特别说明
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1
目录目录目录目录
第一章课程设计任务书 (2)
第二章中文摘要 (3)
第三章设计计算书 (4)
一、设计流量的确定和设计扬程估算······························
4 1.
设计流量
Q ·················································
4 2.
水泵所需静扬程
H
ST
·········································
4 3.
初选水泵和电机·············································
5 4.
机组基础尺寸的确定·········································
5 5.
压水管的设计···············································
6 6.
泵机组及管路布置··········································
7.
吸水井设计计算··············································
8.
泵站内管路的水力计算·····································
二、泵站各部分高度的确定···································
1.
泵房简体高度的确定·····································
2.
泵房高度的确定··········································
三、泵房平面尺寸确定·······························
四、辅助设备的选择和布置·····································
1.
起重设备······································
2.
引水设备········································
3.
排水设备···············································
4.
通风设备··············································
5.
计量设备····················································
第四章结语············································
第五章参考文献···············································
2
第一章第一章第一章第一章课程设计（论文）任务书
1
．课程设计的主要内容及基本要求
（一）项目简介
某水厂一级泵站设计
张家口某水厂，近期用水量为
4.1
万米
3/
日，远期
6.15
万米
3/
日（不包括水厂自用水）原水厂水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质
地
形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采
用箱式。取水头部到吸水井的距离为
51
米。水源洪水为标高为
80.1
米（
1
％频率）；枯水位标高为
75.5
米（
97
％频率）；常年平均水位标高为
77.2
米，泵房设置地室外地面标高为
81.2m
。净水厂混合井水面标高为
107.2
米，取水泵房到净水厂管道长
570
米。地区气候资料可根据设计需要由当地气象部门提供。水厂为双电源进行。
（二）设计内容及要求
1
、合理选择吸水井、吸水头部、水泵、配备动力设备，完成吸水井和机组布置；
2
、设计吸水管路和压水管路的管径和埋深等；
3
、计算确定水泵的安装高度；
4
、进行泵站平面布置、大小和高程确定，并对泵站内主要附属设备进行选择。
（三）图纸及设计要求
1
）、采用
A2
图纸出图。
2
）、设计说明书用纸：
A4
纸打印或手写
3
）、设计说明书要内容全面、思路清晰、规范及计算书要详细。
4
）、设计说明书格式应满足“河北工业大学毕业设计格式”要求。
5
）、最终成果严格按照河北工业大学课程设计要求排版装订，图纸可附计算说明书后。2
．设计参考资料
1.
《水泵及水泵站成果整理并上交》中国建筑工业出版社姜乃昌主编。
2.
《给排水设计手册》第
1
、
3
、
9
、
10
、
11
册。
3
3.
《泵站设计规范》
GB/T 50265
—
97 4.
《地表水取水》中国建筑工业出版社周金全主编。
3
．进度安排
设计（论文）各阶段名称起
止日
期
1
基础资料收集和整理熟悉设计资料和设计规范
1
天
2
方案比较、绘制水力草图
1
天
3
确定方案、设计计算
2
天
4
绘图、整理设计说明书
3
天
5
成果整理并上交
1
天
第二章第二章第二章第二章
中文摘要中文摘要中文摘要中文摘要
《水泵与水泵站》是一门实践性很强的学科，作为一种提升设备，它服务与社会，为人们的生产、生活、消防带来极大的方便因此它在现代的社会中发挥着不可替代的作用。然而，它又是一门大学问，对如何选则泵机组，如何搭配使用，如何布置泵基础和其他附属设备的平面及其高程，所以，选择合适的泵及其电机对泵站的投资和运行费用至关重要。
关键字：水泵电机
泵站
4
第三章第三章第三章第三章设计设计设计设计计算计算计算计算书书书书
一一一一、、、、设计流量的确定和设计扬程估算设计流量的确定和设计扬程估算设计流量的确定和设计扬程估算设计流量的确定和设计扬程估算
1
．．．．设计流量设计流量设计流量设计流量
Q
考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝
1.05
，则：
近期设计流量为
Q
＝
1.05
×
24
3500
＝
1793.75
3
/
mh
＝
0.498 m
3
/s
远期设计流量为
Q
'
＝
1.05
×
24
61500
＝
2690.625
3
/
mh
＝
0.747 m
3
/s
2. 2. 2. 2. 设计扬程设计扬程设计扬程设计扬程HHHH 1
）．泵所需静扬程
在最不利情况下（一条检修，另一条通过
75
％设计流量,Q=0.75×0.747
m
3
/s=560L/s
）,查表
DN=600mm,v=1.92 /
ms
,1000i
＝
7.48
，其中取局部水头损失占沿程的
10
％，则取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为：1.1 × 7.48 × 10
3
?
