泵站设计计算书
一、流量确定
考虑到输水管漏渗和净化站本身用水，取自用水系数α=1.5，则
近期设计流量： Q=1.05×100000÷3600÷24=1.215 m³ /s
远期设计流量 ：Q=1.05×1.5×100000÷3600÷24=1.823 m³ /s
二、设计扬程
（1）水泵扬程： H=HST+Σh
式中HST 为水泵静扬程.
Σh 包括压水管水头损失、吸水管路水头损失和泵站内部水头损失
采用灵菱型式取水头部。在最不利情况下的水头损失，即一条虹吸自流管检修时要
求另一条自流管通过75%最大设计流量，取水头部到吸水间的全部水头损失为1 米，则
吸水间最高水面标高为4.36-1=39.36 米，最低水位标高为32.26-1=31.26 米。
正常情况时，Q=1.215/2=0.608 m³ /s,一般不会淤泥，所以
设计最小静扬程： HST=42.50-39.36=3.14 m
设计最大静扬程： HST=42.50-31.26=11.24 m
（2）输水管中的水头损失Σh
设采用两条φ900 铸铁管，由徽城给水工程总平面图可知，泵站到净水输水管干线
全长1000m，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%设计流量，即：
Q=0.75×1.823=1.367 m³ /s，查水力计算表得管内流速v=2.16 m/s, 1000i=5.7m ,所以
Σh=1.1×5.7×1000/1000=6.27m （式中1.1 系包括局部水头损失而加大的系数）。
（3）泵站内管路中的水头损失hp
其值粗估为2 m
（4）安全工作水头 hp
其值粗估为2 m
综上可知，则水泵的扬程为:
设计高水位时：Hmax=11.24+1+6.27+2+2=21.51 m
设计低水位时：Hmin=3.14+1+6.27+2+2=13.41 m
三、机组选型及方案比较：水泵选型有以下二种方案:
方案一 方案二
水泵型号 20sh-19 20sh-19A
流量范围 450─650L/s 36─560L/s
扬程范围 15─27m 14─23m
轴功率 148─137KW 108KW
允许吸上真空高度 4m 4m
泵重量 1950Kg 2000Kg
电动机重量 1530Kg 1380Kg
功率 190KW 135KW
配带电动机
型号 JR-126─6 JS-126─6
方案一: 一台20sh-19 型水泵(Q=450~650 l/s,H=15~27m, N=148~137KW),近期4 台，
3 台工作，一台备用，远期增加一台，4 台工作，一台备用。
方案二:先用 二台20sh-19Α 型水泵(Q=360~560 l/s,H= 14~23m, N=108Kw) ,近期5
台，4 台工作，一台备用，远期增加一台，5 台工作，一台备用。
根据选泵原则，比较结果，采用第一种方案.其优点是： (a) 占地少，更经济合理 。
第一种方案用了二台水泵，而第二种方案采用五台泵,增大了建筑面积。第二种方案较第
一种方案,节省占地60%。(b) 效率高，能在高效区工作，电动机效率高。(c) 根据水泵
并联的特点,并联的台数越多效果越差。(d) 型号整齐，互为备用。从泵站运行与维修
的角度上看，水型号越少越便于管理.综合上述因素，本设计采用第一方案。即近期两台
20sh-19 型水泵, 三台工作，一台备用。 远期增加一台20sh-19 型水泵参加工作。根据
20sh-28 型水泵的要求选用武汉水泵厂生产的JR—126—6 型电机。
四、机组基础尺寸的确定
（1）查《给水排水设计手册》的水泵与电机样本，计算出20sh-19 型水泵的机组基
础平面尺寸为3100×1400 mm，从而机组的总重量为：W=Wp+Wm=(1950+1350)×
9.8=34104 N，基础深度H 可按下式进行计算：H =
× ×γ
×
B L
3.0 W式中 L=基础长度，L=3.10 m
B=基础宽度，B=1.40m
γ=基础所用材料的容重，对于混凝土基础，γ=23520 N/m³
所以 H= （3.0×34104）÷（3.1×1.4×23520）=1.00 m
基础实际深度连同泵房的地板在内，应为2.10 m。
（2）确定泵房的结构形式及内部布置
由地质柱状图看出，0~2 m 深为沙粘土，以下为页岩，地质状况良好。而地下水位
