送水泵站设计任务书.doc

送水泵站设计任务书
一、设计资料
某市新建水厂净化处理后的洁净水进入清水池，经由二级泵站加压输送至城市配水管网。
1、最高日供水量9×104m3/d，时变化系数Kh为1.7，日变化系数Kd为1.3
2、最高日最高时管网水头损失 15 米。
3、管网最不利点标高 80米。
4、消防用水量 6000m3。
5、消防时管网水头损失 25米。
6、火灾发生处标高 60米。
7、城市管网无调节水池，建筑物层数为 4层。
8、泵站所在地地面标高 45米。
9、吸水池最低水位 15米，
吸水池最高水位 25米。
10、泵站所在地最高水温 30℃。
11、冻土层厚 0.4米
12、地下水位 2.5 米。
13、吸水池与泵站距离 130 米（净距）。
二、泵房形式的选择及泵站平面布置
泵房主体工程有机器间、配电室、控制室和值班室等组成。
机器间采用矩形半地下形式，以便于布置吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠吸水井南侧布置，直接从吸水井取水压力送至管网。
值班室、控制室及配电室在机器间西侧，与泵房合并布置，与机器间用玻璃隔断分隔。最西侧段设有配电室，双回路电源用电缆引入。平面布置示意图见下图：

吸水井
配电室
值班室 控制室
半地下室机器间

三、 水泵机组的选择
1、 设计流量 泵站的设计流量按最高日最高时用水量确定，。
2、 设计扬程 ，=管网最不利点标高+最小服务水头—吸水池最低水位=80+20—（45+15）=40m。，=15+2+1.5=18.5m
所以 H=40+18.5=58.5m。
3、 选择水泵型号 为了在用水量减小时进行灵活调度，减少能量浪费，利用水泵综合性能图选择几台水泵并联工作来满足最高时用水流量和扬程需要，而在用水量减小时，减少并联水泵台数或单泵运行供水都能保持在个水泵高效段工作。
水泵设计流量为1771L/s，设计扬程为58.5m。选取水泵性能综合图与管道特性曲线相交的水泵并联或者串联，可选方案一共有8种，选择其中4种，具体见表1-1。
表1-1 水泵方案比较

选择第一种方案和第三种方案进行比较，第三方案虽然水泵效率较高，但是与所需扬程相比浪费的能量较多，第一方案虽然效率低，但能量浪费少，且分级数量多，因此选择第一方案，并选用一台350S75A水泵作为备用泵。（见表1-2）
表 1-2 水泵性能

