水泵課設(shè)說明書

1、s第一章、工程設(shè)計資料 1、地形資料 2、水文資料 （一）、水位 引河設(shè)計水位：19.0m 引河最低水位：17.5m 引河最高水位：20.5m 出水渠道水位：26.4m （二）、流量 設(shè)計流量：4.5第2章 、水泵選型 一、站址規(guī)劃 1、選擇原則 1）泵站站址應(yīng)根據(jù)流域或城建建設(shè)總體規(guī)劃，泵站工程規(guī)模、運行特點和綜合利用要求，考慮地形、地質(zhì)、水源或容泄區(qū)、電源、樞紐布置、對外交通、占地、拆遷、施工、管理等因素，并考慮擴建的可能性，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定； 2）站址最好選在地形開闊、岸坡適宜，有利于工程布置的地點；宜選擇在巖土堅實、抗?jié)B性能良好的天然地基上，不應(yīng)設(shè)在大的或活動性的斷裂構(gòu)造帶及其他不良

2、地質(zhì)地段，如果當(dāng)?shù)夭痪邆漭^好的地質(zhì)條件，同時考慮到本次設(shè)計的泵站規(guī)模較小，可以在建站處進行地基處理； 3）站址應(yīng)盡量選在交通方便和靠近電源的地方以方便機械設(shè)備、建筑材料的運輸和減少輸電線路的長度；4）選址時還要特別注意進水水流的平穩(wěn)和流速分布的均勻以及避免發(fā)生流向改變或形成回流、漩渦等現(xiàn)象。二、水泵設(shè)計流量和揚程 1、設(shè)計流量 2、確定水泵的揚程 1）凈揚程 初定4臺水泵，則每臺水泵的流量是 2）損失揚程： （1）引渠和前池自然坡降，按經(jīng)驗取0.05m （2）檢修門槽水頭損失，按經(jīng)驗取0.1m （3）攔污柵水頭損失 s柵條厚度；取10mm b柵條間距；取75mm a傾角；取90度 柵條形狀系數(shù)

3、。 所以，攔污柵水頭損失=0.165×4÷2÷9.81=0.034m，根據(jù)淮北地區(qū)的清污頻率，取0.2m （4）側(cè)向出水池水頭損失，取0.5m （5）拍門水頭損失=0.5×1.4×4÷9.81×0.5=0.14m （6）進出水管道水頭損失 按照圖中估計，進出水管道長度為10m，糙率按照規(guī)范取0.013，流速取2，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，算出d=0.85m 然后按照下列式子計算水頭損失 計算得出水頭損失為0.051m，總沿程水頭損失hl=1.05×2×0.051=0.11m 以上所有水頭損失相加得，總水頭損失h=0.

4、050.10.20.50.140.11=1.1m 3、設(shè)計揚程 三、水泵選型1、選型原則 1）要滿足設(shè)計流量、設(shè)計揚程及不同運行時期供排水的要求，同時保證整個運行期內(nèi)，機組安全穩(wěn)定高效運行。2）在平均揚程時，水泵應(yīng)在高效區(qū)運行；最高和最低揚程時，水泵應(yīng)能安全穩(wěn)定運行。3）水泵在運行中安全，汽蝕性能良好。4）節(jié)省機電設(shè)備及土建投資費用。5）運行、管理和維修方便。2、類型的選擇查GB50265，泵站規(guī)模為小（1）型，中小型軸流泵的流量以及揚程范圍均不滿足上述計算結(jié)果，離心泵揚程大，流量小，不適合，故選用混流泵。3、 型號的選擇 根據(jù)水泵設(shè)計流量和，查水泵樣本：方案型號H設(shè)(m)單機流量(m

