泵站工艺设计[行业经验]

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1、北京林业大学北京林业大学 环境科学与工程学院环境科学与工程学院泵与风机泵与风机Pumps and Fans主讲人：张立秋（环境科学与工程学院）主讲人：张立秋（环境科学与工程学院） 20142014年年1010月月1向阳书屋p第九章第九章 泵站工艺设计泵站工艺设计2向阳书屋p（一）（一）给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计3向阳书屋p主要内容：p 给水泵站组成与分类给水泵站组成与分类p 确定工作泵的型号与台数确定工作泵的型号与台数p 确定备用泵的型号与台数确定备用泵的型号与台数p 水泵机组的布置和基础设计水泵机组的布置和基础设计p 吸水和压水管路系统吸水和压水管路系统p 泵站水锤及防护泵站水锤及防护

2、p 泵站的辅助设备泵站的辅助设备4向阳书屋p1 给水泵站作用与分类 （1）给水泵站组成n n 水泵机组：水泵机组：包括水泵和电机包括水泵和电机n n 吸压水管路系统：吸压水管路系统：n n 吸水井：吸水井：n n 控制、调节和安全设备：控制、调节和安全设备：止回阀、安全阀、水锤消除器等止回阀、安全阀、水锤消除器等n n 计量和检查设备计量和检查设备：流量计、压力表、真空表、电流表等：流量计、压力表、真空表、电流表等n n 启动引水设备：启动引水设备：真空泵、引水灌等真空泵、引水灌等n n 电气设备：电气设备：电机的启动、配电设备电机的启动、配电设备n n 通讯、自动控制设备通讯、自动控制设备n

3、 n 起重设备起重设备n n 排水设施排水设施n n 其他：其他：包括采暖、通风、照明、结构等包括采暖、通风、照明、结构等5向阳书屋p1 给水泵站作用与分类（2）给水泵站分类n 取水泵站取水泵站n 送水泵站送水泵站n 加压泵站加压泵站n 循环泵站循环泵站6向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（1）泵站的设计流量n n 一级泵站的设计流量：一级泵站的设计流量：式中：Qr一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h）； Qd供水对象最高日用水量（m3/d）； a为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而知的系数，一般取a=1.051.1； T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。 7向阳书屋p2 确定工作泵的型号和

4、参数n n 二级泵站的设计流量：二级泵站的设计流量： 二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的分级供水线。水泵的分级供水线。 024681012141618202224流量流量, 104m3/d0.51.01.52.02.53.0流量时间，时间，h一级工况二级工况8向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（2）泵站的设计扬程式中：H水泵的设计扬程（m）； HST水泵的静扬程（m）； h总水头损失（m）； H安全安全水头（m）。一般取2-3m。 9向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（3）选泵依据与原则n n 依据：依据：工程所需的水

5、量和水压及其变化规律工程所需的水量和水压及其变化规律n n 原则：原则：在满足最不利工况的条件下，考虑各种工况，在满足最不利工况的条件下，考虑各种工况，尽可能节约投资，减少能耗。从技术上对流量、扬程尽可能节约投资，减少能耗。从技术上对流量、扬程进行合理计算，对水泵台数和型号进行选定，满足用进行合理计算，对水泵台数和型号进行选定，满足用户对水量和水压的要求。从经济和管理上对水泵台数户对水量和水压的要求。从经济和管理上对水泵台数和工作方式进行确定，做到投资、维修费最低，正常和工作方式进行确定，做到投资、维修费最低，正常工作能耗最低。工作能耗最低。10向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数【例题例题】

6、一个小区给水泵站的管路总长度一个小区给水泵站的管路总长度L=3000mL=3000m，管径，管径为为DN=500mmDN=500mm，管材为钢管，最大工况时的流量，管材为钢管，最大工况时的流量QQmaxmax=800m=800m3 3/h/h，最小流量，最小流量QQminmin=400m=400m3 3 /h /h，吸水井最低水，吸水井最低水位与最不利点地形高差位与最不利点地形高差H HSTST =1m =1m，自由水压，自由水压H HC C=12m=12m，泵，泵站内部水头损失站内部水头损失h h泵站泵站=2m=2m，安全水头取，安全水头取H H 安全安全=1.5m=1.5m，最，最大流量大

7、流量QQmaxmax时从泵站至最不利点的管路水头损失时从泵站至最不利点的管路水头损失 h=3.3mh=3.3m。试选择水泵？试选择水泵？11向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数【解解】（1 1）确定流量：）确定流量：Qmax=800m3/h=0.22m3/s；Qmin=400m3 /h=0.11m3 /s（2 2）计算扬程：）计算扬程：Hmax=1+12+2+3.3+1.5=19.8m总水头损失=2+3.3=5.5m，计算得到管路阻抗S为113.64，管路特性曲线方程为：H=13+113.64Q2 计算得到，Hmin=13+113.640.112=14.37m12向阳书屋p2 确定工作泵的型号

8、和参数（3 3）选择水泵：）选择水泵： 按最不利工况（最大流量和扬程）来选择水泵，查得按最不利工况（最大流量和扬程）来选择水泵，查得12SH-1912SH-19型水泵（高效区型水泵（高效区Q=612-935mQ=612-935m3 3/h/h，H=23-14mH=23-14m）符合要求。符合要求。（4 4）绘制水泵工况点：）绘制水泵工况点：13向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（5 5）校核工况：）校核工况：14向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（4）减少能量浪费途径n 大小兼顾，调配灵活大小兼顾，调配灵活n 型号整齐，互为备用型号整齐，互为备用n 水泵换轮运行水泵换轮运行n 水泵调速运行

