供水泵站主泵房設(shè)計實例

摘 要：本工程期終規(guī)模為3.0萬立方米/日，老配水廠供水泵站設(shè)計容量1.4萬立方米/日，相應(yīng)新配水廠供水泵站的設(shè)計容量為1.6萬立方米/日。二級供水泵站按最高時工況設(shè)計，以最高時+消防時和事故時工況校核。廠內(nèi)設(shè)置供水泵站一座，根據(jù)管網(wǎng)平差結(jié)果，采用5臺8Sh-13型水泵并聯(lián)運行，進(jìn)行工況點校核，對水泵進(jìn)行調(diào)速；泵站按城市供水三種基本工況設(shè)計，設(shè)計流量為194.4～322.8L/s，設(shè)計總?cè)萘繛?00kW。

關(guān)鍵詞：泵站；流量；設(shè)計

1 設(shè)計資料

本工程供水泵房設(shè)計容量應(yīng)達(dá)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(wǎng)點高程的差+入網(wǎng)點自由水壓+水廠內(nèi)管路損失，泵房地面高程962.0m，假定水廠內(nèi)管路損失為2.0m。

入網(wǎng)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(shè)計供水量為1.6萬立方米/日，日變化系數(shù)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(dá)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(shè)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(jìn)行方案比選，所得結(jié)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(shù)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(shù)適當(dāng)，流量搭配及揚程均滿足設(shè)計要求，單機功率適宜，機組運行效率較高，均處于高效區(qū)段，整體符合設(shè)計要求，且管理方便，經(jīng)濟合理。由此得出，方案二最優(yōu)，既能滿足設(shè)計要求，又經(jīng)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(jù)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(biāo)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(nèi)地坪高？犖地=-3.50m，則泵房底板下緣高程？犖下緣=-3.90m。

6 進(jìn)、出水管設(shè)計

進(jìn)、出水管徑：泵房的進(jìn)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(shè)計流速1.0m/s計算。最高日最高時流量Q=0.278m3/s

管徑根據(jù)公式：D=■，計算結(jié)果：進(jìn)水側(cè)輸水管，DN300；進(jìn)水管前聯(lián)絡(luò)管，DN300；進(jìn)水管，DN300；出水管，DN250；出水管后聯(lián)絡(luò)管，DN250；聯(lián)合出水管，DN400。并附帶相應(yīng)管徑的喇叭口、90°彎管、閘閥、等徑三（四）通等管路設(shè)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(cè)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(nèi)機組以單行橫向形式排列，主泵房基礎(chǔ)尺寸為24000mm×6900mm，進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距5.4m，出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁凈距3.6m，基礎(chǔ)與兩邊側(cè)墻的凈距為2.981m，基礎(chǔ)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(cè)與墻凈距1.2m，水泵靠墻一側(cè)與墻凈距1.3m，在泵房東側(cè)設(shè)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(shè)兩根擋風(fēng)柱，柱距為3m。取標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(shù)以及用到的各種閥件的局部水頭損失系數(shù)求解，進(jìn)而求出相應(yīng)的總水頭損失。管路沿程損失阻力系數(shù)S沿：S沿=10.293n2L/D5.33；管路局部損失阻力系數(shù)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(shù)和局部阻力參數(shù)）。

9 水泵工作點校核

（1）流量校核

根據(jù)計算可知，各工況水位下均能滿足相應(yīng)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(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，使流量達(dá)到設(shè)計要求。

（2）揚程校核

經(jīng)計算得出，各工況時相應(yīng)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(wěn)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(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[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(chǎn)品供應(yīng)目錄[M].北京：機械工業(yè)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(shè)計方面工作。