南昌工程学院
课 程 设 计 论 文
课程设计题目：取水泵房设计 姓名： 学号：
专业班级： 指导老师：
日期：2011年12月12日至2011年12月23日
一、课程设计总体概况
1、设计题目：送水泵站 、设计题目：某以新建水厂，原水经水厂处理后，由二级泵站送入市政给水管网。水泵从吸水井取水，清水池最高水位21.20米，最低水位17.40米，吸水井距清水池10米，水厂地面标高21.40米，输配水管网最大用水时水头损失为10.0米，用水最不利点地面标高18米，服务水头按18米考虑，城是最高日最高时用水量为1000L＼s，消防水量按80L＼s考虑。试进行二级泵站的工艺设计
二．设计基本资料
泵站的设计流量Q ：1000×1.1=1100L＼s
初步假定吸水井到清水池的水头损失为0.2m，吸水井最高水位21.00m，最低水位17.20m
水泵的扬程： H= H1+ H2+ + ∑h 1 +∑h2 +h1 ； 式中： H----水泵扬程（m）
H1---管网控制点的地面标高与吸水井的最低水位的高程差：21.4-17.2=4.2m H2---- 管网控制点要求的自由水头（m） ；18m ∑h1---- 管网中最高用水时的水头损失（m） ；10m
∑h2 ----初步假定用水量最大时泵站内管路水头损失（m） ；2m h1----安全供水水头（m）；1.5m 则二级泵站的设计扬程：
H= H1+ H2+ ∑h1+ ∑h2+h1 = 4.2+18+10+2+1.5= 35.7m
三、水泵选型选泵时应遵循以下原则
1、先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求； 2、尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵； 3、应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵； 根据本设计，选择500S59A(Q=417--603L＼s，L=39--57m) 型离心泵 3 台，两用一备，500S59A型水泵选择 Y400-54-6 型电动机(400KW,10KV)。
四、水泵机主基础设计
基础计算：
1、L=1637.5mm 2、B=1640mm
3、H=3×（W泵+ W电机 ）/B·L·ρ=3×(3670+4100)/1.64×1.64×2400=1.20m 所以500S59A型水泵混凝土块式基础尺寸为 L×B×H=1.64×1.64×1.2m。 五、泵轴安装高度确定及水泵吸水管和压水管的计算
500S59A型水泵最大工作流量为 603L/S为水泵吸水管路和压水管路所通过的最大流量，初步选定吸水管管径 DN=800mm，压水管管径 DN=600mm。 当吸水管 DN=800mm 时，L=流速 v=1.21m/s，1000i=2.11 。 当压水管 DN=600mm 时，流速 v=2.09m/s,1000i=8.87 。
吸水管路与压水管路的水头损失的计算
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∑h s: ∑h s=∑h fs+∑h ls 1、吸水管路沿程水头损失:
∑h fs=l1×is=2.11‰×2.4=0.0051m
2、局部水头损失:
∑h ls=(ζ1+ζ2)
v2
2
2g
+ ζ3
v1
1
2g
式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75
ζ2 ———DN500钢管闸阀局部阻力系数，按开启度
ζ2=0.15
ζ3 ———偏心渐缩管DN800×600 ,ζ3=0.22
ad
=0.125考虑，
则 ∑h ls=（0.75+0.15）×1.212/2g错误！未指定书签。+0.22×2.152/2g=0.12m
500S59A 型水泵的汽蚀余量Hsv=6m，泵站海拔 50m 左右，水温 20℃，修正汽蚀余量H‘s = Hs-( 10.33 -10.27)= 6-0.06=5.94m，
经计算并考虑长期运行后泵性能下降和管路阻力增加等，水泵允许的最大安装高
度：Hss=H's- v2/2g - ∑hs=5.94-0.08-0.12=5.74m。 泵轴安装高度=17.20+Hss=22.94m.
