送水工程设计 1.1 概述 1.泵房形式的选择及泵房平面布置 泵房主体工程由机器间、配电室、控制室和值班室等组成。机器间采用矩形半地下形式，以便于布置吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠吸水井西侧布置，直接从吸水井取水压送至管网。
值班室、控制室及配电室在机器间北侧，与泵房合并布置，与机器间用玻璃隔断分隔。最北侧设有配电室，双回路电源用电缆引入。
2.二泵站选择注意事项 由于本设计不设水塔和高位水池，因此必须按照居民及工业企业的用水量变化曲线确定不同级别的水泵。在各不同级别的用水量时保证水量和供水压力。
在选择二泵站水泵时应该注意到以下几点：
1）、大小兼顾，灵活调配
2）、合理的利用各种泵的高效段
3）、型号整齐，互为备用
4）、在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量浪费
5）、考虑泵找的发展，实行近远期相结合
6）、进行消防用水时的校核
7）、尽量选择当地能成批生产的水泵型号 1.2 送水泵站的设计 1.2.1 设计流量的确定和设计扬程估算 1.设计流量 该城市最高日用水量为 46856.89m 3 /d，最高日最高时用水量为 748.34l/s 本设计采用分级供水的形式。二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵的分级供水线。参照相似城市的最大日用水量变化曲线，确定本设计分两级供水，并确定分级供水的流量。最高日用水量变化曲线见图 5-1
0.001.002.003.004.005.006.007.001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 242.61 2.632.412.313.114.455.215.755.395.674.965.554.754.895.044.464.864.73 4.864.594.152.77 2.772.25时间占最高日用水量图 5-1 最大日用水量变化曲线
泵站一级工作（6：00-18：00）时的设计工作流量：
Q 1 =46856.89*5.23%=2450.62m 3 /h=680.73m 3 /s 泵站二级工作（18：00-6：00）时的设计工作流量：
Q 2 =46856.89*3.11%=1457.25m 3 /h=404.79m 3 /s 2.设计扬程
从控制点到起点的头损失为 20.33m
吸水井最低水位标高 266.50m，控制点的地面标高 271.161m
则几何高差为 271.161-266.500=4.661m
输水管设为两根，当一根检修时，另一条通过的流量为设计流量的 75%
则 Q=46856.89*75%=35142.67m 3 /d=406.74l/s 采用铸铁管：DN700mm,v=1.04m/s,1000i=1.88
二泵站到管网的距离为为 350m
则水头损失为：350×1.88×10 -3 =0.66m
从吸水井到压水管路的水头损失估为 2.0m
安全水头取为 2.0m
控制点自于水压为 28m
则泵站的扬程为：
H=20.33+4.661+0.66+2.0+2.0+28=61.651m 1.2.2 初选水泵和电机 1.可选水泵的确定
根据 Q=748.34l/s 和 H=61.651m，在本综合性能图上作出 a 点。当 Q=30l/s时，泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中的水头损失也较小，假定三者之和为 2m，则此时泵的扬程为
H=28+4.661+2+2=36.661m
在图上作出 b 点。由水泵性能图可知，可选用的水泵为：KQSN150-M（N）13、KQSN200-M（N）13、KQSN250-M（N）9、KQSN350-M（N）13、KQSN150-M（N）13、KQSN400-M（N）13、KQSN500-M（N）9 2.选泵方案的比较 方案一：KQSN500-N9-647 和 KQSN400-M13-481 方案二：KQSN500-N9-675 和 KQSN400-M13-481 方案三：KQSN350-M13-406 和 KQSN400-M13-470 方案比较见图 5-1 分级供水水泵运行表 图 5-1 选泵方案比较 一台500-N9 一台400-M13
<404.79 一台500-N9 54-60 <52
