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1、泵与风机,第18讲,泵站的设计（一）,2,水泵站的组成：,（1）水泵机组：,泵站的心脏；,（2）吸压水管路系统：,水泵的进水管路（吸水管路）和出水管路（压水管路）；,（3）吸水井（集水池）：,通过吸水管从吸水井吸水；,（4）控制、调节和安全设备：,管路上安装的各种功能的截止阀、止回阀、安全阀、水锤消除器等；,（5）计量和检查设备：,流量计、压力机、真空表、电流表、电压表等。,3,水泵站的组成：,（6）启动引水设备：,真空引水和灌水设备；,（7）电气设备：,（8）通讯、自动控制设备；,（9）起重设备：,安装、检修用的吊车、电动葫芦等；,（10）排水设施：,排水泵、排水沟、集水坑等。,（11）其他
2、：,采暖、通风、照明、结构等。,4,1. 给水泵站,按照泵站在给水系统中的作用分为：,取水泵站、送水泵站、加压泵站及循环泵站,取水泵站（一级泵站）：,由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。,远距离输水工程设施。,送水泵站（二级泵站）：,通常建在水厂内，清水池之后，又称为清水泵站。,加压泵站：,增设于城市供水管网中，可实现分区分压供水。,循环泵站：,大型工业企业中，生产用水可以循环使用，经常设有多个循环给水系统。,地表水源给水工程系统示意图,取水构筑物,一级泵站,水处理构筑物,二级泵站,清水池,输水管,配水管网,水塔,吸水井：,送水泵站（二级泵站）,1. 给水泵站,1. 给水泵站,加压泵站：,1.
3、给水泵站,循环泵站：,9,设计步骤与方法：,（1）确定设计流量和扬程； （2）初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）； （3）泵机组的布置与基础； （4）计算泵的吸水管和压水管的直径； （5）吸水管路和压水管路的布置； （6）精选泵和电动机； （7）选择泵站中的附属设备；,2. 给水泵站工艺设计,10,（8）确定泵房建筑高度； （9）确定泵房的平面尺寸； a）机组平面布置； b）泵站总平面布置（变压器室、配电室、机器间、值班室、修理间） （10）向有关工种提出设计任务； （11）审校、会签； （12）出图； （13）编制预算。,2. 给水泵站工艺设计,一级泵站的设计流量Qr：,Qd
4、-供水对象最高日流量,1）泵站从水源取水，输送到净水构筑物,考虑到输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，1.051.10,T一级泵站在一昼夜内工作小时数,2. 给水泵站工艺设计,（1）确定设计流量和扬程；,设计步骤与方法：,-给水系统中自身用水系数：1.011.02.,2）泵站将水直接送给用户或地下集水池,2. 给水泵站工艺设计,（1）确定设计流量和扬程；,设计步骤与方法：,Qd-供水对象最高日流量,T一级泵站在一昼夜内工作小时数,一级泵站扬程：,1）送水至净化构筑物,HST-吸水井的最枯水位与净化构筑物水面高差,考虑增加安全水头：12m,2. 给水泵站工艺设计,（1）确定设计流量和扬程；
5、,设计步骤与方法：,吸水管、压水管水头损失；,一级泵站扬程：,2）直接供水,HST-吸水井的最枯水位与给水管网中控制点的地面标高差,Hsev给水管网中控制点所要求的最小自由水压（服务水头）,2. 给水泵站工艺设计,（1）确定设计流量和扬程；,设计步骤与方法：,15,一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵的分级供水线。,小城市给水系统，多采用泵站均匀供水方式，泵站设计流量按最高日平均时用水量计算。,大城市给水系统，宜采用泵站分级供水方式，泵站设计流量按照最高日最高时用水量计算，运用多台同型号或不同型号的泵的组合来适应用水量变化。,二级泵站的设计流量：,2. 给水泵站工艺设计,（1）确定设计
6、流量和扬程；,设计步骤与方法：,最大日用水量变化曲线,2. 给水泵站工艺设计,17,（2）初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）：,大小兼顾，调配灵活； 型号整齐，互为备用； 合理使用各泵的高效段； 近远期相结合； 大中型泵站需方案比较。,选泵要点：,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,20,（2）初步选泵和电动机（泵的型号、工作泵和备用泵的台数）：,泵的构造形式； 保证泵的正常吸水条件（利用允许吸上真空高度，避免安装高度相差太大）； 选用效率较高的大泵； 选用一定数量的备用泵； 优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。,选泵考虑的其他因素：,一般步骤与方
7、法：,2. 给水泵站工艺设计,21,（3）泵机组的布置与基础：,纵向排列（不适合于侧向进水和侧向出水的离心泵）；,泵机组布置：,泵房大门口通畅； 管外壁与墙壁的净距A：A=设备最大宽度+1，A2m； 管间净距 B0.7m，保证人员通过； 管外壁与配电设备保持一定安全距离 C（低压：C1.5m，高压：C2.0m）；,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,22,（3）泵机组的布置与基础：,纵向排列（不适合于侧向进水和侧向出水的离心泵）；,泵机组布置：,水泵外形突出部分与墙壁净距D1m； 电机外形突出部分与墙壁净距 E3m； 管外壁与相邻机组突出部分的净距 F0.7m；,一般步骤与方法：,2.
