泵站設(shè)計(jì)計(jì)算書

摘要254臺(tái)型號(hào)為1600ZLQ8.5-7.5。410級(jí)公路橋，在進(jìn)水側(cè)隔墩上建造一工作橋，用于人行和起吊閘門及攔污柵。1：5011：5011：1001AbstractBostenpumpstationislocatedintheupperreachesofthePeacockRiver.Itoffersthebenefitofdrain,irrigation,powergenerationandprotectionofwaterquality.TherateofflowdesignedforthepumpstationisThemainbuildingofthepumpstationisdesignedbytheⅡlevelstandardforarchitecture,whichhas7verticalaxialPump(model:1600ZLQ8.5-7.5)correspondingthesupportingelectricmotorsTL800-24/2150TH.GiventhatperipherallocationoftheBostenpumpstation,theinletpassageforwaterentryisdesignedliketheshapeofthebell,inordertofacilitatetheconstructionaswellastoreducethecost.Thedesignofthesuctionsumpadoptsthewayofextendingtheinletpassageofwaterentry.Bydoingthat,notonlycantheoverhaulsluicegateandthetrashrackbearranged,butalsocanenlargethespacebetweenthemtomakethewaterflowbetter.Inconsiderationofthetransportation,a4-meterbroadand10-gradehighwaybridgeshasbeendesignedbesidethewaterexist.Also,aservicebridgehasbeenbuildbesidethewaterentryforpedestrianaswellashoistingthesluicegateandtrashrack.Onthepicture1,thetransversesectionpictureofthepumphousewillbedrawnintheproportionof1:50,andtwopicturesofitsplanefigureintheproportionof1:50,andkeywatercontrolintheproportionof1:100.第一章泵站興建緣由及概況第一節(jié)建站緣由博斯騰湖位于我國(guó)新疆巴音郭楞蒙自治州境內(nèi)。其上游為開都湖水出流不暢，沿岸湖寬水淺，湖面蒸發(fā)損失很大（年蒸發(fā)量約10億立方米，因而造成孔雀河灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水不足，整個(gè)焉耆盆地地下5×8500kw裝機(jī)，只能運(yùn)行一臺(tái)，石灰窯水電站2×3000＋2×3200kw機(jī)也不能滿20年以來，博湖的水質(zhì)也發(fā)生了很大的變化，湖水的礦化度1958年為0.383～0.390g/L19816～81.8g/L22年中平均每0.064g/L根據(jù)焉耆盆地治堿、排水，降低地下水位的1046m保證鐵門關(guān)水電站和石灰窯電站枯水期的發(fā)電流量,滿足負(fù)荷要求,冬季不要限電；4.促進(jìn)湖水循環(huán),防止湖水繼續(xù)咸化,同時(shí)限制地下水位升高,減輕土壤鹽漬化程度。博湖泵站建成后,可兼收排水、灌溉、發(fā)電、保護(hù)水質(zhì)四方面的效益,一舉而數(shù)得。第二節(jié)基本資料一、地形資料博斯騰湖水系示意圖；。二、地質(zhì)資料泵站站址處： 地表下0－2m,厚亞砂土(干容γ干=1.5t/m3)； 2－12m10m細(xì)砂土(γ干=1.5510cm數(shù)60次；12－112m100m,亞砂土(干容重γ干=1.8t/m3),3cm,擊70次；地下水位1047.08－1047.78m,低于湖水位,由湖水補(bǔ)給。細(xì)砂滲透系數(shù)K＝4.08－10.00m/晝夜，地下水礦化度高達(dá)24.25－26.037g/LCO2，CO210.75－161.75mg/L，對(duì)。三、氣象資料1．ft間盆地與峽谷區(qū)：海拔3000－4500m，氣候嚴(yán)寒，年平均氣溫－5.140.5℃（發(fā)生在一月。雨量多，年降水量300mm678三個(gè)月。冬季長(zhǎng)5個(gè)月，最大凍土深4.4m，最大風(fēng)速2．焉耆盆地：海拔1048－1200m，氣候冰爽，年平均氣溫8.6℃，年最高氣溫℃℃（發(fā)生在一月，無霜145317466mm，1983mm31天，凍土深1.05m，不宜種冬麥。 3800－950m，受塔里木沙漠氣候影響，大陸性10.743.1℃(發(fā)生在八月)，年最低氣溫－32.7℃（發(fā)生在一月。年降水量61.2mm，2668.3mm，日照時(shí)數(shù)為3001小時(shí)，無霜期長(zhǎng)，平均為195天，適宜種植棉花及復(fù)種玉米。最大風(fēng)速4－5320.65m四、水文資料(1）泵站最高下水位1048.0m；(2）泵站設(shè)計(jì)下水位1043.0m；(3）泵站最低下水位1043.0m；(4）出水池校核水位1050.2m；(5）出水池設(shè)計(jì)水位1050.0m；(6）出水池最低水位1047.4m。2．流量資料設(shè)計(jì)流量為25m3/s。五、建筑物等級(jí),湖水位、灌溉庫爾勒地區(qū)農(nóng)田的任務(wù),參照鐵門關(guān)水電站主體建筑物等級(jí)(Ⅱ級(jí)),,筑物按Ⅲ級(jí)設(shè)計(jì)。六、其他資料8按8度設(shè)計(jì)。2．能源：泵站用電由鐵門關(guān)水電站供給，在鐵門關(guān)水電站的110kV升壓站接網(wǎng)，用53公里110kV架空輸電線路輸送至本站。3．交通、建材：本地交通方便，陸路可通汽車，水路可通船舶；建筑材,砂石料更可就地取材。第二章工程規(guī)劃第一節(jié)站址選擇一、選址原則泵站站址應(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(yùn)可能性，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。建筑材料的運(yùn)輸和減少輸電線路的長(zhǎng)度。避免發(fā)生流向改變或形成回流、漩渦等現(xiàn)象。理布置等要求，經(jīng)綜合比較選定。因素地形工程量進(jìn)水流態(tài)交通、供電站址地形開闊、引渠穿堤，湖堤以南地勢(shì)平坦開方量大湖堤以北地形狹窄稍有坡度引渠較短，泵房挖方少遠(yuǎn)離孔雀河離鐵門關(guān)稍遠(yuǎn)，增加交入口，水流湖堤之上——挖開湖堤，開方量大流態(tài)較好通及輸電距離地形開闊、岸坡較緩，東站點(diǎn)地勢(shì)平坦引渠較長(zhǎng)地形開闊、岸坡適宜，西站點(diǎn)流態(tài)稍差較為方便地勢(shì)平坦節(jié)約開方量二、從湖泊取水的泵站應(yīng)靠近湖泊出口的地方?？紤]到供電、交通等因素，決定在博斯騰湖西南側(cè)，孔雀河以東兩公里左右處修建博斯騰湖泵站。在該區(qū)域地形開闊、岸坡適宜、有利于工程布置，并且地質(zhì)良好，能滿足正面進(jìn)水和正面出水的要求。具體布置地點(diǎn)及形式見地形圖所示。第二節(jié)設(shè)計(jì)揚(yáng)程及設(shè)計(jì)流量的確一、設(shè)計(jì)揚(yáng)程 1．(1）（▽max）1048.0m；(2）（▽進(jìn)設(shè)）1043.0m；(3）泵站最低下水位（▽min(4）（▽max）1050.2m；(5）（▽出設(shè)）1050.0m；(6）出水池最低水位出低。實(shí)際揚(yáng)程出 實(shí)際最大揚(yáng)程：H出 max max min實(shí)際設(shè)計(jì)揚(yáng)程：H設(shè)=▽出設(shè) －▽進(jìn)設(shè)=1050.0－1043.0=7.0m出低 實(shí)際最小揚(yáng)程：H出低 min max初估揚(yáng)程實(shí) （因本泵站實(shí)際揚(yáng)程

