水泵與水泵站的設計說明

1、第一章設計任務與基本資料一、設計任務 完成勝利排水泵站的初步設計二、建站目的 為對某市用水環(huán)境進行綜合治理，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 有一環(huán)衛(wèi)河自西向東，市內外泄水流可匯入南北流向的外河 上龍河。三、設計標準水泵站按 泵站設計規(guī)范 和室外給水排水設計規(guī)范 的標準，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 ，建站地點高 程 9m 。2、地質資料建站地點地勢平坦， 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 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 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設計水位 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、排水時最高氣溫 37 °，最高水溫25 °。五、其它設計依據(jù)1、設計任務與指導書揚州大學20032、泵站設計規(guī)范 GB/T50265-973、水泵站設計示例與習題4、中小型泵站設計與改造技術儲訓劉復新主編5、泵站過流設施與截流閉鎖裝置嚴登豐著6、中小型泵站設計圖集第二章泵站設計參數(shù)確定一、設計流量確定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、設計凈揚程的確定H=10.5 5=5.5m三、設計揚程初估H 設=(1+K)H 凈=1.2 X 5.5=6.6m取 K=0.2四、確定最大、最小凈揚程Hmax=11 5=6mHmin=8.5 5=3.5m第三章水泵選型及設備配套一、水泵機組選型確定泵型方案根據(jù)上述揚程計算結果，再加上管路損失，揚程按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，設計揚程小于10米時，宜選用軸流泵；520米時，宜選用混流泵。所以，從產(chǎn)品樣本中選擇 350HW-8、400HW-7、650HW-7三種泵型進行比較（確定各方案中水泵臺數(shù)型號單泵流量（m3/s

5、）設計流量（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計流量和設計揚程的要求。 同一個泵站所選水泵型號要盡可能一致。按平均揚程選型時，水泵應在咼效區(qū)運行。在最咼和最 低揚程下運行時，應能保證水泵安全穩(wěn)定運行。有多種泵型可供銷選擇時，應對南組運行調度的靈活 性、可靠性、運行費用、輔助設備費用、土建投資、主機發(fā) 生事故可能造成的影響進行比較論證，從中選出指標優(yōu)良的 水泵。從多泥沙水源取水時，應考慮泥沙含量、粒

6、徑對水泵性 能的影響。泵站主機組的臺數(shù)一般以 48臺為宜。因本工程平均揚程較低，宜選混流泵，根據(jù)選型原則和 選型中應考慮的因素初選 650HW-7 型水泵 4 臺。因為作為 小型泵站、該型號泵泵站建設費和運行費可能最小，管理運 行較方便。二、動力機選配動力機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。本泵站為小型泵站，宜選用異步電動 機，初選電機型號 JS13-12 或 JS137-12 。配套功率計算N 配=KN 抽=1.3* pgQH/ n=91.3KWN 配 配套功率 120/90135/100確定電機型號根據(jù) 650HW-7 型混流泵，其轉速為

7、485r/min ，查電 機產(chǎn)品樣本選擇 JS137-12 型異步電動機。5、傳動方式選擇 選擇直接傳動，即聯(lián)軸器傳動，直接傳動方式傳動功率 大、傳動效率高、設備簡單，維修方便。三、管路配套1、吸水管路設計(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=(4Q/ nV)°5=(4*1.017/ n*2.0) 0-5=805(mm)查找有關手冊，選擇 D進為800mm350mm。管 長偏 心 接 管L=2(D-d)+150=2(800-650)+150=450mm取管徑D=0.8m，吸水管與水泵進出口采用漸縮管連接 吸水管采用鋼板卷管，管路接頭處設置

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、起重機設備選配因排水泵站系小型泵站，考慮起重設備用SG-2型單軌小車。性能參數(shù)如下表起重量提升高運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第四章泵房初步設計一、站址確定及布置站址選在內河的正對面，背靠

9、大壩，真高為9.0m。二、確定泵房結構型式該排水泵站系小型排水站，考慮到結構簡單，施工方便，泵房通風采光和防潮條件好，機組運行、檢修方便等因素， 故采用分基式泵房。三、泵房內部設備布置1、機組布置該機組只有4臺機泵，考慮到布置簡單、整齊，泵房寬 度小，故采用單列式直線布置，機組間距選1.5m。2、輔助設施布置配電間：考慮到機組較少，泵房跨度小，泵房利于通風 和采光，故采用一端布置，每臺機組配用一臺開關柜，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備采 潮，配電間的地面與房內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：從開關柜至機組的電纜整齊地鋪設在泵房地面 下的電纜溝內。排水溝：為了排除水泵水封用的廢水，泵房滲漏水以及 檢修水泵時的廢水，在泵房地面向進水池傾斜的坡度設排水溝，其尺寸為$ 0.4m , 3%的坡度。抽真空設備：當水泵正值吸水時，需充水后才能啟動， 需用真空泵抽氣充水，設真空池一座，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，設 1.5m 寬的 主通道，設 1.5m 寬的靠近設備的各通道。起重設備：為便于水泵或電動機的安裝和檢修，泵房設 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)機組臺數(shù)、機組基礎在 泵房長度方向的尺寸、機組間距以及建筑統(tǒng)一模數(shù)制，定為 4m X 6間=24m。泵房寬度，根據(jù)機組在泵房跨度方向的尺 寸，進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主要構件細部尺寸墻體：磚混結構 墻厚 240mm墻基：建在砼底板上 ,塊磚基礎磚為 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 進水建筑物設計一、進水池設計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 +2C=(4-1) X 4+0.8+1.6 X 2=16m池長：L=4.5D 進

13、+T=4.5 X 0.8+0.2 4m(T=0.25 X 0.8=0.2)細部構件尺寸：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、前池設計擴散角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、引水渠設計1、按明渠均勻流方法進行試算，確定水深h與底寬b ,明渠均勻流

14、公式如下：a=AC vRiQ設計流量（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)土質情況，取0.025A 引渠過水斷面面積（m2）;x濕周（m）H引渠設計水位 mm引渠邊坡取2.5引渠設計底咼程 m由以下計算得，引水渠渠底咼程為3.5m引渠設計斷面表樁號間 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不淤要求則泵站進水池設計水位為4.90m第六章泵運行工況點校核各種水位校核如下：1、設計凈揚程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、最高揚程H 凈=11.0 5.9=5.1m局=進+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 + 擴 + 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配應為N配=KN/ n傳=84.8kw選擇100kw電動機滿足要求。水泵工作性能表工進水位出水位凈揚程總揚程流里效軸功率況mmmmm3/s率kw設計水位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計一、真空泵選型擬選SZ-1型真空泵。二、泵房穩(wěn)定計算水泵采用混流