水泵課設(shè)說(shuō)明書(shū)

1、s第一章、工程設(shè)計(jì)資料 1、地形資料 2、水文資料 （一）、水位 引河設(shè)計(jì)水位：19.0m 引河最低水位：17.5m 引河最高水位：20.5m 出水渠道水位：26.4m （二）、流量 設(shè)計(jì)流量：4.5第2章 、水泵選型 一、站址規(guī)劃 1、選擇原則 1）泵站站址應(yīng)根據(jù)流域或城建建設(shè)總體規(guī)劃，泵站工程規(guī)模、運(yùn)行特點(diǎn)和綜合利用要求，考慮地形、地質(zhì)、水源或容泄區(qū)、電源、樞紐布置、對(duì)外交通、占地、拆遷、施工、管理等因素，并考慮擴(kuò)建的可能性，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定； 2）站址最好選在地形開(kāi)闊、岸坡適宜，有利于工程布置的地點(diǎn)；宜選擇在巖土堅(jiān)實(shí)、抗?jié)B性能良好的天然地基上，不應(yīng)設(shè)在大的或活動(dòng)性的斷裂構(gòu)造帶及其他不良

2、地質(zhì)地段，如果當(dāng)?shù)夭痪邆漭^好的地質(zhì)條件，同時(shí)考慮到本次設(shè)計(jì)的泵站規(guī)模較小，可以在建站處進(jìn)行地基處理； 3）站址應(yīng)盡量選在交通方便和靠近電源的地方以方便機(jī)械設(shè)備、建筑材料的運(yùn)輸和減少輸電線路的長(zhǎng)度；4）選址時(shí)還要特別注意進(jìn)水水流的平穩(wěn)和流速分布的均勻以及避免發(fā)生流向改變或形成回流、漩渦等現(xiàn)象。二、水泵設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程 1、設(shè)計(jì)流量 2、確定水泵的揚(yáng)程 1）凈揚(yáng)程 初定4臺(tái)水泵，則每臺(tái)水泵的流量是 2）損失揚(yáng)程： （1）引渠和前池自然坡降，按經(jīng)驗(yàn)取0.05m （2）檢修門(mén)槽水頭損失，按經(jīng)驗(yàn)取0.1m （3）攔污柵水頭損失 s柵條厚度；取10mm b柵條間距；取75mm a傾角；取90度 柵條形狀系數(shù)

3、。 所以，攔污柵水頭損失=0.165×4÷2÷9.81=0.034m，根據(jù)淮北地區(qū)的清污頻率，取0.2m （4）側(cè)向出水池水頭損失，取0.5m （5）拍門(mén)水頭損失=0.5×1.4×4÷9.81×0.5=0.14m （6）進(jìn)出水管道水頭損失 按照?qǐng)D中估計(jì)，進(jìn)出水管道長(zhǎng)度為10m，糙率按照規(guī)范取0.013，流速取2，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，算出d=0.85m 然后按照下列式子計(jì)算水頭損失 計(jì)算得出水頭損失為0.051m，總沿程水頭損失hl=1.05×2×0.051=0.11m 以上所有水頭損失相加得，總水頭損失h=0.

4、050.10.20.50.140.11=1.1m 3、設(shè)計(jì)揚(yáng)程 三、水泵選型1、選型原則 1）要滿足設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)揚(yáng)程及不同運(yùn)行時(shí)期供排水的要求，同時(shí)保證整個(gè)運(yùn)行期內(nèi)，機(jī)組安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。2）在平均揚(yáng)程時(shí)，水泵應(yīng)在高效區(qū)運(yùn)行；最高和最低揚(yáng)程時(shí)，水泵應(yīng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。3）水泵在運(yùn)行中安全，汽蝕性能良好。4）節(jié)省機(jī)電設(shè)備及土建投資費(fèi)用。5）運(yùn)行、管理和維修方便。2、類(lèi)型的選擇查GB50265，泵站規(guī)模為小（1）型，中小型軸流泵的流量以及揚(yáng)程范圍均不滿足上述計(jì)算結(jié)果，離心泵揚(yáng)程大，流量小，不適合，故選用混流泵。3、 型號(hào)的選擇 根據(jù)水泵設(shè)計(jì)流量和，查水泵樣本：方案型號(hào)H設(shè)(m)單機(jī)流量(m

