泵站設(shè)計(jì)案例

1、第一章 綜合說(shuō)明第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第三章 機(jī)組選型第四章 進(jìn)出水布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)第五章 站房設(shè)計(jì)第六章 出水管路設(shè)計(jì)第七章 水泵工況點(diǎn)的校核第八章 校核計(jì)算參考資料課程設(shè)計(jì)及目的和要求通過(guò)泵站工程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具體要求：1.綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)課的知識(shí)，完成所給定的泵站工程初步設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)任務(wù)書。通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、深化已學(xué)知識(shí)，擴(kuò)大知識(shí)面，了解和初步掌握小型泵站設(shè)計(jì)的過(guò)程、任務(wù)要求及設(shè)計(jì)方法。2.培養(yǎng)樹立正確的設(shè)計(jì)思想。3.訓(xùn)練收集、應(yīng)用資料、計(jì)算分析、繪制工程設(shè)計(jì)圖和編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的能力。4.課程設(shè)計(jì)應(yīng)各自獨(dú)立進(jìn)行，按期完成任務(wù)，提

2、交規(guī)定的成果，不得抄襲。第一章 綜合說(shuō)明1-1 興建緣由徐州某縣為滿足向大運(yùn)河補(bǔ)水要求，計(jì)劃興建補(bǔ)水泵站一座。1-2工程位置、規(guī)模、作用工程位置選在徐州市某縣主要河流旁，規(guī)模為一般補(bǔ)水型泵站，主要是為了滿足該縣向大運(yùn)河的補(bǔ)水。1-3基本資料 一、地質(zhì)條件地面以下土質(zhì)均為中粉質(zhì)壤土，夾鐵錳質(zhì)結(jié)核，貫入擊數(shù)26擊，地基允許承載力180KPa，內(nèi)摩擦角24°，凝聚力26KPa。地面高程低于下游引水河道堤頂高程0.5m。2、 水位特征值下游水位（m）上游水位（m）設(shè)計(jì)運(yùn)行水位最低運(yùn)行水位最高洪水位設(shè)計(jì)運(yùn)行水位最低運(yùn)行水位防洪水位26.025.230.63331.7下游引水河道上游引水河道河底

3、高程（m）河底寬（m）邊坡堤頂寬（m）河底高程（m）河底寬（m）邊坡堤頂寬（m）24.21212.5628.31212.56第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定2-1設(shè)計(jì)流量的確定設(shè)計(jì)流量為泵站流量即為2-2水位分析及特征揚(yáng)程的確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程=出口設(shè)計(jì)水位進(jìn)口設(shè)計(jì)水位最大揚(yáng)程=出口設(shè)計(jì)水位進(jìn)口最低運(yùn)行水位最小揚(yáng)程=出口最低水位進(jìn)口最高運(yùn)行水位2-3工程設(shè)計(jì)等級(jí)建筑物等級(jí)為級(jí)第三章 機(jī)組選型8臺(tái)，初步選擇n=7臺(tái)。2.單泵流量：3-1方案比較、水泵選型1.根據(jù)設(shè)計(jì)揚(yáng)程（m）和每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量（2.443）可以選用900ZLB-型軸流泵。2.從流量角度考慮，前者流量更接近設(shè)計(jì)工況下的流量。3.從揚(yáng)程角度考慮，前者

4、揚(yáng)程更接近設(shè)計(jì)工況下的揚(yáng)程。4.前者在最優(yōu)工況下的效率為84.9%，而后者為80.9%。又兩者角度均為-4。.故綜合考慮后選擇7臺(tái)900ZLB-2.86.8型水泵。900ZLB-型軸流泵的部分工作參數(shù)如下：流量Q揚(yáng)程H轉(zhuǎn)速n效 率葉輪直徑D軸功率p葉片安裝角2456 L/sm490 r/min84.9%850 mmkW-4°該泵的喇叭口直徑為1250mm，高度為3.1m，水平最大寬度為4m。3-2電機(jī)選型因?yàn)樗玫妮S功率大于100kW，所以此處Q查水泵葉片角度-2/s又水泵廠家推薦使用電機(jī)JSL-14-12型，其功率為210kw。所以可選用JSL-14-12型電動(dòng)機(jī)。此參數(shù)如下：水平

5、最大圓直徑為高度/m額定功率/kw額定電壓/V滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流額定電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kgm轉(zhuǎn)速/r/min定子電流/A效率功率因素21038049493.3%電機(jī)與水泵采用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng)第四章 進(jìn)出水布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)4-1進(jìn)水池設(shè)計(jì)采用漸開線型的進(jìn)水池，這樣對(duì)水泵吸水管管口水力損失較?。?）池寬B：B1.25=3.125m（兩邊的池壁厚取0.7m） 隔墩厚度取= 進(jìn)水池凈寬： 取25m（2）懸空高P：P=（0.50.8）DD（3）淹沒(méi)深度：喇叭管垂直布置，=（1.01.25）D（4）安全超高（5）池深h:h=P+（6）池長(zhǎng)L：L=，故取L=5D（/s,K=15

