1、“取水泵站设计”任务书与指导书一、设计目的水泵与水泵站课程设计是给排水专业的主要实践性教学环节之一，使学生巩固和加深对水泵与水泵站的基本理论和基本概念的理解，培养学生查阅资料、运用工具书，理论联系实际、分析问题和解决工程问题的能力，训练泵站计算与设计的基本技能。二、设计题目某市自来水厂新建水源工程近期设计水量为 30000m3/d，远期发展到 60000 m3/d，采用固定式取水泵房，水泵机组用两条钢制取水管直接从江中取水。水源百年一遇最高水位80.69m，常水位标高为 74.06m，枯水位标高为 71.95m。自来水厂反应池前配水井的水面标高 87.73m，水泵机组取水管长 150m，取水泵
2、房到水厂的输水干管全长 6000m。室外地坪标高为 82.00m。试进行泵站工艺设计。三、设计步骤和方法根据基础资料确定设计流量和扬程，初步选泵和电动机或其他原动机(粗选) ，包括选择水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。一般在初步选泵时，可假定泵站内管道中的水头损失为 2m左右。1、水泵选择。a总流量和扬程必须满足最高日最高时的要求。b.实际运行中的流量和扬程并不都是那么高，因此常根据流量、扬程变化选择几台泵来满足调节水量和扬程要求。应使经常运行的效率较高，以节省电耗损失。一般选 34 台泵并联，希望利用综合型谱图选择并联水泵及单泵工作都在高效区内。可选两三种方案进行比较，取其优者。并尽量使用当
3、地产的水泵，最好用同型号泵。c选择备用泵型号和台数。d消防事故校核。将备用泵并联上，来校核流量和扬程是否够用。若不够用，可增加备用泵台数或另设消防水泵，选泵时要有 23m富裕水头。e.在说明书中要进行方案比较，列表说明，方案比较的形式见表 1-1。说明各方案优劣、损失大小、水量及消防等能否满足要求。经比较确定选用方案，说明其优点或主要选用理由，并考虑城市发展，用水量增大时如何处理。表1-1 方案比较方 案 编 号 用 水 量 变 化 范 围 (L s) 运 行 水 泵 水 泵 扬 程 m 所 需 扬 程 m 浪 费 扬 程 m 水 泵 效 率 %2、电机配置。查给排水设计手册11某型号泵安装尺
4、寸表，一般选用泵厂家所给的配套电机，但也要根据当地电网电压来定，尽量使变配电经济，应与电力设计人员配合，对自己切削的叶轮需换电机，水泵厂切削的叶轮已考虑了功率下降而配用的电机。选配电机结果应列表说明(见表1-2) 。表 1-2 选 配 电 机 结 果水泵型号 轴 功 率 转 数 电机型号3、设计机组的基础。在机组初步选好后，即可查水泵及电动机产品样本，查到机组的安装尺寸( 或机组底板的尺寸 )和总重量，据此可进行基础的平面尺寸和深度的设计。4、计算水泵的吸水管和压水管的直径。5、布置机组和管道。6、精选水泵和电动机。各种平、立面尺寸确定后，方能最后确切地定出各吸、压水管路的长度、联络管及其管件
5、的位置、输水管的长度等。在此基础上，再取管理中最不利的一台泵的管线(如管线长、管件多 )，详细地从吸水口到管网起点，计算吸、压水管路水头损失，以校核所选水泵的扬程是否满足要求。若相差不多可适当调整管径、管件等使其满足要求；若相差太多，说明初选水泵不合适，就得重新选择合适的水泵，这一步工作称为精选水泵。进行校核计算时，应绘出最不利管线示意图，标明各管段长度，沿程阻力系数，各管件的局部阻力系数，从吸水管管口起到管网起点，包括吸、压水管，联络管和输水管在内，列表统计计算所有水头损失。根据地形条件确定水泵的安装高度，计算出吸水管路和泵站范围内压水管路中的水头损失，然后求出泵站的扬程。如果初选的水泵不合
6、适，则可以切削叶轮或另行选泵。根据新选的水泵的轴功率，再选用电动机。7、选择泵站中的附属设备，如计量、引水、采暖、通风和排水设备等。8、确定泵房建筑高度。泵房的建筑高度，取决于泵的安装高度、泵房内有无起重设备以及起重设备的型号。9、确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。机组的平面布置确定以后，泵房(机器间) 的最小长度也就确定了，根据机组基础的长度、机组基础的间距、机组基础与墙的距离及维修场地的长度来定出泵房的总长度。查有关材料手册，找出相应管道、配件的型号规格、大小尺寸，按一定的比例将水泵机组的基础和吸水、压水管道上的管配件、闸阀、止回阀等画在同一张图上，逐一标出尺寸，依次相加，可得到机器
