二級泵站工藝設計淺議

李影 闞文君

摘要：供水泵站的設計工藝與生活息息相關，本文從一個二級泵站設計入手，詳細論述泵站尺寸的確定方法以及設計基本過程，為以后相關設計提供借鑒和指導意義。

關鍵詞：泵站；設計；尺寸

市因發展需要，原有的第一水廠已不能滿足居民的用水要求，因此，規劃設計日產水能力為9.5萬m3的第二水廠，給水管線設計已經完成，現需設計該水廠取水泵房。

一、原始資料

1、泵站設計水量：77800m3/d；

2、管網設計的部分成果：

（1）根據用水曲線確定的二泵站工作制度，分兩級工作：

第一級，每小時占全日用水量的4.7%；第二級，每小時占全日用水量的3.28%；

（2）城市設計最不利點地面標高為157.95米，建筑層數6層，自由水壓28米；

（3）管網平差得出的泵站最不利點的輸水管和管網的總水頭損失為9.25米；

3、清水池所在地面標高為152.6米，清水池最低水位在地面以下5米；

二、二級泵站工藝的確定

1、泵站設計流量的確定

第一級供水占全日用水量的4.7%，含水廠自用水廠5%

（含水廠自用水）

第二級，每小時占全日用水量的3.28%

Zp為泵站的地形標高；由地形圖查得：Zp=152.6m。hn為管網中的水頭損失，取9.25m。hc為輸水管水頭損失，取hc=4m。hs為吸水管水頭損失，取hs=2m。Hc為控制點所需的最小服務水頭，為28m。Zc為控制點的地形標高；由地形圖查得：Zc=157.95m。 為泵站內管路水頭損失，粗估 為2.0m

Hp=（Zc-Zp）+hn+hs+hc+ Hc+2=55.6m

2 初選水泵和電機

2.1 水泵的選擇

⑴ 根據一級供水時 ，在水泵綜合性能曲線圖上作出a點。確定b點，當 時，泵站內水頭損失甚小，此時輸水管和配水管網中水頭損失也小，令三者之和為3m。則此時的揚程為：

3+28.00+5+2=38m

第一級供水時考慮采用大流量的 ，并聯2臺流量小點的300S58滿足最小流量 。并且考慮在其中采用一臺變頻調速泵即可滿足水量的變化。即1臺500S59并聯2臺300S58，其中兩種各一臺備用。

第二級供水時采用1臺500S59并聯1臺300S58可以滿足二級供水要求。

⑵ 對所選水泵的較核

水泵裝置的管路特性曲線 ： ，則：

而：

由此可得管路特性曲線為：

由上表數據可繪出管路特性曲線，曲線見附錄，從圖中可得出各級工作的工況點和單泵運行流量和揚程。最大時工作其工況點 。由以上數據可知初選水泵時可以滿足流量和揚程要求的。

綜上所述，總共選泵5臺，2臺備用，所有泵和電機均采用自動控制。

2.2 機組性能參數

1、 型水泵選用Y450-46-6型電機，其重量為3600kg。

2 、機組尺寸確定

⑴ 基礎長度L=水泵和電機最外端螺孔間距+0.4～0.6m=4200mm〈水泵和電機的總長〉

⑵ 基礎寬度B=水泵或電機的最大螺孔間距+0.4～0.6m=1700mm

⑶ 基礎高度

W為機組總重量，泵重3000kg，電機重3600kg。L為基礎長度。B為基礎寬度。γ為基礎所用材料的容重，混凝土材料，

故 。

3、300S58A型水泵選用JS2 355M2--4型電機，其重量為2700kg。

4、機組尺寸確定

⑴ 基礎長度L=水泵和電機最外端螺孔間距+0.4～0.6m=2900mm

⑵ 基礎寬度B=水泵或電機的最大螺孔間距+0.4～0.6m=1100mm

⑶ 基礎高度

W為機組總重量，泵重2000kg，電機重2700kg，L為基礎長度，B為基礎寬度，γ為基礎所用材料的容重，混凝土材料， 故 。 實際深度連泵房底板在內，應為2.0m，基礎頂面高出室內地坪0.16m。

3 管路布置

3.1 設計要求

每臺水泵有單獨的吸水管和壓水管。 要求吸水管 ，這是由于水泵吸上真空高度的限制； 壓水管 ，以節約管材。

3.2 管路布置

⑴ 為了保證工作可靠，運行安全，并盡可能使管路短、管件少、及維修管理方便，本設計采用單行順列式布置形式，吸水管路與壓水管路采取直進直出方式布置，以減少水頭損失，節約電耗。

⑵ 根根據基礎間距為電機軸長+0.5m，且必須大于2.0（高壓設備），查手冊可得Y450-46-6型電機軸長 ，則：基礎間距為： ，取 。基礎靠平臺和操縱室的間距分別為 （平臺寬為 ），由此可得機械間的總長度為 。

4 吸水管設計計算

4.1 管徑的確定

選用鑄鐵管，選用管徑700mm，得： 。 300S58選用鑄鐵管，選用管徑450mm，得：

4.2 吸水喇叭口：

水泵采用真空設備，為了減少吸水管路進口處的水頭損失，吸水管進口采用喇叭口形式。

=700mm，則可推求喇叭口各部分尺寸為：

⑴ 喇叭口擴大部分直徑：D=（1.3～1.5） =910～1050mm；選1000mm。

⑵ 喇叭口在最低水位下深度，本設計取1.0m；

⑶ 喇叭口底距井底距離=0.8D=0.8×1000=800mm；

⑷喇叭口距墻邊：（1～1.5）D ，取1300mm；兩相鄰喇叭口間（中心）距3000mm；

采用鋼制喇叭口。

5 壓水管設計計算

配水管主要采用變徑與不變徑三通和電動機閘閥連接，輸水管采用雙管。 配水管的管徑按經濟管確定的，即滿足最大流量時的70%和壓水管的最大流速來確定，流量Q=Q*70%=0.7*1066.51=746.56L/S，流速V=1.5查得其管徑為800mm，。

而壓水管中有3條管為600mm與2條400mm管徑，故采用600*800與400*800的變三通，輸水管采用2個800*800的同徑三通.

自來水水廠自用水量為：221000*5%=11050m3/d，用1根自用水管則：水管的水量為：1105 m3/d=460m3/h，流速V=1.0，查得其管徑為400mm。

參考文獻：

[1]陳衛忠， 羅超文. 萬家寨引黃工程總干一， 二級泵站水力劈裂試驗研究[J]. 巖土力學， 2001， 22（1）： 26-28.

[2]鄭立剛. 淺析二級泵站中水泵的調速節能[J]. 山西建筑， 2008， 33（36）： 168-169.