9、水泵调速运行15向阳书屋p2 确定工作泵的型号和参数（5）提高运行效率途径n 尽量选用大泵尽量选用大泵n 若有多种工况，要尽可能使各种工况下水泵都若有多种工况，要尽可能使各种工况下水泵都在高效区工作，如不能应保证频率出现较高的大在高效区工作，如不能应保证频率出现较高的大泵工况点一定在高效区。泵工况点一定在高效区。n 尽可能减少管路水头损失，管路设计时，尽量尽可能减少管路水头损失，管路设计时，尽量缩短管路长度，减少阀门、配件等。缩短管路长度，减少阀门、配件等。16向阳书屋p3 确定备用泵的型号和参数n n 不允许减少供水量和不允许间断供水的泵站，应不允许减少供水量和不允许间断供水的泵站，应 有两

10、套备用机组；有两套备用机组；n n 允许减少供水量，或允许间断供水时，可设一套允许减少供水量，或允许间断供水时，可设一套 备用机组；备用机组；n n 通常备用泵与最大泵型号相同通常备用泵与最大泵型号相同n n 备用泵台数一般为工作泵的备用泵台数一般为工作泵的50%50%，备用泵要处于，备用泵要处于完好准备状态，和工作泵是互为备用、轮流工作的完好准备状态，和工作泵是互为备用、轮流工作的关系。关系。17向阳书屋p3 确定备用泵的型号和参数选泵时还需考虑的其他因素：选泵时还需考虑的其他因素：（1 1）水泵类型必须与抽送的水质相适应）水泵类型必须与抽送的水质相适应（2 2）要考虑水泵的吸水能力，在保证

11、吸水条件下，尽）要考虑水泵的吸水能力，在保证吸水条件下，尽可能减少泵站埋深。可能减少泵站埋深。（3 3）考虑远期发展，远近结合。）考虑远期发展，远近结合。（4 4）水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和布置）水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和布置都有影响，可直接影响泵房造价。都有影响，可直接影响泵房造价。（5 5）应选择当地生产、性能良好、便于维护的设备。）应选择当地生产、性能良好、便于维护的设备。18向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计 水泵水泵机组布置应保证设备工作可靠，运行安机组布置应保证设备工作可靠，运行安全，装卸维修和管理方便，管道总长度最短，全，装卸维修和管理方便，管道总长度

12、最短，接头配件最少，水头损失最小，并应留有扩建接头配件最少，水头损失最小，并应留有扩建的余地。的余地。（1 1）水泵机组布置的基本要求）水泵机组布置的基本要求19向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计（2 2）水泵机组的布置形式）水泵机组的布置形式纵向排列纵向排列横向排列横向排列横向双行排列横向双行排列20向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计（3 3）水泵机组基础设计）水泵机组基础设计n n 基础的作用及要求基础的作用及要求 水泵基础的作用是支承并固定机组，以便于机组运行平水泵基础的作用是支承并固定机组，以便于机组运行平稳，不产生振动。因而要求基础坚实牢固，不发生下沉和稳，不产生振动。因而要

13、求基础坚实牢固，不发生下沉和不均匀沉降现象，卧式泵多采用混凝土块式基础，立式泵不均匀沉降现象，卧式泵多采用混凝土块式基础，立式泵多采用圆柱式混凝土基础或与泵房基础、楼板合建多采用圆柱式混凝土基础或与泵房基础、楼板合建。21向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计n n 基础尺寸基础尺寸I）带底座的小型水泵基础长度L=水泵底座长度L1+（0.150.20）m；基础宽度B=水泵底座螺孔间距B1+(0.150.20)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150.20)m；II）不带底座的大、中型水泵基础长度 L=水泵机组底脚螺孔长度方向间距L1+(0.400.50）m；基础宽度B=水泵底脚螺孔宽度

14、方向间距B1+(0.400.50)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150.20)m 。22向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计n n 基础高度校核基础高度校核 为保证水泵稳定工作，基础必须有相当的重量，一为保证水泵稳定工作，基础必须有相当的重量，一般基础重量应大于（般基础重量应大于（2.54.02.54.0）倍水泵机组总重量，在）倍水泵机组总重量，在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算出其高度。基础最小高度不小于出其高度。基础最小高度不小于500700mm500700mm，以保证，以保证基础的稳定性，基础一般用混凝土浇筑，

15、混凝土基础应基础的稳定性，基础一般用混凝土浇筑，混凝土基础应高出室内地坪约高出室内地坪约1020cm1020cm。23向阳书屋p4 水泵机组的布置和基础设计（4 4）水泵机组布置的一些规定）水泵机组布置的一些规定n要有一定宽度的人员通道，电动机功率不大于55kW时，净距应不小于0.8m，电动机功率大于55kW时，净距应不小于1.2m，设备的突出部分之间或突出部分与墙壁之间不小于0.7m，进出设备的大门口宽为最大设备宽度加1m。n非中开式水泵，要有能抽出水泵泵轴的位置，其长度为轴长加0.25m,对于电机转子要有电机转子加0.5m的位置。n大型泵应有检修的空地，其大小应使得被检修设备周围有0.71

