泵站工程設(shè)計(jì)教案資料

泵站工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(jiǎnjiè)河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院天津工程(gōngchéng)咨詢分院二〇一四年八月第一頁，共160頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容緒論泵站樞紐(shūniǔ)布置泵站設(shè)計(jì)流量泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程泵房進(jìn)出水建筑物進(jìn)出水管道第二頁，共160頁。第一章緒論(xùlùn)一、泵站工程(gōngchéng)定義與分類

（一）泵站：以水泵作為工具進(jìn)行(jìnxíng)提水的工程組成：抽水裝置輔助設(shè)備配套建筑物（二）分類：1.按泵站的任務(wù)分類（1）供水泵站（2）排水泵站（3）調(diào)水泵站（4）加壓泵站（5）蓄能泵（電）站

第三頁，共160頁。2.根據(jù)水泵(shuǐbèng)類型分類（1）離心泵站（2）軸流泵站（3）混流泵站3.按動(dòng)力分類（1）電力泵站（2）機(jī)動(dòng)泵站（3）水輪泵站（4）風(fēng)力泵站（5）太陽能泵站第四頁，共160頁。二、國內(nèi)外泵站發(fā)展概況目前，各國的泵站工程發(fā)展速度很快，如泵站在美國的北水南調(diào)工程、日本新川排水樞紐工程、埃及的西水東調(diào)工程等都得到了很好的運(yùn)用。我國目前泵站數(shù)量：超過50萬座裝機(jī)容量：＞7000萬kW排灌面積：5億畝泵站提灌(tíguàn)面積占全國總灌溉面積56%；泵站提排面積占全國總排水面積21%。大型排水泵站：主要分布在湖北、湖南、廣東、安徽、江西、江蘇、浙江、上海等平原低洼地區(qū)。高揚(yáng)程泵站：主要分布在陜甘寧晉等高原地區(qū)。第五頁，共160頁。1.工程規(guī)模越來越大水泵(shuǐbèng)：?jiǎn)伪脫P(yáng)程達(dá)240m、單泵流量達(dá)100m3/s、單機(jī)配套功率8000kW、最大葉輪直徑6000mm、深井提水最大深度250m2.應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大工業(yè)鍋爐給水電廠循環(huán)冷卻用水城市給排水流體輸送3.自動(dòng)化水平越來越高4.高效節(jié)能的要求更高5.安全可靠要求更高。三、泵站工程(gōngchéng)發(fā)展趨勢(shì)第六頁，共160頁。泵站組成：泵房、管道、進(jìn)出水建筑物、變電站等。泵房：安裝機(jī)組--水泵、傳動(dòng)裝置、輔助設(shè)備、電氣設(shè)備。進(jìn)出水建筑物：由取水、引水、進(jìn)水池、出水池等組成。管道：進(jìn)出水管泵站附屬建筑物主要(zhǔyào)有：公路橋船閘自流排水閘節(jié)制閘水電站要求做到：布局合理，工程安全，投資節(jié)省，運(yùn)行調(diào)度方便。第一節(jié)泵站工程的基本(jīběn)組成第二章泵站樞紐(shūniǔ)布置第七頁，共160頁。第八頁，共160頁。（一）無壩引水1.有引渠泵站樞紐(shūniǔ)布置第二節(jié)供水泵站樞紐(shūniǔ)布置第九頁，共160頁。2.無引渠泵站布置(bùzhì)第十頁，共160頁。3.箱涵式引水泵站樞紐(shūniǔ)布置第十一頁，共160頁。（二）有壩引水(yǐnshuǐ)式1.壩上游取水第十二頁，共160頁。2.壩下游(xiàyóu)取水第十三頁，共160頁。1.閘站分建式第三節(jié)排水泵站樞紐(shūniǔ)布置第十四頁，共160頁。2.閘站合建式第十五頁，共160頁。1以泵站為主體，附屬(fùshǔ)建筑物配合的泵站樞紐第四節(jié)排灌結(jié)合(jiéhé)式泵站樞紐布置第十六頁，共160頁。2.利用(lìyòng)出水建筑物分水解決灌溉需要的排水泵站（1）第十七頁，共160頁。2.利用出水建筑物分水解決灌溉(guàngài)需要的排水泵站（2）第十八頁，共160頁。3.利用雙向流道解決排灌結(jié)合(jiéhé)的泵站布置第十九頁，共160頁。農(nóng)田灌溉流量城鎮(zhèn)(chéngzhèn)給水流量農(nóng)田排水流量城鎮(zhèn)(chéngzhèn)排水流量第三章泵站設(shè)計(jì)(shèjì)流量第二十頁，共160頁。農(nóng)田灌溉水量=作物(zuòwù)需水量+田間耗水量泵站提水量=農(nóng)田灌溉水量+渠系損失水量第一節(jié)農(nóng)田灌溉流量(liúliàng)第二十一頁，共160頁。灌排渠系布置示意圖田間渠系布置示意圖第二十二頁，共160頁。農(nóng)田灌溉流量(liúliàng)計(jì)算方法：由作物需水量推求第二十三頁，共160頁。第二十四頁，共160頁。