5、9;/s)臺(tái)數(shù)轉(zhuǎn)速(r/min)效率(%)軸功率(kW)配用功率(kW)必需汽蝕余量（m）1650HW-10S9.70.923549089.098.6 1155.52650HW-7S11.21.2384 59090.01521806.0方案1：=8.5m，安裝角為0°,臺(tái)數(shù)選為5臺(tái)時(shí)，水泵流量，設(shè)計(jì)流量，故不可選；方案2：=8.5m，安裝角為-2°,臺(tái)數(shù)選為4臺(tái)時(shí)，水泵流量，設(shè)計(jì)流量，故可選；650HW-7S型軸流泵外形安裝圖如下4、安裝方式的確定安裝方式有立式、臥式和斜式三種，其中立式和臥式較常用,臥式機(jī)安裝高程一般位于進(jìn)口水面以上，開(kāi)挖量小，安裝要求比立式低，維修方便，

6、工作條件好。考慮到臥式泵的上述優(yōu)點(diǎn)比較適合本站的需要，型號(hào)為650HW-7S的4臺(tái)臥式全調(diào)節(jié)混流泵。5、配套功率的計(jì)算1）泵站采用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力機(jī)，根據(jù)資料可知，其配套功率按下式計(jì)算： ；式中： Q 水泵工作范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于最大軸功率的流量（m3/s）；H 水泵工作范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于最大軸率的揚(yáng)程（m）；K 動(dòng)力機(jī)備用系數(shù)（按表72選?。?，本設(shè)計(jì)取1.1；p 最大揚(yáng)程時(shí)所對(duì)應(yīng)的水泵效率； dr 傳動(dòng)效率，取1.0。 故=135.56kW，配用功率取180kW。2）電動(dòng)機(jī) 由水泵及水泵站P92得 電動(dòng)機(jī)的安裝形式一般與水泵的安裝形式一樣，故配用臥式電動(dòng)機(jī)； 單機(jī)功率180kW<280kW，選用低壓鼠籠

7、異步電動(dòng)機(jī)； 功率在200kW以下，故選用0.4kV的三相交流電。6、進(jìn)出水管道的確定查規(guī)范，進(jìn)水管道設(shè)計(jì)流速宜取1.52.0m/s，出水流道設(shè)計(jì)流速宜取2.03.0m/s。每臺(tái)水泵的設(shè)計(jì)流量Q=1.238m3/s，擬定進(jìn)水管道流量為2.0 m3/s，出水管道流速為3.0 m3/s.則有進(jìn)水管道直徑，取d1=900mm，則實(shí)際進(jìn)水管內(nèi)流速為v1=1.94m/s 。進(jìn)水管喇叭口直徑D=1.2d1=1080mm ，取D=1100mm 。出水管道直徑，取d2=800mm ，則實(shí)際出水管內(nèi)流速為v2=2.46m/s 。第3章 、水泵安裝高程及泵房輪廓尺寸一、水泵安裝高程 必需汽蝕余量=6.0m水泵的安

8、裝高度Hx，指水泵的基準(zhǔn)面到進(jìn)水池液面的垂直距離。一般用進(jìn)水池最低運(yùn)行水位計(jì)算偏于安全。已知水泵的地形高程為18m，初步假定，則,根據(jù)進(jìn)水管的直徑900mm，水泵進(jìn)口直徑650mm，查機(jī)電排灌設(shè)計(jì)手冊(cè)得，偏心漸縮管的系數(shù)為0.21，長(zhǎng)度，選取喇叭管進(jìn)口損失系數(shù)為0.56，喇叭口淹沒(méi)深度為2.0m，選取彎管比例為，則水頭損失系數(shù)為1.2 則進(jìn)水管道總長(zhǎng)=3.57+0.45+2.0+0.65+8=14.67m，則總水頭損失，所以可以選取該安裝高度。則水泵的安裝高程=17.5+3.57=21.07m，水泵的底板高程=21.07-1.0=20.07m二、泵房類(lèi)型選擇泵房是整個(gè)泵站工程的核心建筑物，用以

9、安裝主機(jī)組，輔助設(shè)備，機(jī)電設(shè)備及部分管路，為機(jī)組的安裝，維修，運(yùn)行提供良好的工作環(huán)境泵房結(jié)構(gòu)形式主要與進(jìn)出水水位變幅，主機(jī)組的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，地質(zhì)條件等因素有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用分基型泵房。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。由于機(jī)組基礎(chǔ)與房屋基礎(chǔ)分開(kāi)，因此，機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)不至于影響到整個(gè)泵房。泵房位于地面以上，通風(fēng)、采光和防潮條件都較好，機(jī)組運(yùn)行、檢修方便。三、泵房布置及尺寸確定1、泵房?jī)?nèi)部布置 1）主機(jī)組布置 本設(shè)計(jì)共用4臺(tái)水泵，采用一列式的布置形式。 2）配電設(shè)備布置 采用一端式布置,在泵房進(jìn)線端建單獨(dú)的配電間，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)房跨度小，進(jìn)出水側(cè)都可以開(kāi)窗，有利于通風(fēng)及采光?？紤]到配電4柜厚度及操作空間要求，配電間寬