16、.0m空地，以便工人活动工作。n辅助泵(如真空泵、排水泵等)通常应安装在部分适当的地方，以不增加泵房面积为原则，可以靠墙、墙角布置，也可以架空布置。n泵站内主要通道宽度应不小于1.2m。 24向阳书屋p5 吸水和压水管路系统（1 1）吸水管路设计要求）吸水管路设计要求n n 不允许有泄漏不允许有泄漏n n 不积气，应避免形成气囊不积气，应避免形成气囊n n 尽可能减少吸水管长度，减少损失和埋深尽可能减少吸水管长度，减少损失和埋深n n 每台水泵应有自己独立的吸水管每台水泵应有自己独立的吸水管n n 吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀吸水井水位高于泵轴时，应设手动、常开检修闸阀n n

17、吸水管内流速：吸水管内流速：DN250mm,v=1.0-1.2m/sDN250mm,v=1.2-DN250mm,v=1.2-1.6m/s1.6m/sn n 灌水启动时，应设底阀灌水启动时，应设底阀n n 吸水管设底阀时，应设喇叭口，使水流平稳，减少损失，喇叭口吸水管设底阀时，应设喇叭口，使水流平稳，减少损失，喇叭口直径直径D=D=（1.3-1.51.3-1.5）d d，高度，高度H=H=（3.5-7.03.5-7.0）（）（D-dD-d）25向阳书屋p5 吸水和压水管路系统（2 2）吸水井设计安装要求）吸水井设计安装要求垂直安装的喇叭口：垂直安装的喇叭口：I）淹没深度h0.51.0m，否则应设

18、水平隔板，水平隔板边长为2D或3dII）喇叭口与井底间距要大于0.8D，使水行进流速小于吸水管进口流速III）喇叭口距吸水井井壁距离要大于（0.751.0）DIV）喇叭口之间距离要大于（1.52.0）D26向阳书屋p5 吸水和压水管路系统水平安装的喇叭口：水平安装的喇叭口：I）淹没深度h0.51.5m。II）叭口与井底间距要大于0.33D，行进流速小于吸水管进口流速III）喇叭口之间距离要大于（1.52.0）D 27向阳书屋p5 吸水和压水管路系统（3 3）压水管路设计要求）压水管路设计要求n n 承受高压，要求坚固不漏水承受高压，要求坚固不漏水n n 为安装方便和减小水锤应力，必要地方设柔性

19、接口为安装方便和减小水锤应力，必要地方设柔性接口n n 在转弯、三通等处设支墩或拉杆在转弯、三通等处设支墩或拉杆n n 闸阀直径闸阀直径D400mmD400mm，应设电动闸阀，应设电动闸阀n n 压水管流速：压水管流速： DN250mm,v=1.5-2.0m/s DN250mm,v=2.0-2.5m/sDN250mm,v=2.0-2.5m/sn n 不允许倒流时，设置止回阀不允许倒流时，设置止回阀28向阳书屋p6 泵站水锤及防护（1 1）水锤概述）水锤概述 水锤也称为水击，是有压水管路中由于液体流速的突然变化而引起的压力急剧的交替升高和降低的水力冲击现象。 在简单管路中若发生关阀水锤，阀门瞬时

20、关闭，则发生直接水锤，其压力增值：P=a（v0-v），则有：阀门关闭缓慢，则发生间接水锤，其压力增值：29向阳书屋p6 泵站水锤及防护式中：a水锤波传播速度； v0水流原速度； v水流速度改变后的速度,关阀水锤V=0 TC=2L/a水锤波传播一个来回的时间； TZ 阀门关闭时间。 30向阳书屋p6 泵站水锤及防护（2 2）停泵水锤）停泵水锤 停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其它原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流速度发生变化而引起的压力递变现象。发生突然停生突然停泵的原因可能有：的原因可能有：（1）由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使电力供应突然中断。 （2）雨天雷电引起

21、突然断电。 （3）水泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，水泵密封环被咬住，致使水泵转动发生困难而使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切除。 （4）在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然停电。 31向阳书屋p6 泵站水锤及防护（3 3）停泵水锤的危害及其防护）停泵水锤的危害及其防护停泵水锤的危害：停泵水锤的危害： 一般停泵水锤事故会造成“跑水”、停水；严重的事故造成泵房被淹；有的还引起次生灾害，如冲坏铁路，中断运输；还有的设备被损坏，伤及操作人员，甚至造成人身死亡的事故。32向阳书屋p6 泵站水锤及防护水水锤防防护措施措施：I）尽可能不设止回阀II）管路设有止回阀时，应设置防止压

22、力升高的措施III）用缓闭止回阀、自动缓闭水力闸阀IV）还可考虑采用增加管道直径和壁厚 33向阳书屋p7 泵站辅助设备（1 1）引水设备）引水设备水泵的工作有自灌式和吸入式两种方式。真空泵：式中：K为漏气系数，一般K=1.051.10； Wp为泵站中最大一台水泵泵壳空气容积（m3）； W s为泵站中最大一台水泵吸水管空气容积（m3）； Ha为大气压，用水柱高度表示； H ss为水泵安装高度（m）； T为水泵引水时间（h），一般应小于5min。最大真空最大真空值HVmax一般可根据吸水池最低水位至水一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离最高点垂直距离H计算，即：算，即： HVmax=760