=7米，流量Q>1000L/s,根據(jù)管凈7-1，k0.1）設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算如下：H設(shè)=（1+0.1）×7.0=7.7m二、設(shè)計(jì)流量Q設(shè)=25m3/s第三節(jié)主機(jī)組選型及臺(tái)數(shù)確定一、主水泵水泵選型泵型1600ZLB1400ZLB(Q) 1600ZLQ1200ZLB參數(shù)泵型1600ZLB1400ZLB(Q) 1600ZLQ1200ZLB參數(shù)(Q)-65.5-7.58.5-7.5(Q)-100H（m）設(shè)7.77.77.77.7N(kw)單機(jī)總計(jì)單機(jī)總計(jì)565420705315軸2260210021152205N800500800280配(kw)3200250024002240電機(jī)型號(hào)TL800-20/ TL800-20/L800-24/215021502150TH單機(jī)Q（m3/s）6.255.008.333.35臺(tái)數(shù)4537安裝角-2-20+2（度）葉輪直徑(mm)154012001450970N(r/min)300375300490η(%)8586.889.083.0備注備注TL800-20/2150TL800-24/215092A，轉(zhuǎn)速250r/min方案比較：號(hào)方案泵型，查《軸流泵設(shè)計(jì)選型手冊(cè)P79工作性能曲線圖可得當(dāng)H 安裝角為°時(shí)流量（，設(shè)與實(shí)際流量Q （6.25的差距為0.48%，小于5%，故可選；實(shí)號(hào)方案，1400ZLB(Q)5.5-7.5P75工作性能曲線圖可得當(dāng)H =7.7m，安裝角為-2°時(shí)，流量Q=5.15設(shè)，與實(shí)際流量Q （0）的差距為，小于%，故可實(shí)選； P80工作性能曲線圖可得當(dāng)H ，安裝角為°時(shí)，流量（，設(shè)與實(shí)際流量Q （8.3的差距為0.00%，小于5%，故可選；實(shí)號(hào)方案，1200ZLB（Q）-100P80工作性能曲線圖可得當(dāng)H =7.7m，安裝角為+2°時(shí)，流量Q=3.35設(shè)，與實(shí)際流量Q （）的差距為，大于，故實(shí)不可選；號(hào)方案皆可選的前提下，由于3號(hào)方案效率較高，為89.0%，故初步定為3號(hào)方案，即1600ZLQ8.5-7.5泵型。臺(tái)數(shù)確定為了在正常檢修或發(fā)生事故時(shí)泵站仍能達(dá)到設(shè)計(jì)流量的要求，多1臺(tái)備用機(jī)組，因此本站采用四臺(tái)機(jī)組。安裝方式確定立式機(jī)易受潮；管路短，損失小；吸水高度小，無真空出現(xiàn)；撓度小，磨損均勻；可置于洪水位以上，無需防洪?？紤]到立式泵的上述優(yōu)點(diǎn)比較適合本站的需要，故最終采用安裝角為0度,型號(hào)為1600ZLQ8.5-7.5的四臺(tái)立式全調(diào)節(jié)軸流泵。二、配套電機(jī) 根據(jù)水泵的樣本，選用配套電機(jī)為TL800-24/2150，其中電機(jī)的配套功2400kw6kV三、水泵及電動(dòng)機(jī)重量水泵部件重量見表水泵部件重量單位：t部件主軸葉輪外導(dǎo)葉體殼轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)件動(dòng)部30 度彎管總重重量1.90.9 1.41.95418.0電動(dòng)機(jī)部件重量見表電動(dòng)機(jī)部件重量圖 單位：t部件部件定子轉(zhuǎn)子連軸上機(jī)架下機(jī)架總重重量重量4.85.42.51.115.2第四節(jié)泵站樞紐布置樞紐布置要?jiǎng)?chuàng)造良好的水流條件，引水、進(jìn)水流態(tài)要平穩(wěn)，不能產(chǎn)生回流、死水區(qū)，以免淤積。由地形估計(jì)本站應(yīng)用正面引水，所以引水直段至少要有3～5倍的機(jī)房長(zhǎng)度。而且出水渠道應(yīng)避免與容泄河道迎流頂沖。泵房的建造處見地形圖。引渠、前池、進(jìn)水池、出水池等樞紐布置的具體尺寸詳見第三章，設(shè)計(jì)后的圖見地形圖及泵站樞紐圖所示。第三章樞紐建筑物設(shè)計(jì)第一節(jié)泵房型式泵房是泵站中的主體建筑物，其是裝設(shè)水泵主機(jī)組、輔助設(shè)備、電氣設(shè)備及其他設(shè)備的主要建筑物，同時(shí)為機(jī)電設(shè)備及其運(yùn)行管理人員提供良好的工作條件。固定式泵房主要有分基型、干室型、濕室型和塊基型四種。、機(jī)組類型（本泵站選用的立式泵，水泵的吸水性能；、水泵口徑5出水口徑為；3、水源水位變幅（最高水位1048.0米，最低水位1043.0米，水位變幅5米，較大；4、進(jìn)出水流道型式；形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)泵房作為大堤的一部泵房承受上下游水位差所堤身式分，可直接擋水；出水流造成的水平推力作用，對(duì)泵房道較短；設(shè)計(jì)合理時(shí)相對(duì)的穩(wěn)定性及防洪要求高；由于形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)泵房作為大堤的一部泵房承受上下游水位差所堤身式分，可直接擋水；出水流造成的水平推力作用，對(duì)泵房道較短；設(shè)計(jì)合理時(shí)相對(duì)的穩(wěn)定性及防洪要求高；由于經(jīng)濟(jì)。適合于上下游水位破堤建站，當(dāng)跨越汛期時(shí)施工差較小的場(chǎng)合。要有安全度汛措施，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)要求相對(duì)較高。擋水建筑物與站身分站身不直接擋水，出水管堤后式設(shè)，建筑物等級(jí)沒有堤身路較長(zhǎng)。式高，適合與上下游水位較大的場(chǎng)合。綜上考慮，選擇堤身式泵房形式。第二節(jié)引渠設(shè)計(jì)一、設(shè)置引渠的作用 使泵房盡可能接近供水區(qū)，以較小輸水管路的長(zhǎng)度，進(jìn)而節(jié)省工程投從而簡(jiǎn)化泵房結(jié)構(gòu)和方便施工。二、引渠路線的確定引渠路線的選擇應(yīng)根據(jù)選定的取水口及泵房位置，結(jié)合地形地質(zhì)條三、引渠的類型渠，其渠頂是水平的，不會(huì)因渠道中流量的變化而發(fā)生漫溢。四、引渠斷面設(shè)計(jì)（一）引渠斷面有關(guān)參數(shù)1.渠底比降i 可取i=1/2000~1/5000，含沙量少時(shí)，可取i<1/5000，這里取i=1/5000。2.渠床糙率nn時(shí)，可取n=0.025。3.邊坡系數(shù)m25m=2.25。（二）引渠斷面形式這里采用梯形斷面形式。（三）引渠斷面尺寸斷面尺寸計(jì)算時(shí)，可按明渠均勻流計(jì)算。其計(jì)算公式如下：A=(b+mh)hC=Q=ACV=Q/A其中過水?dāng)嗝婷娣e；流量； 流渠道底寬；渠道水深濕周C-謝才系數(shù)；R-水力半徑其計(jì)算結(jié)果如EXCEL計(jì)算斷面尺寸表：表中從計(jì)算表知，當(dāng)渠道斷面尺寸為b=10m,h=2.2m 時(shí)斷面滿足：=0.001748<0.05Vcd<Vd<Vcs說明斷面設(shè)計(jì)合理。（四）引渠渠底高程▽渠底=▽設(shè)計(jì)水位-h=1043.0m-2.2m=1040.8mEXCEL計(jì)算斷面尺寸表bhARQQ設(shè)102291.46104121.1226325102.539.06251.75081232.09924252.2533.890631.60771726.31041251032.891.57868925.2253125102.1531.900631.54951324.1641225VV不沖V不淤PCk0.7283670.6105020.91918719.8488642.609240.1550950.8217410.6365931.13312422.3110743.91369-0.283970.7763330.6240581.02587421.0799743.29406-0.052420.766960.6214361.00449620.8337443.16278-0.009010.7574810.6187710.9831420.5875243.028790.033435第三節(jié)前池設(shè)計(jì)一、設(shè)置前池的作用水提供良好條件。二、前池的形式 池是指來水方向和進(jìn)水方向正交或斜交。由于正向進(jìn)水前池形狀簡(jiǎn)單、施工方便，且水流流態(tài)易滿足要求，所以這里選擇正向進(jìn)水前池。三、前池的尺寸（一）α。正向進(jìn)水前池在平面呈梯形，其短邊等于引渠末端寬度、長(zhǎng)邊等于進(jìn)水池總寬。前池的擴(kuò)散角是影響前池流態(tài)及其尺寸大小的主要因素，過大，則前池尺長(zhǎng)短、工程量小，但水流擴(kuò)散太快，極易導(dǎo)致回流或漩渦；過小，則水流擴(kuò)散平緩、可得到理想的流態(tài)，但這又導(dǎo)致前池過長(zhǎng)，工程量增大，因此必須在合理范圍內(nèi)選取。水流在漸變段擴(kuò)散流動(dòng)時(shí)，在一定流速、水深下α/2角，水流因慣性而脫離邊壁。根據(jù)公式計(jì)算天然擴(kuò)散角。計(jì)算得α/2=15.0012α=30.0024°則前池的天然擴(kuò)散角為30.0024°。一般的，前池的擴(kuò)散角可取20°~40°，這里取30°，且滿足α<30.0024°。（二）前池池長(zhǎng)L前池池長(zhǎng)可用以下公式求解：式中，B：進(jìn)水池寬度；b：引渠末端的底寬；：前池?cái)U(kuò)散角則 m（三）前池池底縱向坡度i由 ( 為引渠末端底部和進(jìn)水池底部高差，L為前池長(zhǎng)度)則0.05i0.2-0.3i=0.2，則前池斜坡段長(zhǎng)度9.2所以引渠的水平段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L-L=25.7-9.2=16.5m。2 1（四m=2.25。