10、度取2.0m。 3）交通道布置 沿泵房長(zhǎng)度方向布置，寬度2m。 4）充水系統(tǒng)布置 真空充水啟動(dòng)，布置以不影響主機(jī)組檢修、不增加機(jī)房面積、便于操作為原則，一般布置在機(jī)組之間靠進(jìn)水池側(cè)的空地上。 5）排水系統(tǒng)布置 底板或泵房地面應(yīng)向下游有一定傾斜，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)排水干、支溝。 6）通風(fēng)布置 合理布置門(mén)窗實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓或熱壓自然通風(fēng)。在進(jìn)出口兩側(cè)布置窗戶，窗戶總面積與泵房?jī)?nèi)地面面積之比控制在不小于0.200.50m3之間。 7）檢修間布置 其平面尺寸要求能夠放下泵房?jī)?nèi)部的最大設(shè)備或最大部件，并便于拆卸，同時(shí)還要留有空地存放工具等雜物。其寬度取1.21.5倍的機(jī)組中心距。2、 泵房尺寸確定1） 機(jī)房跨度 機(jī)房跨度

11、根據(jù)泵體的大小，進(jìn)出水管道及其閥件的長(zhǎng)度，安裝檢修及操作管理所必須的空間確定，并考慮進(jìn)出水廁所布置的走道寬度要求，其跨度也應(yīng)與定型的屋架跨度或吊車(chē)跨度相適應(yīng)。泵房?jī)?nèi)外的進(jìn)出水管道為了避免漏氣漏水以及便與拆裝，通常都采用金屬管法蘭連接。由于進(jìn)水管的直徑比水泵進(jìn)口的直徑大，所以在水泵進(jìn)口處需要安裝一個(gè)偏心漸縮接管，如圖中的，出口處需安裝一個(gè)同心漸擴(kuò)接管。出水管道閥件的位置可根據(jù)具體情況確定。逆止閥的位置，對(duì)于分基型泵房，逆止閥置于室內(nèi)，但為了便于檢修，前裝逆止閥，后裝閘閥。為了方便閘閥的拆卸，閘閥后往往接一短管。此外，為了避免閥件重量傳給水泵或其他設(shè)備，閥件下均設(shè)支墩支撐。=C+D=1.138+0

12、.48=1.618m 。由于進(jìn)水管的直徑比水泵進(jìn)口的直徑大，所以在水泵進(jìn)口處需要安裝一個(gè)偏心漸縮接管,設(shè)定伸縮角度為8度，即= 對(duì)于分基型泵房，逆止閥置于室內(nèi)，為了便于檢修，前裝逆止閥，后裝閘閥。本設(shè)計(jì)中=0.5m =0.5m =0.2m =1.0m =2m =0.2m 則機(jī)房跨度b=1.618+1.78+0.5+0.5+0.2+1.0+2+0.2x2=7.998m ，取b=8m。2） 機(jī)房長(zhǎng)度 機(jī)房長(zhǎng)度主要根據(jù)機(jī)組及機(jī)組基礎(chǔ)的長(zhǎng)度，以及機(jī)組間的間距決定。機(jī)組間的間距根據(jù)機(jī)組的大小，機(jī)組的電壓等級(jí)及操作維護(hù)等要求而定，可按下表表3 泵房?jī)?nèi)部設(shè)備間距表流量（m3/s）<0.50.5-1.5

13、>1.5設(shè)備頂端與墻間的間距（cm）70100120設(shè)備與設(shè)備頂端 的間距（cm）80-100100-120120-150設(shè)備與墻間的間距（cm）100120150平行設(shè)備之間的間距（cm）100-120120-150150-200高壓或立式電動(dòng)機(jī)組間的間距（cm）150150-175200機(jī)組基礎(chǔ)長(zhǎng)L=J+2K=0.55+2×0.43=1.41m，設(shè)計(jì)流量為1.125m3/s<1.5m3/s，取平行設(shè)備之間的距離為1.5m，則機(jī)組中心距可取L=1.5+1.41=2.91m，取L=3m。機(jī)房右側(cè)布置檢修間，長(zhǎng)度L2取為3.0m。機(jī)房左側(cè)布置配電間，長(zhǎng)度L1取為3.0m，則

