二级泵站工艺设计浅议

李影 阚文君

摘要：供水泵站的设计工艺与生活息息相关，本文从一个二级泵站设计入手，详细论述泵站尺寸的确定方法以及设计基本过程，为以后相关设计提供借鉴和指导意义。

关键词：泵站；设计；尺寸

市因发展需要，原有的第一水厂已不能满足居民的用水要求，因此，规划设计日产水能力为9.5万m3的第二水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。

一、原始资料

1、泵站设计水量：77800m3/d；

2、管网设计的部分成果：

（1）根据用水曲线确定的二泵站工作制度，分两级工作：

第一级，每小时占全日用水量的4.7%；第二级，每小时占全日用水量的3.28%；

（2）城市设计最不利点地面标高为157.95米，建筑层数6层，自由水压28米；

（3）管网平差得出的泵站最不利点的输水管和管网的总水头损失为9.25米；

3、清水池所在地面标高为152.6米，清水池最低水位在地面以下5米；

二、二级泵站工艺的确定

1、泵站设计流量的确定

第一级供水占全日用水量的4.7%，含水厂自用水厂5%

（含水厂自用水）

第二级，每小时占全日用水量的3.28%

Zp为泵站的地形标高；由地形图查得：Zp=152.6m。hn为管网中的水头损失，取9.25m。hc为输水管水头损失，取hc=4m。hs为吸水管水头损失，取hs=2m。Hc为控制点所需的最小服务水头，为28m。Zc为控制点的地形标高；由地形图查得：Zc=157.95m。 为泵站内管路水头损失，粗估 为2.0m

Hp=（Zc-Zp）+hn+hs+hc+ Hc+2=55.6m

2 初选水泵和电机

2.1 水泵的选择

⑴ 根据一级供水时 ，在水泵综合性能曲线图上作出a点。确定b点，当 时，泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也小，令三者之和为3m。则此时的扬程为：

3+28.00+5+2=38m

第一级供水时考虑采用大流量的 ，并联2台流量小点的300S58满足最小流量 。并且考虑在其中采用一台变频调速泵即可满足水量的变化。即1台500S59并联2台300S58，其中两种各一台备用。

第二级供水时采用1台500S59并联1台300S58可以满足二级供水要求。

⑵ 对所选水泵的较核

水泵装置的管路特性曲线 ： ，则：

而：

由此可得管路特性曲线为：

由上表数据可绘出管路特性曲线，曲线见附录，从图中可得出各级工作的工况点和单泵运行流量和扬程。最大时工作其工况点 。由以上数据可知初选水泵时可以满足流量和扬程要求的。

综上所述，总共选泵5台，2台备用，所有泵和电机均采用自动控制。

2.2 机组性能参数

1、 型水泵选用Y450-46-6型电机，其重量为3600kg。

2 、机组尺寸确定

⑴ 基础长度L=水泵和电机最外端螺孔间距+0.4～0.6m=4200mm〈水泵和电机的总长〉

⑵ 基础宽度B=水泵或电机的最大螺孔间距+0.4～0.6m=1700mm

⑶ 基础高度

W为机组总重量，泵重3000kg，电机重3600kg。L为基础长度。B为基础宽度。γ为基础所用材料的容重，混凝土材料，

故 。

3、300S58A型水泵选用JS2 355M2--4型电机，其重量为2700kg。

4、机组尺寸确定

⑴ 基础长度L=水泵和电机最外端螺孔间距+0.4～0.6m=2900mm

⑵ 基础宽度B=水泵或电机的最大螺孔间距+0.4～0.6m=1100mm

⑶ 基础高度

W为机组总重量，泵重2000kg，电机重2700kg，L为基础长度，B为基础宽度，γ为基础所用材料的容重，混凝土材料， 故 。 实际深度连泵房底板在内，应为2.0m，基础顶面高出室内地坪0.16m。

3 管路布置

3.1 设计要求

每台水泵有单独的吸水管和压水管。 要求吸水管 ，这是由于水泵吸上真空高度的限制； 压水管 ，以节约管材。

3.2 管路布置

⑴ 为了保证工作可靠，运行安全，并尽可能使管路短、管件少、及维修管理方便，本设计采用单行顺列式布置形式，吸水管路与压水管路采取直进直出方式布置，以减少水头损失，节约电耗。

⑵ 根根据基础间距为电机轴长+0.5m，且必须大于2.0（高压设备），查手册可得Y450-46-6型电机轴长 ，则：基础间距为： ，取 。基础靠平台和操纵室的间距分别为 （平台宽为 ），由此可得机械间的总长度为 。

4 吸水管设计计算

4.1 管径的确定

选用铸铁管，选用管径700mm，得： 。 300S58选用铸铁管，选用管径450mm，得：

4.2 吸水喇叭口：

水泵采用真空设备，为了减少吸水管路进口处的水头损失，吸水管进口采用喇叭口形式。

=700mm，则可推求喇叭口各部分尺寸为：

⑴ 喇叭口扩大部分直径：D=（1.3～1.5） =910～1050mm；选1000mm。

⑵ 喇叭口在最低水位下深度，本设计取1.0m；

⑶ 喇叭口底距井底距离=0.8D=0.8×1000=800mm；

⑷喇叭口距墙边：（1～1.5）D ，取1300mm；两相邻喇叭口间（中心）距3000mm；

采用钢制喇叭口。

5 压水管设计计算

配水管主要采用变径与不变径三通和电动机闸阀连接，输水管采用双管。 配水管的管径按经济管确定的，即满足最大流量时的70%和压水管的最大流速来确定，流量Q=Q*70%=0.7*1066.51=746.56L/S，流速V=1.5查得其管径为800mm，。

而压水管中有3条管为600mm与2条400mm管径，故采用600*800与400*800的变三通，输水管采用2个800*800的同径三通.

自来水水厂自用水量为：221000*5%=11050m3/d，用1根自用水管则：水管的水量为：1105 m3/d=460m3/h，流速V=1.0，查得其管径为400mm。

参考文献：

[1]陈卫忠， 罗超文. 万家寨引黄工程总干一， 二级泵站水力劈裂试验研究[J]. 岩土力学， 2001， 22（1）： 26-28.

[2]郑立刚. 浅析二級泵站中水泵的调速节能[J]. 山西建筑， 2008， 33（36）： 168-169.