與進(jìn)水池中心線成45°夾角的直立式翼墻可獲得較好的流態(tài)，并且第四節(jié)進(jìn)水池設(shè)計(jì)一、進(jìn)水池的作用件，即設(shè)計(jì)時(shí)要保證進(jìn)水池中水流平順，無回流亦無漩渦。二、進(jìn)水池的后壁形式及主要參數(shù)進(jìn)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，本泵站選用矩形后壁，其主要參數(shù)有進(jìn)水池寬度B、喇叭口懸空高度C、后壁距T、池長(zhǎng)L及淹沒深度Hs。三、進(jìn)水池的主要尺寸（一）進(jìn)水池寬度B進(jìn)水池寬度對(duì)池中漩渦、回流及水頭損失都有影響，其寬度過大，導(dǎo)B主要由進(jìn)水流道寬及隔墩、邊墩的設(shè)置決定。B=nb+nd+nd1 1 2 2式中，n：進(jìn)水流道數(shù), b*：進(jìn)水流道寬度，n：隔墩數(shù)目1d：隔墩寬度， n：邊墩數(shù)目， d：邊墩尺寸1 2 2具體取值及計(jì)算結(jié)果見下式。B=4*b*+3*1.0+2*1.2=4*4.6+3+2.4=23.8m即進(jìn)水池寬度為24m。（二）喇叭管垂直布置C取（0.6~0.8）D=0.7*1.6=1.12m；喇叭口淹沒深（0.8~1.0）D=1.6m；喇叭管中心線與側(cè)墻距離取1.5D=2.4m；喇叭管中心線至進(jìn)4D6.5m。（三）進(jìn)水池長(zhǎng)度L L=K*Q/B/h式中：L；B；h為進(jìn)水池水深，m；Q30-50倍設(shè)計(jì)流量確定。這里取為且設(shè)計(jì)條件下進(jìn)水池池中水深為. 式中35）所以可求得進(jìn)水池長(zhǎng)度為L(zhǎng)=K*Q/B/h=40*25/23.8/4.5=9.34m，取10m。（三）進(jìn)水池池底高程至進(jìn)水流道底板高度H求得。水泵安裝高程為1040.3m,H=h0+h+h1=0.5+0.5+0.8=1.8m。則，進(jìn)水池池底高程為1040.3-1.8=1038.5m。▽H安=▽H下低-h淹沒-▽/900=1043-1.5-1043/900=1040.3m第五節(jié)進(jìn)水流道設(shè)計(jì) 大型低揚(yáng)程泵站需專門設(shè)計(jì)進(jìn)出水流道一、進(jìn)水流道的型式 大中型立式泵站常采用的進(jìn)水流道型式有：肘形進(jìn)水流道、鐘形進(jìn)水流道、簸箕形進(jìn)水流道、雙向進(jìn)水流道等。簸箕形進(jìn)水流道雖然形狀較簡(jiǎn)單，施工方便，但由于技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在我國(guó)還沒有得到廣泛的應(yīng)用，本站不予采用；雙向流道是鐘形進(jìn)水流道雖然會(huì)增加泵站的占地面積，但由于該地區(qū)不處于城采用鐘形進(jìn)水流道是適用且可行的。二、鐘形流道的設(shè)計(jì) OhABDOhABDcODDqZqZ根據(jù)水泵結(jié)構(gòu)，取水泵座環(huán)法蘭面作為喇叭管的出口斷面，其直徑為D=1.6m。0Dh=0.5m。0求導(dǎo)水錐的常數(shù)KD1=（1.3~1.4）D0，取D1=2.1m。計(jì)算出K=3.05。Z0=K/(D0^2)=1.19 Z1=Z0-h=1.19-0.5=0.69ZD2=3.05ZDDi值，求出i i i i2、導(dǎo)水錐尺寸的確定對(duì)應(yīng)的Zi2、導(dǎo)水錐尺寸的確定Di1.601.651.701.751.801.851.901.952.002.052.10Zi1.191.121.061.000.940.890.840.800.760.730.69導(dǎo)水錐線型圖dididhhiiZD取導(dǎo)水錐上部的直徑等于或小于水泵葉輪轂直徑d01.4mD12.1m。根據(jù)水流條件選擇喇叭管進(jìn)口至底板的高度 h1，一般可取h1=(0.4~0.6)D0，取h=0.8m。1根據(jù)水泵葉輪位置和，決定導(dǎo)水錐的高度，一般為。h為喇叭管高度，導(dǎo)水錐與輪轂相接（都應(yīng)有一定間隙。此處1.3m。求導(dǎo)水錐的常數(shù)KK=4.5864ZD2=4.5864ZD的關(guān)系曲線，即為導(dǎo)水錐的i i i i輪廓線。3、蝸殼尺寸的確定計(jì)算各斷面流量，將蝸殼分為若干過水?dāng)嗝媲蟪龈鲾嗝娴牧髁縌i為第i斷面的流量，為第i斷面至隔舌的夾角；平均流速 ；Qi和vFi：Fi=Qi/v=列表計(jì)算如下：10°20°30°40°50°60°70°80°90°0.14650.29300.43950.58600.73250.87901.0261.1721.319Fi/m2Fi/m2蝸殼計(jì)算斷面a’。其αα=45o~60o，45o。h2h2h1h之和，1.2m。0.1D0,0.16m。分為三段計(jì)算各斷面的蝸殼寬度a。ai>a’+（h2-h1）ctgα?xí)r，ai=1/h2[Qi/v+(h2-h1)a’+1/2(h2-h1)^2ctgα]。當(dāng)a’<ai<a’+(h2-h1)ctgα?xí)r，ai=1/h1[Qi/v-1/2(ai-a’)^2ctgα]。Fi/m2ai<a’時(shí)，ai=Qi/(h1v)Fi/m210°20°30°40°50°60°70°80°90°0.14650.29300.43950.58600.73250.87901.0261.1721.319aiai0.1817 0.3449 0.4838 0.6083 0.7304 0.8525 0.9750 1.097 1.2193．進(jìn)口段尺寸的確定(1)流道寬度B=2a+D1=2*1.219+2.1=4.538m，取4.6m。h2B-BhB=1.2m。vA0.5<vA<1.0m/shA=2.8m進(jìn)口流速（滿足VA在1.0m/s范圍內(nèi)的要求。（4）α=30°β=0°流道長(zhǎng)度L=4.53m一般L=（3.5~4.0）D0=5.6~6.4m,超出范圍不是很大。第六節(jié)出水流道設(shè)計(jì) 一、出水室形式 水。彎管出水優(yōu)缺點(diǎn)：積累了較多的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)； 水泵廠可以供給配套的部件；房高度，但平面尺寸較??；當(dāng)出口水位低于彎管出口高程時(shí)，出水流道要多轉(zhuǎn)兩個(gè)彎，增加施工麻煩和水流阻力損失；蝸殼出水優(yōu)缺點(diǎn)：縮短了泵體軸向尺寸，可以降低泵房高度，但平面尺寸較大；降低了出口高程，有可能避免低駝峰的布置形式；蝸殼出水主要缺點(diǎn)是出水損失較大，降低了水泵的效率；蝸殼斷面形狀復(fù)雜，施工麻煩；綜上考慮，本站采用彎管出水。二、出水流道形式出水流道后段可分為虹吸式、直管式、屈膝式、貓背式以及雙向出水等幾種形式，通常根據(jù)流道斷流方式、水泵形式、泵站揚(yáng)程范圍、出水水位變化幅度和樞紐整體布置等因素綜合考慮決定。其中虹吸式和直管式較為常用。直管式出水流道設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單，但由于其斷流采用拍門或快速閘門，水流速度大，導(dǎo)致水力損失也較大，而且拍門受工藝限制常有事故發(fā)生，運(yùn)行不如虹吸式可靠。虹吸式出水流道水頭損失小，斷流方式簡(jiǎn)單可靠，維修操作工作量小。適用于出水池水位變幅不大的立式或斜式低揚(yáng)程泵站。本站設(shè)計(jì)為虹吸式出水流道，其原因主要為：斷流采用真空破壞閥，安全可靠，而且由于不用拍門、閘門及其啟閉設(shè)備，金屬材料耗量較少且可減少維修操作的工作量。2．本站出水池水位變幅為2.8m，不是很大，虹吸式出水流道正好適用于出水池水位變幅不大的立式低揚(yáng)程泵站。3．利用虹吸管作為出水流道，可以適應(yīng)外河水位的變化，可以避免三、虹吸式出水流道的設(shè)計(jì)投資較省，且斷面形狀簡(jiǎn)單，便于施工等效果。1、擴(kuò)散管和出水彎管段擴(kuò)散段和出水彎管參照1600ZLQ安裝圖，選用60°彎管。2、虹吸式出水流道上升段這部分?jǐn)嗝嫘螤钣蓤A變方，在平面上逐漸擴(kuò)大，在里面上稍微收縮，軸線向上傾斜。一般取上升角α=30o~45o，此處α取為30o，φ2D1B2φ2<=8°~12°時(shí)水力阻力最小，斷面由圓變方的漸變長(zhǎng)度一般不小于管徑的兩倍。此處取φ2=5°， 故駝峰斷面寬度B=2.39m，此處取為。3、虹吸式出水流道的駝峰段駝峰頂部斷面處平均流速v的確定。我國(guó)現(xiàn)有虹吸式出水流道的駝峰斷面處的平均流速所采為駝峰斷面的水力半徑，故此處R0.5m，v=2.4m/s。駝峰底部的高程▽底的確定。▽底=▽高+δδ=0.1~0.3m。故▽底=+δ=1050.2+0.3=1050.5m駝峰斷面面積A的確定。駝峰處多采用高度較小的矩形斷面駝峰斷面高度h和寬度B的確定。根據(jù)已運(yùn)行泵站的經(jīng)驗(yàn)，駝峰高度 h 采用的范圍為0.5~0.785倍的出水彎管出口直徑，即此處取h=1.1m，駝峰斷面的寬度B應(yīng)盡量放寬，但不宜大于進(jìn)水流道的寬度同時(shí)也不宜超過上升段允許擴(kuò)散角所要求的最大寬度。駝峰頂部高程的確定。▽頂=▽底+h=1050.5+1.1=1051.6m▽底為駝峰底部高程為駝峰段面高度 B的確定。B=A/h=3.5/1.1=3.2mAh=0.785D時(shí)，虹吸管上升段的平面擴(kuò)散=0,即無擴(kuò)散。當(dāng)h<0.785DB>D越大，越大，越大又會(huì)增大阻力損失，因此不宜使B太大，一般可B=（1~2）R2的確定。R21.5倍D左右，此處取R2為3m。 4、虹吸式出水流道下降段下降段一般是等寬的，但為了減少流道出口的動(dòng)能損失，有的也設(shè)計(jì)成擴(kuò)散型，此處取B=3.2m，下降段傾角β=60°。5、虹吸式出水流道出口段V3=1.5m/s出口頂部高程▽3=▽池低-h淹其中：h淹=（4～5）v32/2/g=4.5×1.5×1.5/2/9.8=0.52m＞0.3m▽3=▽池低-h淹=1047.4–0.52=1046.88m6、駝峰頂部真空值的校核R-RT-T計(jì)算斷面面積F=3.3m2，F(xiàn)=3.5m2，F(xiàn)=3.5m2，F(xiàn)=3.5m2，F(xiàn)P K Q R T駝峰頂部實(shí)際的真空值：h損