第二十五頁，共160頁。第二十六頁，共160頁。第二十七頁，共160頁。第二節(jié)城鎮(zhèn)(chéngzhèn)給水流量第二十八頁，共160頁。

第二十九頁，共160頁。

第三十頁，共160頁。

第三十一頁，共160頁。

第三十二頁，共160頁。（2）向水塔(shuǐtǎ)供水時(shí)，可適當(dāng)減小泵站裝機(jī)容量第三十三頁，共160頁。一、排水標(biāo)準(zhǔn)確定排水標(biāo)準(zhǔn)—指排區(qū)出現(xiàn)一定頻率的暴雨不發(fā)生漬澇(zìlào)災(zāi)害相應(yīng)的（排澇工程）設(shè)計(jì)依據(jù)四大要素：（1）設(shè)計(jì)暴雨；（2）排水時(shí)間；（3）排水深度；（4）外江水位。第三節(jié)農(nóng)田(nóngtián)排水流量第三十四頁，共160頁。第三十五頁，共160頁。

第三十六頁，共160頁。第三十七頁，共160頁。第三十八頁，共160頁。

第三十九頁，共160頁。3.調(diào)蓄演算法（1）當(dāng)排水區(qū)內(nèi)有大而集中的湖泊作為蓄澇容積，可全部調(diào)蓄設(shè)計(jì)暴雨產(chǎn)生的徑流(jìngliú)時(shí)，應(yīng)充分利用湖泊的調(diào)蓄能力，減少泵站裝機(jī)容量。調(diào)蓄演算原理第四十頁，共160頁。（2）當(dāng)排水區(qū)內(nèi)沒有足夠大的湖泊可以調(diào)蓄全部(quánbù)澇水時(shí)，先劃分自流入湖面積和搶排面積，然后分別按調(diào)蓄演算法和平均排除法計(jì)算排水流量，取其大者第四十一頁，共160頁。第四節(jié)城鎮(zhèn)(chéngzhèn)排水流量第四十二頁，共160頁。

第四十三頁，共160頁。

第四十四頁，共160頁。

第四十五頁，共160頁。

第四十六頁，共160頁。

第四十七頁，共160頁。

第四十八頁，共160頁。一、特征(tèzhēng)水位（一）灌溉（供水）泵站1.進(jìn)水池水位（1）防洪水位按照泵站工程等級(jí)劃分相應(yīng)頻率的洪水位用途：確定泵房電機(jī)層樓板高程/泵房進(jìn)水側(cè)擋水墻頂部高程第四章泵站設(shè)計(jì)(shèjì)揚(yáng)程第一節(jié)泵站特征(tèzhēng)揚(yáng)程第四十九頁，共160頁。第五十頁，共160頁。