×51＝
0.42m
（其中量得取水头部到泵房吸水间的距离为51米）则:
吸水井最高水面标高为：
80.10-0.42=79.68
米
吸水井最低水面标高为：
75.50-0.42=75.08
米
所以水泵所需的静扬程
洪水位时：
H
=107.20
－79.68=27.52米；枯水位时：
H
ST
=107.20
－75.08=32.12米2）.输水干管的水头损失
∑
h 设计中采用两条
DN600
钢管并联作为原水输水干管，管材选用钢管，既满足水泵吸水管的严密性要求，也满足耐高压的要求。
当一条输水管检修时，另一条输水管应通过
75
％设计流量，即：
Q
2
＝
75
％
Q’
＝
0.56 m
3
/s
，查得：
V=1.92 m/s,1000i=7.48
，所以，
∑
h
=1.1 × 7.48 × 10
3
?
×
570
＝
4.69m
（
1.1
是包括局部损失而加大的系数）
3）.泵站内管路中的水头损失h
p
5
粗估为2m 则水泵设计扬程为：设计枯水为时，
max
＝
32.12+4.69+2+2
＝
40.81m
设计洪水位时，
H
min
＝
27.52+4.69+2+2
＝
36.21m
3.
初选水泵和电机初选水泵和电机初选水泵和电机初选水泵和电机
近期三台
16SA
—
9J
型水泵（
Q
＝
250~350L/s
，扬程
H
＝
37~42m
，泵轴功率
N
＝
129
～
150kw
，转速
960r/min,
效率
80~85%
，气蚀余量
4.6~
5.2m
，叶轮直径
535mm
），两台工作，一台备用。远期增加一台同型号水泵，三台工作一台备用。根据
16SA
9J
型水泵的要求选用
Y400
—
37
—
6
电动机（
200kw,
泵重
1910kg
，电动机重
2450kg
）。
4.
机组基础尺寸的确定机组基础尺寸的确定机组基础尺寸的确定机组基础尺寸的确定
查水泵与电机样本查水泵与电机样本查水泵与电机样本查水泵与电机样本，，，，可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组可知道此种机组属于大中型不带底阀的泵机组,,,,则有则有则有则有
基础长度基础长度基础长度基础长度LLLL＝＝＝＝水泵机组地脚螺孔长度方向间水泵机组地脚螺孔长度方向间水泵机组地脚螺孔长度方向间水泵机组地脚螺孔长度方向间距距距距++++（（（（400400400400～～～～500500500500））））＝＝＝＝1747174717471747+500+500+500+500＝＝＝＝2247224722472247mmmmmmmm取取取取2222333300mm00mm00mm00mm 基础宽度基础宽度基础宽度基础宽度：：：：BBBB＝＝＝＝水泵底角螺孔长度方向间距水泵底角螺孔长度方向间距水泵底角螺孔长度方向间距水泵底角螺孔长度方向间距++++（（（（400400400400～～～～500500500500））））＝＝＝＝700700700700+480+480+480+480＝＝＝＝1111181818180mm0mm0mm0mm 取取取取1200mm1200mm1200mm1200mm
计算出计算出计算出计算出
Y400
—
37
—
6
型水泵机组基础平面尺寸为型水泵机组基础平面尺寸为型水泵机组基础平面尺寸为型水泵机组基础平面尺寸为
2300
××××
1200
，，，，机组总重量机组总重量机组总重量机组总重量
W
＝＝＝＝
＋＋＋＋
Wm
＝＝＝＝
19100+24500
＝＝＝＝
43600N
基础深度基础深度基础深度基础深度
H
可按下式计算可按下式计算可按下式计算可按下式计算：：：：
H
＝＝＝＝
γ
××
×
BLW
0.3
式中式中式中式中
L
————————基础长度基础长度基础长度基础长度，，，，
L=2m
；；；；
B
————————基础宽度基础宽度基础宽度基础宽度，，，，
B=1.2m
；；；；
————————基础所用材料的容重基础所用材料的容重基础所用材料的容重基础所用材料的容重，，，，对于混凝土基础来说对于混凝土基础来说对于混凝土基础来说对于混凝土基础来说，，，，
＝＝＝＝
23520N/m3
故故故故
H
＝＝＝＝
γ
××
×
BLW
0.3
=
23520
2
.