14、機(jī)房長(zhǎng)度L總=4L+L1+L2=4×3+3.0+3.0=18.0m。3） 機(jī)房高度 查水泵及水泵站按以下公式進(jìn)行計(jì)算： 本設(shè)計(jì)采用LDA型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)，其各參數(shù)見(jiàn)下表 起重量（t）操縱形式運(yùn)行速度（m/min）型號(hào)功率(kW)起重機(jī)跨度(m)3地面操縱30ZDY21-42x0.88.0m機(jī)房底部高程取20.07m；車(chē)廂板離地面高度1.5m；墊塊高取0.2m；最高設(shè)備高度取泵的高度為1.67m；起重繩索的捆扎垂直長(zhǎng)度取0.85x1.41=1.20；吊鉤極限高度取1.38m，單軌吊車(chē)梁高度取0.25+0.53=0.78m 則由上述數(shù)據(jù)可得機(jī)房高度h=1.5+0.2+1.67+1.2

15、0+1.38+0.78=6.73m，取h=7m。第4章 泵站總體布置一、進(jìn)水池設(shè)計(jì) 1、進(jìn)水池作用進(jìn)水池是為水泵或其吸水管道抽水而修建的水池，主要作用是進(jìn)一步調(diào)整從前池進(jìn)入的水流，為水泵的進(jìn)口提供良好的進(jìn)水條件。其尺寸設(shè)計(jì)合理與否將影響水泵的吸水條件，即設(shè)計(jì)時(shí)要保證進(jìn)水池中水流平順，無(wú)回流亦無(wú)漩渦。 2、進(jìn)水池的后壁形式 進(jìn)水池有多種邊壁形狀，應(yīng)用較多的是矩形、多邊形、半圓形及蝸殼形等，本設(shè)計(jì)采用矩形邊壁。 3、進(jìn)水池的主要尺寸 1）進(jìn)水池寬度 進(jìn)水池寬度對(duì)池中漩渦、回流及水頭損失都有影響，其寬度過(guò)大，導(dǎo)向作用差，容易產(chǎn)生偏流、回流和漩渦；寬度過(guò)小將會(huì)增大水頭損失。B主要由進(jìn)水管道寬確定，本設(shè)

16、計(jì)中4臺(tái)水泵，每臺(tái)水泵對(duì)應(yīng)一條進(jìn)水流道，進(jìn)水流道間距為3m，因此B取12m。 2）進(jìn)水池長(zhǎng)度進(jìn)水池要有適宜的長(zhǎng)度，以保證池中水流穩(wěn)定，防止前池來(lái)流的干擾；同時(shí)進(jìn)水池要有足夠的有效容積，避免在啟動(dòng)時(shí)由于來(lái)水較慢，進(jìn)水池中水位急速下降，致使淹沒(méi)深度不足而造成啟動(dòng)困難，甚至使水泵無(wú)法抽水。進(jìn)水池最低水位為17.5m。初設(shè)進(jìn)水池水深h=2.5m。k取40s。L=KQ/Bh=40x4.5/(12x2.5)=6m,取L=6m。3）進(jìn)水池池底高程進(jìn)水池的池底高程為15m。4）后壁距規(guī)范推薦后壁距T為（0.81.0）D，本設(shè)計(jì)采取后壁距為T(mén)=0.9m。5）懸空高度查書(shū)，建議懸空高度取C=（0.60.8）D，D

17、=1.1m,取C=0.8m。6） 淹沒(méi)深度 喇叭管垂直布置，淹沒(méi)深度hs>1.82.0D，本設(shè)計(jì)取淹沒(méi)深度hs=2m。二、引渠設(shè)計(jì) 1、引渠作用使泵房盡可能接近供水區(qū)，以較小輸水管路的長(zhǎng)度，進(jìn)而節(jié)省工程投資和能量損耗；為保證水流平順地進(jìn)入前池創(chuàng)造必要的條件；避免泵房與水源直接接觸，從而簡(jiǎn)化泵房結(jié)構(gòu)和方便施工。 2、引渠斷面有關(guān)參數(shù) 1）引渠比降i渠底比降大，流速增大，可能引起渠首沖刷，也會(huì)增大水頭損失；比降過(guò)小，又可能加大渠道斷面面積，引起渠首淤積?？扇?2）渠床糙率n與渠道土壤、地質(zhì)條件、施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)，還受通過(guò)的流量和含沙量的影響，一般的，當(dāng)養(yǎng)護(hù)條件正常時(shí)，可取。 3）邊坡系