23、 H /10.33 =73.6H（ mmHg）。）。 34向阳书屋p7 泵站辅助设备（2 2）计量设备）计量设备n n 电磁流量计电磁流量计 结构简单、工作可靠；水头损失小，且不易堵塞，结构简单、工作可靠；水头损失小，且不易堵塞，电耗少；反应灵敏，可测量脉动流量，测量范围大；测电耗少；反应灵敏，可测量脉动流量，测量范围大；测量精度约为量精度约为1.5%1.5%；重量轻、体积小、占地少；价格较；重量轻、体积小、占地少；价格较高，怕潮，怕水浸。高，怕潮，怕水浸。35向阳书屋p7 泵站辅助设备n n 超声波流量计超声波流量计 水头损失小，电耗少；反应灵敏；测量精度约为水头损失小，电耗少；反应灵敏；测

24、量精度约为2%2%；可计量瞬时流量，也可计累积流量。；可计量瞬时流量，也可计累积流量。 安装部位要求上游的直管段不小于安装部位要求上游的直管段不小于1010倍管径，下游倍管径，下游的直管段不小于的直管段不小于5 5倍管径。倍管径。 目前，国产的超声波流量计已可测得管径为目前，国产的超声波流量计已可测得管径为100-100-2000mm2000mm之间的任何管道流量。之间的任何管道流量。36向阳书屋p7 泵站辅助设备（3 3）起重设备）起重设备起重量（t）起重设备形式5.0固定吊钩或移动吊架手动或电动单轨吊车手动或电动单轨吊车电动桥式行车37向阳书屋p7 泵站辅助设备吊吊车的安装高度的安装高度应

25、能保能保证：（1）吊起重物后，能在机器间内的最高机组或设备顶上越过；（2）在地下式泵站中，应能将重物吊至运输口；（3）应能将重物吊到汽车上。 泵房的高度大小与泵房内有无起重设备有关。在无吊车设备时，泵房的高度大小与泵房内有无起重设备有关。在无吊车设备时，应不小于应不小于3m（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当有（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当有起重设备时，其高度应通过计算确定。起重设备时，其高度应通过计算确定。38向阳书屋p总结：泵站设计步骤n n 确定设计流量和扬程确定设计流量和扬程n n 初选水泵和电机（假定泵站内水头损失为初选水泵和电机（假定泵站内水头损失为2m2

26、m）n n 设计机组的基础设计机组的基础n n 计算吸水管和压水管计算吸水管和压水管n n 布置机组和管道布置机组和管道n n 复核水泵和电机复核水泵和电机n n 选择附属设备选择附属设备n n 确定泵房高度确定泵房高度n n 确定泵房平面尺寸确定泵房平面尺寸n n 向有关工种提出设计任务向有关工种提出设计任务n n 审校、会签审校、会签n n 出图出图n n 编制预算编制预算39向阳书屋p供水泵站设计举例（1） 已知资料已知资料 已知一个送水泵站，最大设计水量Qd5.0万米3/日，泵站分二级工作，建筑层数6层，自由水压H028米，输水管和给水管网总水头损失h=20.5米，清水池最低水位至设计

27、最不利点地面高差Z c =8.0米。泵站第一级工作从5时到20时，每小时水量占全天用水量的5.11。泵站第二级工作从20时到5时，每小时水量占全天用水量的2.61。消防水量QX=144米3/时，消防时，输水管和给水管网总水头损失hX=32.5米。40向阳书屋p供水泵站设计举例（2）泵站设计参数的确定泵站设计参数的确定泵站一级工作时的设计工作流量； Q5.0米3/日5.112555米3/时=710.0升/秒泵站二级工作时的设计工作流量； Q5.0米3/日2.611305米3/时=362.5升/秒泵站一级工作时的设计扬程； HZcH0hh泵站内8.0米28.0米20.5米1.5米58.0米其中：Z

28、c地形高差； H0自由水压； h总水头损失； h泵站内泵站内水头损失（初估为1.5米）；41向阳书屋p供水泵站设计举例（3）选择水水泵求管路特性曲线方程中的参数：因为H ST8.0米28.0米36.0米；所以S（hh泵站内）/Q=（20.5+1.5）/0.7102=44秒2/米5； H3644Q2； 42向阳书屋p供水泵站设计举例 经过反复比较和绘制水泵工况点，初步选定工作泵为2台14SH9A型水泵。其性能参数如下：Q250370升/秒； H7056米；n=1450转/分； 7879；N26.025.7千瓦； HS3.5米； 2台14SH9A型水泵并联工作时，其工况点在M点，M点对应的流量和扬

29、程为710.0升/秒和58米，恰好满足泵站一级设计工作流量要求。 1台14SH9A型水泵单独工作时，其工况点在N点，N点对应的流量和扬程为408.0升/秒和42米，基本（稍大一些）满足泵站二级设计工作流量要求。 再选一台同型号的14SH9A型水泵备用，泵站共设有三台14SH9A型水泵。43向阳书屋p供水泵站设计举例（4）确定电机确定电机 根据水泵样本提供的配套可选电机，选定JS1364鼠笼式三相交流异步电机，其参数如下；额定电压V3000伏； N30千瓦； n=1475转/分； W1880公斤；（JS1364型号意义为JS鼠笼式； 1机座号； 36铁芯长度； 4级数；）44向阳书屋p（5）基础