基础顶面标高 =泵轴标高-泵轴到基础顶面高度H=22.94-0.63=22.31 泵房地面标高 =22.31-0.2=22.11
②压水管路水头损失∑h d:
∑h d=∑h fd+∑h ld
1、压水管路沿程水头损失: ∑h fd =(l2+l3+l4+l5+ l6+l7)id1
∑h fd =(7.19+1.5+6.4+7.05+6.51+4.32)×8.87‰=0.287m 2、局部水头损失:
∑h ld=ζ4V32/2g+(ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10）V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13) V52/2g
式中 ζ4——— DN400×600渐放管，ζ1=0.33； ζ5——— DN600钢制45o弯头，ζ1=0.51； ζ6——— DN600液控蝶阀，ζ1=0.1；
ζ7——— DN600伸缩接头，ζ1=0.21； ζ8——— DN600手动蝶阀，ζ1=0.15； ζ9——— DN600钢制90o弯头，ζ1=1.02； ζ10——— DN600×700渐放管，ζ1=0.41； ζ11———DN700钢制90o弯头，ζ1=1.02；
ζ12———DN700钢制正三通，ζ1=1.3；
ζ13———DN700蝶阀，ζ1=0.13；
则
∑h ld=（0.33×4.72/2g+(2×0.51+0.1+0.21+0.15+2×1.02+0.41)×2.092/2g+(1.02+2×1.3+2×0.13)×1.592/2g=0.37+0.876+0.5=1.746m
所以压水管路总水头损失为∑h d=∑h fd+∑h ld=0.287+1.746=2.033m 则泵站内水头损失:∑h=∑s+∑d=0.12+2.033=2.153m，因此，泵的实际扬程为： 最低水位时：Hmax=4.2+18+10+2.153+1.5=35. 853m 最高水位时：Hmin=(21.4-21)+18+10+2.153+1.5=32.053m 可见初选水泵机组符合要求。
六、吸水井的设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进水喇叭口的要求。 吸水井最低水位=17.20m 吸水井最高水位=21.00m。
水泵吸水管进水喇叭口大头直径>=（1.3--1.5）d=1.4×800=1120mm 吸水管喇叭口边缘距离井壁距离>=（0.75--1）D =1000mm 吸水管喇叭口之间的距离>=（1.5--2.0）D=2000mm 喇叭口距离吸水井底距离>=0.8D=1000mm 喇叭口淹没水深>=0.5--1.5m=1.2m 吸水井井底标高：17.2-1.2-1.0=15.00m
吸水井长度:2000×2+1120×2+1000×3=9240mm 吸水井宽度：1120×2+1000=3420mm 吸水井高度：21+0.5-15.00=6.05m
所以，初定吸水井长度为9240mm，宽度为3420mm，高度为6.05m.
因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，550×3×60=99000L,而初定吸水井枯水期蓄水量为(17.2-15.00)×9.24×3.42=70.95m3,故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长10000mm，宽4500mm。
七、泵房形式的选择
根据本设计情况，选择地面式泵房，水泵机组采用单排顺序式布置。每台水泵都单独设置吸水管，并设置 Z941T-10 型电动明杆楔形闸阀（DN=800mm，L=720mm，W=2613kg）。 压水管设为HBH41H-10 型液压缓闭式止回阀（DN=700mm，L=292mm，W=956kg）；设置 D341 型蜗轮传动法兰式蝶阀（DN=700mm；L=318mm；W=779kg） 。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
八、起重机的选择
起吊设备形式的选择，主要依据为其中重量、起重高度和吊车跨度来确定。泵站内的起重设备应根 据最大一台水泵或电动机的重量设计。依据本设计，选择 LDA 电动单梁起重机，泵房高度 H 为：H= n +a+ c+d+ e+ f+g= 500+560+ 1130+ 3480+ 1580+ 1000+ 1780= 10030mm
九、消防校核
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进水喇叭口的要求。
吸水井最低水位=17.20m
吸水井最高水位=21.00m。
水泵吸水管进水喇叭口大头直径>=（1.3--1.5）d=1.4×800=1120mm
吸水管喇叭口边缘距离井壁距离>=（0.75--1）D =1000mm
吸水管喇叭口之间的距离>=（1.5--2.0）D=2000mm
喇叭口距离吸水井底距离>=0.8D=1000mm
喇叭口淹没水深>=0.5--1.5m=1.2m
吸水井井底标高：17.2-1.2-1.0=15.00m
吸水井长度:2000×2+1120×2+1000×3=9240mm
吸水井宽度：1120×2+1000=3420mm
吸水井高度：21+0.5-15.00=6.05m
所以，初定吸水井长度为9240mm，宽度为3420mm，高度为6.05m.
