灌區(qū)泵站設(shè)計(jì)

1、泵站典型設(shè)計(jì)（灌溉工程）一、正常取水位的確定通過AA縣水利局多年觀測(cè)數(shù)據(jù)，泉點(diǎn)最枯水位不低于1520m左右，因此取水位定在1520m。二、泵站型式選擇由于楊箐泉水出露于巖溶低洼地，汛期水位漲幅達(dá)1.5m，提水不需考慮泵站防洪問題。由于泵站附近內(nèi)地勢(shì)較平坦，泵站采用離心泵提水，修建地面式磚混結(jié)構(gòu)泵房，有效利用泵站現(xiàn)有的良好交通、電力、通訊等有利條件。三、泵站水力機(jī)械根據(jù)灌區(qū)需水量計(jì)算，換算成泵站16h提水流量為80.49m3/h，考慮煙區(qū)灌溉時(shí)間短，利用率較低，擬選擇安裝兩臺(tái)泵（一用一備）。揚(yáng)程確定：1、取水高程1520.0m，高位水池底板高程1605.0m,即實(shí)際揚(yáng)程85m.2、上水管長(zhǎng)370

2、m，進(jìn)水管6m，經(jīng)計(jì)算水頭損失為4.95m、0.91m。由實(shí)際揚(yáng)程+水頭損失得出總揚(yáng)程為85+0.91+4.95=91.86m.水泵的選擇泵站設(shè)計(jì)流量Q=80.49m3/h，安裝兩臺(tái)多級(jí)單吸分段式離心泵，單臺(tái)設(shè)計(jì)流量Q=80.49m3/h。設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程為：實(shí)際揚(yáng)程85m+水頭損失5.86m+余量3m=93.86m。水泵參數(shù)如下表：型號(hào)流量Q轉(zhuǎn)速n(r/min)揚(yáng)程H(m)效率(%)功率N(kw)氣蝕余量(NPSH)r m³/hL/s軸功率電動(dòng)機(jī)功率JGGC100 72-20×5722014801086532.4452.510027.81007237.8312635857041

3、.74當(dāng)揚(yáng)程為93.86m時(shí)，流量為80.49m3/h，效率72.4%，可見泵在高效區(qū)運(yùn)行。 四、水泵安裝高程的確定JGGC 100-20×5型水泵必需汽蝕余量hc為2.54.0m，為了泵的安全運(yùn)行，根據(jù)機(jī)械工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)JB1040-67規(guī)定，對(duì)一般清水泵的臨界氣蝕余量基礎(chǔ)上再加上0.3m的安全余量，即 h=hc+0.3 =2.84.3m。允許吸上真空高度：式中：pa/吸水面上的實(shí)際壓頭，8.96m；pv/抽水實(shí)際溫度下的汽化壓頭，0.24m；h允許氣蝕余量，3m；hg進(jìn)水管的水頭損失，0.86m；經(jīng)計(jì)算，所選擇水泵的允許吸上真空高度為3.86m，根據(jù)實(shí)際地形情況，選定泵房地面高程

4、為1521.50m，水泵安裝高程為1521.72m，安裝高程與吸水池高差1521.721520=1.72m <Hs =2.84.3m，滿足吸上高度要求，因此泵站安裝高程定為1521.72m。五、水錘壓力計(jì)算水錘壓力計(jì)算采用帕馬金曲線簡(jiǎn)化圖計(jì)算停泵水錘，校核管道強(qiáng)度。首先計(jì)算出橫坐標(biāo)值和參數(shù)2，其中； ；式中：N0為水泵設(shè)計(jì)功率，單位kW；GD2為水泵和電機(jī)的飛輪慣量之和，單位N.m2；n0為水泵設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，單位r/min；V0為壓力鋼管流速，單位m/s；H0為工作揚(yáng)程，單位m；a為均質(zhì)圓形管（e/d<1/20）水擊波傳播速度，單位m/s；d為管徑，單位mm；e為管壁厚度，單位mm；K

5、為水的體積彈性模數(shù)，K=2.06×109pa;；E為管材縱向彈性模數(shù)E=9.81×1010，=K/E=0.02。帶入數(shù)值：=1171.4m/s，查帕馬金曲線得出口下降壓頭83%×H0=83%×94.5=78.5m，管道中點(diǎn)壓力下降55%×H0=55%×94.5=52.0m，管道中點(diǎn)上升壓頭21.5%×94.5=20.3m，水泵出口上升壓頭37%×94.5=35.0m，水泵最大反轉(zhuǎn)速度143%n0，水泵最大反轉(zhuǎn)速度的時(shí)間秒，水泵開始倒流的時(shí)間秒。檢驗(yàn)管道出口及中點(diǎn)是否發(fā)生水柱分離現(xiàn)象：管道出口h最大=83%<，