1 3
2
436003
××
×
＝＝＝＝
2.01m
6
基础实际深度连同泵房地板在内取为基础实际深度连同泵房地板在内取为基础实际深度连同泵房地板在内取为基础实际深度连同泵房地板在内取为
3.25m
。。。。
5.
压水管的设计压水管的设计压水管的设计压水管的设计
每台水泵有单独的吸水管与压水管
1
）
吸水管
已知水泵设计流量
Q1
＝
Q’/3=249.13L/s
查手册，采用
DN500
钢管，则
V
1
=1.23m/s
，
1000i
＝
3.92
经过偏心管后，管径变为
DN400
，则
V
2
＝
1.94m/s
，
1000i
＝
13.0 2
）
查手册
Q
2
＝
249.13L/s
查手册采用
DN450
钢管，则
V
＝
1.52m/s
，
1000i
＝
6.86
6.
泵机组及管路布置泵机组及管路布置泵机组及管路布置泵机组及管路布置
为了布置紧凑为了布置紧凑为了布置紧凑为了布置紧凑，，，，充分利用建筑面积充分利用建筑面积充分利用建筑面积充分利用建筑面积，，，，将五台机组交错并列布置成两排将五台机组交错并列布置成两排将五台机组交错并列布置成两排将五台机组交错并列布置成两排，，，，两两两两台为正常转向台为正常转向台为正常转向台为正常转向，，，，三台为反常转向三台为反常转向三台为反常转向三台为反常转向，，，，在订货时应予以说明在订货时应予以说明在订货时应予以说明在订货时应予以说明。。。。每台水泵有单独得吸每台水泵有单独得吸每台水泵有单独得吸每台水泵有单独得吸水管水管水管水管，，，，吸水管与压水管采用直进直出方式布置吸水管与压水管采用直进直出方式布置吸水管与压水管采用直进直出方式布置吸水管与压水管采用直进直出方式布置，，，，压水管引出泵房后两两连接起压水管引出泵房后两两连接起压水管引出泵房后两两连接起压水管引出泵房后两两连接起来来来来。。。。水泵出水管上设有电动蝶阀水泵出水管上设有电动蝶阀水泵出水管上设有电动蝶阀水泵出水管上设有电动蝶阀（（（（
D941X/J-16
））））和手动蝶阀和手动蝶阀和手动蝶阀和手动蝶阀（（（（
D341X/J-16
），），），），吸水管上设手动闸阀吸水管上设手动闸阀吸水管上设手动闸阀吸水管上设手动闸阀（（（（
Z41H-16P
））））
.
泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水井各个方向上的最小的距离井各个方向上的最小的距离井各个方向上的最小的距离井各个方向上的最小的距离，，，，泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附件件件件。。。。两条两条两条两条
输水管用输水管用输水管用输水管用
2
个个个个
DN600
蝶阀蝶阀蝶阀蝶阀（（（（
D341X/J-16
））））连接起来连接起来连接起来连接起来，，，，每条输每条输每条输每条输水管上各设切换用的蝶阀水管上各设切换用的蝶阀水管上各设切换用的蝶阀水管上各设切换用的蝶阀（（（（D341X/J-16
））））一个一个一个一个。。。。
7.