ν2 駝 P-Q

νQ-R

2 Q-R

νR-T

2 R-T

ν 2）出 Tν2 =16Q2/（F+2F+FP-Q P K Qν2 =4Q2/（F +FQ-R Q Rν2 =4Q2/（F+FR-T R Tν2=Q2/F2=(25/3)2/5.762=2.09T T阻力損失系數(shù)ξ

=0.466；ξ =0.062；ξ 駝 Q-R R-T

=1.0出h損=1/2/9.81(1/2*0.466*5.83+0.062*5.67+1.13*3.24+1*2.09)=0.38H實(shí)=▽頂-▽池低+(v22-v32)/2/g-=1051.6-1047.4+(2.4*2.4-1.5*1.5)/2/9.8-0.38=3.99m駝峰頂部的最大允許真空值：H =P/ρg-P/ρg-a允 a k式中：H7.5m水柱；P/aρg9.14（4-1不同海拔高度的大氣壓力；Pg8.6°C來kρ1.0m。<H允=7.5m 。四、出水流道線型設(shè)計(jì)圖出水流道剖面圖、出水流道各斷面尺寸圖分別如下：1168,39954,27784,24GEGEGJA450KJA最低水位K3200132001132033,121R80A-A R80

G-G32032024,64132008320081由上面兩個(gè)圖可求得相應(yīng)的各過水?dāng)嗝娴拿娣e、流速，值列于下表：由上述表格所列的流速與長(zhǎng)度的關(guān)系，可得及由上述表格所列的流速與長(zhǎng)度的關(guān)系，可得及V-L曲線如圖下降曲線為下降曲線為F-L曲線，上升曲線為V-L曲線。F-LV-L曲線為寸設(shè)計(jì)是合理的。第七節(jié)出水池設(shè)計(jì)一、出水池形式 （或排水干渠(筑物。其根據(jù)池中水流方向可分為正向出水池和側(cè)向出水池，這里選用正向出水池。二、出水池尺寸（一）進(jìn)水池長(zhǎng)度L用水面旋滾法采用經(jīng)驗(yàn)公式L=Kh 最大淹hp180cm,K=5.8L=5.8*5.32=30.856m。（二）出水池寬度B

B(nnB出

2ab其中：δ—為中間隔墩厚，本站取為n—出水流道個(gè)數(shù)為4個(gè)； 出a—邊墩厚取1.5m； B —出水流道出口段寬度為3.2m；出b—1.5m。，小于進(jìn)水池寬0度，取與進(jìn)水池同寬。（三）出水池池頂高程▽池頂和池底高程▽池底▽池頂=▽高+▽h0.4mQ>10.5m。=▽高+▽h=1050.2+0.5=1050.7m。▽池底=▽min-h淹-h3V2其中：h