因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，550×3×60=99000L,而初定吸水井枯水期蓄水量为(17.2-15.00)×9.24×3.42=70.95m3,故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长10000mm，宽4500mm。
七、泵房形式的选择
根据本设计情况，选择地面式泵房，水泵机组采用单排顺序式布置。每台水泵都单独设置吸水管，并设置 Z941T-10 型电动明杆楔形闸阀（DN=800mm，L=720mm，W=2613kg）。 压水管设为HBH41H-10 型液压缓闭式止回阀（DN=700mm，L=292mm，W=956kg）；设置 D341 型蜗轮传动法兰式蝶阀（DN=700mm；L=318mm；W=779kg） 。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
八、起重机的选择
起吊设备形式的选择，主要依据为其中重量、起重高度和吊车跨度来确定。泵站内的起重设备应根 据最大一台水泵或电动机的重量设计。依据本设计，选择 LDA 电动单梁起重机，泵房高度 H 为：H= n +a+ c+d+ e+ f+g= 500+560+ 1130+ 3480+ 1580+ 1000+ 1780= 10030mm
九、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水量与最高时用水量之和为580L/s，需要最高扬程为38.7m。当备用泵与最高时运行水泵同时启动时，为三台500S59A并联工作，在水泵综合性能图上绘出三泵并联综和Q-H曲线，与参考管道特性曲线的交点为Q=620L/s,H=38.7，说明所选水泵机组能够适应设计地区的消防灭火的要求。
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课 程 设 计 论 文
课程设计题目：取水泵房设计 姓名： 学号：
专业班级： 指导老师：
日期：2011年12月12日至2011年12月23日
一、课程设计总体概况
1、设计题目：送水泵站 、设计题目：某以新建水厂，原水经水厂处理后，由二级泵站送入市政给水管网。水泵从吸水井取水，清水池最高水位21.20米，最低水位17.40米，吸水井距清水池10米，水厂地面标高21.40米，输配水管网最大用水时水头损失为10.0米，用水最不利点地面标高18米，服务水头按18米考虑，城是最高日最高时用水量为1000L＼s，消防水量按80L＼s考虑。试进行二级泵站的工艺设计
二．设计基本资料
泵站的设计流量Q ：1000×1.1=1100L＼s
初步假定吸水井到清水池的水头损失为0.2m，吸水井最高水位21.00m，最低水位17.20m
水泵的扬程： H= H1+ H2+ + ∑h 1 +∑h2 +h1 ； 式中： H----水泵扬程（m）
H1---管网控制点的地面标高与吸水井的最低水位的高程差：21.4-17.2=4.2m H2---- 管网控制点要求的自由水头（m） ；18m ∑h1---- 管网中最高用水时的水头损失（m） ；10m
∑h2 ----初步假定用水量最大时泵站内管路水头损失（m） ；2m h1----安全供水水头（m）；1.5m 则二级泵站的设计扬程：
H= H1+ H2+ ∑h1+ ∑h2+h1 = 4.2+18+10+2+1.5= 35.7m
三、水泵选型选泵时应遵循以下原则
1、先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求； 2、尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵； 3、应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵； 根据本设计，选择500S59A(Q=417--603L＼s，L=39--57m) 型离心泵 3 台，两用一备，500S59A型水泵选择 Y400-54-6 型电动机(400KW,10KV)。
四、水泵机主基础设计
基础计算：
1、L=1637.5mm 2、B=1640mm
3、H=3×（W泵+ W电机 ）/B·L·ρ=3×(3670+4100)/1.64×1.64×2400=1.20m 所以500S59A型水泵混凝土块式基础尺寸为 L×B×H=1.64×1.64×1.2m。 五、泵轴安装高度确定及水泵吸水管和压水管的计算