8、给水泵站工艺设计,23,（3）泵机组的布置与基础：,泵机组布置：,横向排列,进出水管顺直，水利条件好，节省电耗。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,水泵外形突出部分与墙壁净距A1=最大设备的宽度加1m，A12m； 出水侧水泵基础与墙壁的净距B1不宜小于3m； 进水侧水泵基础与墙壁的净距D1不宜小于1m；,电机突出部分与配电设备的净距C1：C1=电机轴长加0.5m，低压配电设备C11.5m；高压配电设备C12.0m； 水泵基础之间的净距E1与C1要求相同，E1=C1； 为减少泵房的跨度，可考虑将吸水阀门设置在泵房外。,（3）泵机组的布置与基础：,泵机组布置：,横向排列,一般步骤与方法：,
9、2. 给水泵站工艺设计,25,（3）泵机组的布置与基础：,泵机组布置：,横向双行排列,排列更紧凑，节省建筑面积。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,26,（3）泵机组的布置与基础：,泵机组的基础：,尺寸大小一般按照所选泵的安装尺寸（由水泵样本厂家提供） 所提供的数据确定。,基础长度、基础宽度、基础高度,相邻机组的基础之间留有一定宽度的过道； 为检修留有一定的距离； 大型机组泵站，应留检修场地； 主要通道宽度不小于1.2m。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,27,（4）计算泵的吸水管和压水管的直径；,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,管径小于250mm时，1.0-1.2
10、m/s; 管径等于或大于250mm时，1.2-1.6m/s；,吸水管路的设计流速建议数值：,管径小于250mm时，1.5-2.0m/s; 管径等于或大于250mm时，2.0-2.5m/s；,压水管路的设计流速建议数值：,28,（5）吸水管路和压水管路的布置；,泵吸水管路的要求： 不漏气、不积气、不吸气,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,29,29,泵的吸水管路要求,2. 给水泵站工艺设计,30,30,泵的吸水管路要求,2. 给水泵站工艺设计,31,泵压水管路的要求：,（1）承受高压，要求坚固而不漏水，常采用钢管，尽量采用焊接接口，适当地点采用法兰接口。,（2）为了安装方便，减少管路应力
11、，防止振动和噪声沿管道传播，应在吸水管路和压出管路上设置伸缩节或可曲挠的橡胶接头。,（3）不允许液体倒流的管路中，应在泵压出管上设止回阀。,（4）止回阀安装在泵与压出闸阀之间，以便于检修。,（5）压出管路的闸阀，承受高压，启闭较为困难，直径大于400mm时，宜采用电动或水力闸阀。,泵的压水管路要求,2. 给水泵站工艺设计,32,32,泵与管路的连接,2. 给水泵站工艺设计,33,33,34,34,35,吸水管一般没有联络管，如果必须减少吸水管条数而设置联络管时，应设置必要数量的闸阀，可靠性降低；,设置公共的吸水管路，虽然缩短了管线总长度，然而增加了闸阀的数量和横向联络管，因此，只适用于吸水管路
12、很长而又不能设吸水井的情况。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,（5）吸水管路和压水管路的布置；,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,（5）吸水管路和压水管路的布置；,能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其他水泵的工作； 每台水泵能输水至任何一条输水管；,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,（5）吸水管路和压水管路的布置；,38,（6）精选泵和电动机：,根据地形条件确定泵的安装高度； 计算吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失，求出泵站扬程； 校核初选泵的流量和扬程是否合适，否则，重新选泵和配套电机。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,39,沿程阻力：,局部阻力
13、：,柯列勃洛克公式求解,莫迪图（基于柯列勃洛克公式）,查设计手册,吸水、压水管路阻力损失精算,40,莫迪公式：,简化计算：,设计手册中，常根据莫迪公式，按K=0.3mm，水温20摄氏度，制成管道摩擦阻力计算图表（用于冷水管网的阻力计算），以减少计算工作量。,41,管道摩擦阻力计算图,42,详见给水排水设计手册第1册-常用资料（329页），摘录部分内容，见后：,管道摩擦阻力计算表,43,总阻力损失：,（表中能够查出1000i）,注意：与各个局部阻力系数相对应的速度,44,（7）选择泵站中的附属设备：,起重设备； 引水设备（自灌式不需引水设备）； 排水设备； 通风设备； 计量设备。,一般步骤与方法：,2. 给水泵站工艺设计,一级泵站设计举例：,吸水水位变化范围大，1020m,远距离输水工程,一级泵站设计举例,二级泵站设计举例：,外形一般呈长方形；,吸水水位变化范围小，不超过34m，泵站埋深较浅，地面式或半地下式；,二级泵站设计举例：,设置各种不同型号和台数的泵机组，建筑面积大；,谢谢各位！,欢迎同学讨论！,