6、此處不會(huì)發(fā)生水柱分離。管道中點(diǎn)h最大=55%<，此處不會(huì)發(fā)生水柱分離。配套電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)速為1.25 n0，在1.25 n0情況下允許歷時(shí)2min，但由于水泵最大反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為1.43 n0，在停泵后1.57s即達(dá)到最大反轉(zhuǎn)速度，因此應(yīng)在出水管道設(shè)緩閉式逆止閥，同時(shí)安裝彈簧全啟封閉式安全閥，公稱壓力1.6Mpa。六、主接線方案本工程可從楊箐水源附近就近接電，附近有10KV高壓線路到達(dá)，泵站輸電線路共長(zhǎng)約1.0km，泵站主接線方案采用主變壓器經(jīng)過跌落式熔斷器及隔離開關(guān)與電網(wǎng)相連接，隔離開關(guān)除作為檢修時(shí)隔離電源的設(shè)備外，還用來接通、斷開空載變壓器。變壓器二次側(cè)經(jīng)由自動(dòng)空氣

7、開關(guān)與控制柜母線排相連接。七、變壓器容量選擇根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范，變壓器容量可按下式計(jì)算：Sb1.05×0.8×(K1ped/ncos+ K2ped/ncos),式中K1、K2為同時(shí)系數(shù)；ped為電機(jī)功率，單位KW；n為電動(dòng)機(jī)效率；cos為電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，根據(jù)公式Sb1.05×0.8×(K1ped/ncos+K2ped/ncos)進(jìn)行計(jì)算?？紤]到照明用電以及控制柜用電，選擇滿足泵站要求的變壓器?？傻帽谜維b57.9KVA選配63KVA的變壓器一臺(tái)，架設(shè)10KV輸電線路1.0km。主要用電負(fù)荷為：水泵45kw，其它用電5.0kw，總用電負(fù)荷為50kw。八、提水

8、管道設(shè)計(jì)提水管道從楊泉泉水水源直接提水到高位水池，凈揚(yáng)程為85m，管材采用鋼管。1、進(jìn)水管計(jì)算（1）管道直徑采用公式：計(jì)算。式中：Q泵的設(shè)計(jì)流量（m3/s）， 取Q=0.0224m3/s（單機(jī)）輸水管設(shè)計(jì)流速（m/s），規(guī)范規(guī)定=1.52m/s，取1.5 m/s經(jīng)計(jì)算，輸水管徑D=0.138m，根據(jù)實(shí)用五金手冊(cè)的熱軋無(wú)縫鋼管選擇DN146，=6mm，經(jīng)計(jì)算管道的過水流速為1.59m/s。（2）水頭損失計(jì)算輸水管道水頭損失根據(jù)水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公式計(jì)算： 式中：L鋼管的長(zhǎng)度； 6m D鋼管的內(nèi)徑，0.146-0.006×2=0.134m n鋼管管材的

9、糙率 0.011 i局部水頭損失系數(shù)之和； 經(jīng)計(jì)算，進(jìn)水管管道沿程水頭損失hf=0.23m，局部水頭損失為hj=0.68m。由此得進(jìn)水管道總水頭h=hf+hj=0.91m。2、出水管計(jì)算根據(jù)審查意見上水管按興仁縣魯?shù)A營(yíng)鄉(xiāng)、雨樟鎮(zhèn)片區(qū)2009年度煙水配套工程總規(guī)劃的需水量確定取兩臺(tái)泵同時(shí)工作時(shí)提水流量計(jì)算提水管。管道直徑采用公式：計(jì)算。式中：Q提水管設(shè)計(jì)流量（m3/s）， 取Q=0.0448m3/s（工作運(yùn)行）。提水管設(shè)計(jì)流速（m/s），取=1.5m/s經(jīng)計(jì)算，輸水管徑D=243mm，選提水管DN250的熱軋無(wú)縫鋼管，管道內(nèi)流速為1.41m/s。（2）壓力鋼管管壁厚度計(jì)算 鋼管管壁厚度采用公式計(jì)

10、算。 式中：Hj設(shè)計(jì)管段的計(jì)算水頭（m）；Hj=94.5m； D0鋼管的內(nèi)徑（cm）；D0=23.4（D=250,初取=8mm）； C銹蝕厚度（cm）；C=0.2； 估算鋼材的允許應(yīng)力（kg/cm2）；=1000 縱向焊縫焊接應(yīng)力減弱系數(shù)。取=1經(jīng)計(jì)算，=0.12cm，根據(jù)規(guī)范的構(gòu)造要求，管壁最小厚度為6mm，綜合考慮其他因素取=0.8cm。（3）水頭損失計(jì)算提水管道水頭損失根據(jù)水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公式計(jì)算： 式中：L鋼管的長(zhǎng)度；370m D鋼管的內(nèi)徑，0.25-0.008×2=0.234m n鋼管管材的糙率 0.011 i局部水頭損失系數(shù)之和；6經(jīng)計(jì)算，管道沿程水頭損失hf=3.93m，局部水頭損失為hj=1.02m。由此得總水頭損失h=hf+hj=4.95m。提水凈揚(yáng)程為85m，總揚(yáng)程為0.91+4.95+85+3（余量）=93.86m，因此設(shè)計(jì)揚(yáng)程取93.86m。（4）管道敷設(shè)管道全線采用明管敷設(shè)。水泵進(jìn)水管為