第五十一頁，共160頁。

第五十二頁，共160頁。2.出水池水位（1）最高水位：出水池與輸水河道連接，取河道校核洪水位出水池與輸水渠道連接，取與泵站最大流量相應(yīng)的水位用途：出水建筑物的防洪(fánghóng)水位（2）設(shè)計(jì)水位：按設(shè)計(jì)流量和供水控制高程（壓力）要求推算到進(jìn)水池的水位用途：確定泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程（3）最高運(yùn)行水位與泵站加大流量相應(yīng)的水位第五十三頁，共160頁。

第五十四頁，共160頁。（3）最高運(yùn)行水位由排區(qū)允許最高澇水位推算到站前的水位當(dāng)有集中調(diào)蓄容積時(shí)由湖泊(húpō)最高調(diào)蓄水位推算至站前的水位（4）最低運(yùn)行水位滿足作物對(duì)降低地下水位的要求，按大部分耕地的平均高程減去作物適宜地下水埋深再減0.2～0.3m滿足調(diào)蓄區(qū)預(yù)降最低水位的要求鹽堿地區(qū)按鹽堿地平均高程減去地下水臨界深度再減0.2～0.3m在上述基礎(chǔ)上扣除排水渠水力損失作為泵站最低運(yùn)行水位，是水泵安裝高程的確定依據(jù)（4）平均水位：取與設(shè)計(jì)水位同第五十五頁，共160頁。

第五十六頁，共160頁。

灌溉用水階梯圖凈揚(yáng)程過程線第五十七頁，共160頁。

第五十八頁，共160頁。

第二節(jié)管路損失(sǔnshī)揚(yáng)程第五十九頁，共160頁。

第六十頁，共160頁。

第三節(jié)渠道(qúdào)水頭損失第六十一頁，共160頁。

第六十二頁，共160頁。

第六十三頁，共160頁。

第六十四頁，共160頁。第四節(jié)簡(jiǎn)單管路泵站需要(xūyào)揚(yáng)程第六十五頁，共160頁。

第六十六頁，共160頁。

第六十七頁，共160頁。

第六十八頁，共160頁。第六十九頁，共160頁。

第五章水泵(shuǐbèng)選型第七十頁，共160頁。水泵選型的主要內(nèi)容是確定(quèdìng)水泵的類型、型號(hào)和臺(tái)數(shù)等。因?yàn)殡姍C(jī)、傳動(dòng)及輔助設(shè)備等的配套，泵站工程建筑物的設(shè)計(jì)以及泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都是以泵站的選型為依據(jù)的。水泵選型不合理不僅會(huì)增加工程投資，而且會(huì)降低水泵的運(yùn)行效率，增加泵站能耗和運(yùn)行費(fèi)用。因此，水泵的選擇非常關(guān)鍵。第五章水泵(shuǐbèng)選型第七十一頁，共160頁。水泵選型的基本原則①必須滿足流量和揚(yáng)程要求。②水泵應(yīng)在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。③水泵在長(zhǎng)期運(yùn)行中泵站效率較高、能耗(nénɡhào)少，運(yùn)行費(fèi)用低。④按所選水泵、臺(tái)數(shù)建站，工程投資省。⑤在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工況下，水泵機(jī)組能正常安全運(yùn)行，不允許發(fā)生汽蝕、震動(dòng)和超載。⑥便于安裝、維修和運(yùn)行管理。第五章水泵(shuǐbèng)選型第七十二頁，共160頁。常用(chánɡyònɡ)泵型比較表泵型離心泵混流泵軸流泵比轉(zhuǎn)速40—300300—500500以上一般揚(yáng)程范圍10m以上5—30m0—10m口徑40—2000mm100—6000mm300—4500mm流量范圍流量小，從零流量到大流量均能運(yùn)轉(zhuǎn)流量較大，從零流量到大流量均能運(yùn)轉(zhuǎn)流量大，不能在小流量運(yùn)轉(zhuǎn)軸功率變化具有上升型功率曲線，零流量時(shí)功率最小具有平坦的功率曲線，電動(dòng)機(jī)始終能滿載運(yùn)行具有陡降型功率曲線，零流量時(shí)功率最大效率變化高效率范圍廣，能適應(yīng)揚(yáng)程變化高效率范圍廣，能適應(yīng)揚(yáng)程變化高效率范圍窄，揚(yáng)程變化后效率很快降低氣蝕性能好好不好結(jié)構(gòu)與重量同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量大同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較大同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，全調(diào)節(jié)泵復(fù)雜輔助設(shè)備較少中小型少、大型多中小型少、大型多維修保養(yǎng)較易較易較一般要根據(jù)工程的具體情況選擇(xuǎnzé)合適的泵型。第七十三頁，共160頁。

