1、泵与风机泵与风机Pumps and Fans第九章第九章 泵站工艺设计泵站工艺设计（一）（一）给水泵站工艺设计给水泵站工艺设计)/(3hmTaQQdr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）； a为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而知的系数，一般取a=1.051.1； T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。 024681012141618202224流量流量, 104m3/d0.51.01.52.02.53.0流量时间，时间，h一级工况二级工况安全HhHHST式中：H水泵的设计扬程（m）； HST水泵的静扬程（m）； h总水头损失（m）； H安全安
2、全水头（m）。一般取2-3m。 Qmax=800m3/h=0.22m3/s；Qmin=400m3 /h=0.11m3 /sHmax=1+12+2+3.3+1.5=19.8m总水头损失=2+3.3=5.5m，计算得到管路阻抗S为113.64，管路特性曲线方程为：H=13+113.64Q2 计算得到，Hmin=13+113.640.112=14.37mI）带底座的小型水泵基础长度L=水泵底座长度L1+（0.150.20）m；基础宽度B=水泵底座螺孔间距B1+(0.150.20)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150.20)m；II）不带底座的大、中型水泵基础长度 L=水泵机组底脚螺孔长度
3、方向间距L1+(0.400.50）m；基础宽度B=水泵底脚螺孔宽度方向间距B1+(0.400.50)m；基础高度H=水泵底脚螺栓长度l+(0.150.20)m 。n 要有一定宽度的人员通道，电动机功率不大于55kW时，净距应不小于0.8m，电动机功率大于55kW时，净距应不小于1.2m，设备的突出部分之间或突出部分与墙壁之间不小于0.7m，进出设备的大门口宽为最大设备宽度加1m。n 非中开式水泵，要有能抽出水泵泵轴的位置，其长度为轴长加0.25m,对于电机转子要有电机转子加0.5m的位置。n 大型泵应有检修的空地，其大小应使得被检修设备周围有0.71.0m空地，以便工人活动工作。n 辅助泵(如
4、真空泵、排水泵等)通常应安装在部分适当的地方，以不增加泵房面积为原则，可以靠墙、墙角布置，也可以架空布置。n 泵站内主要通道宽度应不小于1.2m。 垂直安装的喇叭口：垂直安装的喇叭口：I）淹没深度h0.51.0m，否则应设水平隔板，水平隔板边长为2D或3dII）喇叭口与井底间距要大于0.8D，使水行进流速小于吸水管进口流速III）喇叭口距吸水井井壁距离要大于（0.751.0）DIV）喇叭口之间距离要大于（1.52.0）D水平安装的喇叭口：水平安装的喇叭口：I）淹没深度h0.51.5m。II）叭口与井底间距要大于0.33D，行进流速小于吸水管进口流速III）喇叭口之间距离要大于（1.52.0）D
5、 水锤也称为水击，是有压水管路中由于液体流速的突然变化而引起的压力急剧的交替升高和降低的水力冲击现象。 在简单管路中若发生关阀水锤，阀门瞬时关闭，则发生直接水锤，其压力增值：P=a（v0-v），则有：gavH0阀门关闭缓慢，则发生间接水锤，其压力增值：zZCgTLvTTgavH20zZCgTLvTTgavH002式中：a水锤波传播速度； v0水流原速度； v水流速度改变后的速度,关阀水锤V=0 TC=2L/a水锤波传播一个来回的时间； TZ 阀门关闭时间。 停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其它原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流速度发生变化而引起的压力递变现象。发生突然停泵的原因可能有：发
6、生突然停泵的原因可能有：（1）由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使电力供应突然中断。 （2）雨天雷电引起突然断电。 （3）水泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，水泵密封环被咬住，致使水泵转动发生困难而使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切除。 （4）在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然停电。 停泵水锤的危害：停泵水锤的危害： 一般停泵水锤事故会造成“跑水”、停水；严重的事故造成泵房被淹；有的还引起次生灾害，如冲坏铁路，中断运输；还有的设备被损坏，伤及操作人员，甚至造成人身死亡的事故。水锤防护措施水锤防护措施：I）尽可能不设止回阀II）管路设有止回阀时，应设置
7、防止压力升高的措施III）用缓闭止回阀、自动缓闭水力闸阀IV）还可考虑采用增加管道直径和壁厚 水泵的工作有自灌式和吸入式两种方式。真空泵：）（）（为：真空泵的排气量计算式SSaaSPVHHTHWWKQ式中：K为漏气系数，一般K=1.051.10； Wp为泵站中最大一台水泵泵壳空气容积（m3）； W s为泵站中最大一台水泵吸水管空气容积（m3）； Ha为大气压，用水柱高度表示； H ss为水泵安装高度（m）； T为水泵引水时间（h），一般应小于5min。最大真空值最大真空值HVmax一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离一般可根据吸水池最低水位至水泵最高点垂直距离H计计算，即：算，即： H