500S59A型水泵最大工作流量为 603L/S为水泵吸水管路和压水管路所通过的最大流量，初步选定吸水管管径 DN=800mm，压水管管径 DN=600mm。 当吸水管 DN=800mm 时，L=流速 v=1.21m/s，1000i=2.11 。 当压水管 DN=600mm 时，流速 v=2.09m/s,1000i=8.87 。
吸水管路与压水管路的水头损失的计算
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∑h s: ∑h s=∑h fs+∑h ls 1、吸水管路沿程水头损失:
∑h fs=l1×is=2.11‰×2.4=0.0051m
2、局部水头损失:
∑h ls=(ζ1+ζ2)
v2
2
2g
+ ζ3
v1
1
2g
式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75
ζ2 ———DN500钢管闸阀局部阻力系数，按开启度
ζ2=0.15
ζ3 ———偏心渐缩管DN800×600 ,ζ3=0.22
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=0.125考虑，
则 ∑h ls=（0.75+0.15）×1.212/2g错误！未指定书签。+0.22×2.152/2g=0.12m
500S59A 型水泵的汽蚀余量Hsv=6m，泵站海拔 50m 左右，水温 20℃，修正汽蚀余量H‘s = Hs-( 10.33 -10.27)= 6-0.06=5.94m，
经计算并考虑长期运行后泵性能下降和管路阻力增加等，水泵允许的最大安装高
度：Hss=H's- v2/2g - ∑hs=5.94-0.08-0.12=5.74m。 泵轴安装高度=17.20+Hss=22.94m.
基础顶面标高 =泵轴标高-泵轴到基础顶面高度H=22.94-0.63=22.31 泵房地面标高 =22.31-0.2=22.11
②压水管路水头损失∑h d:
∑h d=∑h fd+∑h ld
1、压水管路沿程水头损失: ∑h fd =(l2+l3+l4+l5+ l6+l7)id1
∑h fd =(7.19+1.5+6.4+7.05+6.51+4.32)×8.87‰=0.287m 2、局部水头损失:
∑h ld=ζ4V32/2g+(ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10）V42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13) V52/2g
式中 ζ4——— DN400×600渐放管，ζ1=0.33； ζ5——— DN600钢制45o弯头，ζ1=0.51； ζ6——— DN600液控蝶阀，ζ1=0.1；
ζ7——— DN600伸缩接头，ζ1=0.21； ζ8——— DN600手动蝶阀，ζ1=0.15； ζ9——— DN600钢制90o弯头，ζ1=1.02； ζ10——— DN600×700渐放管，ζ1=0.41； ζ11———DN700钢制90o弯头，ζ1=1.02；
ζ12———DN700钢制正三通，ζ1=1.3；
ζ13———DN700蝶阀，ζ1=0.13；
则
∑h ld=（0.33×4.72/2g+(2×0.51+0.1+0.21+0.15+2×1.02+0.41)×2.092/2g+(1.02+2×1.3+2×0.13)×1.592/2g=0.37+0.876+0.5=1.746m
所以压水管路总水头损失为∑h d=∑h fd+∑h ld=0.287+1.746=2.033m 则泵站内水头损失:∑h=∑s+∑d=0.12+2.033=2.153m，因此，泵的实际扬程为： 最低水位时：Hmax=4.2+18+10+2.153+1.5=35. 853m 最高水位时：Hmin=(21.4-21)+18+10+2.153+1.5=32.053m 可见初选水泵机组符合要求。
六、吸水井的设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进水喇叭口的要求。 吸水井最低水位=17.20m 吸水井最高水位=21.00m。
水泵吸水管进水喇叭口大头直径>=（1.3--1.5）d=1.4×800=1120mm 吸水管喇叭口边缘距离井壁距离>=（0.75--1）D =1000mm 吸水管喇叭口之间的距离>=（1.5--2.0）D=2000mm 喇叭口距离吸水井底距离>=0.8D=1000mm 喇叭口淹没水深>=0.5--1.5m=1.2m 吸水井井底标高：17.2-1.2-1.0=15.00m
吸水井长度:2000×2+1120×2+1000×3=9240mm 吸水井宽度：1120×2+1000=3420mm 吸水井高度：21+0.5-15.00=6.05m
所以，初定吸水井长度为9240mm，宽度为3420mm，高度为6.05m.