出淹2g淹

=（3～4）1.4472/2/9.8=0.32～0.43取為0.35米；3h —1.8米。3所以

h=1047.4-0.35-1.8=1045.25m。池底 min 淹 3（四）出水池與渠道平面銜接段的錐角α=20～45度之間較好。第八節(jié)上下游銜接建筑物由于引渠為梯形斷面，而前池是矩形斷面，所以引渠和前池之間需設(shè)置銜接建筑物翼墻，前池翼墻有直立式、傾斜式及圓弧式。這里采用直立式，直立式翼墻可以獲得良好的流態(tài)，并且便1變截面重力式。第四章水泵裝置工作點(diǎn)及工況校核第一節(jié)管路損失計(jì)算 和，即由于上下游水面的高程變化不大，上下游壓差很小，可以忽略。式中：裝置需要揚(yáng)程； 裝置凈揚(yáng)程；總阻力損失；沿程水力損失；局部水力損失糙率對(duì)于混凝土管可用0.013，鋼管可用；計(jì)算段的平均流速（l計(jì)算段的長(zhǎng)（；R：水力半徑(m)；：計(jì)算段的局部阻力損失系數(shù)，可根據(jù)《機(jī)電排灌設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《大型電力排灌站》中流道水力計(jì)算部分選?。河?jì)算斷面上的流速hf在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，管路損失往往需要通過模型試驗(yàn)來確定，但受條件所限，只能采用公式進(jìn)行計(jì)算。這就需要將沿程管道簡(jiǎn)化，以套用公式進(jìn)行計(jì)算。流速水力半沿程損失計(jì)算表流速水力半糙率長(zhǎng)度L沿程損失流道計(jì)算段n(m)V(m/s)徑R(m)hf(10-3m)進(jìn)水水平段0.0133.481.020.6441.1流道喇叭管段0.0131.23.4651.20251.904上升段0.0135.1861.9920.4978.834出水駝峰段0.0133.8482.3670.40912流道下降段0.0133.41.9450.4725.915出口段0.0132.5461.6730.5242.851沿程損失公式為公式：hfn2v2R43其中的v和R=0.033m二、局部損失由《機(jī)電排灌設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《大型電力排灌站》中的局部損失算方法可得局部損失于下表 局部損失計(jì)算表局部損局部損局部阻計(jì)算流失備注斷面力系數(shù)速hj(10-3ζiV(m/s)m)0.20.664.442.8=0.66攔污0.10.662.22sin75°柵=0.1閘門0.150 0.83 5.27槽 0.83進(jìn)口水平0.241.0212.74漸縮 30°管90°2.1/2/直角1.982.407585.281.052彎管喇叭20°管0.23.465122.51擴(kuò)(1.473+散0.0133.96810.441.6)/2管601.6/2/度2.4彎0.114.16797.45管上6°升0.051.99210.358段駝90°峰0.152.36742.878段5下146.46/降0.0151.9452.895121.38段4°出/口0.121.67317.136247.24段59°11.447106.827v2h局部損失公式為：

i i 2gi式中：vi

為各個(gè)部分進(jìn)口處的流速，局部損失h::

1.02m第二節(jié)總損失計(jì)算工況點(diǎn)校核一、總損失hw=hf+h =0.033+1.02=1.053m二、損失系數(shù)由S=hw/Q2得管路損失系數(shù)三、工況點(diǎn)確定由水泵樣本曲線可得H～Qη～QSHr～Q、Hmin～Q曲線如圖四、工況點(diǎn)校核設(shè)計(jì)揚(yáng)程：H=7.5m η=88% 在高效區(qū)工作；最大揚(yáng)程：H=8.2m Q=8η=87.5在高效區(qū)工此時(shí)配套功率為：gQHK1000

p dr= kw﹤800kw式中：KN>1001.05；ηdr1.0；ηp87.5%。的機(jī)率較少，可以不做考慮。如果機(jī)組有時(shí)在最小揚(yáng)程工作時(shí)，可以采取措施將其效率適當(dāng)提高。因?yàn)楸菊舅x得水泵為全調(diào)節(jié)的，所以可以采用變角調(diào)節(jié)，既降低水泵葉輪的安裝角，來達(dá)到提高效率的目的。70%η=η泵η機(jī)η傳η管式中：η泵=（設(shè)計(jì)情況下； η機(jī)=90%～95%η傳=100%； η管—為管路損失，管

H設(shè)實(shí)HS2設(shè)=7/(7+1.04)=87%η=88%×92%×100%×87%=70.4%〉70% 所以裝置效率滿足條件第五章泵房設(shè)計(jì)第一節(jié)水泵安裝高程▽H安=▽H下低-h淹沒-▽/900=1043-1.5-1043/900=1040.3m第二節(jié)泵房平面布置 一、主機(jī)組和配電設(shè)備的布置方式（一）主機(jī)組布置本泵站共選用四臺(tái)機(jī)組，數(shù)目不算很多，選用單列式布置，型式簡(jiǎn)單、整齊，泵房跨度小，因是單吸泵，故用軸線彼此平行的單列式布置。（二）配電設(shè)備布置由于本站為大型立式機(jī)組，為了監(jiān)視方便及便于布置其它設(shè)備，所以本站采用一側(cè)式布置。二、主機(jī)組的中心距該值4.6+1=5.6m5.7m。三、泵房長(zhǎng)度L=nl +l +△l=4*5.7+6+1.2=30m段 安l 1~1.56m。安四、配電柜的選擇31000.82.02.0米。五、吊車的選擇（1）廠房主起重機(jī)立式機(jī)組起重量按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連軸的總重量確定，型號(hào)為5.45～10t電動(dòng)單鉤橋式起重機(jī)，選擇10t起重機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：電動(dòng)單鉤橋式起重機(jī)相關(guān)尺寸參最起小大梁底起重軌道中軌面吊鉤吊鉤至軌道小起重?cái)?shù)大升車車面至機(jī)最心至起至起至軌中心距離車機(jī)總輪高輪輪軌道大寬重機(jī)外重機(jī)面距壓度距距面距度B端頂端離h(t)(m)KT(m)K(m)離F(m)(m)距離B1(m)距離H(m)(m)(t)(t)數(shù)值8.9161.44.10.035.00.231.7340.320.91.15311.2L1(m)L2(m)重G1重G20a0.2mL1(m)L2(m)重G1重G（2）起吊閘門設(shè)備由《閘門與啟閉機(jī)》得閘門自重估算公式：G K K支 材

K H43B088高式中： H：取高于進(jìn)水流道進(jìn)口處高度稍高，取為H=3.5m；K 1.0；支K ：閘門材料為普通低合金結(jié)構(gòu)鋼材，所以K =0.8；材 材KK H<5m時(shí)，K高

高=0.156；B4.6m將上述數(shù)值代入：G=1*0.8*0.156*3.5^1.43*4.6^0.88=2.87tSC0.5～10噸手動(dòng)單軌小車，起重重量為2噸的，其:數(shù)值數(shù)值23～12150.280.2910.2325#23參起重起重高手拉力寬度長(zhǎng)度高度工字鋼總重量數(shù)（t）度(m)(公斤)（m）(m)(m)型號(hào)(公斤)起吊閘門的軌道采用型號(hào)為14的普通工字鋼，此種工字鋼高度為140mm，腹板寬為5.5mm，翼緣寬80mm，重量為16.9kg/m。攔污柵的起吊采用移動(dòng)式小車起吊，在進(jìn)水池上部的板上鋪設(shè)軌道。六、吊物孔、樓梯的布置和尺寸 吊物孔602.4米×1.6米,有200mm的安全距離,所以吊物孔的尺寸取2.8米×2.0米。 樓梯在電機(jī)層的進(jìn)水側(cè)應(yīng)有通往連軸層和水泵層的樓梯（出水側(cè)由于有出水流道的存在不能設(shè)置樓梯）傾角為40°,0.1m寬度的扶梯。樓梯的布置位置應(yīng)滿足上部挖空高度人可以通2m30cm高,35cm寬。七、泵房寬度 545436本站的廠房寬度應(yīng)取決于電機(jī)層的寬度。1BD1

b bb2 3

bb5 6式中：B：為廠房寬度；Db1:為配電柜寬度，為1.2m；b3:為風(fēng)罩外徑距配電柜距離，2m,2.0m；b4吊物孔的寬度b6:吊物孔邊緣至吊車柱的距離,0.3m。B=3.7+1.2+0.8+2.0+0.2+2+0.3=10.2m上圖為起重機(jī)確定廠房寬度圖所選起重機(jī)的型號(hào)及上述所得廠房寬度，初步擬定起重機(jī)跨度為10.5m.由起重機(jī)型號(hào)可查得軌道中心線到起重機(jī)外端距離為0.23m，而起重機(jī)外端到墻的距離為當(dāng)起重機(jī)跨度為10.5m時(shí)，由圖可得廠房寬度為：B=10.5+2×0.28-2×0.43=10.20m(其中0.43為柱子寬度0.8m減去墻厚0.37m)B=10.2m11.8m。一、檢修層高程及相應(yīng)尺寸的擬定安裝檢修間的布置形式一般有三種：一端式、一側(cè)式、平臺(tái)式，在大中型泵站中，為了交通運(yùn)輸?shù)姆奖?，通常采用一端式布置，故本站采用一端式布置方式。（水泵軸和水泵轉(zhuǎn)輪，且四大部件應(yīng)滿足下列要求：四大部件應(yīng)可以同時(shí)放在起重機(jī)的工作范圍內(nèi)。1～1.5米的凈距。1磨、拆卸、修理、翻身、補(bǔ)焊、清洗等工作。0.5米凈距。由圖可知:安裝檢修間的長(zhǎng)度取為L(zhǎng)