7、间的最小宽度。泵站的总平面布置包括变压器室、配电室、机器间、值班室、修理间等单元。总 平 面 布 置 的 原 则 如 下 。a 运 行 管 理 安 全 可 靠 ， 检 修 及 运 输 方 便 ， 经 济 合 理 ， 并 考 虑 留 有 发 展 余 地 。b.变 电 配 电 设 备 一 般 在 泵 站 的 一 端 ， 有 时 也 可 将 低 压 配 电 设 备 置 于 泵 房 内 侧 。c 泵 房 内 装 有 立 式 泵 或 轴 流 泵 时 ， 配 电 设 备 一 般 装 设 在 上 层 或 中 层 平 台 上 。d.控 制 设 备 一 般 设 于 机 组 附 近 ， 也 可 以 集 中 装 置
8、 在 附 近 的 配 电 室 内 。e 配 电 室 内 设 有 各 种 变 配 电 柜 ， 因 此 应 便 于 电 源 进 线 ， 且 应 紧 靠 机 组 ， 以 节 省 电线 ， 便 于 操 作 。 配 电 室 与 机 器 间 应 能 通 视 ， 否 则 ， 应 分 别 安 装 仪 表 及 按 钮 (切 断 装置 )， 以 便 当 发 生 故 障 时 ， 在 两 个 房 间 内 ， 均 能 及 时 切 断 主 电 路 。f.由 于 变 压 器 发 生 故 障 时 ， 易 引 起 火 灾 或 爆 炸 ， 故 宜 将 变 压 器 室 设 置 于 单 独 的 房间 内 ， 且 位 于 泵 站 的
9、一 端 。g. 修 理 间 的 布 置 应 便 于 重 物 (如 设 备 )的 内 部 吊 动 及 向 外 运 输 ， 因 此 ， 往 往 在 修理 间 的 外 墙 上 开 有 大 门 。h.进 行 总 平 面 布 置 时 ， 尽 量 不 要 因 为 设 置 配 电 间 而 把 泵 房 跨 度 增 大 。10、 向 有 关 工 种 (如 土 建 、 电 气 等 )提 出 设 计 任 务 。11、 审 校 ， 会 签 。12、 出 图 。13、 编 制 预 算 。（参见教材 P187188 页）四、设计成果要求设计包括设计计算书一份，设计图纸 12 张，包括泵站平面、立面、剖面图，并注明各平面尺
10、寸和设计高程。1、设计计算说明书包括下列内容：（1） 目录（2） 设计题目（3） 概述设计任务和依据、简要分析设计任务的特点（4） 设计流量和所需扬程的计算（5） 通过方案比较，确定水泵的型号和台数以及配套电机的选择（6） 水泵基础设计，机组的布置方式和泵房总长度的确定（7） 吸水、压水管道的设计及泵房宽度的确定（8） 吸水井设计（9） 复核水泵和消防校核（10） 水泵的安装高度和室内地坪高程的计算（11） 起吊设备的选用和泵房高度的确定（12） 泵站运行与维护所必须的辅助设备的选用1） 、引水设备2） 、计量设备3） 、起重设备4） 、排水设备5） 、通风设备（13）对土建和电气工程提出设计
11、需求，如：门窗位置、配电室予留位置和尺寸等。2、设计图纸：（1） 、泵房平面、立面、剖面图；应能够完整表达设计思想，标注所有施工尺寸，采用 2 号图纸 12 张，按 1：100 进行绘制；吸水管在吸水池中的位置一定要绘出并标注尺寸。（2） 、主要设备、材料一览表（含编号、名称、规格、单位、数量、备注等栏目） 。五、设计时间一周共计 5 个工作日，具体安排如下：1. 熟悉设计任务，查找资料（设计规范、设计手册等） 。 （1 天）2.设计详细计算：水泵选型、方案比较、吸水管、压水管、机组基础设计、泵房结构形式选择等等，包括计算用简图、表格，设备布置草图。 （2 天）3. 绘制设计图纸。 （1 天）4.整理设计成果、交流、讨论并答辩。 （1 天）六、教材及参考书1、教材：水泵与水泵站（第四版） ，姜乃昌主编，中国建筑工业出版社，2004 年；2、给水排水设计手册第 1 册、第 3 册、第 9 册、第 10 册（管材与配件） 、第 11 册（水泵样本与电机）。3、给水排水制图标准4、其他参考书、产品样本等