8、Vmax=760 H /10.33 =73.6H（ mmHg）。）。 起重量（t）起重设备形式5.0固定吊钩或移动吊架手动或电动单轨吊车手动或电动单轨吊车电动桥式行车吊车的安装高度应能保证：吊车的安装高度应能保证：（1）吊起重物后，能在机器间内的最高机组或设备顶上越过；（2）在地下式泵站中，应能将重物吊至运输口；（3）应能将重物吊到汽车上。 泵房的高度大小与泵房内有无起重设备有关。在无吊车设备时，泵房的高度大小与泵房内有无起重设备有关。在无吊车设备时，应不小于应不小于3m（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当（指进口处室内地坪或平台至屋顶梁底的距离）；当有起重设备时，其高度应通过计算确
9、定。有起重设备时，其高度应通过计算确定。（1） 已知资料已知资料 已知一个送水泵站，最大设计水量Qd5.0万米3/日，泵站分二级工作，建筑层数6层，自由水压H028米，输水管和给水管网总水头损失h=20.5米，清水池最低水位至设计最不利点地面高差Z c =8.0米。泵站第一级工作从5时到20时，每小时水量占全天用水量的5.11。泵站第二级工作从20时到5时，每小时水量占全天用水量的2.61。消防水量QX=144米3/时，消防时，输水管和给水管网总水头损失hX=32.5米。（2）泵站设计参数的确定泵站设计参数的确定泵站一级工作时的设计工作流量； Q5.0米3/日5.112555米3/时=710.
10、0升/秒泵站二级工作时的设计工作流量； Q5.0米3/日2.611305米3/时=362.5升/秒泵站一级工作时的设计扬程； HZcH0hh泵站内8.0米28.0米20.5米1.5米58.0米其中：Zc地形高差； H0自由水压； h总水头损失； h泵站内泵站内水头损失（初估为1.5米）；（3）选择水泵）选择水泵求管路特性曲线方程中的参数：因为H ST8.0米28.0米36.0米；所以S（hh泵站内）/Q=（20.5+1.5）/0.7102=44秒2/米5； H3644Q2； 经过反复比较和绘制水泵工况点，初步选定工作泵为2台14SH9A型水泵。其性能参数如下：Q250370升/秒； H7056
11、米；n=1450转/分； 7879；N26.025.7千瓦； HS3.5米； 2台14SH9A型水泵并联工作时，其工况点在M点，M点对应的流量和扬程为710.0升/秒和58米，恰好满足泵站一级设计工作流量要求。 1台14SH9A型水泵单独工作时，其工况点在N点，N点对应的流量和扬程为408.0升/秒和42米，基本（稍大一些）满足泵站二级设计工作流量要求。 再选一台同型号的14SH9A型水泵备用，泵站共设有三台14SH9A型水泵。（4）确定电机确定电机 根据水泵样本提供的配套可选电机，选定JS1364鼠笼式三相交流异步电机，其参数如下；额定电压V3000伏； N30千瓦； n=1475转/分；
12、W1880公斤；（JS1364型号意义为JS鼠笼式； 1机座号； 36铁芯长度； 4级数；）（5）基础设计基础设计14SH9A型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，基础长度L地脚螺钉间距（400500） L4L6L8（400500） 65010834444272600毫米基础宽度B地脚螺钉间距（400500） b（400500） 7104901200毫米基础高度H（2.54.0）（W水泵W电机）/LB 3.0（9501880）/ 120026002400 1.13米 （取1.40米）其中：W水泵水泵重量（公斤）； W电机电机重量（公斤）； L基础长度（公斤）； B基础宽度（米）； 基
13、础容重（混凝土容重2400公斤/米3）；（6） 吸水管和压水管的计算 一台14SH9A型水泵单独工作时，其流量为408.0升/秒，为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN600毫米，压水管管径DN500毫米。当吸水管DN600毫米时，流速V1.44米/秒，(1.21.6m/s) 压水管DN500毫米时，流速V2.08米/秒，(2.02.5m/s) 说明上述管径选择合适。（7 7）泵房形式的选择及机械间布置泵房形式的选择及机械间布置 根据清水池最低水位标高115.20米和水泵HS3.5米的条件，确定泵房为矩形半地下式。水泵机组采用单排顺列式布置。 每台水泵都单独设有吸水管，并
14、设有手动常开检修阀门，型号为D371J10，DN600毫米，L154毫米，W380公斤。 压水管设有液压缓闭止回蝶阀，型号为HD741X-10液控止回阀，DN500，L=350毫米，W=1358公斤；电动控制阀门，型号为D941X10电动蝶阀 ，DN500毫米，L350毫米，W600公斤。并设有联络管（DN600毫米）联络后，由两条输水干管（DN700毫米）送往城市管网。 泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。 选用各种弯头、三通和变径管等配件，计算确定机械间长度为15.0米和宽度9.0米。（8 8） 吸水井设计吸水井设计 吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低