30、设计基础设计14SH9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，基础长度L地脚螺钉间距（400500） L4L6L8（400500） 65010834444272600毫米基础宽度B地脚螺钉间距（400500） b（400500） 7104901200毫米基础高度H（2.54.0）（W水泵W电机）/LB 3.0（9501880）/ 120026002400 1.13米 （取1.40米）其中：W水泵水泵重量（公斤）； W电机电机重量（公斤）； L基础长度（公斤）； B基础宽度（米）； 基础容重（混凝土容重2400公斤/米3）；45向阳书屋p（6） 吸水管和压水管的计算 一台14SH9A型

31、水泵单独工作时，其流量为408.0升/秒，为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN600毫米，压水管管径DN500毫米。当吸水管DN600毫米时，流速V1.44米/秒，(1.21.6m/s) 压水管DN500毫米时，流速V2.08米/秒，(2.02.5m/s) 说明上述管径选择合适。供水泵站设计举例46向阳书屋p（7 7）泵房形式的选择及机械间布置泵房形式的选择及机械间布置 根据清水池最低水位标高115.20米和水泵HS3.5米的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用单排顺列式布置。 每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371J10，DN600毫米

32、，L154毫米，W380公斤。 压水管设有液压缓闭止回蝶阀，型号为HD741X-10液控止回阀，DN500，L=350毫米，W=1358公斤；电动控制阀门，型号为D941X10电动蝶阀 ，DN500毫米，L350毫米，W600公斤。并设有联络管（DN600毫米）联络后，由两条输水干管（DN700毫米）送往城市管网。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。 选用各种弯头、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为15.0米和宽度9.0米。47向阳书屋p（8 8） 吸水井设计吸水井设计 吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位清水池最低水位清水池至吸水井水头损失 1

33、15.200.2115.00米吸水井最高水位清水池最高水位119.20米水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN（1.31.5）d =1.33600=800毫米水泵吸水管进口喇叭口长度L（3.07.0）（Dd） 4.0（800600）800毫米喇叭口距吸水井井壁距离（0.751.0）D1.0800800毫米喇叭口之间距离（1.52.0）D2.08001600毫米喇叭口距吸水井井底距离0.8D1.0800800米喇叭口淹没水深h0.51.0米1.2米所以，吸水井长度7200毫米，（注：最后根据水泵机组之间距离调整为20000）吸水井宽度2400毫米（注：最后调整为3000），吸水井高度6500毫米（包括

34、超高300）。48向阳书屋p （9 9）各工艺标高的确定各工艺标高的确定泵轴安装高度HSSHSV2/2ghS查得10.1（喇叭口局部阻力系数），20.6（90弯头局部阻力系数），30.01（阀门局部阻力系数），40.18（偏心减缩管局部阻力系数）。经过计算hS0.10米 (考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，取1.00米)所以，HSS3.51.302/29.811.002.40米泵轴标高吸水井最低水位HSS115.002.40117.40米基础顶面标高泵轴标高泵轴至基础顶面高度（H1）117.40 0.56116.84米泵房地面标高基础顶面标高0.20116.64米49向阳书屋p（1

35、010）复核水泵和电机）复核水泵和电机 根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。泵房内管路水头损失h泵站内hShd=1.0米0.44米1.44米所以，水泵扬程HZcH0hh泵站内8.0米28.0米20.5米1.44米57.94米与估计扬程基本相同，选定的水泵机组合适。50向阳书屋p（1111）消防校核消防校核 消防时，二级泵站的供水量Q火Q d +QX=2555米3/时+144米3/时=2699米3/时749.7升/秒 消防时，二级泵站扬程H火ZcH0火hh泵站内8.0米10.0米32.5米1.44米51.94米其中：Zc地形高差； H0火

36、自由水压；H0火10.0米（低压消防制） h总水头损失； h泵站内泵站内水头损失； 根据Q火和H火，绘制泵站在消防时需要的水泵工况点，在两台水泵并联特性曲线的下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求。51向阳书屋p52向阳书屋p（1212）引水设备引水设备启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量：QVK（WPWS）Ha/T（H aHSS） =1.10（0.258.33）10.33/300（10.332.40） =0.04米3/秒式中：QV真空泵的最大排气量（米3/时）； K漏气系数（1.051.10）； WP最大一台水

37、泵泵壳内空气容积（米3）； WS吸水管中空气容积（米3）； Ha一个大气压的水柱高度，取10.33米； T水泵引水时间（小时），一般取5分钟，消防水泵小于3分钟； HSS离心泵的安装高度（米）；真空泵的最大真空度HVMAXHSS760/10.33毫米Hg柱 4760/10.33毫米Hg柱284mmHg式中：HVMAX真空泵的最大真空度（mmHg）； HSS离心泵安装高度（米），最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差；根据QV和HVMAX选取SZB8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。53向阳书屋p（13）计量设备计量设备 在压水管上设超声波流量计，选取SP1型超声波流量计2台，安装

38、在泵房外输水干管上，距离泵房7米。 在压水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为0.01.0兆帕。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为-7600毫米汞柱。供水泵站设计举例54向阳书屋p供水泵站设计举例（14）起重设备起重设备 选取单梁悬挂式起重机SDQ，起重量2吨，起升高度3.010.0米。 根据起重机的要求计算确定泵房净高度12米。55向阳书屋p（15）排水设备排水设备 设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为2.01.01.53.0米3。 选取50QW15-7-0.75型潜水排污泵，其参数为：Q15米3/小时； H7米；n2820转/分； N0.75千瓦；供水泵站设

