泵与泵站课程设计—取水泵站的设计.docx

一、设计说明书
<一>工程概述
(一)工程概括
市因发展需要，原有的第一水厂已不能满足居民的用水要求，因此，规划设计日产水能力为9.5万m3的第二水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。
(二)设计资料
市新建第二水厂工程近期设计水量为85000m3/d，要求远期发展到95000m3/d，采用固定取水泵房用两条直径为800mm的自流管从江中取水。水源洪水位标高为38.00m，枯水位标高为24.60m。净水构筑物前配水井的水面标高为57.20m，自流取水管全长280m，泵站到净化场的输水干管全长1500m。自用水系数α=1.05~1.1，取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为10kPa，泵房底板高度取1~1.5m。
二、设计概要
取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。设计取水泵房时，在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性，在泵房的抗浮、抗裂、抗倾覆、防滑波等方面均应有周详的计算。在施工过程中，应考虑到争取在河道枯水位时施工，要抢季节，要有比较周全的施工组织计划。在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。此外，取水泵站由于其扩建比较困难，所以在新建给水工程时，可以采取近远期结合，对于本例中，对于机组的基础、吸压水管的穿插嵌管，以及电气容量等我们应该考虑到远期扩建的可能性，所以用远期的容量及扬程计算。对于机组的配置，我们可以暂时只布置三台500S59A型水泵（一台备用，两台工作），远期需要扩建时，再增加一台同型号的水泵。

三、设计计算
<一>设计流量的确定和设计扬程估算：
(1)设计流量Q
为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。因此，泵站的设计流量应为：

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)；
α——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α
T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05,则
近期设计流量为Q=1.05×=3718.75m3/h=1.033m3/s
远期设计流量为Q=1.05×=4156.25m3/h=1.155m3/s
(2)设计扬程HST
①静扬程HST的计算
通过取水部分的计算已知在最不利情况下（即一条自流管道检修，另一条自流管道通过75%的设计流量时），从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1m，则吸水间中水面标高为38.00-1.00=37.00m,最低水面标高为24.60-1.00=23.60m,所以泵所需静扬程HST为：
洪水位时，HST=57.20-37.00=20.20m
枯水位时，HST=57.20-23.60=33.60m
②输水干管中的水头损失∑h
设采用两条DN800的铸铁管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修，另一条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即Q=0.75×4156.25=3117.2m3/h=0.866m3/s,查水力计算表得管内流速v=1.72m/s,i=4.25‰,所以
输水管路水头损失；=1.1×0.00425×1500=7.0125m
(式中1.1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
粗估1.8m，安全水头2m，
则泵设计扬程为：
枯水位时：Hmax=33.60+7.0125+1.8+2=44.4125m
洪水位时：Hmin=20.20+7.0125+1.8+2=31.0125m
<二>、初选泵和电机
(1)管道特性曲线的绘制
管道特性曲线的方程为
H=HST+=HST+SQ2
式中HST——最高时水泵的净扬程，m;
———水头损失总数，m;
S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数；
Q——最高时水泵流量，m3/s
HST=33.60m,把Q=4156.25m3/h,H=44.41m,代入上式得:S=8.10
所以管路特性曲线即为:H=HST+8.10Q2=33.60+8.10Q2
可由此方