二级泵站设计

二级泵站设计
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标准类别:水利标准
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二级泵站设计

二级泵站是城市给水系统中承上启下的关键设施,通常设于净水厂出水端或配水管网前端,主要功能是将处理达标的清水加压输送至城市配水管网,以满足用户对水压、水量及供水可靠性的要求。其设计需综合考虑供水规模、服务区域地形高差、管网压力分布、用水规律及安全冗余等因素。

设计时,首先依据远期最高日最高时用水量确定设计流量,并结合管网平差计算确定所需扬程(包括静扬程、管网水头损失、安全水头及水塔/高位水池调节需求等)。水泵选型宜采用高效节能的离心泵,常配置2~4台(含1台备用),实行变频调速与工频组合运行,以适应昼夜及季节性用水波动,提升能效并延长设备寿命。泵房布置应满足检修空间、通风降噪、防潮防腐及消防要求;吸水井需设格栅、液位计及低水位保护装置;出水管须设止回阀、压力表、流量计及柔性接头,并配套水锤消除措施(如缓闭阀或气压罐)。

电气与自控系统是现代二级泵站的核心:采用PLC集中控制,实现水泵自动启停、恒压变频调节、远程监控及故障报警;水质在线监测(余氯、浊度)与SCADA系统接入城市智慧水务平台,支持数据共享与智能调度。此外安装附墙架安全技术交底,设计须符合《室外给水设计标准》(GB50013)、《泵站设计规范》(GB50265)等国家规范,兼顾绿色低碳理念,如选用IE4以上高效电机、优化管路布局减少局部损失、设置雨水回收与太阳能照明等。

综上,二级泵站不仅是输配水系统的“心脏”,更是智慧化、韧性化供水体系的重要节点,其科学合理的设计直接关系到供水安全性、经济性与可持续性。(约498字)

H安全—为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头(m);一般采用1~2m,这里用1.5m。

可用管路特性曲线和型谱图进行选泵。管路特性曲线和水泵特性曲线交点为水泵工况点。

求管路特性曲线就是求管路特性曲线方程中的参数HST和S。

HST/m=28+13.50+3.00+0.5=45m

经过反复推敲,得到两个方案:

方案一:5台500S59A型工作水泵,其工况点如图1所示;

方案二:4台500S59型工作水泵,其工况点如图2所示。

图1:方案一水泵性能曲线图

图2:方案一水泵性能曲线图

从方案比较表中可以看出方案二在水泵效率方面和水泵台数方面均好于方案一。所以,选定工作泵为4台500S59型水泵。其性能参数如下:

Q=1500m3/h;H=57m;=83%;n=970r/min;电机功率N=450KW;HSV=6m,重量W=2240kg。

4台500S59型水泵并联工作时,其工况点对应的流量和扬程分别为7900.0 m3和59.0m,基本满足泵站一级设计工作流量要求。

3台500S59型水泵并联工作时,其工况点对应的流量和扬程分别为6700.0 m3和55.4m。

2台500S59型水泵并联工作时,其工况点对应的流量和扬程分别为5000.0 m3和50.0m,基本(稍大一些)满足泵站二级设计工作流量要求。

再选一台同型号的500S59型水泵备用,泵站共设有5台500S59型水泵,4用一备。

额定电压6000V;N=450kw;W=3500kg。

500S59型水泵不带底座,所以选定其基础为混凝土块式基础,其基本计算如下。

L/mm=地脚螺钉间距+450

=L0+L1+L2+450

=670+1227+1120+483=3500

B/mm=地脚螺钉间距+450=A+450

=800+400=1200

H/m={3×(W水泵+W电机)}/{L×B×}

其中 W水泵—水泵质量(kg);

W电机—电机质量(kg);

L—基础长度(m);

B—基础宽度(m);

—基础密度(kg/m3)(混凝土密度=2400kg/m3)。

H/m={3.0×(2240+3500)}/{3.5×1.2×2400}=1.71m

那么,混凝土块式基础的尺寸(m)为L×B×H=3.5×1.2×1.2。

四﹑吸水管路和压水管路设计计算

由方案二:图可以知道1台500S59型水泵的最大工作流量是2600m3/h,为水泵吸水管和压水管所通过的最大流量,初步选定吸水管管径DN=800mm,压水管管径DN=600mm。

当吸水管DN=800mm时,流速v=1.44m/s。(在1.2~1.6m/s范围内)

压水管DN=600mm时,流速v=2.55m/s。(在2.0~2.5m/s范围左右)

吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口要求。

吸水井最高水位/m=清水池最高水位=泵站所在位置地面标高=103.50

水泵吸水管进口喇叭口大头直径DN/mm1.37×800=1100

喇叭口距吸水井井壁距离/mm(0.75~1.0)D=1.0×1100=1100

喇叭口之间距离/mm(1.5~2.0)D=2.0×1100=2200

喇叭口距吸水井井底距离/mm0.8D=1.0×1100=1100

喇叭口淹没水深h/m(0.5~1.0)=1.2

所以,吸水井长度/mm=4×2200+2×1100+5×1100=15400(注:最后还要参考水泵机组之间距离调整确定);吸水井宽度/mm=3×1100=3300(取3000mm);吸水井高度=5500mm(包括超高200m)

六﹑各工艺标高设计计算

式中 HSS—泵轴允许安装高度(m);

HS—水泵吸上高度(m);

g—重力加速度(m/s2);

∑hs—水泵吸水管路水头损失。

查表得5(喇叭口局部阻力系数);(90度弯头局部阻力系数);(阀门局部阻力系数);(偏心减缩管局部阻力系数);(三通);(同心渐扩管局部阻力系数);(同心渐扩管局部阻力系数);(偏心减缩管局部阻力系数)。

泵轴标高/m=吸水井最低水位+Hss=100.5+1.00=101.50。

根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水头损失,复核所需扬程,然后校核水泵机组。

泵房内管路水头损失,所以,水泵扬程

与估计扬程基本相同,选定得水泵机组合适。

消防时,二级泵站的供水量

其中 —地形高差(m);

—自由水压(低压消防制取10m);

九﹑泵房形式的选择及机械间布置

根据清水池最低水位标高(100.50)m和水泵HS(6.00m)的条件,确定泵房为矩形半地下式。

水泵机组采用单排顺列式布置。

泵房内管路采用直进直出布置,直接敷设在室内地板上。

选用各种弯头、三通和变径管等配件,计算确定机械间长度为45.0m和宽度12.0m。

十﹑泵站的辅助设施计算

启动引水设备选用水环式真空泵,真空泵的最大排气量为

钢支撑施工技术交底其中 —真空泵的最大排气量(m3/s);

—漏气系数(1.05~1.10);

—最大一台水泵泵壳内空气容积(m3);

—一个大气压的水柱高度,取10.33;

—水泵引水时间(h),一般取5min;

住宅小区智能化系统施工组织设计—离心泵的安装高度(m);

其中 —真空泵的最大真空度(mmHg);

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