5、9;/s)臺數(shù)轉(zhuǎn)速(r/min)效率(%)軸功率(kW)配用功率(kW)必需汽蝕余量（m）1650HW-10S9.70.923549089.098.6 1155.52650HW-7S11.21.2384 59090.01521806.0方案1：=8.5m，安裝角為0°,臺數(shù)選為5臺時，水泵流量，設(shè)計流量，故不可選；方案2：=8.5m，安裝角為-2°,臺數(shù)選為4臺時，水泵流量，設(shè)計流量，故可選；650HW-7S型軸流泵外形安裝圖如下4、安裝方式的確定安裝方式有立式、臥式和斜式三種，其中立式和臥式較常用,臥式機安裝高程一般位于進口水面以上，開挖量小，安裝要求比立式低，維修方便，

6、工作條件好。考慮到臥式泵的上述優(yōu)點比較適合本站的需要，型號為650HW-7S的4臺臥式全調(diào)節(jié)混流泵。5、配套功率的計算1）泵站采用電動機為動力機，根據(jù)資料可知，其配套功率按下式計算： ；式中： Q 水泵工作范圍內(nèi)對應(yīng)于最大軸功率的流量（m3/s）；H 水泵工作范圍內(nèi)對應(yīng)于最大軸率的揚程（m）；K 動力機備用系數(shù)（按表72選?。驹O(shè)計取1.1；p 最大揚程時所對應(yīng)的水泵效率； dr 傳動效率，取1.0。 故=135.56kW，配用功率取180kW。2）電動機 由水泵及水泵站P92得 電動機的安裝形式一般與水泵的安裝形式一樣，故配用臥式電動機； 單機功率180kW<280kW，選用低壓鼠籠

7、異步電動機； 功率在200kW以下，故選用0.4kV的三相交流電。6、進出水管道的確定查規(guī)范，進水管道設(shè)計流速宜取1.52.0m/s，出水流道設(shè)計流速宜取2.03.0m/s。每臺水泵的設(shè)計流量Q=1.238m3/s，擬定進水管道流量為2.0 m3/s，出水管道流速為3.0 m3/s.則有進水管道直徑，取d1=900mm，則實際進水管內(nèi)流速為v1=1.94m/s 。進水管喇叭口直徑D=1.2d1=1080mm ，取D=1100mm 。出水管道直徑，取d2=800mm ，則實際出水管內(nèi)流速為v2=2.46m/s 。第3章 、水泵安裝高程及泵房輪廓尺寸一、水泵安裝高程 必需汽蝕余量=6.0m水泵的安

8、裝高度Hx，指水泵的基準(zhǔn)面到進水池液面的垂直距離。一般用進水池最低運行水位計算偏于安全。已知水泵的地形高程為18m，初步假定，則,根據(jù)進水管的直徑900mm，水泵進口直徑650mm，查機電排灌設(shè)計手冊得，偏心漸縮管的系數(shù)為0.21，長度，選取喇叭管進口損失系數(shù)為0.56，喇叭口淹沒深度為2.0m，選取彎管比例為，則水頭損失系數(shù)為1.2 則進水管道總長=3.57+0.45+2.0+0.65+8=14.67m，則總水頭損失，所以可以選取該安裝高度。則水泵的安裝高程=17.5+3.57=21.07m，水泵的底板高程=21.07-1.0=20.07m二、泵房類型選擇泵房是整個泵站工程的核心建筑物，用以

9、安裝主機組，輔助設(shè)備，機電設(shè)備及部分管路，為機組的安裝，維修，運行提供良好的工作環(huán)境泵房結(jié)構(gòu)形式主要與進出水水位變幅，主機組的類型和結(jié)構(gòu)，地質(zhì)條件等因素有關(guān)。本設(shè)計采用分基型泵房。結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。由于機組基礎(chǔ)與房屋基礎(chǔ)分開，因此，機組運行時的振動不至于影響到整個泵房。泵房位于地面以上，通風(fēng)、采光和防潮條件都較好，機組運行、檢修方便。三、泵房布置及尺寸確定1、泵房內(nèi)部布置 1）主機組布置 本設(shè)計共用4臺水泵，采用一列式的布置形式。 2）配電設(shè)備布置 采用一端式布置,在泵房進線端建單獨的配電間，其優(yōu)點是機房跨度小，進出水側(cè)都可以開窗，有利于通風(fēng)及采光。考慮到配電4柜厚度及操作空間要求，配電間寬

