水泵與水泵站的設(shè)計(jì)說明

1、第一章設(shè)計(jì)任務(wù)與基本資料一、設(shè)計(jì)任務(wù) 完成勝利排水泵站的初步設(shè)計(jì)二、建站目的 為對某市用水環(huán)境進(jìn)行綜合治理，滿足全市排污排澇等 需求，擬在該市東區(qū)建一座排水泵站，將水排入外河，市內(nèi) 有一環(huán)衛(wèi)河自西向東，市內(nèi)外泄水流可匯入南北流向的外河 上龍河。三、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泵站按 泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 和室外給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 的標(biāo)準(zhǔn)，該站為三級建筑物。四、基本資料1、地形資料環(huán)衛(wèi)河自西向東，河底高程 4m，底寬4m，外河為南北 流向。防洪堤頂高程 14.5m ，堤坡底為 1:2.5 ，建站地點(diǎn)高 程 9m 。2、地質(zhì)資料建站地點(diǎn)地勢平坦， 地面下向至 5.04m 為素填土， 夾少 量碎磚、小石子、植物根， r=190

2、KN/m 3， c=17 KN/m 2，內(nèi) 磨擦角$ =13 ° , R=80KN/m 2; 5.04米以下為亞粘土， r=190KN/m 3 ,c=10 KN/m2 , 內(nèi) 磨擦角 $ =18 °,R=100KN/m 2泵站墻后回填土， r=190KN/m 3， c=30 KN/m 2，$=15° ，外磨擦角?。?/3-2/3 ）$3、水文資料環(huán)衛(wèi)河末底面高程： 4.0m環(huán)衛(wèi)河河底寬度：4.0m水組位合：水位外河環(huán)衛(wèi)河最高水位 1.0m5.0m設(shè)計(jì)水位 0.5m5.0m最低水位3.5m1.5m地下水水位4.0m4、流量資料:排水面積（KM2）排水率m3/s/KM

3、2總面積自排面積分流面積勝利站抽排面積2912.45.6110.365、交通外河可以行船，附近有公路通往市區(qū)，交通便利。6、電源站址附近有變電所一座，6KV輸電線路經(jīng)過此站7、排水時(shí)最高氣溫 37 °，最高水溫25 °。五、其它設(shè)計(jì)依據(jù)1、設(shè)計(jì)任務(wù)與指導(dǎo)書揚(yáng)州大學(xué)20032、泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T50265-973、水泵站設(shè)計(jì)示例與習(xí)題4、中小型泵站設(shè)計(jì)與改造技術(shù)儲訓(xùn)劉復(fù)新主編5、泵站過流設(shè)施與截流閉鎖裝置嚴(yán)登豐著6、中小型泵站設(shè)計(jì)圖集第二章泵站設(shè)計(jì)參數(shù)確定一、設(shè)計(jì)流量確定Q= qA=0.36 X 11=3.96m 3/s式中 q 為排水率( m3/s/KM 2) A 為勝

4、利站抽排面積。二、設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程的確定H=10.5 5=5.5m三、設(shè)計(jì)揚(yáng)程初估H 設(shè)=(1+K)H 凈=1.2 X 5.5=6.6m取 K=0.2四、確定最大、最小凈揚(yáng)程Hmax=11 5=6mHmin=8.5 5=3.5m第三章水泵選型及設(shè)備配套一、水泵機(jī)組選型確定泵型方案根據(jù)上述揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果，再加上管路損失，揚(yáng)程按15%估算，則 H=H+H 損=5.5+5.5 X 15%=6.3m初選泵型：一般情況下，設(shè)計(jì)揚(yáng)程小于10米時(shí)，宜選用軸流泵；520米時(shí)，宜選用混流泵。所以，從產(chǎn)品樣本中選擇 350HW-8、400HW-7、650HW-7三種泵型進(jìn)行比較（確定各方案中水泵臺數(shù)型號單泵流量（m3/s