67-83 404.79-748.34 一台500-N9 一台400-M13 59-71 52-59 73-100 67-83 76-87 一台 <404.79 一台 52-66 <52
70-86
500-N9 一台400-M13
500-N9 404.79-748.34 一台500-N9 一台400-M13 59-71 52-59 73-100 70-86 75-87 一台400-M13 两台350-M13
<404.79 两台350-M13 46-54 <52
75-87 404.79-748.34 一台400-M13 两台350-M13
52-65 52-59
75-87 75-87 由图 3-1 可知，方案三扬程不能时刻满足需求，方案一的效率没有方案二的效率高。故选择方案二。
即选择 KQSN500-N9-675 和 KQSN400-M13-481 各两台，一级供水时，使用 KQSN500-N9-675 一台，其余三台备用，二级供水时，使用 KQSN500-N9-675和 KQSN400-M13-481 各一台，其余两台备用。
所选水泵的性能见表 5-2，其外形尺寸见表 5-3。
表 5-2 水泵性能表 水泵 型号 规格 流量 （L/s）
扬程 （m）
转速 （r/min）
轴功率 （kW）
效率 （%）
（NPSH）r （m）
重量（kg）
KQSN500-N9 675 286.6 66 990 262.6 70 4.5 2246 476.1 59 313.1 86 571.4 52 354.5 82 KQSN400-M13 481 337.5 71 1480 313.2 75 7.3 1652 562.5 59 374.0 87 700.0 51 416.7 84
表 5-3 水泵的外形尺寸表
水泵 型号 规格 电动机 型号 L L 1 L 2 L 3 B H W A C 总重
KQSN500-N9 675 Y400M-6 3508 1920 760 2788 960 1700 1086 686 630 3880 KQSN400-M13 481 Y400-4 3407 1940 860 2970 810 1800 1145 710 1000 3000 1.2.3 机组尺寸的确定
r * B * LW * 3.0H
（5-1）
1.KQSN500-N9-675 型水泵
机组平面尺寸为：L*B=3500mm*1600mm
机组总重量：W=3880+2246=6126kg 基础深度为 60 . 12400 * 46 . 1 * 288 . 36126 * 0 . 3r * B * LW * 3.0H m
式中：
L：基础长度,L=L 3 +0.5=2.788+0.5=3.288m；
B：基础宽度,B=0.96+0.5=1.46m；
r：基础所用材料的容重，对于混凝土基础，r=2400kg/m 3 2.KQSN400-M13-481
机组平面尺寸为：L*B=3400mm*1200mm
机组总重量：W=3000+1652=4652kg 基础深度为 30 . 12400 * 31 . 1 * 47 . 34652 * 0 . 3r * B * LW * 3.0H m
式中：
L：基础长度,L=L 3 +0.5=2.97+0.5=3.47m ；
B：基础宽度,B=0.81+0.5=1.31m；
r：基础所用材料的容重，对于混凝土基础，r=2400kg/m 3
水泵基础的设计必须安全稳固，标高尺寸准确，以保证运行稳定，安装、检修方便，否则对设备运行安全和使用寿命有较大的影响，本设计选择整体式基
础，与底板连成一体。
1.2.4 吸水管路与压水管路的计算 吸水管直径在 250-1000mm 时，流速为 1.2-1.6m/s 压水管直径在 250-1600mm 时，流速为 2.0-2.5m/s 1.KQSN500-N9-675 流量 404.701/s，进水管 DN600 1000i=3.91 v=1.39m/s
水泵进口法兰 Dg=500mm
出水管 DN500 1000i=10.2 v=1.99m/s
水泵出口法兰 Dg=350mm 2.KQSN400-M13-481 流量 343.64l/s，进水管 DN500 1000i=7.36 v=1.69m/s
水泵进口法兰 Dg=400mm
出水管 DN=450 1000i=12.9 v=2.09m/s