10、度取2.0m。 3）交通道布置 沿泵房長度方向布置，寬度2m。 4）充水系統(tǒng)布置 真空充水啟動，布置以不影響主機組檢修、不增加機房面積、便于操作為原則，一般布置在機組之間靠進水池側(cè)的空地上。 5）排水系統(tǒng)布置 底板或泵房地面應(yīng)向下游有一定傾斜，機房內(nèi)設(shè)排水干、支溝。 6）通風(fēng)布置 合理布置門窗實現(xiàn)風(fēng)壓或熱壓自然通風(fēng)。在進出口兩側(cè)布置窗戶，窗戶總面積與泵房內(nèi)地面面積之比控制在不小于0.200.50m3之間。 7）檢修間布置 其平面尺寸要求能夠放下泵房內(nèi)部的最大設(shè)備或最大部件，并便于拆卸，同時還要留有空地存放工具等雜物。其寬度取1.21.5倍的機組中心距。2、 泵房尺寸確定1） 機房跨度 機房跨度

11、根據(jù)泵體的大小，進出水管道及其閥件的長度，安裝檢修及操作管理所必須的空間確定，并考慮進出水廁所布置的走道寬度要求，其跨度也應(yīng)與定型的屋架跨度或吊車跨度相適應(yīng)。泵房內(nèi)外的進出水管道為了避免漏氣漏水以及便與拆裝，通常都采用金屬管法蘭連接。由于進水管的直徑比水泵進口的直徑大，所以在水泵進口處需要安裝一個偏心漸縮接管，如圖中的，出口處需安裝一個同心漸擴接管。出水管道閥件的位置可根據(jù)具體情況確定。逆止閥的位置，對于分基型泵房，逆止閥置于室內(nèi)，但為了便于檢修，前裝逆止閥，后裝閘閥。為了方便閘閥的拆卸，閘閥后往往接一短管。此外，為了避免閥件重量傳給水泵或其他設(shè)備，閥件下均設(shè)支墩支撐。=C+D=1.138+0

12、.48=1.618m 。由于進水管的直徑比水泵進口的直徑大，所以在水泵進口處需要安裝一個偏心漸縮接管,設(shè)定伸縮角度為8度，即= 對于分基型泵房，逆止閥置于室內(nèi)，為了便于檢修，前裝逆止閥，后裝閘閥。本設(shè)計中=0.5m =0.5m =0.2m =1.0m =2m =0.2m 則機房跨度b=1.618+1.78+0.5+0.5+0.2+1.0+2+0.2x2=7.998m ，取b=8m。2） 機房長度 機房長度主要根據(jù)機組及機組基礎(chǔ)的長度，以及機組間的間距決定。機組間的間距根據(jù)機組的大小，機組的電壓等級及操作維護等要求而定，可按下表表3 泵房內(nèi)部設(shè)備間距表流量（m3/s）<0.50.5-1.5

13、>1.5設(shè)備頂端與墻間的間距（cm）70100120設(shè)備與設(shè)備頂端 的間距（cm）80-100100-120120-150設(shè)備與墻間的間距（cm）100120150平行設(shè)備之間的間距（cm）100-120120-150150-200高壓或立式電動機組間的間距（cm）150150-175200機組基礎(chǔ)長L=J+2K=0.55+2×0.43=1.41m，設(shè)計流量為1.125m3/s<1.5m3/s，取平行設(shè)備之間的距離為1.5m，則機組中心距可取L=1.5+1.41=2.91m，取L=3m。機房右側(cè)布置檢修間，長度L2取為3.0m。機房左側(cè)布置配電間，長度L1取為3.0m，則