39、计举例56向阳书屋p57向阳书屋p（一）（一）排水泵站工艺设计排水泵站工艺设计58向阳书屋p主要内容：p 排水泵站分类与组成排水泵站分类与组成p 排水泵站的基本形式排水泵站的基本形式p 水泵的选择水泵的选择p 集水池的设计集水池的设计p 泵房的布置泵房的布置p 主要辅助设备主要辅助设备p 排水泵站设计举例排水泵站设计举例59向阳书屋p1 排水泵站分类与组成（1）排水泵站分类n n 按排水性质：按排水性质：污水泵站、雨水泵站、合流泵站、污泥泵站等污水泵站、雨水泵站、合流泵站、污泥泵站等n n 按系统中作用：按系统中作用：中途泵站、区域泵站、总提升泵站中途泵站、区域泵站、总提升泵站n n 按引水方

40、式：按引水方式：自灌式泵站、非自灌式泵站自灌式泵站、非自灌式泵站n n 按平面形状：按平面形状：圆形泵站、矩形泵站、组合形泵站圆形泵站、矩形泵站、组合形泵站n n 按集水池位置按集水池位置：合建式泵站、分建式泵站：合建式泵站、分建式泵站n n 按与地面关系：按与地面关系：地下式泵站、半地下式泵站地下式泵站、半地下式泵站n n 按操纵方式：按操纵方式：人工操作、自动控制和遥控泵站人工操作、自动控制和遥控泵站60向阳书屋p1 排水泵站分类与组成（2）排水泵站组成n n 事故溢流井事故溢流井n n 格栅格栅n n 集水池集水池n n 水泵间（机器间）水泵间（机器间）n n 辅助间辅助间n n 出水井

41、出水井n n 专用变电所专用变电所61向阳书屋p2 排水泵站的基本形式合建式圆形合建式圆形合建式矩形合建式矩形分建式矩形分建式矩形62向阳书屋p规模确定： 按总体规划划分的远、近期规模设计，满足流量发展需要。泵站建筑物宜按远期规模设计，水泵机组可按近期水量配置。2 排水泵站的基本形式63向阳书屋p3 水泵的选择（1）水泵的设计流量 城市污水的流量是不均匀的，其在全天内的变化规律也难以确定，因此设计流量一般按最高日最大时污水量计算。64向阳书屋p3 水泵的选择（2）水泵的扬程式中：式中：H HC C- -安全压力，一般取安全压力，一般取1-2mH1-2mH2 2OO。65向阳书屋p3 水泵的选择

42、（3）水泵型号及台数的选择 根据污水的性质确定水泵的型号，是选择污水泵、污根据污水的性质确定水泵的型号，是选择污水泵、污泥泵或是耐腐蚀泵。泥泵或是耐腐蚀泵。 尽可能选择同型号水泵，以方便施工和维护；也可以尽可能选择同型号水泵，以方便施工和维护；也可以采用大、小泵搭配的方式，适应流量的变化。采用大、小泵搭配的方式，适应流量的变化。 尽可能选择性能好、效率高的水泵，使水泵工作长期尽可能选择性能好、效率高的水泵，使水泵工作长期处于高效区。工作水泵台数一般不超过处于高效区。工作水泵台数一般不超过4 4台，同时考虑台，同时考虑备用泵。备用泵。66向阳书屋p4 集水池的设计（1）集水池容积的确定 集水池容

43、积应合理确定，过大会增加投资，过小会使集水池容积应合理确定，过大会增加投资，过小会使水泵开启频繁。水泵开启频繁。 污水泵房集水池容积一般按不少于泵站内最大一台泵污水泵房集水池容积一般按不少于泵站内最大一台泵5min5min的出水量确定。的出水量确定。 雨水泵站集水池的容积按最大一台泵雨水泵站集水池的容积按最大一台泵30s30s出水量确定。出水量确定。 集水池的有效水深一般采用集水池的有效水深一般采用1.5-2.0m1.5-2.0m。67向阳书屋p4 集水池的设计（2）集水池辅助设施 集水池内设置冲泥和清泥等设施，一般在出水压力管集水池内设置冲泥和清泥等设施，一般在出水压力管道上接出直径道上接出

44、直径50-100mm50-100mm的支管伸入集水坑中。的支管伸入集水坑中。 含有焦油类的生产污水，低温季节考虑加热设施。含有焦油类的生产污水，低温季节考虑加热设施。 自灌式泵房，根据水位变化设置自动控制，如浮球液自灌式泵房，根据水位变化设置自动控制，如浮球液位控制器、浮球行程式水位开关、电极液位控制器等。位控制器、浮球行程式水位开关、电极液位控制器等。68向阳书屋p4 集水池的设计（3）集水池布置原则 集水池布置应考虑改善吸水条件，减少滞流和涡流。集水池布置应考虑改善吸水条件，减少滞流和涡流。n n 吸水管或叶轮有足够淹没深度，防止吸入空气，一般不小于吸水管或叶轮有足够淹没深度，防止吸入空气