水泵出口法兰 Dg=300mm 1.2.5 管路附件的选配 1.KQSN500-N9-675 型水泵 1）、吸水管路 喇叭口 DN800，L=600mm 90°弯头，DN600 Z41T-600 型明杆弹性座封闸阀：DN600mm，L=510mm，D=780mm
偏心渐缩管：D=600/500mm，L=850mm。
2）、压水管路：
渐扩管，D=350/500mm，L=830mm Z41T-500 型明杆弹性座封闸阀：DN500mm，L=450mm，D=670mm
H44T(X)-10 型旋起式止回阀：DN500mm，L=900mm，D=560 mm，
渐扩管，D=500/700mm，L=1050mm 三通，DN700
联络管上闸阀采用 Z41T-10 型明杆楔式闸阀：DN700mm，L=780mD=850mm 2.KQSN400-M13-481 型水泵
1）、吸水管路 喇叭口 DN500，L=600mm 90°弯头，DN500 Z41T-500 型明杆弹性座封闸阀：DN500mm，L=450mm，D=670mm
偏心渐缩管：D=500/400mm，L=830mm。
2）、压水管路：
渐扩管，D=300/450mm，L=800mm Z41T-450 型明杆弹性座封闸阀：DN450mm，L=430mm，D=610mm
H44T(X)-10 型旋起式止回阀：DN450mm，L=800mm，D=580 mm，
渐扩管，D=450/700mm，L=800mm 90°弯头，DN700 1.2.6 泵房平面布置 因电机功率大于 55Kw，故基础间距需大于 1.2m，本设计取机组外侧距离2m，基础与墙壁间距取为 2m。除四个泵基础外，机器间设一块检修场地，平面尺寸取 3.6m*2.0m，故得机器间总长度：
L=3.5*2+3.4*2+2*5+3.6=27.4m 机器间宽度：
B=1.6+2*2=5.6m 为方便各种配件的布置，机器间平面尺寸最后定为长 28m，宽 10m 1.2.7 吸水井设计计算
吸水井最低水位为 266.50m
1.500-N9 喇叭口计算 水泵吸水管进口喇叭口大头直径 d 5 . 1 3 . 1 D ）
（
取 D=1.333*600=800mm 水泵吸水管进口喇叭口长度：
）
（ ）
（ d - D * 0 . 7 0 . 3 L
取 3.0*（800-600）=600mm
喇叭口距吸水井井壁距离 D 0 . 1 75 . 0 L ）
（
取 1.0*800=800mm 喇叭口之间的距离 D 0 . 2 5 . 1 L ）
（
取 2.0*800=1600mm 喇叭口距吸水井井底距离 D 0 . 1 8 . 0 L ）
（
取 0.8*800=640mm 淹没深度取 0.5m 吸水井井底标高为 265.36m 2.500-N9 喇叭口计算 水泵吸水管进口喇叭口大头直径 d 5 . 1 3 . 1 D ）
（
取 D=1.4*500=700mm 水泵吸水管进口喇叭口长度：
）
（ ）
（ d - D * 0 . 7 0 . 3 L
取 3.0*（700-500）=600mm 喇叭口距吸水井井壁距离 D 0 . 1 75 . 0 L ）
（
取 1.0*700=700mm 喇叭口之间的距离 D 0 . 2 5 . 1 L ）
（
取 2.0*700=1400mm 喇叭口距吸水井井底距离 D 0 . 1 8 . 0 L ）
（
取 0.8*700=560mm 淹没深度取 0.5m 吸水井井底标高为 265.37m，为方便修建，井底标高取 265.36m 所以:吸水井长度为
L=800*2+1600*2+700*2+1400+800+700=9100mm 吸水井宽度为 B=800+800*2=2400mm 吸水井的平面尺寸应根据泵站平面再行调整 1.2.8 复算 水泵和电机 根据已经确定的机组布置和管路情况，重新计算泵房内的管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。取最不利管线（KQSN400-M13-481），计算水头损失，见图 5-2
图 5-2 复算水泵草图
1.吸水管路水头损失 吸水管管长为 10m，沿程水头损失为 h s1 =il=7.36/1000*10=0.0736m 吸水管路局部水头损失见表 5-4
表 5-4 吸水管路局部水头损失
管道直径/mm 管件 阻力系数 ζ 流速v/ （m/s）
2/2 v g
水头损失g 2v 2 700 喇叭口 0.5 1.69 0.14 0.07