14、機房長度L總=4L+L1+L2=4×3+3.0+3.0=18.0m。3） 機房高度 查水泵及水泵站按以下公式進行計算： 本設(shè)計采用LDA型電動單梁橋式起重機，其各參數(shù)見下表 起重量（t）操縱形式運行速度（m/min）型號功率(kW)起重機跨度(m)3地面操縱30ZDY21-42x0.88.0m機房底部高程取20.07m；車廂板離地面高度1.5m；墊塊高取0.2m；最高設(shè)備高度取泵的高度為1.67m；起重繩索的捆扎垂直長度取0.85x1.41=1.20；吊鉤極限高度取1.38m，單軌吊車梁高度取0.25+0.53=0.78m 則由上述數(shù)據(jù)可得機房高度h=1.5+0.2+1.67+1.2

15、0+1.38+0.78=6.73m，取h=7m。第4章 泵站總體布置一、進水池設(shè)計 1、進水池作用進水池是為水泵或其吸水管道抽水而修建的水池，主要作用是進一步調(diào)整從前池進入的水流，為水泵的進口提供良好的進水條件。其尺寸設(shè)計合理與否將影響水泵的吸水條件，即設(shè)計時要保證進水池中水流平順，無回流亦無漩渦。 2、進水池的后壁形式 進水池有多種邊壁形狀，應(yīng)用較多的是矩形、多邊形、半圓形及蝸殼形等，本設(shè)計采用矩形邊壁。 3、進水池的主要尺寸 1）進水池寬度 進水池寬度對池中漩渦、回流及水頭損失都有影響，其寬度過大，導(dǎo)向作用差，容易產(chǎn)生偏流、回流和漩渦；寬度過小將會增大水頭損失。B主要由進水管道寬確定，本設(shè)

16、計中4臺水泵，每臺水泵對應(yīng)一條進水流道，進水流道間距為3m，因此B取12m。 2）進水池長度進水池要有適宜的長度，以保證池中水流穩(wěn)定，防止前池來流的干擾；同時進水池要有足夠的有效容積，避免在啟動時由于來水較慢，進水池中水位急速下降，致使淹沒深度不足而造成啟動困難，甚至使水泵無法抽水。進水池最低水位為17.5m。初設(shè)進水池水深h=2.5m。k取40s。L=KQ/Bh=40x4.5/(12x2.5)=6m,取L=6m。3）進水池池底高程進水池的池底高程為15m。4）后壁距規(guī)范推薦后壁距T為（0.81.0）D，本設(shè)計采取后壁距為T=0.9m。5）懸空高度查書，建議懸空高度取C=（0.60.8）D，D

17、=1.1m,取C=0.8m。6） 淹沒深度 喇叭管垂直布置，淹沒深度hs>1.82.0D，本設(shè)計取淹沒深度hs=2m。二、引渠設(shè)計 1、引渠作用使泵房盡可能接近供水區(qū)，以較小輸水管路的長度，進而節(jié)省工程投資和能量損耗；為保證水流平順地進入前池創(chuàng)造必要的條件；避免泵房與水源直接接觸，從而簡化泵房結(jié)構(gòu)和方便施工。 2、引渠斷面有關(guān)參數(shù) 1）引渠比降i渠底比降大，流速增大，可能引起渠首沖刷，也會增大水頭損失；比降過小，又可能加大渠道斷面面積，引起渠首淤積。可取 2）渠床糙率n與渠道土壤、地質(zhì)條件、施工質(zhì)量及養(yǎng)護條件有關(guān)，還受通過的流量和含沙量的影響，一般的，當(dāng)養(yǎng)護條件正常時，可取。 3）邊坡系

