水泵与水泵站课程设计计算书1.设计目的本课程设计的主要目的是把《水泵及水泵站》中所获得的理论知识加以系统化。
并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时提高同学们有条理地创造性地处理设计资料地独立工作能力。
2.设计基本资料（1）近期设计水量250000立方米/日预计远期水量400000立方米/日（不包括水厂自用水）（2）原水水质符合饮用水卫生规定，河边无冰冻现象，根据河岸地质情况 已决定采用固定式取水泵房，从吸水井中吸水，吸水井采用自流管进水，取水头部到吸水井的距离为：60米。
（3）水源洪水位标高为：32.36米（1%频率）；枯水位标高为：24.26米（97%频率）；常年平均水位标高为：26.51米。
（4）水厂配水井水面标高为：33.02米，取水泵房到水厂距离为：9000米。
（5）地区气象资料课根据设计需要由当地气象部门提供。
（6）水厂为双电源进线，可保证二级负荷供电。
3.设计概要（教材P107）取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。
取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。
其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。
本次课程设计仅以取水泵房为例进行设计，设计中通过粗估流量以及扬程的方法粗略的选取水泵；作水泵并联工况点判断各水泵是否在各自的高效段工作，以此来评估经济合理性以及各泵的利用情况。
取水泵房布置采用圆形钢筋混凝土结构，以此节约用地，根据布置原则确定各尺寸间距及长度，选取吸水管路和压水管路的管路配件，各辅助设备之后，绘制得取水泵站平面图及取水泵站立体剖面图各一张。
4.设计计算4.1设计流量Q （教材P110）设为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。
因此，泵站的设计流量应为：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)；α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取 α=1.05－1.1TQ Q d r α=T ——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取自用水系数α＝1.05，则： 近期设计流量为：Q=1.05×250000÷24=10937.5m 3/h=3.038m 3/s 远期设计流量为：Q'=1.05×400000÷24=17500m 3/h=4.861m 3/s4.2自流管设计（参照百度）Q 1=Q'÷2=2.4305m 3/s 取经济流速V=1.5m/s ，计算得D=14Q πV=√[4×2.4305÷(3.14×1.5)]=1437mm查设计手册，采用两条DN1500×10钢管作为自流管，流速V=1.38m/s,1000i=1.2 当一条自流管检修时，另一条自流管应通过75％设计流量，即： Q 2=75%Q'=3.6458m/s 查得：V=2.06m/s ，1000i=2.7从取水头部到吸水间水头损失h 沿程=i ×L=2.7÷1000×60=0.162m4.3水泵设计流量及扬程（教材P111）1）水泵所需静扬程H st洪水位时H st =33.02－32.36+0.162=0.822m 枯水位时H st =33.02－24.26+0.162=8.922m 2）输水干管中的水头损失Σh设采用两条DN1500×10钢管并联作为输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量即Q=75%Q'=13125m 3/h ，查得： V=2.06m/s,1000i=2.7 所以Σh=1.1×2.7÷1000×1000=2.97m （式中1.1是包括局部损失而加大的系数）。
3）泵站内管路中的水头损失h p 粗估为2m则水泵设计扬程为：H=H st +Σh+Σh p +H 安全（安全水头取2～3m ） 设计枯水位时，H max =8.922+2.97+2+2=15.892m 设计洪水位时，H min =0.822+2.97+2+2=7.792m 水泵设计流量Q=Q'÷4=4375m 3/h4.4水泵机组选择（参照教材P184—185）（1）管道特性曲线的绘制 管道特性曲线的方程为：（教材P32式2.68） H=H ST +Σh=H ST +SQ 2式中： H ST ——最高时水泵的净扬程，m; Σh ———水头损失总数，m;S ——沿程摩阻与局部阻力之和的系数； Q ——最高时水泵流量，m3/s 。
H ST =8.922m ，把Q=10937.5m 3/h ，H=15.892m 代入上式得：S=5.83×10-8 所以管路特性曲线为：H=8.922+5.83×10-8Q 2 可由此方程绘制出管路特性曲线,见表1：表4.4.1 管路特性曲线Q-H 关系表Q(m 3/h) 0 1500 3000 4500 6000 ∑h(m) 0.000 0.131 0.525 1.181 2.099 H(m0 8.922 9.053 9.447 10.103 11.021 Q(m 3/h) 7500 9000 10500 12000 13500 ∑h(m) 3.279 4.722 6.428 8.395 10.625 H(m) 12.201 13.644 15.350 17.317 19.547 Q(m 3/h) 15000 16500 18000 ∑h(m) 13.118 15.872 18.889 H(m) 22.040 24.794 27.811(2)水泵选择(从设计规范11电子稿上选的)选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律: ①大小兼顾，调配灵活②型号整齐，互为备用 ③合理地用尽各水泵的高效段④要近远期相结合。