45、，一般不小于0.4m0.4mn n 吸入喇叭口与池底距离不小于吸水管直径的吸入喇叭口与池底距离不小于吸水管直径的0.80.8倍，且不得小于倍，且不得小于0.5m0.5m；与池壁距离为吸水管直径的；与池壁距离为吸水管直径的0.75-10.75-1倍；喇叭口之间距离不小倍；喇叭口之间距离不小于于1.51.5倍喇叭口直径倍喇叭口直径n n 水流应均匀顺畅无漩涡地流进水泵吸水管口水流应均匀顺畅无漩涡地流进水泵吸水管口n n 集水池进口流速和水泵吸入口处的流速尽可能缓慢集水池进口流速和水泵吸入口处的流速尽可能缓慢n n 集水池前应设置闸槽，以便清水池或水泵检修时使用集水池前应设置闸槽，以便清水池或水泵检

46、修时使用69向阳书屋p5 泵房的设计（1）机组布置70向阳书屋p5 泵房的设计机组布置要求：机组布置要求：n n 相邻两机组间净距：电机小于等于相邻两机组间净距：电机小于等于55kW55kW时，不得小于时，不得小于0.8m0.8m；大于；大于55kW55kW时，不得小于时，不得小于1.2m1.2mn n 无吊车起重设备的泵房，在每个机组的一侧应有比机组宽度大无吊车起重设备的泵房，在每个机组的一侧应有比机组宽度大0.5m0.5m的通道，但不得小于上一条规定的通道，但不得小于上一条规定n n 相邻机组间距及与墙壁之间距离不小于相邻机组间距及与墙壁之间距离不小于0.7m0.7mn n 配电箱前面的通

47、道宽度，低压配电时不小于配电箱前面的通道宽度，低压配电时不小于1.5m1.5m，高压配电时不，高压配电时不小于小于2.0m2.0mn n 当需要在泵房内就地检修时，检修面积应根据最大设备外形尺寸当需要在泵房内就地检修时，检修面积应根据最大设备外形尺寸确定，并在其周围留有不小于确定，并在其周围留有不小于0.7m0.7m的通道的通道71向阳书屋p5 泵房的设计（2）管道布置n n 吸水管路布置：每台水泵设一根独立吸水管吸水管路布置：每台水泵设一根独立吸水管n n 吸水管的流速一般采用吸水管的流速一般采用1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s，不得低于，不得低于0.7m/s0.7m/sn n 吸水

48、管进口应装喇叭口，其直径为吸水管直径的吸水管进口应装喇叭口，其直径为吸水管直径的1.3-1.51.3-1.5倍倍n n 若泵房为自灌式引水，吸水管上应装闸阀（轴流泵除外）若泵房为自灌式引水，吸水管上应装闸阀（轴流泵除外）n n 压水管的流速一般为压水管的流速一般为1.0-2.5m/s1.0-2.5m/sn n 压水管内流速不得小于压水管内流速不得小于0.7m/s0.7m/sn n 两台及以上水泵共用压水管时，每台水泵的出水管上均设闸阀，两台及以上水泵共用压水管时，每台水泵的出水管上均设闸阀，并且在闸阀与水泵之间设置止回阀并且在闸阀与水泵之间设置止回阀72向阳书屋p5 泵房的设计（3）管道敷设n

49、 n 泵房内管道一般采用明装，吸水管置于地面，压水管采用架空安泵房内管道一般采用明装，吸水管置于地面，压水管采用架空安装，沿墙设在托架上装，沿墙设在托架上n n 管道不允许在电气设备上通过管道不允许在电气设备上通过n n 管道敷设不能妨碍交通、设备吊装和检修管道敷设不能妨碍交通、设备吊装和检修n n 通行处地面距管底不宜小于通行处地面距管底不宜小于2.0m2.0mn n 泵房内地面敷设管道时，考虑设置活动踏梯泵房内地面敷设管道时，考虑设置活动踏梯73向阳书屋p5 泵房的设计（4）泵站内各标高确定74向阳书屋p6 主要辅助设备n 格栅格栅n 仪表及计量设备仪表及计量设备n 引水设备引水设备n 排

50、水设备排水设备n 反冲设备反冲设备n 采暖、通风、防潮设备采暖、通风、防潮设备n 起重设备起重设备75向阳书屋p7 排水泵站设计举例（1 1）设计依据）设计依据 已知拟建泵站最高日最高时污水流量为已知拟建泵站最高日最高时污水流量为150L/s150L/s，污，污水来水管管径为水来水管管径为500mm500mm，管内底标高为，管内底标高为34.90m34.90m，充，充满度为满度为0.70.7；泵站处室外地面标高为；泵站处室外地面标高为41.80m41.80m；污水经；污水经泵站提升至出水井，出水井距泵站泵站提升至出水井，出水井距泵站10m10m，出水井水面，出水井水面标高为标高为46.80m4

51、6.80m，拟建合建式圆形泵站，采用自灌式工，拟建合建式圆形泵站，采用自灌式工作。试进行该污水泵站工艺设计。作。试进行该污水泵站工艺设计。76向阳书屋p7 排水泵站设计举例（2 2）水泵机组选择）水泵机组选择n n 污水泵站设计流量按最高日最高时，为污水泵站设计流量按最高日最高时，为150L/s150L/sn n 扬程估算：扬程估算： 格栅前水面标高格栅前水面标高=34.9+0.50.7=35.25m=34.9+0.50.7=35.25m 格栅后水面标高格栅后水面标高=35.25-0.1=35.15m=35.25-0.1=35.15m 集水池有效水深按集水池有效水深按2.0m2.0m设计，则设