5、）設(shè)計(jì)流量（m3/s）臺數(shù)350HW-80.3063.9613400HW-70.5103.968650HW-71.0173.964選擇最佳方案水泵選型原則：首先選用國家已頒布的水泵系列產(chǎn)品和經(jīng)有關(guān)主管部門組織正式鑒定過的產(chǎn)品。所選水泵能滿足泵站設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的要求。 同一個(gè)泵站所選水泵型號要盡可能一致。按平均揚(yáng)程選型時(shí)，水泵應(yīng)在咼效區(qū)運(yùn)行。在最咼和最 低揚(yáng)程下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能保證水泵安全穩(wěn)定運(yùn)行。有多種泵型可供銷選擇時(shí)，應(yīng)對南組運(yùn)行調(diào)度的靈活 性、可靠性、運(yùn)行費(fèi)用、輔助設(shè)備費(fèi)用、土建投資、主機(jī)發(fā) 生事故可能造成的影響進(jìn)行比較論證，從中選出指標(biāo)優(yōu)良的 水泵。從多泥沙水源取水時(shí)，應(yīng)考慮泥沙含量、粒

6、徑對水泵性 能的影響。泵站主機(jī)組的臺數(shù)一般以 48臺為宜。因本工程平均揚(yáng)程較低，宜選混流泵，根據(jù)選型原則和 選型中應(yīng)考慮的因素初選 650HW-7 型水泵 4 臺。因?yàn)樽鳛?小型泵站、該型號泵泵站建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)可能最小，管理運(yùn) 行較方便。二、動(dòng)力機(jī)選配動(dòng)力機(jī)類型選擇該站址附近有變電所一座， 6KV 輸電線路經(jīng)過此站，本 工程擬采用電力拖動(dòng)。本泵站為小型泵站，宜選用異步電動(dòng) 機(jī)，初選電機(jī)型號 JS13-12 或 JS137-12 。配套功率計(jì)算N 配=KN 抽=1.3* pgQH/ n=91.3KWN 配 配套功率 120/90135/100確定電機(jī)型號根據(jù) 650HW-7 型混流泵，其轉(zhuǎn)速為

7、485r/min ，查電 機(jī)產(chǎn)品樣本選擇 JS137-12 型異步電動(dòng)機(jī)。5、傳動(dòng)方式選擇 選擇直接傳動(dòng)，即聯(lián)軸器傳動(dòng)，直接傳動(dòng)方式傳動(dòng)功率 大、傳動(dòng)效率高、設(shè)備簡單，維修方便。三、管路配套1、吸水管路設(shè)計(jì)(管材、管徑、管長、管路附件)管材：選用鋼板卷制管管徑：管中流速控制在 之間D 進(jìn)=(4Q/ nV)°5=(4*1.017/ n*2.0) 0-5=805(mm)查找有關(guān)手冊，選擇 D進(jìn)為800mm350mm。管 長偏 心 接 管L=2(D-d)+150=2(800-650)+150=450mm取管徑D=0.8m，吸水管與水泵進(jìn)出口采用漸縮管連接 吸水管采用鋼板卷管，管路接頭處設(shè)置

8、C25砼鎮(zhèn)墩.2、水泵安裝高程確定根據(jù)所選泵型，查水泵性能參數(shù)表，水泵吸程5.5m吸程損失取15%，進(jìn)水池最低水位 4.5m則水泵安裝高程為H 中=4.5+5.5 X 0.85 = 9.18m取水泵安裝高程為9.1m3、水泵底板高程確定泵中心至底板高為1.23m則水泵底板高程H 底=9.1 - 1.23=7.87m四、起重機(jī)設(shè)備選配因排水泵站系小型泵站，考慮起重設(shè)備用SG-2型單軌小車。性能參數(shù)如下表起重量提升高運(yùn)行速度手拉力工字鋼總重量(KN)度(m)(m/min )(KN )型號(KG)19.63-104.50.14730a58第四章泵房初步設(shè)計(jì)一、站址確定及布置站址選在內(nèi)河的正對面，背靠