因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，550×3×60=99000L,而初定吸水井枯水期蓄水量为(17.2-15.00)×9.24×3.42=70.95m3,故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长10000mm，宽4500mm。
七、泵房形式的选择
根据本设计情况，选择地面式泵房，水泵机组采用单排顺序式布置。每台水泵都单独设置吸水管，并设置 Z941T-10 型电动明杆楔形闸阀（DN=800mm，L=720mm，W=2613kg）。 压水管设为HBH41H-10 型液压缓闭式止回阀（DN=700mm，L=292mm，W=956kg）；设置 D341 型蜗轮传动法兰式蝶阀（DN=700mm；L=318mm；W=779kg） 。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
八、起重机的选择
起吊设备形式的选择，主要依据为其中重量、起重高度和吊车跨度来确定。泵站内的起重设备应根 据最大一台水泵或电动机的重量设计。依据本设计，选择 LDA 电动单梁起重机，泵房高度 H 为：H= n +a+ c+d+ e+ f+g= 500+560+ 1130+ 3480+ 1580+ 1000+ 1780= 10030mm
九、消防校核
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进水喇叭口的要求。
吸水井最低水位=17.20m
吸水井最高水位=21.00m。
水泵吸水管进水喇叭口大头直径>=（1.3--1.5）d=1.4×800=1120mm
吸水管喇叭口边缘距离井壁距离>=（0.75--1）D =1000mm
吸水管喇叭口之间的距离>=（1.5--2.0）D=2000mm
喇叭口距离吸水井底距离>=0.8D=1000mm
喇叭口淹没水深>=0.5--1.5m=1.2m
吸水井井底标高：17.2-1.2-1.0=15.00m
吸水井长度:2000×2+1120×2+1000×3=9240mm
吸水井宽度：1120×2+1000=3420mm
吸水井高度：21+0.5-15.00=6.05m
所以，初定吸水井长度为9240mm，宽度为3420mm，高度为6.05m.
因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，550×3×60=99000L,而初定吸水井枯水期蓄水量为(17.2-15.00)×9.24×3.42=70.95m3,故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长10000mm，宽4500mm。
七、泵房形式的选择
根据本设计情况，选择地面式泵房，水泵机组采用单排顺序式布置。每台水泵都单独设置吸水管，并设置 Z941T-10 型电动明杆楔形闸阀（DN=800mm，L=720mm，W=2613kg）。 压水管设为HBH41H-10 型液压缓闭式止回阀（DN=700mm，L=292mm，W=956kg）；设置 D341 型蜗轮传动法兰式蝶阀（DN=700mm；L=318mm；W=779kg） 。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
八、起重机的选择
起吊设备形式的选择，主要依据为其中重量、起重高度和吊车跨度来确定。泵站内的起重设备应根 据最大一台水泵或电动机的重量设计。依据本设计，选择 LDA 电动单梁起重机，泵房高度 H 为：H= n +a+ c+d+ e+ f+g= 500+560+ 1130+ 3480+ 1580+ 1000+ 1780= 10030mm
九、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水量与最高时用水量之和为580L/s，需要最高扬程为38.7m。当备用泵与最高时运行水泵同时启动时，为三台500S59A并联工作，在水泵综合性能图上绘出三泵并联综和Q-H曲线，与参考管道特性曲线的交点为Q=620L/s,H=38.7，说明所选水泵机组能够适应设计地区的消防灭火的要求。