4、电机配置 采用水泵厂家所指定的配套电机，见表1-3。
表1-3 电机配置
水泵型号
轴功率/kw
转速/(r/min)
电机型号
电机功率/kw
350S75A
254.28
1450
Y355L1-4
280
四、机组布置和基础设计
1、机组布置 机组布置分为三种形式，纵向排列（适用于小泵房）、横向排列（适用于中小型泵房）、横向双式排列（适用于大泵房）。假定该水厂是中小型，则选择横向排列，采用单行顺序布置，便于吸、压管路直进直出布置，减少水里损失，同时也可简化起吊设备。
2、基础尺寸 基础根据厂家提供样本，350S75A型带有底座，其基础尺寸按水泵安装尺寸提供的数据确定，见表1-4。
表1-4 基础尺寸
水泵型号
L/mm
B/mm
H/mm
350S75A
1271.5
1250
1017
五、吸水管和压水管管路设计
1、管路布置 根据当地条件，地下水位深2.5m，气候寒冷，泵房选用半地下式，吸压水管可与室外0.4m深冻土层下的管道平接。每台水泵设有独立的吸水管直接从吸水井吸水，各泵压水管出泵房后，在闸阀井内以横向联络管相连接，且以两条总输水管送水至管网。
初定出水管的管顶高程为45m，而吸水井中最高水位为25m，此时水泵为自灌式引水，吸水管上设闸阀，以便停泵检修时使用。吸水井最低水位15m，此时水泵还是自灌式引水，需要相应的引水设备，管路布置如图1-5所示。
2、管径计算 一台水泵单独工作时，其流量为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，根据单泵运行流量初步选定吸水管和压水管径，计算结果见表1-6。
图1-5 管路布置
表1—6 吸水管与压水管管径计算
水泵型号
流量/(L/s)
吸水管
压水管
管径/mm
流速/(m/s)
i/(mm/m)
管径/mm
流速/(m/s)
i/(mm/m)
350S75A
360
450
2.2
17.4
350
3.7
69.0
由图可知，横向联络管的流量应为两台较大水泵并联流量Q=720L/s，取d=450mm，则v=4.4m/s，i=7.4mm/m；每条输水管按最大总流量的75%考虑，即Q=1771*75%=1382L/s，取d=800mm，则v=2.75m/s，i=112mm/m
4、 管路附件选配，附件见表1-7。
横向联络管与输水管选用Z45T型闸阀，DN450，L=510mm，W=522kg。
表1-7 管路附件选配
名称
型号规格
主要尺寸/mm
喇叭口
DN450钢制
600，H450
弯头
DN450
R=450mm
L=450mm
蝶阀
DN450
D371J-10
L=114mm
W=159kg
偏心减缩管
DN450*DN300
L=470mm
渐扩管
DN250*DN350
L=370mm
止回阀
DN350
HBH41H-10
L=190mm
W=182kg
蝶阀
DN350
D971X-10
L=78mm
W=118kg
弯头
DN350
R=350mm
L=350mm
渐扩管
DN350*DN450
L=370mm
十字管
DN450*DN450
400，,400
六、泵房机器间布置
1、机器间长度 因电机功率较大，大于55kw，故基础间距取为1.2m，基础与墙壁间距离取为1m。除四台水泵外，机器间右段按最大一台机组布置，设一块检修场地，平面尺寸为4.0m*3.0m，故得机器间总长度：

2、机器间宽度 吸水管蝶阀距墙取1m，压水管蝶阀一侧留1.2m宽的管理道路，水泵基础与墙壁净距按水管配件安装确定。得机器间宽度：

考虑到水泵出水侧是管理、操作的主要通道，水泵基础与墙壁净距不宜小于3m，机器间采取标准预制构件屋面梁，机器间平面尺寸最后确定长为18.0m，宽6m。
3、管路敷设 为便于与室外冻土层下管道平接，室内管道均设在管沟内，沟顶加0.15m厚德钢筋混凝土盖板，与室内地坪齐平。
七、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要求。
吸水井最低水位：。
吸水井最高水位：。
水泵吸水管进口喇叭口大头直径D>=（1.3~1.5）d，取。
水泵吸水管进口喇叭口长度L>=（3.0~7.0）（D-d），取。
喇叭口距吸水井井壁距离>=（1.75~1）D，取。
喇叭口之间距离>=（1.5~2.0）D，取。
喇叭口距吸水井井底距离>=0.8D，取。
喇叭口淹没水深h>=（0.5~1.0）m，取1m。
吸水井井底标高：15-1-0.5=13.5m
所以，吸水井长度为7100mm,最后根据水泵机组之间距离调整为18000m，水井宽度为1800mm,（最后调整为3000mm），吸水井高度为11800mm（包括超高部分300mm）
八、水泵安装高度验算
1、根据管道布置时，初定的吸水管顶标高为45m，查样本，由水泵外形尺寸可知，350S75A型泵的轴中心线高于进水管中心274mm。
350S75A的泵轴标高=吸水管顶标高—D/2+轴中心线与进水管中心距离=45—0.45/2+0.274=45.049m。
吸水井最低水位为15m。
350S75A型泵的安装高度：。2、水泵进口参数见表1-8。
表1-8 水泵进口参数
水泵型号
进口直径DN/mm
进口流速V1/(m/s)

流量Q/(L/s)
350S75A
350
3.7
36.07
360
3、
4、水泵安装高度校核,DN450吸水管直管长：17.4mm/m吸水管的沿程水头损失：

吸水管路局部水头损失计算结果见表1-9。
表1-9 吸水管路局部水头损失计算
管道直径/mm
管件
阻力系数
最大流量/(L/s)
流速v/(m/s)