9、大壩，真高為9.0m。二、確定泵房結(jié)構(gòu)型式該排水泵站系小型排水站，考慮到結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，泵房通風(fēng)采光和防潮條件好，機(jī)組運(yùn)行、檢修方便等因素， 故采用分基式泵房。三、泵房內(nèi)部設(shè)備布置1、機(jī)組布置該機(jī)組只有4臺機(jī)泵，考慮到布置簡單、整齊，泵房寬 度小，故采用單列式直線布置，機(jī)組間距選1.5m。2、輔助設(shè)施布置配電間：考慮到機(jī)組較少，泵房跨度小，泵房利于通風(fēng) 和采光，故采用一端布置，每臺機(jī)組配用一臺開關(guān)柜，尺寸 為0.8 X 0.6 x 2m，柜后空間0.8m，柜前1.5m的通道，柜 兩邊留0.8m的通道，為避免因泵房地面積水使電氣設(shè)備采 潮，配電間的地面與房內(nèi)的主通道在同一高程上。檢修間：留一

10、間為檢修間，尺寸為6.24 X4m。電纜溝：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)。排水溝：為了排除水泵水封用的廢水，泵房滲漏水以及 檢修水泵時(shí)的廢水，在泵房地面向進(jìn)水池傾斜的坡度設(shè)排水溝，其尺寸為$ 0.4m , 3%的坡度。抽真空設(shè)備：當(dāng)水泵正值吸水時(shí)，需充水后才能啟動(dòng)， 需用真空泵抽氣充水，設(shè)真空池一座，尺寸為 1X 2 x 1m, 真空泵一臺，擬選 SZ-1 型真空泵。通道：為便于工作人員巡視和物件搬運(yùn)，設(shè) 1.5m 寬的 主通道，設(shè) 1.5m 寬的靠近設(shè)備的各通道。起重設(shè)備：為便于水泵或電動(dòng)機(jī)的安裝和檢修，泵房設(shè) 吊車 SG-2 型單軌小車。泵房尺寸擬定 泵房平面尺寸

11、、泵房長度：根據(jù)機(jī)組臺數(shù)、機(jī)組基礎(chǔ)在 泵房長度方向的尺寸、機(jī)組間距以及建筑統(tǒng)一模數(shù)制，定為 4m X 6間=24m。泵房寬度，根據(jù)機(jī)組在泵房跨度方向的尺 寸，進(jìn)出水管路和管路附件的長度，以及安裝檢修和操作所 需的空間，并考慮通道寬度要求初步擬定泵房寬度為 6.24m 。泵房立面尺寸：主機(jī)高： 1230mm主通道地面高： 10.0m泵房外地面高： 10.0m房頂高：房頂高為 14.63m主要構(gòu)件細(xì)部尺寸墻體：磚混結(jié)構(gòu) 墻厚 240mm墻基：建在砼底板上 ,塊磚基礎(chǔ)磚為 Mu7.5 ，砂漿為M5過梁：必須放在門窗上面，尺寸為 240 X 240mm寬與墻相同，高度超過門窗 0.5m 圈梁：屋檐下

12、500mm ，現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件 大門：寬 3m ，高 2.5m 小門：寬 1.2m ，高 2.5m 窗： 寬 1.8m ，高 1.8m寬 1.8m ，高 0.9m屋蓋： 采用 C20 現(xiàn)澆整體鋼筋砼平屋蓋。 考慮本工程位 于市郊，為了與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)與美觀，采用仿古式琉璃瓦 屋蓋。窗戶采用不銹鋼塑鋼窗。雙層玻璃隔音。第五章 進(jìn)水建筑物設(shè)計(jì)一、進(jìn)水池設(shè)計(jì)1、立面尺寸：池底高程：Hd=4.5-1.0-1.0 X cos22 ° -0.5=2.07m 池頂高程： 7m2、平面尺寸池寬：B=(n-1)s+D 進(jìn) +2C=(4-1) X 4+0.8+1.6 X 2=16m池長：L=4.5D 進(jìn)

