供水泵站主泵房设计实例

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摘 要：本工程期终规模为3.0万立方米/日，老配水厂供水泵站设计容量1.4万立方米/日，相应新配水厂供水泵站的设计容量为1.6万立方米/日。二级供水泵站按最高时工况设计，以最高时+消防时和事故时工况校核。厂内设置供水泵站一座，根据管网平差结果，采用5台8Sh-13型水泵并联运行，进行工况点校核，对水泵进行调速；泵站按城市供水三种基本工况设计，设计流量为194.4～322.8L/s，设计总容量为300kW。

关键词：泵站；流量；设计

1 设计资料

本工程供水泵房设计容量应达到1.6万立方米/日。

2 扬程（H）

扬程H=清水池最低水位与入网点高程的差+入网点自由水压+水厂内管路损失，泵房地面高程962.0m，假定水厂内管路损失为2.0m。

入网点高程为961.0m，最高工况时自由水压为37.288m，最高+消防工况时自由水压为36.555m，事故工况时自由水压为40.500m，由此计算清水池不同水位时的水泵扬程。

3 流量（Q）

新水厂的设计供水量为1.6万立方米/日，日变化系数取1.5。则：

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

（2）最高+消防工况：Q=277.78+45=322.78L/s

（3）事故工况：Q=277.78×70%=194.45L/s

计算得出：在清水池达到最高水位时，三种工况时的水泵扬程分别为36.459m、35.726m、39.671m；清水池为设计水位时，三种工况时的水泵扬程分别为37.313m、37.941m、41.783m；清水池为最低水位时，三种工况时的水泵扬程分别为38.167m、40.155m、43.895m。

4 水泵选型及组合方式

通过查《Sh型双吸离心泵性能曲线图、表》选择以下泵型及组合，方案一：选择8台型号为6Sh-9A的水泵；方案二：选择5台型号为8Sh-13的水泵。其中，所选用的水泵均为1台备用。对所选水泵进行方案比选，所得结论如下：

方案一：水泵组合流量及扬程满足要求，单机容量基本符合，吸上真空高度值较大，运行效率较低。水泵台数较多，会加大泵房尺寸，且不便管理，维修费用较高。方案二：水泵台数适当，流量搭配及扬程均满足设计要求，单机功率适宜，机组运行效率较高，均处于高效区段，整体符合设计要求，且管理方便，经济合理。由此得出，方案二最优，既能满足设计要求，又经济合理。因此泵站采用5台8Sh-13型水泵，其中一台备用。

5 水泵初定安装高程

根据清水池最低水位时，保证水泵可以将清水池的水抽干。计算得吸水管中心线标高？荦吸=-3.01m，水泵的初定安装高程？荦泵=-2.85m，出水管中心线高程？荦出=-2.85m，室内地坪高？荦地=-3.50m，则泵房底板下缘高程？荦下缘=-3.90m。

6 进、出水管设计

进、出水管径：泵房的进水管即清水池的出水管，共4根，管径按最高日最高时用水量、设计流速1.0m/s计算。最高日最高时流量Q=0.278m3/s

管径根据公式：D=■，计算结果：进水侧输水管，DN300；进水管前联络管，DN300；进水管，DN300；出水管，DN250；出水管后联络管，DN250；联合出水管，DN400。并附带相应管径的喇叭口、90°弯管、闸阀、等径三（四）通等管路设备。

7 主泵房平面、高度

主泵房采用半地下干室型泵房，地板和侧墙都用钢筋混凝土浇成整体，带底座的8Sh-13型水泵尺寸为1698.0mm×550mm，配套电动机型号为Y250M-2。

主泵房内机组以单行横向形式排列，主泵房基础尺寸为24000mm×6900mm，进水侧水泵基础与墙壁净距5.4m，出水侧水泵基础与墙壁净距3.6m，基础与两边侧墙的净距为2.981m，基础间净距为1.5m。

（1） 泵房尺寸

泵间距采用1.45m，电动机靠墙一侧与墙净距1.2m，水泵靠墙一侧与墙净距1.3m，在泵房东侧设检修间，宽度取3.6m。因此泵房长20.4m。

为管理检修方便，泵房宽度取9m，在泵房横向山墙设两根挡风柱，柱距为3m。取标准柱间距5.1m，共4个开间，5根柱子，柱子尺寸取为400mm×400mm，泵房内的主要走道宽度取1.5m。

（2） 主泵房高度

假定地面高程为0.00，则计算得泵房相对地面的特征高程值：底板上缘-3.50m，底板下缘-3.90m，吸水管轴线-3.01m，出水管轴线-3.015m，检修间地面线0.5m，大梁下缘4.64m，大梁上缘5.24m。

8 管路损失计算

将各部分管路的沿程水头损失系数以及用到的各种阀件的局部水头损失系数求解，进而求出相应的总水头损失。管路沿程损失阻力系数S沿：S沿=10.293n2L/D5.33；管路局部损失阻力系数S局：S局=0.08262？孜/D4；管路损失计算hf=SQ2（S包括沿程阻力参数和局部阻力参数）。

9 水泵工作点校核

（1）流量校核

根据计算可知，各工况水位下均能满足相应所需流量，且流量均有富余，此时可以考虑对一台或两台泵进行变频调节，使流量达到设计要求。

（2）扬程校核

经计算得出，各工况时相应扬程与初选泵型时计算的扬程基本吻合，因此说明泵型选的比较合理。

（3）功率校核

计算各工况下的功率，电动机功率均能满足其要求，基本稳定，均在40kW左右，不会造成超载和欠载。

（4）效率校核

计算可知，机组效率基本在80%以上，属于高效运行，能够充分利用能量，满足设计要求。

参考文献

[1]马太玲.水泵及水泵站[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[2]泵产品供应目录[M].北京：机械工业出版社，2000.

作者简介：姜海龙，男，汉族，助理工程师，本科，主要从事水利工程设计方面工作。