500 闸阀 0.06 0.008 500×400 偏心渐缩管 0.20 0.026 500 90°弯头 0.64 0.09 合计 — — — — 0.194 局部水头损失 h s2 =0.194m 吸水管水头损失为 h s =h s1 +h s2 =0.0736+0.194=0.2676m 2.压水管路水头损失
DN450 直管长 10m，1000i=12.9 DN700 直管长 6m，1000i=1.88 沿程水头损失为 h d1 =il=12.9/1000*10+1.88/1000*6=0.14028m 压水管路局部水头损失见表 5-5 表 5-5 压水管路水头损失 管道直径/mm 管件 阻力系数ζ 流速v/ （m/s）
2/2 v g
水头损失 g 2v 2 300×450 渐扩管 0.24 2.20 0.25 0.06 450 闸阀 0.07 0.02 450 止回阀 0.52 0.13 450 闸阀 0.07 0.02 700 90 度弯头 0.64 0.16 450*700 渐扩管 0.20 0.04 700 闸阀 0.07 1.73 0.15 0.01 700 丁字管 0.12 0.02 合计 — — — — 0.46 局部水头损失 h d2 =0.46m 吸水管水头损失为 h d =h d1 +h d2 =0.14028+0.46=0.60028m 总水头损失为 h=h s +h d =0.2676+0.60028=0.87m 3.实际扬程为
H=20.33+4.661+0.66+0.87+2.0+28=60.521<61.651m
所选水泵符合要求 1.2.9 消防校核
就二泵站来说，消防属于紧急情况。消防用水其总量一般占整个城市或工厂的供水量的比例虽然不大，但因消防期间供水强度大，使整个给水系统负担突然加重。因此，应作为一种特殊情况在泵站中加以考虑。
Q=748.34l/s，消防用水量按同时发生 2 次火灾，一次火灾用水量取 55l/s，流量增为 858.34l/s，选择的水泵可以满足消防用水需求
校核以消防时最不利管径水头损失增加 20%计,则
H=4.661+（20.33+0.66+0.87+28）*1.2+2=69.293
参照该泵的具体资料，所选泵可以满足消防时的要求。
1.2.10 泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算
s2s sshg * 2vH H、
（5-2）
1.水泵最大安装高度
1）、KQSN500-N9-675 水泵 m 63 . 3 0.26 - 0.14 - 03 . 4 hg * 2vH Hs2s ss 、
式中 ：’sH ：修正后采用的允许吸上真空度 (m)；
H s ：水泵厂给定的允许吸上真空度 (m)；
h a ：安装地点的大气压值 (m)，取 9.8m；
h va ：实际水温下的饱和蒸汽压力 (m)，取 0.18m。
则
03 . 4 24 . 0 h h 33 . 10 H Hva s s s ）
（ ）
（、m
取 H ss =3.52m，泵轴标高为 366.50+3.52=370.02m
2）、KQSN400-M13-481 水泵 m 43 . 6 0.26 - 0.14 - 83 . 6 hg * 2vH Hs2s ss 、
式中 ：’sH ：修正后采用的允许吸上真空度 (m)；
H s ：水泵厂给定的允许吸上真空度 (m)；
h a ：安装地点的大气压值 (m)，取 9.8m；
h va ：实际水温下的饱和蒸汽压力 (m)，取 0.18m。
则
83 . 6 24 . 0 h h 33 . 10 H Hva s s s ）
（ ）
（、m
为方便布置，取 H ss =3.30m，泵轴标高为 266.50+3.30=269.80m 2.各部分标高的计算 1）、KQSN500-N9-675 水泵 由《给水排水设计手册第 11 册》可查 KQSN500-N9-675 型泵轴至基础顶面距离 H=1.42m 泵基础顶面标高为 270.02-1.42=268.60m 基础高出泵房底 0.20m 泵房室内地坪高程为 268.60-0.20=268.40m
进水管中心线标高为 268.40+0.44=268.84m
出水管中心线标高为 268.40+0.33=268.73m 2）、KQSN400-M13-481 水泵 由《给水排水设计手册第 11 册》可查 KQSN400-M13-481 型泵轴至基础顶面距离 H=1.20m 泵基础顶面标高为 269.80-1.20=268.6...