13、+T=4.5 X 0.8+0.2 4m(T=0.25 X 0.8=0.2)細(xì)部構(gòu)件尺寸：攔污柵：采用18鋼筋編網(wǎng)，網(wǎng)格 15 X15cm，周圍用L8 X 80 X 6角鋼封邊，分兩塊拼裝二、前池設(shè)計(jì)擴(kuò)散角a=40 °池長L= （B-b ） /2g2=（16-4 ） /2 xg20=16.5m底坡：前池底部做成i=0.3的斜坡根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速確定出水管路管徑d=0.8m，出水管路為鋼板卷材管。管路接頭處設(shè)置 C20鋼筋砼鎮(zhèn)墩，水泵出口采用控制拍 門。出水管線按1:2.5的斜坡布置。鎮(zhèn)墩按1.5 X1 X2.2m布置三、引水渠設(shè)計(jì)1、按明渠均勻流方法進(jìn)行試算，確定水深h與底寬b ,明渠均勻流

14、公式如下：a=AC vRiQ設(shè)計(jì)流量（m3/s ）C 謝方系數(shù)（m0.5/s ）C=R1/6 + nR 水力半徑（m） R=A說i底坡，取 0.0001n 糙率，根據(jù)土質(zhì)情況，取0.025A 引渠過水?dāng)嗝婷娣e（m2）;x濕周（m）H引渠設(shè)計(jì)水位 mm引渠邊坡取2.5引渠設(shè)計(jì)底咼程 m由以下計(jì)算得，引水渠渠底咼程為3.5m引渠設(shè)計(jì)斷面表樁號間 距mHhhoIbmnAxRCQ15.003.601.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9721004.993.591.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.973100

15、4.983.581.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9741004.973.571.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9751004.963.561.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9761004.953.551.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9771004.943.541.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9781004.933.531.410.00014.

16、02.50.02510.5611.570.9139.393.9791004.923.521.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.972、不沖、不淤流速校核實(shí)際流速 V=Q/A=3.97/10.56=0.376不沖流速 V 不沖=KQ0.1=0.62 X 3.97=0.712不淤流速=V不淤=0.30.4滿足 V不沖>v>v不淤要求則泵站進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位為4.90m第六章泵運(yùn)行工況點(diǎn)校核各種水位校核如下：1、設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程H 凈=10.5-4.9=5.6mr= q/F=1.017/( n *0.4052) =1.97m/s渦=融 + 澹 + 拍=

17、0.2+0.25+0.15+1.4=2.0h 局=(渦*V2)/2g =2.0 X 1.972/(2*9.8) =0.396mH 沿=0.013 X q2=0.013 X 1.017 2=0.013mH 通=5.6+0.396+0.013=6.0m在該工況下，水泵效率n =87%，在高效區(qū)范圍工作2、最高揚(yáng)程H 凈=11.0 5.9=5.1m局=進(jìn)+彷 + &彎 + 皆白=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0r= q/F=1.017/( n *0.4052) =1.97m/s斶=遇 + 劈 + 拍=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0h 局=(渦*V2)/2g =2.0 X

18、 1.972/(2*9.8) =0.396mH 沿=0.013 X q2=0.013 X 1.017 2=0.013mh 總=5.1+0.396=0.013=5.5m在該工況下，水泵效率q =85%位于高效區(qū)工作3、最低水位H 凈 8.5-4.4=4.1m碉=進(jìn) + 擴(kuò) + 彎 + 號白=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0q1.017F 3.14 X 0.4052V2H 局=渦 =2.0 X 1.972/(2*9.8)=0.396m2gh 沿=0.013 X q2=0.013 X 1.017 2=0.013mH 總=4.1+0.396+0.013=4.5m在該工況下，水泵效率n =80%，位于高效區(qū)工作。通過以上校核計(jì)算，選用 650HW-7型混流泵是適合的。從表可知，水泵最大軸功率N=80.0kw則配套功率 N配應(yīng)為N配=KN/ n傳=84.8kw選擇100kw電動(dòng)機(jī)滿足要求。水泵工作性能表工進(jìn)水位出水位凈揚(yáng)程總揚(yáng)程流里效軸功率況mmmmm3/s率kw設(shè)計(jì)水位4.910.55.66.01.030.8780最高水位5.911.05.15.51.070.8579最低水位4.48.54.14.51.070.8075第七章真空泵選型及其它設(shè)計(jì)一、真空泵選型擬選SZ-1型真空泵。二、泵房穩(wěn)定計(jì)算水泵采用混流