52、计，则 集水池最低水面标高集水池最低水面标高=35.15-2.0=33.15m=35.15-2.0=33.15m 水泵净扬程水泵净扬程=46.8-33.15=13.65m=46.8-33.15=13.65m 水泵吸水、压水管路总损失估算为水泵吸水、压水管路总损失估算为1.0m1.0m 因此，水泵扬程因此，水泵扬程=13.65+1.0=14.65m=13.65+1.0=14.65m77向阳书屋p7 排水泵站设计举例（2 2）水泵机组选择）水泵机组选择考虑来水的不均匀性，选择两台工作水泵，一台备用。考虑来水的不均匀性，选择两台工作水泵，一台备用。查水泵样本，选用查水泵样本，选用6PWL6PWL立式

53、污水泵立式污水泵3 3台，台，2 2用用1 1备。单泵的工作备。单泵的工作参数为参数为H=14.65mH=14.65m，Q=75L/sQ=75L/s，电机功率，电机功率N=30kWN=30kW，水泵效率为，水泵效率为69%69%，配套电机选用，配套电机选用JOJO2 281-6(L81-6(L3 3) )型。型。78向阳书屋p7 排水泵站设计举例（3 3）集水池容积及其布置）集水池容积及其布置集水池容积按一台泵集水池容积按一台泵5min5min出水量计算，即出水量计算，即集水池面积集水池面积A A79向阳书屋p7 排水泵站设计举例 根据集水池面积和水泵间的平面布置要求确定泵站井筒内径为根据集水

54、池面积和水泵间的平面布置要求确定泵站井筒内径为8.0m8.0m。集水池隔墙距泵站中心为。集水池隔墙距泵站中心为1.0m1.0m，则集水池隔墙长，则集水池隔墙长b b为为 R=4R=4A A1 13 3b/2b/2 集水池实际面积集水池实际面积A A为为 集水池内设有人工除污格栅机一座，格栅间隙为集水池内设有人工除污格栅机一座，格栅间隙为30mm30mm，安装，安装角度为角度为70700 0，格栅宽度为，格栅宽度为1.6m1.6m，长为，长为1.8m1.8m。80向阳书屋p7 排水泵站设计举例（4 4）水泵机组布置）水泵机组布置 由水泵样本查得，由水泵样本查得，6PWL6PWL型水泵基座平面尺寸

55、为型水泵基座平面尺寸为470670mm470670mm，混凝土基础平面尺寸比基座平台尺寸各边加大，混凝土基础平面尺寸比基座平台尺寸各边加大200mm200mm，即为，即为670mm870mm670mm870mm。N=215N=215F=350F=350C=670C=670D=470D=47081向阳书屋p7 排水泵站设计举例（5 5）吸压水管路布置）吸压水管路布置n n 吸水管路的布置：每台水泵设单独吸水管，设计流量为吸水管路的布置：每台水泵设单独吸水管，设计流量为75L/s75L/s，采用，采用DN250mmDN250mm钢管，流速钢管，流速1.4m/s1.4m/s，吸水管起端设进水喇叭口，

56、吸水管起端设进水喇叭口，吸水管上设吸水管上设DN250mmDN250mm手动闸阀一个，手动闸阀一个，90900 0变径弯头一个，柔性接变径弯头一个，柔性接口一个，吸水管在水泵间地面上敷设。口一个，吸水管在水泵间地面上敷设。n n 压水管路的布置：距离出水井较近，每台水泵压水管直接接入压水管路的布置：距离出水井较近，每台水泵压水管直接接入出水井，压水管采用出水井，压水管采用DN250mmDN250mm钢管，流速钢管，流速1.4m/s1.4m/s，压水管上设，压水管上设一个一个DN150250DN150250渐扩管，柔性接口一个，渐扩管，柔性接口一个， 90 900 0弯头两个，管路采弯头两个，管

57、路采用架空敷设。用架空敷设。82向阳书屋p7 排水泵站设计举例平面图平面图剖面图剖面图83向阳书屋p7 排水泵站设计举例（6 6）泵站扬程的校核）泵站扬程的校核 管路总压力损失包括两部分：管路总压力损失包括两部分： 沿程水头损失为：沿程水头损失为： 局部水头损失为：局部水头损失为： 所以，所以，84向阳书屋p7 排水泵站设计举例（7 7）泵站辅助设备）泵站辅助设备n n 排水设备：水泵间内积水由集水沟汇至集水坑，用一立式排水设备：水泵间内积水由集水沟汇至集水坑，用一立式农用排污泵排除。集水沟断面尺寸为农用排污泵排除。集水沟断面尺寸为100100mm100100mm，集水坑尺，集水坑尺寸为寸为600600800mm600600800mm。n n 冲洗管道：在水泵压水管上接出一根冲洗管道：在水泵压水管上接出一根DN50mmDN50mm的支管伸入的支管伸入集水池吸水坑中，进行定期冲洗。集水池吸水坑中，进行定期冲洗。n n 起重设备：根据水泵和电机重量及起吊高度，选用一台起重设备：根据水泵和电机重量及起吊高度，选用一台TV-TV-212212型电动葫芦，起重量为型电动葫芦，起重量为2 2吨，起升高度为吨，起升高度为12m12m。85向阳书屋p