第六章泵房第一節(jié)泵房型式(xínɡshì)選擇第七十四頁，共160頁。

第七十五頁，共160頁。

第七十六頁，共160頁。3.濕室型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：將泵房下部建成為一個(gè)可以進(jìn)水的濕室，起進(jìn)水池的作用適用場(chǎng)合：水源水位變幅較大(jiàodà)，中小型混、軸流泵，地基條件差第七十七頁，共160頁。

第七十八頁，共160頁。（二）移動(dòng)式泵房(bènɡfánɡ)1.泵船第七十九頁，共160頁。2.泵車第八十頁，共160頁。

二、泵房(bènɡfánɡ)型式的選擇第八十一頁，共160頁。第八十二頁，共160頁。第八十三頁，共160頁。第八十四頁，共160頁。第八十五頁，共160頁。第八十六頁，共160頁。一、安裝臥式機(jī)組(jīzǔ)的泵房（一）設(shè)備布置1.主機(jī)組(jīzǔ)布置（1）一列式布置（2）交錯(cuò)式布置（3）平行一列式布置第二節(jié)泵房(bènɡfánɡ)布置第八十七頁，共160頁。2.配電設(shè)備布置配電設(shè)備—泵站用高、低壓開關(guān)柜布置方式（1）一端式布置（2）一側(cè)式布置布置要求滿足運(yùn)行維護(hù)操作空間的要求滿足防水防潮的要求3.檢修間布置平面尺寸按最大設(shè)備解體后能正常(zhèngcháng)裝配來設(shè)計(jì)一般取為泵房一跨的長(zhǎng)度，與配電間相對(duì)布置第八十八頁，共160頁。4.交通道布置一般沿泵房長(zhǎng)度方向，靠出水側(cè)，寬度為1.5m5.充水系統(tǒng)布置充水系統(tǒng)—抽真空設(shè)備及抽氣管道組成(zǔchénɡ)，與泵相連其布置通常以不增加泵房面積為原則6.排水系統(tǒng)布置由排水溝、排水泵、管道、集水井組成(zǔchénɡ)，用于排除泵房?jī)?nèi)主泵或閥門運(yùn)行產(chǎn)生的漏水；對(duì)于大型泵站，檢修前需要通過排水系統(tǒng)排除流道內(nèi)的水體排水支溝沿機(jī)組基礎(chǔ)布置，通過干溝匯入集水井排水泵通過穿墻管將水排至前池泵房地面為向進(jìn)水池方向約2%坡度的傾斜面第八十九頁，共160頁。（二）泵房尺寸(chǐcun)的確定1.泵房跨度第九十頁，共160頁。

第九十一頁，共160頁。

第九十二頁，共160頁。

第九十三頁，共160頁。第九十四頁，共160頁。

第九十五頁，共160頁。4.水泵層設(shè)備布置及寬度確定(quèdìng)除布置主水泵外，還要布置供水泵（靠進(jìn)水側(cè)）和排水泵（靠出水側(cè)）第九十六頁，共160頁。

第九十七頁，共160頁。

第三節(jié)泵房整體(zhěngtǐ)穩(wěn)定校核第九十八頁，共160頁。

第九十九頁，共160頁。

第一百頁，共160頁。

第一百零一頁，共160頁。

第一百零二頁，共160頁。一、前池的類型與池中流態(tài)分析(fēnxī)1.正向進(jìn)水前池第七章進(jìn)出(jìnchū)水建筑物第一節(jié)前池第一百零三頁，共160頁。