15、水位清水池最低水位清水池至吸水井水头损失 115.200.2115.00米吸水井最高水位清水池最高水位119.20米水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN（1.31.5）d =1.33600=800毫米水泵吸水管进口喇叭口长度L（3.07.0）（Dd） 4.0（800600）800毫米喇叭口距吸水井井壁距离（0.751.0）D1.0800800毫米喇叭口之间距离（1.52.0）D2.08001600毫米喇叭口距吸水井井底距离0.8D1.0800800米喇叭口淹没水深h0.51.0米1.2米所以，吸水井长度7200毫米，（注：最后根据水泵机组之间距离调整为20000）吸水井宽度2400毫米（注：最后调
16、整为3000），吸水井高度6500毫米（包括超高300）。 （9 9）各工艺标高的确定各工艺标高的确定泵轴安装高度HSSHSV2/2ghS查得10.1（喇叭口局部阻力系数），20.6（90弯头局部阻力系数），30.01（阀门局部阻力系数），40.18（偏心减缩管局部阻力系数）。经过计算hS0.10米 (考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，取1.00米)所以，HSS3.51.302/29.811.002.40米泵轴标高吸水井最低水位HSS115.002.40117.40米基础顶面标高泵轴标高泵轴至基础顶面高度（H1）117.40 0.56116.84米泵房地面标高基础顶面标高0.201
17、16.64米（1010）复核水泵和电机）复核水泵和电机 根据已经确定的机组布置和管路情况重新计算泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。泵房内管路水头损失h泵站内hShd=1.0米0.44米1.44米所以，水泵扬程HZcH0hh泵站内8.0米28.0米20.5米1.44米57.94米与估计扬程基本相同，选定的水泵机组合适。（1111）消防校核消防校核 消防时，二级泵站的供水量Q火Q d +QX=2555米3/时+144米3/时=2699米3/时749.7升/秒 消防时，二级泵站扬程H火ZcH0火hh泵站内8.0米10.0米32.5米1.44米51.94米其中：Zc地形高差； H0
18、火自由水压；H0火10.0米（低压消防制） h总水头损失； h泵站内泵站内水头损失； 根据Q火和H火，绘制泵站在消防时需要的水泵工况点，在两台水泵并联特性曲线的下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求。（1212）引水设备引水设备启动引水设备选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量：QVK（WPWS）Ha/T（H aHSS） =1.10（0.258.33）10.33/300（10.332.40） =0.04米3/秒式中：QV真空泵的最大排气量（米3/时）； K漏气系数（1.051.10）； WP最大一台水泵泵壳内空气容积（米3）；
19、 WS吸水管中空气容积（米3）； Ha一个大气压的水柱高度，取10.33米； T水泵引水时间（小时），一般取5分钟，消防水泵小于3分钟； HSS离心泵的安装高度（米）；真空泵的最大真空度HVMAXHSS760/10.33毫米Hg柱 4760/10.33毫米Hg柱284mmHg式中：HVMAX真空泵的最大真空度（mmHg）； HSS离心泵安装高度（米），最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差；根据QV和HVMAX选取SZB8型水环式真空泵2台，一用一备，布置在泵房靠墙边处。（13）计量设备计量设备 在压水管上设超声波流量计，选取SP1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7米。 在压
20、水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为0.01.0兆帕。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为-7600毫米汞柱。（14）起重设备起重设备 选取单梁悬挂式起重机SDQ，起重量2吨，起升高度3.010.0米。 根据起重机的要求计算确定泵房净高度12米。（15）排水设备排水设备 设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为2.01.01.53.0米3。 选取50QW15-7-0.75型潜水排污泵，其参数为：Q15米3/小时； H7米；n2820转/分； N0.75千瓦；（一）（一）排水泵站工艺设计排水泵站工艺设计CSTHhHH35 .22100060575mV225.110 . 25 .22mhVAmkb8 . 71421222222225.1114)3 . 03(8 . 732mmAjfhhhmLihf267. 0210127. 0mgvhj5 . 08 . 924 . 1)3 . 008. 087. 030 . 2(2)3(224321满足要求。, 0 . 1767. 05 . 0267. 0h