450
喇叭口
0.56
360
2.26
0.26
0.14
弯头
0.67
360
2.26
0.26
0.17
蝶阀
0.07
360
2.26
0.26
0.02
450*300
偏心减缩管
0.19
360
3.6
0.66
0.13
合计

吸水管路水头损失：
水泵允许的最大安装高度：
.
满足要求。
九、复核水泵与电机
根据已经确定的机组布置和管路情况，按单泵运行、多泵运行及最大用水时五台泵运行时重新计算泵房内德管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组（此按照单泵运行校核水泵扬程），取最不利管线。
1、 吸水管路中的水头损失

2、 压水管路水头损失
压水管DN350直管长：
压水管路水头损失：

压水管局部水头损失计算见表1-10
表1-10 压水管路局部水头损失计算
管道直径DN/mm
管件
阻力系数
最大流量/(L/s)
流速v/(m/s)

250*350
渐扩管
0.05
360
7.1
2.57
0.13
350
止回阀
3.0
360
3.5
0.62
1.86
蝶阀
0.30
360
3.5
0.62
0.19
350
弯头
0.59
360
2.2
0.25
0.15
350*450
渐放管
0.13
360
3.5
0.62
0.08
450*450
十字管
0.2
360
2.2
0.25
0.05
450
2*闸阀
2*0.07
360
2.2
0.25
0.04
450*450
十字管
0.2
360
2.2
0.25
0.05
450
闸阀
0.07
360
2.2
0.25
0.02
合计

2.57
压水管路总水头损失：
3、 从水泵吸水口到输水管上切换蝶阀之间的全部水头损失：

4、 水泵是实际扬程
最低水位时：
最高水位：
可见初选水泵机组符合要求。
十、消防校核
按最不利情况考虑，消防时，二级泵站的供水量为消防用水量与最高时用水量之和为1889L/s，需要最高扬程为83.5m。当备用泵与最高时运行泵同时启动时，为五台350S75A和一台350S75A并联工作，在水泵综合性能图上，绘出六泵并联总和Q-H曲线，与参考管道特性曲线的交点Q=1905L/s，H=84m，说明所选水泵机组能够适应设计地区的消防灭火的要求。
十一、各工艺标高设计
350S75A型泵轴标高为0.62m，由350S75A型水泵外形尺寸中可查的泵轴至基础顶面距离H1=0.397m。
泵基础顶面标高=泵轴标高—泵轴至基础顶面距离=0.62—0.397=0.223m
基础高出泵房底按0.2m计，可得泵房室内地平高程0.223-0.2=0.023m
其他工艺标高见表1-11
表1-11 工艺标高计算/m
水泵型号
进水管管中心标高/m
泵轴至基础顶面高度/m
泵轴中心线高于进水管管中心距离/m
泵轴中心线高于出水管管中心距离/m
泵轴标高/m
输水管管中心标高/m
350S75A
0.346
0.397
0.274
0.274
0.62
0.346
泵房室内地平高程为0.33m，室外地面高程为2.0m，故泵房为半地下室，地下部分高度为
最高设备Y355L1-4至室内地平高度：g=1.217m
取吊物底部至最高一台机组顶距f=0.5m，则g+f=1.217+0.5=1.717m>1.67m
泵房间高度为：

式中 a——为单轨吊车梁高度，0.32m
b——为滑车高度，0.231m
c——为起重葫芦钢丝绳绕紧状态强度，0.5m
d——起重绳的垂直长度，Y355L1-4电机总宽x=1.0m，则取d=1.2x=1.2m
e——最大一台电机高度，e=1.22m
f+g——1.717m
H2——为泵房间地下部分高度，1.67m
十二、附属设备选择
1、计量设备 在压水管上设超声波计量计，选取SP-1型超声波流量计两台，安装在泵房
外输水干管上，距离泵房5m。
在压水管上设置压力表，型号Y-60Z，测量范围为0.0~1.0Mpa；吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为0.0~760mmHg
2、 起重设备 选用Sc型2t手动单轨吊车，工字钢为32a型，起升高度为3~12m
3、 排水设备 选用50QW10-7-0.75潜水排污泵两台，一用一备，流量，转速n=2820r/s，电机功率N=7.5kw。设积水坑一个，。
4、其他辅助设备从略。泵站设计图如1-12所示。