摘要。为了安全可靠地满足某企业生产用水量需求，本设计完成了日供水能力20000m3/d的供水工程的取水泵站工艺设计，一共包括了以下三部分内容：
在确定了该泵站的设计规模后，进行工程总体布置，水泵选型布置，管路设计，辅助设备选型布置，泵房类型选择和平面设计，剖面设计。
关键词：泵站水泵工艺。
1 前言。1.1 设计任务。
根据河流水资源状况，经取水水源地方案论证，企业水厂从河流取水，本设计要求完成水厂取水泵站工艺设计。
1.2 基本设计资料。
1.2.1某企业拟建自用水厂一座，日供水能力20000m3/d。水源采用地表水，水源地位于企业西部。
1.2.2 自然条件。
1.2.2.1地形描述，自主河槽到岸边，地形变台阶，详见河流取水段地形图。
1.2.2.2**烈度6度。
1.2.2.3 水文与水源。
地表水水质**，符合企业用水水源条件。河床最高洪水位为111.8米，为减少水厂泥沙处理费用，降低工程造价，工程规划在河床中布置两眼大口井，每眼井供水10000m3/d，水井静水位107.
8米，设计动水位104.8米。
1.2.3 初步规划部分结果。
两眼井到泵房的吸水管路长度均为200米，有喇叭口，弯头，闸阀，渐缩管，等管件。局部阻力系数分别为0.1，0.6，0.07，0.2。
净水厂清水池设计水位124.8米，泵房到净水厂的管路长3500米，压水局部水力损失按沿程损失的10％计。
2 送水泵站工艺设计。
2.1 工程总体布置及主要设计参数。
本工程河床较宽，采用河床式泵站，为减少水厂泥沙处理费用，降低工程造价，在主河槽附近布置两眼大口井（兼作吸水井），通过引（吸）水管道将主河槽水引至泵房水泵，在泵房东南侧布置进场道路（引桥），在泵房周围和进场道路两侧河床用干砌石加固，厚0.3米。水泵站设置泵房间、配电间、值班室和检修间。
该取水泵房为半地下式矩形泵房，也可采用圆形泵房。
泵站级别根据《泵站设计规范》参照设计参数确定为小（1）型，泵房建筑物级别划分为4级。
2.2 泵站主要设计参数。
1）防洪标准。
设计洪水重现期20年，校核洪水重现期50年。
2）设计水位。
净水厂混合池设计水位124.8米，水源设计最低水位104.8米，校核洪水位108.6米。
3）泵站设计流量：
由设计资料可知，水厂供水规模为20000m3/d，泵站采用均匀供水方式向水厂供水，泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算，泵站设计流量。
q＝1.04×20000/24＝875m3/h＝0.223m3/s。
2.3 泵站设计扬程估算。
泵站设计扬程为： h＝h＋∑hev2.1）
式中，h—进水池最低水位与水厂混合池设计水位高差（mh2o）
h＝124.8－104.8＝20mh2o。
∑h—为管路中的总水头损失（mh2o），包括沿程水头损失和局部水头损失。
输水干管沿程水头损失可按比阻法计算，局部水头损失计算按沿程水头损失10％计。
输水干管通过的设计流量均为0.223m3/s，根据经济设计流速v2＝1.5～2.
5m/s，取管径dn400,则输水干管流速v5＝1.85m/s，查手册比阻a＝0.2062。
压水管路水头损失∑hd＝1.1alq2 ＝1.1×0.2062×3500×0.243×0.243 ＝46.9m
吸水管路与泵房内管路水头损失估算为2.5m.
泵站装置需要扬程h＝20＋2.5+46.9＝69.4m。
2.4 初步选泵。
选泵的主要依据是泵站设计扬程和泵站设计流量。根据泵站设计扬程69.4 m, 泵站设计流量为0.
243m3/s，查双吸离心泵的型谱图，根据选泵原则和选泵步骤，淘汰明显不合理的选泵方案，符合选泵原则要求的水泵列表如下：
表2.1 初选水泵性能列表。
根据表2.1，列举出以下选泵方案：
1）方案一为：选用2台10sh-6，备用1台10sh-6，总计3台。
2）方案二为：选用2台10sh-6a，备用1台10sh-6a，总计3台。
方案一水泵组合流量和扬程满足要求。
初选电机：根据10sh-6型水泵的要求，选用配套三相交流异步电动机。
2.5 水泵机组的布置与基础。
本设计采用的是3台sh系列单级双吸卧式离心泵，因此机组布置采用横向排列方式。
机组基础采用混凝土基础，混凝土容重γ＝23520n/m3,机组的基础深度计算公式为。
h2.2）式中，w—机组总重量（n），l—基础长度（m），b—基础宽度（m），γ基础所用材料的容重（n/m3）。
查给水排水设计手册，得到10sh-6型水泵机组的基础平面尺寸为1825mm×890mm，机组总重量为1458kg，则根据公式（2.3）计算出其基础深度为968mm.
