的布置与基础：泵机组布置泵机组布置：②横向排列进出水管顺直，水利条件好，节省电耗一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计水泵外形突出部分与墙壁净距A1=最大设备的宽度加1m，A1>2m；出水侧水泵基础与墙壁的净距B1不宜小于3m；进水侧水泵基础与墙壁的净距D1不宜小于1m； 电机突出部分与配电设备的净距C1：C1=电机轴长加0.5m，低压配电设备C1>1.5m；高压配电设备C1>2.0m；水泵基础之间的净距E1与C1要求相同，E1=C1；为减少泵房的跨度，可考虑将吸水阀门设置在泵房外。
3）泵）泵机组的布置与基础：泵机组布置泵机组布置：②横向排列一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 25（（3）泵）泵机组的布置与基础：泵机组布置泵机组布置：③横向双行排列排列更紧凑，节省建筑面积一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 26（（3）泵）泵机组的布置与基础：泵机组的基础泵机组的基础：尺寸大小一般按照所选泵的安装尺寸（由水泵样本厂家提供）所提供的数据确定基础长度、基础宽度、基础高度①相邻机组的基础之间留有一定宽度的过道；②为检修留有一定的距离；③大型机组泵站，应留检修场地；④主要通道宽度不小于1.2m一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 27（4）计算泵的吸水管和压水管的直径；一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计管径小于250mm时，1.0-1.2m/s;管径等于或大于250mm时，1.2-1.6m/s；吸水管路的设计流速建议数值：管径小于250mm时，1.5-2.0m/s;管径等于或大于250mm时，2.0-2.5m/s；压水管路的设计流速建议数值： 28（5）吸水管路和压水管路的布置；泵吸水管路的要求泵吸水管路的要求：不漏气、不积气、不吸气一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计不漏气 水泵出水量减少 钢管焊接；不积气 汽化影响过水能力 沿水流方向上升的坡度大于0.005；不吸气 影响吸水能力 吸水管进口在最低水位下埋深不小 于0.5-1.0m； 2929泵的吸水管路要求泵的吸水管路要求2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 3030泵的吸水管路要求泵的吸水管路要求2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 31泵压水管路的要求泵压水管路的要求： （1）承受高压，要求坚固而不漏水，常采用钢管，尽量采用焊接接口，适当地点采用法兰接口。
（2）为了安装方便，减少管路应力，防止振动和噪声沿管道传播，应在吸水管路和压出管路上设置伸缩节或可曲挠的橡胶接头 （3）不允许液体倒流的管路中，应在泵压出管上设止回阀 （4）止回阀安装在泵与压出闸阀之间，以便于检修 （5）压出管路的闸阀，承受高压，启闭较为困难，直径大于400mm时，宜采用电动或水力闸阀泵的压水管路要求泵的压水管路要求2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 3232泵与管路的连接泵与管路的连接2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 3333 3434 35 吸水管一般没有联络管，如果必须减少吸水管条数而设置联络管时，应设置必要数量的闸阀，可靠性降低； 设置公共的吸水管路，虽然缩短了管线总长度，然而增加了闸阀的数量和横向联络管，因此，只适用于吸水管路很长而又不能设吸水井的情况一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（5）吸水管路和压水管路的布置； 一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（5）吸水管路和压水管路的布置；能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其他水泵的工作；每台水泵能输水至任何一条输水管； 一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计（5）吸水管路和压水管路的布置； 38（6）精选泵和电动机：①根据地形条件确定泵的安装高度；②计算吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失，求出泵站扬程；③校核初选泵的流量和扬程是否合适，否则，重新选泵和配套电机。
一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 39沿程阻力：沿程阻力：局部阻力：局部阻力：柯列勃洛克公式求解柯列勃洛克公式求解莫迪图莫迪图（基于柯列勃洛克公式）（基于柯列勃洛克公式）查设计手册查设计手册吸水、压水管路阻力损失精算吸水、压水管路阻力损失精算 40莫迪公式：莫迪公式：简化计算：简化计算： 设计手册中，常根据莫迪公式，按设计手册中，常根据莫迪公式，按K=0.3mm，水，水温温20摄氏度摄氏度，制成，制成管道摩擦阻力计算图表（用于管道摩擦阻力计算图表（用于冷水管网的阻力计算）冷水管网的阻力计算），以减少计算工作量以减少计算工作量 41管道摩擦阻力计算图管道摩擦阻力计算图 42详见给水排水设计手册第详见给水排水设计手册第1册册-常用资料（常用资料（329页页~），摘录部），摘录部分内容，见后：分内容，见后：管道摩擦阻力计算表管道摩擦阻力计算表 43总阻力损失：总阻力损失：（表中能够查出（表中能够查出1000i））注意：与各个注意：与各个局部阻力系数局部阻力系数相对应的相对应的速度速度 44（7）选择泵站中的附属设备：①起重设备；②引水设备（自灌式不需引水设备）；③排水设备；④通风设备；⑤计量设备。
一般步骤与方法：一般步骤与方法：2. 给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计 一级泵站设计举例：一级泵站设计举例：吸水水位变化范围大，吸水水位变化范围大，10~20m远距离输水工程远距离输水工程 一一级级泵泵站站设设计计举举例例 二级泵站设计举例：二级泵站设计举例：外形一般呈长方形；外形一般呈长方形；吸水水位变化范围小，不超过吸水水位变化范围小，不超过3~4m，泵站，泵站埋深较浅，地面式或半地下式；埋深较浅，地面式或半地下式； 二级泵站设计举例：二级泵站设计举例：设置各种不同型号和台数的泵机组，建筑面设置各种不同型号和台数的泵机组，建筑面积大；积大； 谢谢各位！谢谢各位！欢迎同学讨论！欢迎同学讨论！ 。