6、）（7）D=（8）池底高程：由所選水泵安裝圖可得池底高程為由此可知引渠與進(jìn)水池落差為m，進(jìn)水池要在引渠基礎(chǔ)上往下挖m（9）管口距進(jìn)水池邊壁距離A：（10）管口之間距離S：4-2前池設(shè)計(jì)由水流方向可以確定前池的類型為正向進(jìn)水式確定前池?cái)U(kuò)散角一般采用20°到40°，此處采用（1）池長(zhǎng)L：4-3出水池設(shè)計(jì)由水流方向可以確定出水池的類型為正向出水式（水面漩滾法）出水管管徑:=（出水管采用鑄鐵管，K=0.84）出口流速（1） 管口下緣至池底距離P：一般為1020cm，在此取15cm（2） 管口上緣最小淹沒(méi)深度=（23）=（3） 出水池寬度B=（：隔墩厚度，0.2m，b:出水管至邊墩或

7、池壁的距離，）（4） 出水池底板高程（5） 出水池池頂高程（Q>6，）（6）管口上緣最大淹沒(méi)深度：=上游防洪水位-上游引水河道河底高程-（7）池長(zhǎng)L上游引水河道高程28.3m<出水池池底高程29.21m，則出水池中無(wú)臺(tái)坎，m=0,K=73. 出水池和干渠的銜接（1）收縮角：=30°到45°，最大不超過(guò)60°，這里取=45°（2）過(guò)渡段長(zhǎng)度：（3）護(hù)砌長(zhǎng)度=上游防洪水位-上游引水河道河底高程=31.7-28.3=第五章 站房設(shè)計(jì)5-1 站房結(jié)構(gòu)型式與布置采用濕式墩墻式，進(jìn)水條件好，各臺(tái)機(jī)組可單獨(dú)檢修，互不干擾主機(jī)組布置：采用縱向一列式，簡(jiǎn)單整齊

8、，機(jī)房橫向跨度較小配電設(shè)備布置：采用一端式布置，機(jī)房跨度小，進(jìn)出水側(cè)可以開窗，不影響通風(fēng)采光。檢修間布置：設(shè)在機(jī)房靠近大門的一端，并留有空地存放工具等用物交通道布置：寬度取2m，布置在出水側(cè)，與配電間地板同高充水系統(tǒng)布置：布置在檢修間排水系統(tǒng)布置：機(jī)房地面應(yīng)有向前池方向傾斜的坡度，設(shè)排水溝，至支溝沿機(jī)組基礎(chǔ)布置，必要時(shí)加排水泵，集水井設(shè)在機(jī)房最低處通風(fēng)布置：合理布置門窗，利用風(fēng)壓或熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)電纜溝布置：從開關(guān)柜至機(jī)組的電纜整齊地鋪設(shè)在泵房地面下的電纜溝內(nèi)5-2 站房尺寸的確定（1）水泵進(jìn)水口高程（2）底板高程（3）電機(jī)層地面樓板高程（4）機(jī)房屋面大梁底高程 機(jī)房高度H=1.9+0.3+3

9、.1+2.635+0.5+0.2=8.64m（：電動(dòng)機(jī)高度 ：安全操作距離 ：起吊件高度：起重繩索垂直長(zhǎng)度：對(duì)水泵m，對(duì)電機(jī)m，取大值，所以m ：吊鉤最高位置距吊車頂部距離取0.5m :機(jī)組頂部到起吊物底部之間安全操作間距0.2m）（1）機(jī)組中心距(:站墩間凈距 :中墩厚度)（2）站房長(zhǎng)度3.站房寬度JSL-14-12型電動(dòng)機(jī)水平最大圓直徑為1.55m長(zhǎng)度取m(配電間和檢修間的寬分別取=2m和=3m)立式電動(dòng)機(jī)外徑，查資料得：JSL-14-12型電機(jī)外徑為。泵房出水側(cè)工作通道，取。泵房進(jìn)水側(cè)主通道，取。動(dòng)力機(jī)層進(jìn)水側(cè)墻厚，取。檢修工作橋?qū)挾?，本設(shè)計(jì)取為。故，5-3起重設(shè)備選配水泵重約為kg，電

10、機(jī)重約為kg。查資料選用CD5-9D型電動(dòng)葫蘆。技術(shù)規(guī)格如下表：起重量（t）升起高度（m）運(yùn)行速度（m/min）起升速度(m/min)鋼絲繩規(guī)格鋼絲繩長(zhǎng)度（m）鋼絲繩繩徑（mm）運(yùn)行軌道總重量（kg）工字鋼型號(hào)最小曲率半徑（m）59208637+132-45c150第六章 出水管路設(shè)計(jì)由廠家給定的900ZLB-型水泵安裝尺寸確定水泵出口中心高程=25.2+1.48+0.93=m根據(jù)出水部分的設(shè)計(jì)可以得出出水管中心的高程=2+0.15+1.31/2=30m水泵出口法蘭面與水平面呈60，從水泵出口中心到出水管中心的垂直距離為m；按出水池?fù)跛畨ㄔ诒梅渴┕ら_挖線以外的原狀土上為原則確定，避免日后出水