=6m;寬度與主廠房吊車跨度一安水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水泵軸上機(jī)架安裝檢修間布置圖二、廠房各層高程確定立式軸流泵塊基型泵房由下至上分為四層：進(jìn)水流道層、水泵層、聯(lián)軸層、電機(jī)層。進(jìn)水流道底高程 H進(jìn)水流道底 = 安 進(jìn)水流道=1040.3—1.8=1038.5m水泵層高程▽泵水泵層高程與葉輪中心線高程相同，為1040.3m。聯(lián)軸層高程聯(lián)軸層的高度滿足油氣等附屬設(shè)備的設(shè)置要求即可，由1600ZLQ泵的安裝圖可求得這次設(shè)計(jì)中其高程為1045.53m。風(fēng)道高程1600ZLQ泵的安裝圖可求得風(fēng)道高程▽風(fēng)道=1040.3+6-0.53+1.28=1047.05m1048.07.5米。則▽風(fēng)道=1040.3+7.5-0.53+1.28=1048.55m。電機(jī)層高層▽電機(jī)層=▽風(fēng)道+h=1048.55+1=1049.55m三、廠房高度確定本站采用在上游側(cè)吊運(yùn)設(shè)備，由于水泵軸為最長(zhǎng)部件，故以水泵軸長(zhǎng)確定廠房高度，各個(gè)部分的高度如圖。H=H1+H2+H3+H4+H5+H6式中：H10.3～0.5m,0.4m；H2：吊件的最大長(zhǎng)度，為7.5m；H3：吊鉤與吊件之間千斤繩長(zhǎng)度，一般為1.5m；H4：吊鉤與行車軌面的最小的距離，為0.32m；H5：行車軌面至行車頂部的高度，為H6：起重機(jī)最高點(diǎn)與屋面大梁底部距離不應(yīng)小于0.3m0.3m。由以上尺寸可確定廠房各部分高，從電機(jī)層地面到屋架下弦總高度為H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=0.4+7.5+1.5+0.32+1.743+0.3=11.763m墻體高度超過6米（一般情況，要設(shè)置圈梁（的區(qū)別，圈梁應(yīng)該是一個(gè)閉合的整體）圈梁一般同墻寬，此處設(shè)為370mm*370mm四、門窗及屋架布置門的布置 檢修間處設(shè)一大門，用以運(yùn)輸各種設(shè)備。設(shè)置可通行重型載重汽車的大門，其尺寸為360×420cm。水泵層進(jìn)水側(cè)門只需滿足過人要求就可以，采用1.5m2.25m×160cm，應(yīng)設(shè)有2.5m寬、3.25m高的主通道門。3.0m寬、4.2m1.5m寬、2.25m高的門。在副廠房?jī)?nèi)的門，單扇門尺寸為1.2m×2.1m,雙扇門尺寸為1.5m×2.1m。窗的布置為了滿足通風(fēng)要求，在泵房進(jìn)水側(cè)每臺(tái)機(jī)組段內(nèi)設(shè)置兩扇寬3.0米、高2.4米的大窗；在場(chǎng)房頂部進(jìn)、出水側(cè)分別設(shè)置寬3.0米、高1.22.01.5米的窗若3.02.4見泵站布置圖。屋架型式本站屋架采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雙坡工字形屋面梁第三節(jié)真空閥室及副廠房的布置一、真空閥室的布置 α=10°，如下圖真空閥真空閥α真空閥位置圖真空破壞閥進(jìn)氣面積Wz=0.009Qp=0.009*8.33=0.07497m2(Qp為設(shè)計(jì)工況下的流量)半徑r=489mm,取為490mm。二、副廠房的布置 副廠房?jī)?nèi)布置中央控制室、廠配電盤室、保護(hù)盤室、高壓開關(guān)站上其他一些設(shè)備可布置于下面的一樓上。第六章 泵房整體穩(wěn)定及地基應(yīng)力校核第一節(jié)荷載計(jì)算對(duì)于塊基型泵房，由于泵房下部室內(nèi)進(jìn)水，自重較大，一般可滿穩(wěn)定分析工況：完建期、設(shè)計(jì)運(yùn)行期、檢核運(yùn)行期和檢修期，由于時(shí)間有限，這里只對(duì)完建期和設(shè)計(jì)運(yùn)行期進(jìn)行驗(yàn)算。各種情況下荷載組合見表 荷載組合表： 計(jì)算計(jì)算荷載情況自重靜水揚(yáng)壓土壓泥沙波浪地震其他荷壓力力力壓力壓力作用載完建期√————√——————√設(shè)計(jì)運(yùn)行期√√√√√√——√其中揚(yáng)壓力又包括滲透壓力和浮托力。這些荷載的具體計(jì)算如下。 一、自重（矩5.7m。號(hào)（m3）（kN/m號(hào)（m3）（kN/m3）（m）1屋面板31.22.1667.3912.97874.072隔熱防水層31.212.26382.5112.974961.183屋架7012.97907.94軌道1.79.2712.97120.175吊車80.4412.971043.316吊車梁20.2325505.6912.976558.777立柱7.9425198.412.972573.25

（面積 容

（kN）

（kNm）窗戶11.77窗戶11.770.394.5912.9759.52進(jìn)水側(cè)磚墻15.6017.66275.467.282005.379 電機(jī)10出水側(cè)磚墻10出水側(cè)磚墻31.6917.66559.6018.8710559.6711電機(jī)層底板11.4925287.1312.973724.0112手動(dòng)小車0.234.621.0613配電設(shè)備5.8916.5797.6014風(fēng)道壁2.802569.989.88691.4015電機(jī)主梁4.7425118.512.211446.8916電機(jī)次梁2.2255512.21671.5517電機(jī)149.1112.211820.6318機(jī)墩3.96259912.211208.7919隔墻65.2825163212.9721167.0420 進(jìn)水側(cè)墻 35.49 25 887.26 7.28 6459.25水泵21出水側(cè)墻21出水側(cè)墻43.625109018.8720568.322出水側(cè)支墩1.6254013.72548.823水泵176.5812.122140.1524攔污柵0.174.67.462.3717.6825工作橋樓板5.3425133.534.72630.2426橋隔墩46.61251165.252.182540.2527閘門19.075.27100.5028廊道隔墻37.3025932.2825.5623829.0829澆筑混凝土4625115029.983447730底板297.45257436.2515.48115113.1531齒墻31.9425798.4315.4812359.6532隔墩19.082547725.4512139.6533進(jìn)出胸墻10.9025272.566.571790.7434水流排水泵918.07162.6335道供水泵98.9180.1936樓板12.9425324.3423.217527.8736橋樓板7.1925179.8528.725165.2937隔墩20.9825524.5629.9615715.8938泵體內(nèi)水重298.551298.5524.847415.9839完建期20202.6304760.284040運(yùn)行期20371.47312176.26二、水壓力完建期完建期的水壓力為地下水引起的，如圖，其計(jì)算公式為：1P L(H21 2

H2)下式中:

γ：水的容重，為9.81KN/m3；L：H 上（1047.78-1038.5）=9.28m；H （1047.78-1038.5）=9.28m。下將上述數(shù)值代入公式得：合力P0kN合力合力即完建期沒有水壓力。合力合力合力水壓力圖 正常運(yùn)行期水壓力圖合力合力正常運(yùn)行期1正常運(yùn)行期的水壓力為上下游為設(shè)計(jì)水位時(shí)產(chǎn)生，如圖，同理由公式求出水壓力為：1P9.815.74.52)3131.35kN2三、土壓力由于泵房承受土壓力處有地下水存在，所以計(jì)算土壓力時(shí)，容重采用浮容重計(jì)算。為簡(jiǎn)便起見，將泵房周圍的土壓力看作靜止土壓力，計(jì)算公式為：H2EKL' 2式中：E：靜止土壓力的合力；H：8.4m；K：靜止側(cè)壓力系數(shù)，K=1-sin,L：5.7m；r‘：土的浮容重，由資料可得土的干容重為rd