正常状态与河面水位标高相差不大，采用半地下式泵房。从长远的角度考虑，兼顾便于
管理和维修，预设三台机组基础，呈横向排列。每台水泵有单独的吸水管和压水管，引
出泵房后两两连起来。水泵出水管上设有液控蝶阀。闸阀切换井设在泵房外面，两条
DN800×8 的输水干管用闸阀连接起来，每条输水管上各设切换用的闸阀一个。泵房土建
要求、内部布置、有关配件详见<<泵房设计图>>。
（3）进出口构筑物的设计与布置
包括吸水井、进水喇叭口和阀门井的设计等等。详见《枢纽平面布置图》及《吸水
井及取水头部设计图》。
五、吸水管路和压水管路的确定
每台水泵的吸水管和压水管，其通过的流量按近期供水时段任一台水泵在高效工作
段所通过的流量计算（单泵工作的流量大于双泵并联工作中任意一台水泵的流量）。
（１）吸水管采用铸铁管，则v=1.18 m/s，1000i=2.39， DN=700mm .
（２）压水管采用铸铁管，则v=1.61 m/s，1000i=5.39, DN=600mm .
六、吸水管路和压水管路中水头损失的计算
取一条最不利的线路，从吸水口到切换管井中闸阀门止为计算线路图。
（１）吸水管路中水头损失
Σhs =Σhfs+Σhls
Σhfs= Li×is =1.45×
2.39/1000=0.00347 m
Σhls= (ζ1+ζ2+ζ3) ×
(V2² /2g) +ζ4 ×(V1² /2g)
式中 ζ1————吸水管进口阻力系数，ζ1=0.1
ζ2————Φ600 钢制45°弯头，ζ2 =0.51
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ζ3————Φ600 铸铁闸阀吸水管进口局部阻力系数，按开启度 a/d=1/8
考虑，ζ3=0.15。
ζ4————偏心渐缩管Φ600×400，ζ4 =0.20
则 Σhls= (0.1+0.51+0.15)×1.18² /2g+0.2×2.66² /2g=0126 m
故 Σhs =Σhfs+Σhls= 0.00347+0.126=0.129m
（１）管路水头损失Σhd
Σhd =Σhfd+Σhld
Σhfd=（ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6）i1+ζ6 i2
Σhfd =[(12.0+5.0+1.60+0.66) ×5.39+5.0×5.39]/1000=0.131m
Σhld=ξ5V*V/2g+(ξ3+2ξ6+ξ7)V*V/2g+(3ξ8+ξ 9)V*V/2g
其中：ξ5———ф400×600 渐被关管，ξ5=0.26；
ξ3———ф600 铸铁闸阀 ， ξ3=0.15 ；
ξ7———ф700 铸铁90°弯头， ξ7=0.68 ；
ξ6———ф700 钢制90°弯头， ξ6=1.02 ；
ξ8———ф500×600 三立角， ξ8=3.0 ；
ξ9———ф600 铸铁闸阀， ξ9=0.15 ；
则 Σhld=[0.26×4.93×4.93+（0.15+2×1.02+0.68）×1.61×1.61+（3×3.0+0.15）
×1.61×1.61]/2×9.8=1.912m
Σhd =0.131+1.912=2.043m
从水泵吸水口到切换井间的全部水头损失为：
Σh=Σhd +Σhs=2.043+0.129=2.172 m
因此水泵的实际扬程为；
枯水位时： H =11.24+6.27+2.170+2.0=21.68 m
洪水位时： H=3.14+6.27+2.172+2.0=13.58 m
可见： 初选的水泵机组符合要求。
七、水泵安装高度的确定和泵房高度的计算
该泵房为半地下式，水泵的安装使得泵轴低于吸水井的最低液面，因而水泵为自灌
式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。
已知吸水间最低动水位标高为31.26m，为了保证吸水管的正常吸水 ，取吸水管的
中心标高为28.00m。吸水管上缘的淹没深度为21.6，取吸水管下缘距吸水间底版0.70m，
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则吸水间地板标高为28.80-D/2-0.70=27.70，洪水位标高为40.36m.