11、池發(fā)生過(guò)多沉陷而影響管路安全。泵房底板地面與出水池?fù)跛畨Φ装迕娓卟顬?1-2=m，兩底板各留施工余量，泵房基坑開挖邊坡取1:1，管口伸入水池約。則出水管路總長(zhǎng)經(jīng)逐段計(jì)算累加得m，泵房與出水池凈距為m。第七章 水泵工況點(diǎn)的校核7-1 水泵運(yùn)行工況點(diǎn)推求1.水泵性能參數(shù)。 900ZLB-型軸流泵-4°葉角，n為490r/min下的工作范圍技術(shù)參數(shù)，如下表所列：葉片安放角流量Q（m3/s）揚(yáng)程H（m）轉(zhuǎn)速n(r/min)功率N（kW）效率（%）葉輪直徑（mm）-4°49012788502.管路性能參數(shù)。管內(nèi)壁糙率，本設(shè)計(jì)用鑄鐵管，查資料得。管路總長(zhǎng)度，。管路直徑，。考慮到機(jī)房及出

12、水池間的不均勻沉陷，在管道的外彎頭側(cè)和出水池前各按一個(gè)軟接頭，其大小由施工時(shí)給出，其損失系數(shù)為20.2=0.4；在泵出口安裝一個(gè)30°的彎頭，以便與外管道連接，其=0.33；在出水管末端按一個(gè)漸擴(kuò)管道，直徑由m（水泵出水口徑為m）漸擴(kuò)為1.3m，其=0.2；在泵進(jìn)水口處因?yàn)橛欣瓤?，故?0.2；局部阻力參數(shù)和管路局部阻力處直徑，查資料得；。管路沿程阻力系數(shù)，。管路局部阻力系數(shù)，。故，。所以，。3.工作點(diǎn)推求。泵站流量（m3/s）下游水位（m）上游水位（m）下游引水河道上游引水河道設(shè)計(jì)運(yùn)行水位最低運(yùn)行水位最高洪水位設(shè)計(jì)運(yùn)行水位最低運(yùn)行水位防洪水位河底高程（m）河底寬（m）邊坡堤頂寬（

13、m）河底高程（m）河底寬（m）邊坡堤頂寬（m）26.025.230.631.724.21262126葉片安放角流量Q（m3/s）揚(yáng)程H（m）轉(zhuǎn)速n(r/min)功率N（kW）效率（%）葉輪直徑（mm）-4°4901278850管路性能參數(shù)計(jì)算表如下：Q(m3/s)2.102.202.300000Q2 (m)H= H+SQ(m)泵運(yùn)行工況圖：QH曲線圖（葉片角度-4）02.1832.456Q(m/s)H(m)4.泵站流量校核。6，5.7m）所以每臺(tái)水泵的出水流量為2.46，揚(yáng)程為5.m，輸送流量為/s,滿足要求。機(jī)組臺(tái)數(shù)：17.1/2.46=6.96臺(tái)，故取7臺(tái)。7-2 泵站效率預(yù)測(cè)水

14、泵運(yùn)行效率，在設(shè)計(jì)工況下。電機(jī)運(yùn)行效率，。機(jī)組傳動(dòng)效率，彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)取。管路效率，。水池效率，。則，高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，符合規(guī)定要求。°的軸流泵，電機(jī)定為JSL-14-12型210kW的電機(jī)，各需7臺(tái)。 第八章 校核計(jì)算8-1 校核氣蝕性能 Hs=HaHvhsv=10hsvHs=1079=m>0，安裝在水面以上，符合氣蝕性能。8-2 校核電機(jī)功率<210KW,滿足要求。8-3 站房穩(wěn)定性分析1.滲透穩(wěn)定演算在前池底部設(shè)置有梅花形防滲孔。上游防洪水位m，下游最低運(yùn)行水位25.2m，滲徑系數(shù)C：中砂有反濾層系數(shù)為5實(shí)際滲徑長(zhǎng)度滿足要求。2.站房運(yùn)行期間穩(wěn)定計(jì)算結(jié)構(gòu)容重：鋼筋混凝土，漿砌塊石，磚墻，檢修工作橋欄桿，鋼窗，鋼門，。KN/臺(tái)，工字鋼0.587KN/m，配電柜2.45KN/塊。泵房穩(wěn)定計(jì)算表：（1） 偏心距e=m（2） 基底壓應(yīng)力計(jì)算<180kp <180kp不均勻系數(shù)3 參考資料1、 泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T50265-972、 水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SD133-843、 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 SL/T191-964、 防洪標(biāo)準(zhǔn) GB50201-945、 水利工程水力計(jì)算規(guī)范 S