15.21kN/m3，所以Gr孔隙率為：e1 s

12.6519.810.71 r 15.21 dG 1 2.651r'

s1

r 19.819.467kN/m3w 10.71將上述數(shù)值代入公式得：E(1sin150)5.79.468.42/21409kN四、浮托力完建期完建期浮托力計(jì)算圖由浮托力的定義可知，只要算浮托力作用范圍內(nèi)的水體積即為浮托力的值，把其分為1、2、3三部分計(jì)算。第一部分，為矩形P1

rALr：9.81kN/m3；A：為第一部分的面積，L：PrAL=26.95×10.88×5.7×9.81=16395.76kN1第二部分的浮托力為：P 0.5×5.25×3.06×5.7×9.81=449.15kN2第三部分的浮托力為：P （0.42+3.06）×4.03×5.7×9.81=784.2kN3正常運(yùn)行期浮托力計(jì)算圖第一部分，為矩形P1

rALr：9.81kN/m3；A：為第一部分的面積，L：PrAL=26.95×6.1×5.7×9.81=9192.5kN1第二部分的浮托力為：P 0.5×4.5×2.63×5.7×9.81=330.89kN2五、滲透壓力完建期由于上下游水位一致，所以不需要計(jì)算滲透壓力。正常運(yùn)行期驗(yàn)算地下輪廓線是否滿足條件本站設(shè)計(jì)的地下輪廓線長(zhǎng)度為L(zhǎng)=38.33m,必需地下輪廓線長(zhǎng)度采用萊因法計(jì)算為：L1=CH式中：C：11—4：C1=4.9；H：1050—1043=7m代入公式：L=4.9×7=34.3mL=38.33m>L1=34.3m,地下輪廓線滿足要求。滲透壓力水頭算各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的滲透水頭，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖：38.33 mmm7H地下輪廓線展開圖 由上圖的水頭值可以得出下圖所示各點(diǎn)的滲透壓力示意圖。底板滲透壓力圖各點(diǎn)的滲透水頭列于下表滲透水頭值 單位：米作用點(diǎn)作用點(diǎn)b0.37c d e f g h i0.51 0.77 5.035.295.44 5.80 j7(3) 滲透壓力總和和作用點(diǎn)確定由表中數(shù)據(jù)可以求得滲透壓力總和為：P=rLA式中：γ9.81kN/m3；L：A：為滲透水頭組成的圖形面積，A==0.5*(0.37+0.51)*0.8+0.5*(0.51+0.77)*1+0.5*(0.77+5.03)*23.35+0.5*(5.03+5.29)*1+0.5*(5.29+5.44)*0.8+0.5*(5.44+5.8)*0+0.5*(5.8+6.92)*3.06+0.5*(6.92+7)*0.42=100.54m2所以將上述數(shù)值代入公式得：P=9.81×5.7×100.54=5622.1kN六、泵房總體所受荷載完建期完建期泵房受力表垂直力(KN)水平力(KN)完建期泵房受力表垂直力(KN)水平力(KN)名稱↓↑←力臂(m)力矩(KN·m)逆時(shí)針順時(shí)針20202.304760.2自重68土壓力14092.83945.2浮托力一16395.7613.47220850.89二449.1527.9712562.73三784.228.1221039.38Σ↓2573.49140946362正常運(yùn)行期6—4正常運(yùn)行期泵房總體受力表6—4正常運(yùn)行期泵房總體受力表垂直力(kN)水平力(kN)力矩(KN·m)名 稱 力臂(m)↓20371.47↑←逆時(shí)針順時(shí)針自 重312176.26水壓力3131.352.337306.48滲透壓力5622.11584331.5浮浮托力一9192.513.47123823二330.8927.89198.7土壓力14092.83945.2Σ↓5225.984540.3583568.38第二節(jié)穩(wěn)定計(jì)算一、地基穩(wěn)定1．完建期首先要使地基的應(yīng)力不超過允許值，以免發(fā)生過大的沉陷或沉陷不均。地基應(yīng)力公式為：max

P min

B

1 B式中:

:最大的地基應(yīng)力（kN/m3；：max：σmin：

:最小的地基應(yīng)力kN/m3；∑P：垂直荷載的總和,為2573.49kN；B：泵房底板的寬度，為30.5m；l：B Me：偏心距，e A2 Pe30.5

46362

2.6m2 2573.49 M ：所有外力（水平力、垂直力）對(duì)底板前部端點(diǎn)的力矩和，為A46362kNm。將上述數(shù)值代入公式得： 622max

) kN/m27.3min

30.5

30.5校核地基應(yīng)力必須滿足下列要求：（1）σmax=22kN/m22.3t/m2<[σ]=3.5t/m2（[σ]的值由《抽水站》11—6，最大地基應(yīng)力滿足條件。滿足條件。

min

>0,

=7.3kN/m2>0,min應(yīng)力分布要均勻，在最不利荷載組合情況下，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之K'

maxmin

=227.3

3不應(yīng)超過[K]，砂土[K]=3.0,基本滿足條件。2．正常運(yùn)行期e30.583568.382 5225.98

0.7m

634max

) kN/m225.9min

30.5

30.5同理：地基應(yīng)力必須滿足下列要求：σσ

=34kN/m23.46t/m2<[σ]=3.5t/m2,滿足要求。maxmi=25.9kN/m2>0（3）K'

maxmin

=3425.9.

1.3<3.0，滿足條件。二、水平抗滑穩(wěn)定校核本站底板上、下游有相同深度的齒墻，抗滑穩(wěn)定應(yīng)按下式計(jì)算：fK 0f滑

PBCLQ式中： f —摩擦系數(shù)，可查《抽水站》表11—7得，砂土取0.5；0ΣP:豎向力荷載總和，為5225.98KNB：為兩個(gè)齒墻間的距離，為26.95m；C:11—8Q:4540.35kN；L:為一個(gè)計(jì)算段長(zhǎng)度，為5.7米。 將上述數(shù)值代入公式6—8得：0.55225.9826.955.715K 滑 4540.35

1.41〉[K

]=1.3滑[K]:允許的抗滑安全系數(shù),取1.3；滑所以泵房正常運(yùn)行期抗滑穩(wěn)定滿足要求。深層滑動(dòng)的穩(wěn)定校核由于本站所處地為砂性土，不必再進(jìn)行深層滑動(dòng)的校核。第七章 輔助設(shè)備的選擇與布置第一節(jié)供水系統(tǒng)稱為技術(shù)供水。一、技術(shù)用水量電動(dòng)機(jī)推力軸承、上下導(dǎo)軸承內(nèi)冷卻用水的電動(dòng)機(jī)用水量為q1

10m3/h。填料密封及水泵導(dǎo)軸承或軸承密封潤(rùn)滑用水水泵型號(hào)為1600ZLQ的水泵用水量為q2水冷式空氣壓縮機(jī)用水量

1.8m3/h。水冷式空氣壓縮機(jī)用水量為q30.9m3/h。二、供水泵的選擇1．每臺(tái)供水泵的流量Q(q

q)Z qQ供水泵總的供水量：總

1 2 機(jī) 385%(101.8)40.9 56.59m3/s85%（總供水量近似等于技術(shù)供水量的85%）QQ 總Q

56.59 56.59m3/ 所以： Z 1其中：Z為運(yùn)行的供水泵臺(tái)數(shù)，一般2臺(tái)，還有一臺(tái)備用。供水泵揚(yáng)程HH冷

)H 進(jìn) 冷

V2h 壓損 2g冷其中： —高程最高的冷卻器進(jìn)水管的高程，為葉輪中心線以上冷9.9m，則此高程為1040.3+9.9=1050.2m；進(jìn) —1043.0m；進(jìn)H冷—冷卻器要求的進(jìn)水壓力，20m；Σh損—水頭損失，Σh損=0.2(▽冷-▽進(jìn))；V壓2g—本站設(shè)計(jì)已將此數(shù)據(jù)計(jì)入水頭損失中，不再計(jì)算。則H=(1050.2-1043)+20+0.2×(1050.2-1043)=28.64m供水泵選型根據(jù)前面所求的供水泵的流量及揚(yáng)程在水泵樣本中選擇離心IS80—65—16050，但當(dāng)需要的流量大于50時(shí)可以啟用另一臺(tái)備用泵此時(shí)既可滿足量的要求。 供水泵參數(shù)參流量揚(yáng)程N(yùn)PSH(m)效率數(shù)(m3/s)(m)（%）功率(kw)數(shù)值50322.5737.5管路的選擇供水管道材料采用鋼管，由管道經(jīng)濟(jì)流速（V=1.5～2.0m/s）得出母管直徑為：4Q3600πv436003.14228.3D4Q3600πv436003.14228.350mm1.0m。三、供水系統(tǒng)圖由上面所設(shè)計(jì)的畫出供水系統(tǒng)圖如下圖供水母線生 供水母線生 消活 防用 用水 水冷卻水管自流排水符號(hào)名稱濾網(wǎng)常開閘閥真空表供水泵逆止閥壓力表常閉閘閥濾水器供水系統(tǒng)圖第二節(jié) 排水系一、流量計(jì)算本站按一臺(tái)機(jī)組檢修，其余機(jī)組作調(diào)相運(yùn)行的計(jì)算。檢修機(jī)組需排水量VQ 1V1 tQ1