18、數(shù)m 由流量，初步估計(jì)其水深為2.5m，根據(jù)地質(zhì)條件，取m=1.5。3、引渠斷面設(shè)計(jì)渠道時(shí)應(yīng)滿足縱向穩(wěn)定和平面穩(wěn)定的要求?？v向穩(wěn)定是指渠道在設(shè)計(jì)條件下不發(fā)生淤積，也不發(fā)生沖刷，或者在一定時(shí)期中沖淤保持平衡。平面穩(wěn)定是指在設(shè)計(jì)條件下渠道不發(fā)生左右擺動(dòng)，渠床和兩岸不會(huì)局部沖刷或淤積。由于梯形斷面既可滿足上述要求，又比較常用，這里采用梯形斷面形式。 斷面尺寸計(jì)算時(shí)，可按明渠均勻流計(jì)算。其計(jì)算公式如下：其中：A過(guò)水?dāng)嗝婷娣e；b引渠底寬；m邊坡系數(shù)； h渠道水深； P濕周； R水力半徑 C謝才系數(shù)； Q流量； v流速 初設(shè)底寬3m，其計(jì)算結(jié)果如表4表4 引渠斷面計(jì)算表bhARQQ設(shè)VV不沖V不淤31.5

19、7.8750.9374.774.50.605420.750.4設(shè)計(jì)尺寸滿足要求，可得到引渠底寬b=3m。三、前池設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)前池的作用合理的銜接引渠和進(jìn)水池，使水流均勻平順的流入進(jìn)水池，為水泵吸水提供良好條件。 2、前池的形式根據(jù)水流方向，前池分為正向進(jìn)水前池和側(cè)向進(jìn)水前池兩大類(lèi)。正向進(jìn)水前池是指前池的來(lái)水方向和進(jìn)水池的進(jìn)水方向一致，側(cè)向進(jìn)水前池是指來(lái)水方向和進(jìn)水方向正交或斜交。由于正向進(jìn)水前池形狀簡(jiǎn)單、施工方便，且水流流態(tài)易滿足要求，所以本設(shè)計(jì)選擇正向進(jìn)水前池。 3、前池的尺寸 1）前池的擴(kuò)散角 正向進(jìn)水前池在平面上呈梯形，其短邊等于引渠末端底寬，長(zhǎng)邊等于進(jìn)水池總寬。前池?cái)U(kuò)散角是影響前池流

20、態(tài)及其尺寸大小的主要因素，過(guò)大，則前池池長(zhǎng)短、工程量小，但水流擴(kuò)散太快，極易導(dǎo)致回流或旋渦；過(guò)小，則水流擴(kuò)散平緩、可得到理想的流態(tài)，但這又導(dǎo)致前池池長(zhǎng)過(guò)大，工程量增大。一般，前池的擴(kuò)散角可取，這里取 2）前池池長(zhǎng) 前池池長(zhǎng)可用以下公式求解： B：進(jìn)水池寬度； b：引渠末端的底寬；：前池?cái)U(kuò)散角 3）前池縱向坡度 由于水泵淹沒(méi)深度的要求，進(jìn)水池池底的高程一般高于引渠末端的渠底高程，因此，還需要將前池池底做成具有一定坡度的斜坡，使其在立面方向上起連接作用。由，式中本設(shè)計(jì)取，則前池斜坡段長(zhǎng)度為則前池的水平段長(zhǎng)度為四、出水池設(shè)計(jì) 1、出水池的作用出水池是銜接出水管路與灌溉干渠(或容泄區(qū))的建筑物。出水池

21、的主要作用有：匯集出水管道的來(lái)流；防沖穩(wěn)流，擴(kuò)散出水管水流，將水流平順地引入干渠，以免造成渠道沖刷；便于設(shè)置防止停泵時(shí)水流倒流的設(shè)施；便于設(shè)置檢修和斷流設(shè)施。 2、出水池結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇出水池的類(lèi)型一般按水流方向的不同分為正向出水池、側(cè)向出水池和多向分流式出水池三種類(lèi)型。本設(shè)計(jì)進(jìn)水渠道與灌溉渠道不在一條直線上，水流需要改變方向，因此使用側(cè)向出水池。圖4 側(cè)向出水池 3、出水池的尺寸 1）出水池寬度 側(cè)向出水池的寬度對(duì)出流流量有一定影響，池寬對(duì)流量的影響隨池寬的增加而逐步減小。對(duì)多管側(cè)向出流，池寬應(yīng)隨匯入流量的增加而相應(yīng)增大。 ，本設(shè)計(jì)中取B=3.5m。1-1斷面： ； 2-2斷面： ； 3-3斷面：本設(shè)計(jì)有4根出水管道。因此：， 2）出水池長(zhǎng)度 出水池長(zhǎng)度可按下式計(jì)算其中： n出水管道個(gè)