“小泵大基础 ”⑤大中型泵站需作选泵方案比较。
根据水泵样本选定水泵：方案一：2台24SA －18D （乙式）+1台32SA －19J （丙式）型工作水泵，其工况点如图0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.000.005000.0010000.0015000.0020000.001台泵2台泵系列3管路3台泵效率1效率2图4.4.1 方案一 水泵特性曲线，管路特性曲线和水泵工况点方案二：2台24SA －18D+1台32SA －19J （乙式）型工作水泵，其工况点如图0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00100.000.005000.0010000.0015000.0020000.001台泵2台泵系列3管路3台效率1效率2图4.4.2 方案二 水泵特性曲线，管路特性曲线和水泵工况点对上述两个方案进行比较，主要在水泵台数、效率及其扬程浪费几个方面进行比较，比较结果见表4.4.2方案比较表（表中最小工作流6000m 3）：方案编号水量变换范围3(m 1-⋅h ）运行水泵型及台数 水泵扬程m管路所需 扬程m扬程浪费m水泵效率%方案一11400~8000 2台24SA18D （乙式） 1台32SA19J （丙式） 20.8~16.5 12.7~16.5 8.1~080.0~84.7 81.6~83.28000~6000 2台24SA －18D 17.8~12.7 11.0~12.7 6.8~0 85.1~78.2方案二11400~79802台24SA －18D(乙式) 1台32SA －19J （乙式）21.4~16.6 12.7~16.6 8.7~077.4~84.7 90.2~85.67980~60002台24SA －18D 17.9~12.7 11.0~12.7 6.9~0 84.9~77.7从表4.4.2中可以看出在扬程及水泵效率方面，方案一都略优于方案二。
所以， 选定工作泵为2台24SA-18D+1台32SA-19J(丙式)水泵。
其性能参数如下： 24SA-18D （乙）：Q=3240 m 3/h ，H=16.0m ，N=200kW ；Hsv=5.1m ；n=730r/min ，质量W=3300kg；32SA-19J(丙式)：Q=4615 m3/h，H=17.0，N=260kW；Hsv=6.4m，n=585 r/min, 质量W=6000kg。
2台24SA-18D型+1台32SA-19J(丙式)水泵并联工作，其工况点对应的流量和扬程为11400 m3/h和16.6m ,满足泵站设计工作流量要求。
近期再选一台32SA-19J(丙式)水泵作为备用泵，泵站共设有2台24SA-18D 和2台32SA-19J(丙式)，3用1备；远期设计流量Q=17500 m3/h，所以预留两个泵坑，作为远期增加泵来满足流量要求。
4.5确定电机(设计手册11)根据水泵样本提供的配套可选电机，选定Y400-50-8电机和JSQ157-10，其参数如下：额定电压V=V；N=200kW；n=；W=2700kg；额定电压V=V；N=260kW；n=；W=3900kg。
4.6水泵机组基础设计（教材P186）（1）24SA-18D型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下：1）基础长度L/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=4218设计取43002）基础宽度B/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=Bo+(400~500) =710+490=12003)基础高度H/m={(2.5~4.0) ×(W水泵+W电机)}/{L×B×p}其中：W水泵——水泵质量（kg）；W电机——电机质量（kg）；L——基础长度（m）；B——基础宽度（m）；p——基础密度（kg/ m3）（混凝土密度p=2400kg/ m3）。
则水泵基础高度为：H/m={3.0 ×(3300+2700)}/{4.218×1.200×2400}=1.47m设计取1.5m；那么，混凝土块式基础的尺寸（m）为L×B×H=4.3×1.2×1.5。
（2）32SA-19J型水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，其基本计算如下：1）基础长度L/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=4061设计取41002）基础宽度B/mm=地脚螺钉间距+（400~500）=Bo+(400~500) =1100+400=15003)基础高度H/m={(2.5~4.0) ×(W水泵+W电机)}/{L×B×p}其中：W水泵——水泵质量（kg）；W电机——电机质量（kg）；L——基础长度（m）；B——基础宽度（m）；p——基础密度（kg/ m3）（混凝土密度p=2400kg/ m3）。