供水泵站主泵房設計實例

摘 要：本工程期終規模為3.0萬立方米/日，老配水廠供水泵站設計容量1.4萬立方米/日，相應新配水廠供水泵站的設計容量為1.6萬立方米/日。二級供水泵站按最高時工況設計，以最高時+消防時和事故時工況校核。廠內設置供水泵站一座，根據管網平差結果，采用5臺8Sh-13型水泵并聯運行，進行工況點校核，對水泵進行調速；泵站按城市供水三種基本工況設計，設計流量為194.4～322.8L/s，設計總容量為300kW。

關鍵詞：泵站；流量；設計

1 設計資料

本工程供水泵房設計容量應達到1.6萬立方米/日。

2 揚程（H）

揚程H=清水池最低水位與入網點高程的差+入網點自由水壓+水廠內管路損失，泵房地面高程962.0m，假定水廠內管路損失為2.0m。

入網點高程為961.0m，最高工況時自由水壓為37.288m，最高+消防工況時自由水壓為36.555m，事故工況時自由水壓為40.500m，由此計算清水池不同水位時的水泵揚程。

3 流量（Q）

新水廠的設計供水量為1.6萬立方米/日，日變化系數取1.5。則：

（1）最高工況：Q=（16000×1000×1.5）÷24÷3600=277.78L/s

（2）最高+消防工況：Q=277.78+45=322.78L/s

（3）事故工況：Q=277.78×70%=194.45L/s

計算得出：在清水池達到最高水位時，三種工況時的水泵揚程分別為36.459m、35.726m、39.671m；清水池為設計水位時，三種工況時的水泵揚程分別為37.313m、37.941m、41.783m；清水池為最低水位時，三種工況時的水泵揚程分別為38.167m、40.155m、43.895m。

4 水泵選型及組合方式

通過查《Sh型雙吸離心泵性能曲線圖、表》選擇以下泵型及組合，方案一：選擇8臺型號為6Sh-9A的水泵；方案二：選擇5臺型號為8Sh-13的水泵。其中，所選用的水泵均為1臺備用。對所選水泵進行方案比選，所得結論如下：

方案一：水泵組合流量及揚程滿足要求，單機容量基本符合，吸上真空高度值較大，運行效率較低。水泵臺數較多，會加大泵房尺寸，且不便管理，維修費用較高。方案二：水泵臺數適當，流量搭配及揚程均滿足設計要求，單機功率適宜，機組運行效率較高，均處于高效區段，整體符合設計要求，且管理方便，經濟合理。由此得出，方案二最優，既能滿足設計要求，又經濟合理。因此泵站采用5臺8Sh-13型水泵，其中一臺備用。

5 水泵初定安裝高程

根據清水池最低水位時，保證水泵可以將清水池的水抽干。計算得吸水管中心線標高？犖吸=-3.01m，水泵的初定安裝高程？犖泵=-2.85m，出水管中心線高程？犖出=-2.85m，室內地坪高？犖地=-3.50m，則泵房底板下緣高程？犖下緣=-3.90m。

6 進、出水管設計

進、出水管徑：泵房的進水管即清水池的出水管，共4根，管徑按最高日最高時用水量、設計流速1.0m/s計算。最高日最高時流量Q=0.278m3/s

管徑根據公式：D=■，計算結果：進水側輸水管，DN300；進水管前聯絡管，DN300；進水管，DN300；出水管，DN250；出水管后聯絡管，DN250；聯合出水管，DN400。并附帶相應管徑的喇叭口、90°彎管、閘閥、等徑三（四）通等管路設備。

7 主泵房平面、高度

主泵房采用半地下干室型泵房，地板和側墻都用鋼筋混凝土澆成整體，帶底座的8Sh-13型水泵尺寸為1698.0mm×550mm，配套電動機型號為Y250M-2。

主泵房內機組以單行橫向形式排列，主泵房基礎尺寸為24000mm×6900mm，進水側水泵基礎與墻壁凈距5.4m，出水側水泵基礎與墻壁凈距3.6m，基礎與兩邊側墻的凈距為2.981m，基礎間凈距為1.5m。

（1） 泵房尺寸

泵間距采用1.45m，電動機靠墻一側與墻凈距1.2m，水泵靠墻一側與墻凈距1.3m，在泵房東側設檢修間，寬度取3.6m。因此泵房長20.4m。

為管理檢修方便，泵房寬度取9m，在泵房橫向山墻設兩根擋風柱，柱距為3m。取標準柱間距5.1m，共4個開間，5根柱子，柱子尺寸取為400mm×400mm，泵房內的主要走道寬度取1.5m。

（2） 主泵房高度

假定地面高程為0.00，則計算得泵房相對地面的特征高程值：底板上緣-3.50m，底板下緣-3.90m，吸水管軸線-3.01m，出水管軸線-3.015m，檢修間地面線0.5m，大梁下緣4.64m，大梁上緣5.24m。

8 管路損失計算

將各部分管路的沿程水頭損失系數以及用到的各種閥件的局部水頭損失系數求解，進而求出相應的總水頭損失。管路沿程損失阻力系數S沿：S沿=10.293n2L/D5.33；管路局部損失阻力系數S局：S局=0.08262？孜/D4；管路損失計算hf=SQ2（S包括沿程阻力參數和局部阻力參數）。

9 水泵工作點校核

（1）流量校核

根據計算可知，各工況水位下均能滿足相應所需流量，且流量均有富余，此時可以考慮對一臺或兩臺泵進行變頻調節，使流量達到設計要求。

（2）揚程校核

經計算得出，各工況時相應揚程與初選泵型時計算的揚程基本吻合，因此說明泵型選的比較合理。

（3）功率校核

計算各工況下的功率，電動機功率均能滿足其要求，基本穩定，均在40kW左右，不會造成超載和欠載。

（4）效率校核

計算可知，機組效率基本在80%以上，屬于高效運行，能夠充分利用能量，滿足設計要求。

參考文獻

[1]馬太玲.水泵及水泵站[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]泵產品供應目錄[M].北京：機械工業出版社，2000.

作者簡介：姜海龍，男，漢族，助理工程師，本科，主要從事水利工程設計方面工作。