吸水井设计计算吸水井设计计算吸水井设计计算吸水井设计计算。。。。
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：河流的最低枯水位＝75.08m 吸水井最高水位：河流的最高水位＝79.68m 水泵吸水管进口喇叭口大头直径：D ≧(1.25～1.5)d＝1.33×500＝665mm 水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝5.0×（600-500）＝500mm 喇叭口中心距吸水井侧井壁距离：≥1.5D=1.5×600＝900mm 喇叭口中心距后墙距离：G=（0.8～1.0）D=1.0×600=600 mm 喇叭口之间的距离：≧(1.5～2.0)D=2.0×600=1200mm 喇叭口距吸水井井底距离:≧（1.0～1.25）D=1.25×600＝750mm 喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m
7
所以，吸水井长度≧400×5+600×2+800×4＝6400mm 吸水井宽度＝400+600＝1000mm。吸水井高度＝294140-284430+500+1000+300=11570mm（包括超高300）。（注：最后参考水泵机组之间距离得吸水井的长度为16300米，最大宽度为3.868米，高度为筒体高度18米）。
8.
泵站内管路的水力计算泵站内管路的水力计算泵站内管路的水力计算泵站内管路的水力计算
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图。
1
）
吸水管路中水头损失Σ
hs
Σhs＝Σhfs+ Σhls
Σhfs
＝
11
li
＝
3.92
3
10
?
×
×
＝
0.00492m
Σhls
＝
(
ζ
1+
ζ2+) ?
gV
2
21
+
ζ
3
gV
2
22
式中
ζ
1
——吸水管进口局部阻力系数，ζ1
＝
0.75
；
ζ
2
——
DN600
闸阀局部阻力系数，按开启度
d
α
=
8
1
考虑，ζ
2
＝
0.15
；
ζ
3
——偏心渐缩管
×400
，ζ
3
＝
0.19
。
则
Σhls
＝
(0.75+0.15)
×
8
.
9 2
23.1
2
×
+0.19
×
8
.
9 2
94.1
2
×
=0. 106 m
故
Σhs＝Σhfs+ Σhls=0.00492+0.106=0.111m 2) 压水管路水头损失Σ
hd
Σhd= Σ hfd+ Σ hld
Σh
d
=
Σh
fd
+
Σh
ld
Σ
h
fd
=(l
+l
3
+l
4
+l
5
+l
6
)?i
d
+ [2
（
l
8
+l
9
）
+l
10
]i
400
=(1.5+3+0.8+15+6.258+3.069) ×
1000
86.6+
1.855×
1000
48.7
＝
0.157m
Σ
h
ld
= ζ
4
V
32
/2g+(2
ζ
5
+
ζ
6
ζ
7
+
ζ
8
+2
ζ
9
+
ζ
10
)?V
42
/2g+(
ζ
11
+
ζ
12
+
ζ
13
)V
52
/2g
式中
ζ
4
――
DN350×450 渐放管，ζ
5
＝
0.13
；
8
ζ
5
――
DN450
钢制
45
°弯头，ζ
5
＝
0.51
；
6
ζ
――
DN450
液控蝶阀，6
ζ
＝
0.15
；
ζ
7
――
DN450
伸缩接头，ζ
7
＝
0.21
；
ζ
8
――
DN450
手动蝶阀，ζ
8
＝
0.15
；
ζ
9
――
DN450
钢制
90
度弯头，ζ
＝
1.01
ζ
10
――
DN
600450
×
渐放管，
ζ
10
＝
0.18
；
ζ
11
――
DN600
钢制斜三通，ζ
11
=0.5
ζ
12
――
DN600
钢制正三通，ζ
12
＝
1.5
；
ζ
13
――
DN600
蝶阀，
ζ
13
＝
0.15
；
Σ
ld
＝
0..13
8
.
9 2
51.2
2
××
+
（
51.02
×
+0.15+0.21+0.15+01.12 ×
+0.18
）×
8
.
9 2
52.1
2
×
＋（
0.5+5.12
×
+15.02
×
）×
8
.
9 2
92.1
2
×
=0.946m
故
Σh
d
=0.157
＋
0.946
＝