18、數(shù)m 由流量，初步估計其水深為2.5m，根據(jù)地質(zhì)條件，取m=1.5。3、引渠斷面設(shè)計渠道時應(yīng)滿足縱向穩(wěn)定和平面穩(wěn)定的要求?？v向穩(wěn)定是指渠道在設(shè)計條件下不發(fā)生淤積，也不發(fā)生沖刷，或者在一定時期中沖淤保持平衡。平面穩(wěn)定是指在設(shè)計條件下渠道不發(fā)生左右擺動，渠床和兩岸不會局部沖刷或淤積。由于梯形斷面既可滿足上述要求，又比較常用，這里采用梯形斷面形式。 斷面尺寸計算時，可按明渠均勻流計算。其計算公式如下：其中：A過水?dāng)嗝婷娣e；b引渠底寬；m邊坡系數(shù)； h渠道水深； P濕周； R水力半徑 C謝才系數(shù)； Q流量； v流速 初設(shè)底寬3m，其計算結(jié)果如表4表4 引渠斷面計算表bhARQQ設(shè)VV不沖V不淤31.5

19、7.8750.9374.774.50.605420.750.4設(shè)計尺寸滿足要求，可得到引渠底寬b=3m。三、前池設(shè)計 1、設(shè)計前池的作用合理的銜接引渠和進水池，使水流均勻平順的流入進水池，為水泵吸水提供良好條件。 2、前池的形式根據(jù)水流方向，前池分為正向進水前池和側(cè)向進水前池兩大類。正向進水前池是指前池的來水方向和進水池的進水方向一致，側(cè)向進水前池是指來水方向和進水方向正交或斜交。由于正向進水前池形狀簡單、施工方便，且水流流態(tài)易滿足要求，所以本設(shè)計選擇正向進水前池。 3、前池的尺寸 1）前池的擴散角 正向進水前池在平面上呈梯形，其短邊等于引渠末端底寬，長邊等于進水池總寬。前池擴散角是影響前池流

20、態(tài)及其尺寸大小的主要因素，過大，則前池池長短、工程量小，但水流擴散太快，極易導(dǎo)致回流或旋渦；過小，則水流擴散平緩、可得到理想的流態(tài)，但這又導(dǎo)致前池池長過大，工程量增大。一般，前池的擴散角可取，這里取 2）前池池長 前池池長可用以下公式求解： B：進水池寬度； b：引渠末端的底寬；：前池擴散角 3）前池縱向坡度 由于水泵淹沒深度的要求，進水池池底的高程一般高于引渠末端的渠底高程，因此，還需要將前池池底做成具有一定坡度的斜坡，使其在立面方向上起連接作用。由，式中本設(shè)計取，則前池斜坡段長度為則前池的水平段長度為四、出水池設(shè)計 1、出水池的作用出水池是銜接出水管路與灌溉干渠(或容泄區(qū))的建筑物。出水池

21、的主要作用有：匯集出水管道的來流；防沖穩(wěn)流，擴散出水管水流，將水流平順地引入干渠，以免造成渠道沖刷；便于設(shè)置防止停泵時水流倒流的設(shè)施；便于設(shè)置檢修和斷流設(shè)施。 2、出水池結(jié)構(gòu)類型的選擇出水池的類型一般按水流方向的不同分為正向出水池、側(cè)向出水池和多向分流式出水池三種類型。本設(shè)計進水渠道與灌溉渠道不在一條直線上，水流需要改變方向，因此使用側(cè)向出水池。圖4 側(cè)向出水池 3、出水池的尺寸 1）出水池寬度 側(cè)向出水池的寬度對出流流量有一定影響，池寬對流量的影響隨池寬的增加而逐步減小。對多管側(cè)向出流，池寬應(yīng)隨匯入流量的增加而相應(yīng)增大。 ，本設(shè)計中取B=3.5m。1-1斷面： ； 2-2斷面： ； 3-3斷面：本設(shè)計有4根出水管道。因此：， 2）出水池長度 出水池長度可按下式計算其中： n出水管道個