第一百零四頁，共160頁。

第一百零五頁，共160頁。2.側(cè)向(cèxiànɡ)進(jìn)水前池第一百零六頁，共160頁。引渠末端(mòduān)側(cè)向進(jìn)水前池第一百零七頁，共160頁。側(cè)向(cèxiànɡ)進(jìn)水前池中流態(tài)分布：第一百零八頁，共160頁。

第一百零九頁，共160頁。

第一百一十頁，共160頁?？紤]前池底坡對(duì)流(duìliú)態(tài)的影響第一百一十一頁，共160頁。4.前池中的隔墩第一百一十二頁，共160頁。5.前池中的底坎第一百一十三頁，共160頁。6.前池的翼墻三、側(cè)向(cèxiànɡ)進(jìn)水前池的邊壁形式第一百一十四頁，共160頁。側(cè)向(cèxiànɡ)進(jìn)水前池加導(dǎo)流墩第一百一十五頁，共160頁。一、進(jìn)水池中的流態(tài)對(duì)水泵性能的影響（一）旋渦對(duì)水泵性能的影響進(jìn)水池內(nèi)流動(dòng)(liúdòng)分析第二節(jié)進(jìn)水池第一百一十六頁，共160頁。1.表面(biǎomiàn)旋渦（a)凹陷渦（b)間斷渦（c)連續(xù)渦（d)同心渦第一百一十七頁，共160頁。表面旋渦進(jìn)氣對(duì)泵性能(xìngnéng)的影響第一百一十八頁，共160頁。2.附壁旋渦(xuánwō)

水泵葉輪切割水中旋渦水中渦引起的泵振動(dòng)頻譜分析第一百一十九頁，共160頁。（二）回流(huíliú)對(duì)水泵性能的影響第一百二十頁，共160頁。二、進(jìn)水池形狀(xíngzhuàn)進(jìn)水池的標(biāo)準(zhǔn)形式第一百二十一頁，共160頁。非標(biāo)準(zhǔn)形式(xíngshì)的進(jìn)水池第一百二十二頁，共160頁。進(jìn)水池的邊壁形式(xíngshì)進(jìn)水池各種邊壁形式（a）矩形（b）多邊形（c）半圓形（d）圓形（e）馬鞍形（f）蝸殼形第一百二十三頁，共160頁。進(jìn)水池邊壁形式與進(jìn)水阻力(zǔlì)損失第一百二十四頁，共160頁。

第一百二十五頁，共160頁。

第一百二十六頁，共160頁。

第一百二十七頁，共160頁。進(jìn)水間—安裝(ānzhuāng)旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)的進(jìn)水室第三節(jié)進(jìn)水間第一百二十八頁，共160頁。

第一百二十九頁，共160頁。一、閘門(zhámén)閘門(zhámén)的作用第四節(jié)進(jìn)水建筑物附屬(fùshǔ)設(shè)備第一百三十頁，共160頁。閘門的作用與類型水閘—用來進(jìn)行(jìnxíng)水位控制和流量調(diào)節(jié)的低水頭水工建筑物第一百三十一頁，共160頁。閘室結(jié)構(gòu)(jiégòu)型式第一百三十二頁，共160頁。閘孔的型式(xínɡshì)第一百三十三頁，共160頁。

第一百三十四頁，共160頁。水閘(shuǐzhá)的消能防沖第一百三十五頁，共160頁。消力坎的設(shè)置(shèzhì)第一百三十六頁，共160頁。泵站中閘門(zhámén)的位置第一百三十七頁，共160頁。平面(píngmiàn)閘門第一百三十八頁，共160頁?；⌒?húxínɡ)閘門第一百三十九頁，共160頁。啟閉(qǐbì)設(shè)備第一百四十頁，共160頁。二、攔污柵及清污裝置(zhuāngzhì)第一百四十一頁，共160頁。一、出水池（一）出水池的作用與類型按水流方向劃分—正向(zhènɡxiànɡ)出水池/側(cè)向出水池第五節(jié)出水(chūshuǐ)建筑物第一百四十二頁，共160頁。按出流方式劃