2.6 吸水井的设计。
根据场地条件，为降低造价，泵站的吸水井采用受力条件好的半地下式圆形吸水井两个，为避免泥沙进入吸水井中，降低泥沙处理费，设计成大口井，各有1根吸水管路至于井中，吸水井设计动水位为104.8m，池顶高程为108.0m。
吸水井口径为3m，深度7m，有效容积为28m3。两眼大口井相距120米。
2.7管路计算与水泵校核。
由于钢管的强度高，接口可焊接，因此吸水管路和出水管（泵房内）均采用壁厚为10mm的钢管，压水管采用球墨铸铁管。
2.7.1 管线的布置。
每台水泵均有单独的吸水管，深入大口井中。水泵吸水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀（d371xp－10）。三条水泵出水管路在距离泵房后墙1.
095m处两两连接后，与dn400的输水干管相连。水泵出水管上设有对夹式蜗杆传动蝶阀（d371xp－10）和对夹式液动蝶阀（d771x－10）。管线详细布置见附图。
2.7.2 管路流速计算。
式中，—管路通过的设计流量（m3/s），—管径（m）
1） 吸水管路的流速计算。
吸水管路两条，单泵设计供水流量为0.1215m3/s根据适宜设计流速v1＝1.0～1.
5m/s，经计算采用d1＝350mm，根据式（2.3）计算其流速v1＝1.25m/s。
2） 喇叭口的管径确定及流速计算。
按照泵站设计规范要求，吸水管的喇叭口管径d≥1.25d1，所以取d＝450mm，则根据公式（2.3）计算得喇叭口流速为0.75m/s，符合泵站设计要求。
3） 泵进口及出口流速计算。
水泵进口直径d3＝250mm，则根据公式（2.3）计算得泵进口流速v3＝2.47m/s；水泵出口管径d4＝150mm，则根据公式（2.
3）计算得泵出口流速v4＝6.87m/s。
4） 水泵出水支管的流速计算。
出水管路两条，根据经济设计流速v2＝1.5～2.5m/s，经计算采用d2＝300mm。根据式（2.4）计算其经济流速v2＝1.8m/s。
2.7.3 吸水管路和压水管路中水头损失的计算。
管路沿程水头损失可按比阻法计算，对于钢管，计算公式如下：
hf=∑ak1k2lq22.4）
式中，k1—钢管壁厚不等于10mm时的修正系数，对于本次设计k1＝1
k3—管中平均流速小于1.2m/s的修正系数。
a—比阻值。
管路局部水头损失计算公式如下：
∑hm2.5）
式中，ζ—局部水头损失系数。
因此，管路总水头损失∑hs＝∑hf＋∑hm。
1） 吸水管路水头损失的计算。
取12sh-6型水泵吸水喇叭口至泵房外墙为最不利计算路线。
a. 沿程水头损失计算。
管径350mm，钢管查《手册》可知：a＝0.4078，k1＝1，k3＝1
吸水管路管长为200m，则根据公式（2.4）计算得。
hfs＝0.4078×1×1×200×0.12152＝0.112m
b. 局部水头损失计算。
查《手册》知：喇叭口局部阻力系数ζ1＝0.1，90°弯头ζ2＝0.
6，60°弯头ζ3＝0.4，dn350对夹式蜗杆传动蝶阀的局部阻力系数ζ4＝0.15，偏心渐缩管dn350×300的局部阻力系数ζ5＝0.
2。则根据公式（2.5）计算得。
hms＝（ζ1＋ζ2＋ζ3＋ζ4）＋ζ3＝（0.1＋0.6＋0.
4＋0.15）×＋0.2×2.
47×2.47/2*9.81＝0.
1＋0.062＝0.162m
所以，吸水管路水头损失∑hs＝0.112＋0.162＝0.274m
2） 压水管路水头损失的计算。
a. 泵房内沿程水头损失计算。
查给水排水设计手册可知，k1＝1 ，k 3＝1；对于dn300，a1＝0.9392；对于dn500，a2＝0.06222。
压水管路dn300管长为4m，因此根据公式（2.4）可得：
hfd＝0.9392×4×0.12152＝0.098m
b. 泵房内局部水头损失计算。
查《手册》可知：同心渐扩管dn150×300的局部阻力系数ζ6＝0.05，缓闭逆止阀ζ7＝0.
8，dn300对夹式蜗杆传动蝶阀的局部阻力系数ζ8＝0.15，dn300对夹式液动蝶阀的局部阻力系数ζ9＝0.15，dn300钢制90°弯头的局部阻力系数ζ10＝ 0.
78，dn300钢制等径正三通的局部阻力系数ζ11＝1.5，dn300×400钢制三通的局部阻力系数ζ12＝1.86。
则根据公式（2.6）计算得。
hmd＝ζ6＋（ζ7＋ζ8＋ζ9＋ζ10＋ζ11＋ζ12）
0.05×6.87×6.
87/2/9.81＋（0.8＋0.
15＋0.15＋0.78＋1.
5＋1.86）×＝0.12＋0.
914＝1.03m
2.7.4泵站装置需要扬程。
管路总水头损失∑h＝0.274＋0.098＋1.03＋46.9＝48.3m。
泵站设计装置需要扬程h＝20＋48.3＝68.3m。
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