四川省南部县送水泵站设计
1 设计原始资料
南部县新建自来水厂净化处理后的干净水送入清水池，经过二级泵站加压配送至城市配水管网。
南部县最高日设计用水量为3.8万m3/d。 用水量：全天小时（0～24小时）用水量见表 1.1（百分数表示）。
表 1.1 最大日用水量变化表
时用水量时用水量百分比 4.41 4.80 5.02 5.47 4.80 4.62 时间 13 14 15 16 17 18 用水量百分比 4.35 4.06 4.08 4.33 4.51 4.49 时间 19 20 21 22 23 24 用水量百分比 4.16 4.33 4.36 4.67 4.42 3.90 间 百分比 间 1 2 3 4 5 6 3.03 2.95 2.66 2.76 3.95 4.17 7 8 9 10 11 12
南部县最不利点的地面标高为15m,建筑层数14层，自由水压为20m。该城市最高日最高用水时，给水管网平差得到的二级泵站到最不利点的输水管和配水管网的全部水头损失为26m。清水池所在地地面标高为12m，清水池最低水位在地面以下3.0m。
南部县的冰冻线为0.5米，城市的最高温度为37.0℃，最低温度为-2℃。
泵站所在地土质良好，地下水水位为25m米。 电源承载功率满足用电要求，电价0.45元/kw.h。
消防用水量50L/s。
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2 设计主要内容
2.1 水泵站供水设计流量的计算
南部县用于泵站设计计算的最高日设计用水量为38000m3；依据各小时用水量变化综合考虑后决定该二级泵站采用两级供水，即23~6点，每小时供水量为3.48%；6~23点，每小时供水量为4.51%。
图2.1最高日用水量变化曲线
则每级供水的的设计流量: 一级供水：
Q1?38000?1.05?3.48%?1000?1389m3h?385.7L/s（2-1）
3600 二级供水：
Q2?38000?1.05?4.51%?1000?1759m3h?488.6L/s（2-2）
3600- 2 -
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2.2 水泵站供水扬程的计算
该镇管网供水扬程公式：
H?hST??h?hsev?h安全泵站内吸压水管路水头损失取值2.0mH2O；安全水头取为2mH2O。
依据最原始设计资料中给出的数据，南部县二级供水输配水管网中的水头损失为26m，即
出管网的阻力系数S=108.91s2/m5 。Q――流量，单位m3/s。
依据上述公式以及最初水文设计资料对各级供水扬程计算如下： 一级供水：南部县的最高日最高时用水时情况如下：输水和配水
h管网?SQ2，计算可得管网中的水头损失是16.2m（根据
h?108.91?0.38572?16.2m）；管网中的控制点（即水压的最不利点）所要有的自由水头为20m；二级泵站吸水池的最低点水位到控制点的地面高度差是15m。所以送水泵站一级供水的设计扬程为：
22h?SQ=S?0.820?26，计算得?管网
（2-3）
??H?hST??h?hsev?h安全?6?(2?16.2)?20?2.0?46.2m（2-4）
二级供水：南部县的最高日最高用水时状况如下：输水和配水管
网中的水头损失为26m；管网中的控制点（即水压的不利点）所要的自由水头为20m；二级泵站吸水池的最低水位到控制点的地面高度差为6m。所以送水泵站二级供水的设计扬程为：
H?hST??h?hsev?h安全?6?(2?26)?20?2.0?56m （2-5）
消防供水：南部县的最高日最高用水时情况如下：输水和配水管网中的水头损失为26m；管网中的控制点（即水压的不利点）所需要的自由水头为10m；二级泵站吸水池最低水位到控制点的地面高度差为6m。所以水泵站消防供水的设计扬程：
H?hST??h?hsev?h安全?6?(2?32)?10?2.0?52m
（2-6）
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2.3 水泵站供水设计流量和扬程汇总
南部县送水泵站一级，二级供水情况下，该送水泵站供水设计流量与扬程见表2.1。
表2.1 各级供水流量及扬程 一级供水 二级供水 消防供水 流量（L/s） 385.7 488.6 538.6 扬程（m) 46.2 56 52 2.4 水泵初选及方案比较 2.4.1 水泵初选
依据选泵的主要原则，给出两个方案，然后根据流量和扬程的要求，南部县送水泵站设计中选用的水泵均为单级双吸式离心水泵。初选水泵方案见表2.2。
表2.2 水泵选型方案
额定流方 案 水泵个数及型号 量 (m3/h) 3台 (一台备用) 2台 (一台备用) 方案二 3台 (一台备用) 2台 (一台备用) 300S58A 500S59 300S90B 350S75 额定扬程 (m) 所配电机 效率η(%) 型号 Y315M2-4 Y450-46-6 Y335M1-4 Y400-39-4 功率 方案一 720 49 160 81 2020 59 450 83 720 67 220 73 1260 - 4 -
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2.4.2 方案比较
水泵方案比较见表2.3：
表2.3 选泵方案比选 额定编供水 号 情况 工作泵台数及型号 供水流量 （m3/h） 方案一 一级2台720 额定扬程 （m) 49 每台泵的流量 （m3/h） 720 84 49 46.2 扬程利用率H需每台泵效率η(%) 水泵扬程H实(m) 所需扬程H需 (m) /H实(%) 供水 300S58A 二级供水 一级1台500S59 1台350S75 2台94 2020 59 2020 83 59 56 95 方案二 供水 二级1260 75 1440 85 65 46.2 71 供水 300S90B 720 67 900
70 57 56 98 2.4.3 方案比选分析
由表2.3中可以看出，方案一水泵效率全部都是处在高效段，方案二二级供水时水泵机械效率较低。各级供水的扬程利用率，方案一扬程利用率均达到90%以上，方案二在二级供水时虽然扬程利用率高，但是水泵扬程过于接近所需扬程，可能发生扬程不够的情况。水泵流量方面，方案一的流量满足泵站所需流量并且稍大于方案一的流量，方案一供水更加有保障。从泵站运行稳定性方面，方案一需使用3台较小的水泵和2台较大的水泵，方案二需使用5台较小的水泵，本着大小水泵相结合的思想，方案一更具稳定性。从长远的角度来看，方案一的能源利用率显然比较高，节能效果也比方案二好的多。
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