取操作平台标高为40.36+1.00=41.36m（其中1.5m 应考虑风的影响增加的安全值）
故泵房的高度为H=41.36-27.70=13.66m
八、附属设备的选择
1 起重设备
最大起重量为20-sh-19 型水泵的重量Wm=1950Kg，最大起吊高度为13.66 m。选
用电动单梁悬挂起重机（定制，其重量3T，单梁跨度7.5 m，CD1-20 电动葫芦，起吊
高度24 m）。
2 引水设备
水泵系自灌式工作，不需引水设备。
3 排水设备
因泵房略深，设计采用电动水泵排水，并配置水位感应启动装置。沿泵房内壁设排
水沟将水汇集到集水坑内，然后用泵抽出去。
取水泵房的排水量一般按20～40 m³ /h 考虑，排水泵的总扬程在30m 以内，可选用
2BA-6A 型离心泵（Q=10～30 m³ /h,H=28.5～20 m,N=25.5 kw,n=2900r/min）两台，一台
工作，一台备用，配套电机为J02-32-2。
4 通风设备
根据主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。泵房属于半地下式，通风情况良好，
设计上尽可能地采用自然通风。考虑到夏季温度较高（39°C），兼顾风机进行换气通风。
选用4 台T30-5 型轴流风机（叶轮半径500 mm,转速1410 r/min,叶片角度35°，风量8550
m³ /h，风压136.4 pa，配套电机JQ2-12，N=0.8 kw）。
5 计量设备
在清水池与吸水井之间的管路上安装电磁流量计统一计量，型号为LD-600B。
九、泵房建筑高度的确定
泵房的高度为14.785 m，根据起重设备及起吊高度、通风的要求，地面以上高度为
6 m，吊车梁的底板到楼板的距离为3.9 m。
十、泵房平面尺寸的确定
根据水泵机组、吸水与压水管路的布置条件以及排水泵机组等附属设备的设置情
况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，得出相关的数
据，详见《泵房水泵基础布置图》。
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十一、水泵工况特征曲线的绘制（只考虑清水池低水位的情况）
静扬程按30.1 m 计。
a)吸水管路和压水管路阻耗系数S1 的确定
以在单泵供水时的流量，即（22～6 时）供水时段考虑。该时段对于单条吸水管路
和压水管路来说，其能量损失最大。
十二、附属设备的选择
（1）起重设备 最大起重量为JS-117-6 型电机的重量Wm=1887 Kg，最大起吊高
度为12.14+2=14.14 m。选用单梁悬挂起重机（定制，其重量3T，单梁跨度7.5 m，CD1-20
电动葫芦，起吊高度24 m）。
（2）引水设备 水泵系自灌式工作，不需引水设备。
（3）排水设备 因泵房略深，设计采用电动水泵排水,并配置水位感应启动装置。
沿泵房内壁设排水沟将水汇集到集水坑内，然后用泵抽出去。取水泵房的排水量一般
按
20～40 m³ /h 考虑，排水泵的静扬程按6.0 m 计，水头损失大约5.0 m，故总扬程在
6.0+5.0=11.0 m 左右，可选用IS80-50-200 型离心泵（Q=17～32 m³ /h,H=14～11 m,N=1.5
kw,n=1460r/min）两台，一台工作，一台备用，配套电机为Y90L。
(4)通风设备
根据主导风向，夏季为东南风，冬季为东北风。泵房室内标高离地面相差4.8 m 左
右，泵房属于半地下式，通风情况良好，设计上尽可能地采用自然通风。考虑到夏季温
度较高（39°C），兼顾风机进行换气通风。选用4 台T30-5 型轴流风机（叶轮半径500
mm,转速1410 r/min,叶片角度35°，风量8550 m³ /h，风压136.4 pa，配套电机JQ2-12，
N=0.8 kw）。
