【文章內(nèi)容簡介】 [1516] 。 設(shè)在水廠內(nèi)，直接向用戶送水，因此水泵運行工況直接受用戶用水 情況的影響，其流量與水壓在一天內(nèi)是逐時變化的，尤其是在無水塔管網(wǎng)系統(tǒng)中工作，供水的不均勻性更突出。要使泵站經(jīng)濟有相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施，如設(shè)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，采用分級供水方式，合理的選擇水泵型號及臺數(shù)，有條件時可采用變速調(diào)節(jié)運行，以遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 8 及制定相應(yīng)的運行管理制度 [17] 。 常用的分級供水方式是用不同的開機臺數(shù)，以及大小機組配合運行，來適應(yīng)流量的變化。對有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的情況一般分兩級供水，無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的時，一般采用三級供水，即水泵總出水量滿足最大時管網(wǎng)用水要求，各個供水時段采用不同的水泵配合并聯(lián)運行供水。對于有條件的泵站，可采用 定速與調(diào)速泵并聯(lián)運行方式，在調(diào)速泵的調(diào)節(jié)下，不僅流量滿足要求，減少揚程浪費，還可能使水泵在高效段運行 [18] 。 二級泵站集水井水位比較穩(wěn)定，變幅比較小 34m，中小型離心泵吸水揚程較高，常采用地面式或半地下式泵房，地面式常采用分基型泵房，半地下式常采用干室型泵房，但結(jié)構(gòu)埋深不大，施工較方便。泵房內(nèi)采光通風條件較好，只有在機組容量較大或臺數(shù)較多時才考慮機械通風。檢修運行廢水再不能自流時才設(shè)排水泵抽排，室內(nèi)交通方便，吊運設(shè)備簡單，輔助設(shè)備較少。 此外，站內(nèi)要設(shè)計量設(shè)備與水位儀表。 流量計傳感器裝于現(xiàn)場 ，顯示儀裝 于控制室。最好選用既能指示清水池水位，又能給出高低水位信號的水位計，泵房的隔音與減振在今后的設(shè)計中葉應(yīng)予以考慮 [1920] 。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 9 2 設(shè)計內(nèi)容 某市送水泵站日最大設(shè)計水 58000t/d，泵站分兩級工作。泵站第一級工作從 6時到 22 時 ，每小時水量占全天用水量的 %；第二級工作從 22 時到次日 6 時，每小時水量占全天用水量的 %。該市最不利點建筑層數(shù) 6 層，自由水壓為 28m,輸水管和給水管網(wǎng)總水頭損失為 ，泵站地面標高為 650m，泵站地面至設(shè)計最不利點地面高差為 , 吸水井最低水位在地面以下 100m3/h，消防時，輸水管和給水管網(wǎng)總水頭損失為 20m。 ： 圖 送水泵站流程圖 Figure The pumping station flow chart 圖中 1 為清水池； 2 為吸水井； 3 為送水泵站； 4 為管網(wǎng)； 5 為高地水池（水塔） ： (1)設(shè)計揚程估算： H1=Zc+H0+∑h+∑h泵站內(nèi) +Hc （ ） (2)設(shè)計流量的確定 : Q=最大設(shè)計水量 每小時水量占全天用水量 （ ） 1 2 3 4 5 遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 10 ： (1)選泵原則 水泵選型是根據(jù)所需的設(shè)計流量與設(shè)計揚程選泵 (2)電機選擇 根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，根據(jù)電源容量的大小、電壓等級、水泵運行可能出現(xiàn)的最大軸功率和轉(zhuǎn)速以及傳動方式等條件確定電動機類型、容量、電壓等。常用的電動機有異步電動機和同步電動機兩種。 (1)吸水管路 :吸水管路通常處在高壓狀態(tài)下工作，所以對吸水管路的基本要求是不漏氣、不積氣、不吸氣，否則會使水泵的工作產(chǎn)生故障。吸水管管徑，由確定的流量，由鋼管水力計算表查得管徑 ,流速 ,單位管段的水頭損失。 (2)壓水管路 :對壓水管路的基本要求是耐高壓、不漏水、供水安全、安裝及檢修方便。壓水管管徑由確定的流量，由鋼管水力計算表查得管徑，流速，阻力系數(shù)。 水泵機組布置的基本要求是：供水安全可靠、管道布置簡短、安裝與維護方便、機組排列整齊、起重設(shè)備簡單并留有擴建余地。 常見的布置形式有：一行式布置、雙行式交叉布置、雙行式半交叉布置、平行一行式布置。 吸水管路中的水頭損失：沿程水頭損失，局部水頭損失 壓水管路水頭損失：沿程水頭損失，局部水頭損失 遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 11 vassvass hhHgPH ????? ? （ ） 式中 ssH ——安裝高度 ,泵軸至最低水位的幾何高度； gPa? ——水面上的絕對大氣壓； svH ——水泵的氣蝕余量； ?sh ——吸水管路總水頭損失； vah ——實際水溫下的飽和蒸汽壓力。 (1)吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進口喇叭口的要求。 (2)吸水井最低水位＝清水池最低水位－清水池至吸水井水頭損失； (3)吸水管進口應(yīng)設(shè)喇叭口，以便吸水管進口水流平穩(wěn)，減少損失。 、輔助設(shè)備的選擇 消防時，校核泵站的供水量和泵站的揚程；根據(jù)電機和 水泵的重量結(jié)合水泵房的高度選擇起重機；根據(jù) VQ 和 maxVH 選取真空泵，在壓水管上設(shè)超聲波流量計。 、建筑高度和平面尺寸的確定 根據(jù)清水池最低水位標高和水泵 HS的條件，確定泵房為矩形半地下式。泵房左側(cè)設(shè)有設(shè)備出入的大門，右側(cè)設(shè)有控制室，配電室等。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 12 3．設(shè)計計算 （ 1）二級泵站的組成 ① 水泵機組 包括水泵和電動機，是泵站中最重要的組成部分； ② 吸壓管路 指 水泵的吸水 (進水 )管路和壓水 (出水 )管路，水泵通過吸水管從吸水井 (池 )中吸水，經(jīng)水泵加壓后通過壓水管路送至用戶； ③ 引水設(shè)備 指真空引水設(shè)備 (如真空泵、引水罐等 )和灌水設(shè)備。當水泵工作為吸入式啟動時，需引水設(shè)備； ④ 起重設(shè)備 指泵站內(nèi)設(shè)備及管道安裝，檢修用的吊車、電動葫蘆等設(shè)備； ⑤ 排水設(shè)備 指排水泵、排水溝、集水坑等，用以排除泵站地面污水； ⑥ 計量設(shè)備 指流量計、壓力計、真空泵、溫度計等； ⑦ 采暖及通風設(shè)備 指采暖用的散熱器、電熱器、火爐及通風機等設(shè)備； ⑧ 電氣設(shè)備 指變、配電設(shè)備； ⑨ 防水錘 設(shè)備 指水錘消除器等； ⑩ 其他設(shè)備 包括照明、通信、安全與防水設(shè)施等。 在泵站中除設(shè)有機器間 (安裝水泵機組的房間 )外，還設(shè)有高低壓配電室、控制室、值班室、修理間等輔助房間。 （ 2）二級泵站的特點： 二級泵站通常設(shè)在凈水廠內(nèi)，經(jīng)水廠凈化后的水進入清水池儲存，清水池中水經(jīng)管道自流入吸水井，水泵從吸水井吸水，經(jīng)加壓后送入城市輸配水管網(wǎng)。其工藝流程如：清水池 → 吸水井 → 送水泵站 → 輸配水管網(wǎng) → 用戶。 基本特點：泵站埋深較淺，通常建成地面式或半地面式，為了適應(yīng)用戶水量、遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 13 水質(zhì)的變化，需要設(shè)置多臺水泵機組，因而，泵房面積 較大，泵房一般為矩形形狀，磚混結(jié)構(gòu)。 泵站設(shè)計參數(shù)的確定 流量的確定 58000t/d=58000m3/d。 泵站一級工作時的設(shè)計工作流量 ： Q1=58000*%=2842m3/h=泵站二級工作時的設(shè)計工作流量 ： Q2=580000*%=1624m3/h= 揚程的確定 H1 = c0 H???? ?? hHHZ c = ++28+++= （ ） 其中 : cZ —最不利點的地面標高和吸水井最低水位的高程差（ m）； 0H —自由水壓 (m)； ?H —總水頭損失 (m)； ∑h—泵站內(nèi)損失（初步估計為 2m） Hc—安全水頭 (1)選泵要點： ① 大小兼顧，調(diào)配靈活 在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的泵的臺數(shù)越多，越能 適應(yīng)用水量變化的要求，浪費的能量越少。 ② 型號齊全，互為備用 希望能選擇同型號的泵并聯(lián)工作，這樣無論是電機、電器設(shè)備的配套與貯備遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 14 管道配件的安裝與制作均會帶來很大的方便。 ③ 合理地用盡各泵的高效段 單級雙吸式離心泵是給水工程中常用的一種離心泵（如 Sh型、 SA 型）。它們的經(jīng)濟工作范圍（即高效段），一般在 ～ （ Qp為泵銘牌上的額定流量值）。 ④ 近遠相結(jié)合的觀點在選泵過程應(yīng)給予相當?shù)闹匾?。特別是在經(jīng)濟發(fā)展活躍的地區(qū)和年代，以及擴建比較困難的取水泵站中，可考慮近期用小泵大基礎(chǔ)的辦法，近期發(fā)展 采用換大泵輪以增大水量，遠期采用換大泵的措施。 ⑤ 大中型泵站需作選泵方案比較。 (2)考慮因素 ① 泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置等有影響，因而對泵站造價很有關(guān)系。 ② 應(yīng)保證泵的正常吸水條件。在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應(yīng)充分利用泵的允許吸上真空高度，以減少泵站的埋深，降低工程造價 ③ 應(yīng)選用效率較高的泵，如盡量選用大泵，因為一般而言大泵比小泵的效率高。 ④ 根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵，以滿足在事故情況下的用水要求： 在不允許減少供水量的情況下（例如冶金工廠的高爐與平 爐車間的供水），應(yīng)有兩套備用機組。 允許短時間內(nèi)減少供水量情況下，備用泵只保證供應(yīng)事故用水量。 允許短時間內(nèi)中斷供水時，可只設(shè)一臺備用泵。城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺備用泵。通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 15 當管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機組較多時，也可考慮增設(shè)一臺備用泵，它的型號和最常運行的工作泵相同。 ⑤ 如果給水系統(tǒng)中具有足夠大容積的高地水池或水塔時，可以部分或全部代替泵站進行短時間供水，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。 初選水泵 采用管路特性曲線和型譜圖 進行水泵的選擇。管路特性曲線交點為水泵工況點。求管路特性曲線就是求管路特性曲線方程中的 Hst和 S。 當 Q=50L/s 時 ,輸水管和配水管網(wǎng)中水頭損失很小，假定此時總水頭損失之和為 2 米，所需泵的揚程為 H=++28+=。 當 Q=,所需泵的揚程為 H= 圖 水泵型譜圖 Water pumpspectrum diagram 在水泵綜合性能圖上做出 a 點 (, )和 b 點 (50,)，兩點連接成參考管道特 性曲線，選取與參考管道特性曲線相交的水泵并聯(lián)， 250S65A 型， 300S58遼寧石油化工大學畢業(yè)設(shè)計 16 型。 求出管路特性曲線方程中的參數(shù)，因為： HST=+28= （ ） S=(? ?? hH )/Q2 =(+2)/=（ ） H= HST+SQ2=+ （ ） 表 S型單級雙吸離心泵的性能表 Table S singlestage doublesuction centrifugal pump performance table 型號 流量Q(m3/h) 揚程H(m) 轉(zhuǎn)速n(r/min) 軸功率N(kW) 效率 (％ ) 汽蝕余量 (m) 泵重 (kg) 250S65A 342 61 1450 77 74 480 468 54 89 77 540 50 98 75 300S58 576 63 1450 75 810 790 58 972 50 80 根據(jù)設(shè)計流量和設(shè)計揚程，參考水泵的型譜圖，最終確定選擇 300S58 型水泵五臺，四臺工作，一臺備用。 確定電機 根據(jù)水泵樣本提供的配套可選電機，選定 Y3554 電機，其參數(shù)如下： V=6000V,P=200Kw， n=1490r/min ， W=1800kg。