—檢修機(jī)組需排水量，m3/s；1V—+為（16.904+39.245）m31t—4～6h考慮則16.90439.245Q 1 5

11.23m3/s一臺(tái)機(jī)組上下游閘門漏水量Q 3.6qlt2其中：q—閘門止誰條每條漏水量，一般為0.5～1.0L/sm；l—一臺(tái)機(jī)組流道進(jìn)口、出口閘門水封長(zhǎng)度（m）,本站為（3.8+2.9）×2=13.4m；t—一般為1～2h,取為1h則Q 3.60.613.4128.94m3/s2調(diào)相機(jī)組需排水量Q 3

(Z1)t2其中：Z—機(jī)組總臺(tái)數(shù)，為4臺(tái)—V 調(diào)相時(shí)排除流道彎曲段出口段高程以上的水量，為—245.868m3t2—4～6h考慮則Q3二、排水泵選型總排水量

45.868(4 34.4m3/s4QQQ Q1 2

11.2328.9434.474.57m3/s水泵的揚(yáng)程H h排 進(jìn) 排 損出其中： —出水池最高水位，為1050.2m；出排 —廊道最低水位，距廊道底板0.5～1.0m,為1038.5-0.5=1038m；排h損—水頭損失，Σh損=0.2(▽出-▽排)。則H 10521031)164m排選型排水泵也設(shè)有兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用，則根據(jù)流量和揚(yáng)程查泵樣本選擇離心泵IS100—80—125型號(hào)的泵，其參數(shù)如下表7-2排水泵參數(shù)表參數(shù)流量(m3/s)揚(yáng)程(m) NPSH(m)效率（%）電機(jī)功率(kw)數(shù)10020 4．57811值最低水位最低水位排水管檢修閘門底閥集水廊道排水泵逆止閥閘閥檢修閘閥過濾器排水系統(tǒng)圖第三節(jié) 通風(fēng)設(shè)備計(jì)一、所需通風(fēng)量泵房?jī)?nèi)一臺(tái)機(jī)組的散熱量1Q 860 NZ熱 其中：N—電機(jī)額定功率，為800kw；η—電動(dòng)機(jī)的效率，為92%；Z—機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，為按一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行算，為1臺(tái)則 Q 8601928001千卡/時(shí) 熱 92%除電機(jī)散熱外，考慮太陽輻射熱及其他設(shè)備散熱，要乘以放大系1.1，故‘1.Q熱

1.159826.165808.7千卡/時(shí)每小時(shí)所需的通風(fēng)量熱G ‘熱C't 排 進(jìn)其中；C‘—為空氣比熱，取為0.24千卡/kg℃； 1.132kg/m3γ—為室外空氣比重，

273t進(jìn)

27338.8 ；進(jìn)（t 進(jìn)排

5～76則 65808.G 40371.45m3 0.2461.132自然通風(fēng)所需窗戶 60h60h(tt)0其中：h—為進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的高度差，為5.7m；t—為室內(nèi)高度為h處的空氣平均溫度；t0—為夏季室外設(shè)計(jì)溫度，?。╰-t0）6℃則606.9606.9 5.76

16.67m2二、判斷是否可以自然通風(fēng)1．實(shí)際通風(fēng)采光的窗戶面積A′=3.0*7.2=21.6m2通風(fēng)采用自然通風(fēng)可以滿足條件，但加設(shè)風(fēng)道即管道式通風(fēng)更進(jìn)入專用的風(fēng)道排出廠外。此種方法效果更好，故設(shè)風(fēng)道通風(fēng)。2．窗戶的百分比除了上述通風(fēng)窗戶外，還有采光窗戶，總面積為A=21.6+1.5*2=24.6m2則總窗戶占?jí)Φ陌俜直葹椋?

24.6 2(4.710.3)24.6 34.1%30%占實(shí)有墻的百分比為：滿足自然通風(fēng)的要求。第四節(jié)抽真空裝置

2(4.710.324.6 ，可以泵站抽真空主要用在虹吸式出水流道上，改善主泵機(jī)組起動(dòng)性能，以及用在取消底閥的供排水泵吸水管路上抽真空充水。由于本站虹吸式出水流道的駝峰底面與進(jìn)水水面有較大的高抽氣設(shè)備常采用水環(huán)式真空泵兩臺(tái)，互為備用。將兩臺(tái)真空泵第八章電氣設(shè)備第一節(jié)變電設(shè)備的選擇一、主變壓器主變壓器容量計(jì)算公式為：N nN H K主 cos電主其中：N —主變壓器容量，單位為主NH—每臺(tái)電機(jī)額定容量，800kW；n—泵站主機(jī)組臺(tái)數(shù)，為4；電 —電K—k=1.04；cos—。則N 8004 1.044019.3kVA主 92%9由電源條件SFL1—6300/110列于下表主變壓器技術(shù)參數(shù)參 容量 電壓電壓 空載短路阻抗空載連接組數(shù) 高壓低壓 損耗損耗電壓電流單位KVA KV數(shù)值6300 121,110KV kw6.3～11 9.76kw52.5%10.5%1.1Y0/△—11二、廠用變壓器21采用380/220V三相四線制系統(tǒng)。廠用變壓器容量計(jì)算N

NKK t f廠 cos廠N廠—N—廠用總電量，一般占泵站總裝機(jī)容量的3%～5%，取4%；

Kt—各設(shè)備同時(shí)運(yùn)行時(shí)系數(shù)，取為1.0；Kf—0.9；廠—廠用電設(shè)備平均效率，一般為85%～90%cos —0.75～0.90.8則8004%41.0N廠 0.870.8

165.5kVA廠用變壓器選擇查變壓器產(chǎn)品型號(hào)選用型號(hào)SJL1—250/10的變壓器，其技術(shù)參數(shù)廠變壓器技術(shù)參數(shù)參容量電壓電壓空載 短路阻抗空載連接組數(shù)高壓低壓損耗 損耗電壓電流單位KVAKVKVw kw%%數(shù)值25060.4680 4.142.6Y/Y0—12廠用電低壓配電裝置，采用集中布置，故要采用成套低壓配電盤。第二節(jié)主接線圖的繪制本站的主接線圖如下圖：外界電壓110110110110110110主變110110110SFL-6300/11011010110隔離插頭閘門開關(guān)輔機(jī)照明斷流器廠用電自動(dòng)開關(guān)主電機(jī)廠變電纜第九章結(jié)構(gòu)計(jì)算（電機(jī)梁）第一節(jié)電機(jī)梁的結(jié)構(gòu)形式上，這種機(jī)墩形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。第二節(jié)內(nèi)力計(jì)算一、荷載簡(jiǎn)圖其中：l=4900mm,a=400mm,h=1000mmn0l=ln+a=4900+400=5300mm00l=1.05ln=1.05*4900=5145mm0

的較小值。l=5145mm0次梁自重次梁自重次梁自重次梁自重梁自重電機(jī)電機(jī)荷載簡(jiǎn)圖二、內(nèi)力分析對(duì)于簡(jiǎn)支梁，需按作用在梁上的全部荷載（永久荷載和可變荷載出跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值。 S 1 R0S ni1

d C GGi Gi m C QQj Qj kjj1R R(fc,其中：

f ,a )y k：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分別取01.1，1.00.9。這里按Ⅱ級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)，即0

1.0；：設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，對(duì)應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，分別取為1.0，0.95及0.85；S：荷載效應(yīng)組合值，與0R：結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值；

、的乘積稱為荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值； d

取1.2； ，G Q

:永久荷載，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)；取用；

G,Qk

:永久荷載，可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，按《水工結(jié)構(gòu)物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》C，Qg q

：永久荷載，可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)（荷載效應(yīng)系數(shù)，即荷載與內(nèi)力之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)；R：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)；f