供水泵站設計計算說明書 / 2.5初選配套動力機設備 3擬定機組及基礎尺寸 4進出口水管道4.1進出水管道設計 4.2進出水管道直徑校核 5確定泵房類型 6泵房內(nèi)機組、管路布置及尺寸設計6.1泵房內(nèi)機組、管路布置形 6.2泵房尺寸設計 7泵房內(nèi)輔助設備選擇7.1充水設備 7.2起重設備 7.3排水設備 8進出水建筑物的布置及設計8.1進水建筑物 8.2出水建筑物設計 9水泵安裝高程的確定9.1水泵安裝高度計算 10水泵工況點的校核 11終選水泵及動力機 12工程投資概預算12.1工程量的計算 12.2設備及材料總表 1基本資料1.1設計任務某開發(fā)區(qū)一級泵站設計。1.2設計資料1.2.1站址地形圖一張，見附頁。1.2.2地址情況：站址處為上侏羅紀廣元統(tǒng)沙頁巖互層，上覆3m左右的輕質(zhì)粘土。砂巖容重γ=2.3T/m3,容許壓應力[o]=8Kg/cm2;輕質(zhì)粘土容重1.2.3地下水埋深一般為3.5m.1.2.4取水水源：灌溉干渠自開發(fā)區(qū)邊緣通過，水量充足，水質(zhì)量好。設計年供水保證率P=95%。站址干渠日平均水位如表1。月123456天數(shù)渠道水位(m)月789天數(shù)渠道水位(m)平均水位(m)最低水位(m)最高水位(m)干渠水力要素：底坡1=1/4000,站址處渠底高程502.8m,邊坡系數(shù)m=1.25,糙率n=0.025,水溫20°C。1.2.5開發(fā)區(qū)用水過程圖1.2.6根據(jù)開發(fā)區(qū)供水要求，凈水構(gòu)筑物的設計水位定位518.3m。1.2.7在站址東北角有高壓輸電線通過，距站址2km左右，電壓為10KV。1.2.8開發(fā)區(qū)對外交通方便，勞動資源充裕。土石方開挖單價為33元/m3,電費為758T/m2,單價為5000元/T。1.2.9水頭損失估計表 直徑D(mm)占H的2樞紐布置及設備初選2.1椏紐中心線及泵房位置的選擇如上圖所示，可選兩條分別分布在靠近上游得BB中心線和靠近下游的AA中心線。如上圖所示，兩條中心線出水池所在的地方較平坦，但布置于AA線時出水管道會經(jīng)過一較陡的地段，需要開挖隧洞才能使出水管道通過，給管路鋪設帶來困難，而且開挖量大，可能會對施工有較大影響，增加投資，加大了工程難度；如果布置于BB線，出水管道整體布局較為平緩，不經(jīng)過左側(cè)那樣的陡坡，工程難度相對較小，出水管道鋪設相對容易，費用較低，通過技術(shù)與經(jīng)濟綜合比較，中心線布置于BB線更有優(yōu)勢，所以，將中心線布置在靠上游BB位置。2.2.1設計流量設計流量取每月用水量最大值。供水水源泵站的設計流量一般按最高日平均用水量加上凈水自用水量(一般為供水量的5%~10%,此處取5%)和輸水管的漏失水量(按供水量的10%)計算確定。查開發(fā)區(qū)用水過程圖得，按式Q=(1+5%+10%)計算該地區(qū)各月份的具體用水設計流量，59用水流量m3/h從開發(fā)區(qū)用水圖知6、7、8月份用水流量5796m3/h為全年最大流量，所以設計流量為：Q?=(1+5%+10%)×1400=1610L/根據(jù)當?shù)赜盟疇顩r特點，1、2、11、12月份泵站供水設計流量為月份泵站供水設計流量為為倍數(shù)，所以，水泵應該選流量接近1449m?/h的水泵。2.2.2確定水泵的設計揚程按泵站進、出水池設計水位差，并計入進、出水流道或管道的沿程和局部水頭損失來確定水泵設計揚程。為凈水構(gòu)筑物的設計水位，即518.3m,所以：據(jù)水頭損失估計表，取水頭損失為H的20%,即：所以設計揚程為17.4m,選定為17.5m。2.3初選水泵及配套動力機設備：由于離心泵具有高效區(qū)范圍寬，能在揚程變化較大的情況下運行，并根據(jù)供水過程特點和前一步計算的揚程與流量，初步選定為高效穩(wěn)定的離心泵，水泵設計揚程為16.7m,根據(jù)設計流量特點和設計揚程，初選水泵為350S26型和350S26A型，兩種水泵參數(shù)見下表：型號流量轉(zhuǎn)速軸功率電動機功率效率吸上高度Hg重量為350S26型水泵。2.4確定主泵臺數(shù)則350S26型水泵臺數(shù)n=1.61/0.4=4.025備用，共需水泵5臺。臺，取為4臺。另取1臺作為2.5初選配套動力機設備2.5.1配套動力及功率由于在站址東北角有高壓輸電線路通過，靠近電源，故動力類型選配電動機，選三相交流電動機來驅(qū)動。水泵功率在100—300kw之間，可選用YS(JS)、YC(JC)、或YR(JR)系列的異步電動機，電動機配套功率N計算K—動力備用系數(shù)，取1.05;N軸—水泵工作范圍內(nèi)的最大軸功率，查前表得105kW;nw—傳動效率，水泵轉(zhuǎn)速為1450r/min,初步假定用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的異步電動機直接傳動，則取為0.84。2.5.2確定機型根據(jù)水泵額定轉(zhuǎn)速1450r/min和配套功率132Kw,再查電動機參數(shù)表型號功率電壓HhBA初步選電動機型號為Y315M1-4。3擬定機組及基礎尺寸由資料知之所選350S26型水泵長度為1.05m、寬度為1.04m、高度為0.963m,Y315M1-4型電動機長度為0.97m、寬度為0.755m、高度為0.655m,考慮閘閥、電動機等配套設備的安置，機組長寬高分別綜上，取機組基礎寬度為2.2m,長度為2.2m,高度為1.0m。4.1進出水管道設計選定管材選為鋼管，有經(jīng)驗公式：其中Q為管道設計流量，為1449m3/h,帶入上式算得初步確定進出水管的直徑D=437.8mm;4.2進出水管道直徑校核4Q/πD2<1.5m/s,算得進水管道直徑為523mm,取為520mm;出水管道水流流速不宜超過2.0m/s,即有：4Q/πD2<2.0m/s,所以出水管道直徑為453mm,取為450mm。綜合各方面條件，管壁厚度選定為6mm。5確定泵房類型容許壓應力[o]=8Kg/cm2;輕質(zhì)粘土容重y=2.0T/m3,允許壓應力動一起的互相干擾。泵房選用框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便、容易，造價低廉，綜上，泵房類型確定為分基型泵房(臥式6泵房內(nèi)機組、管路布置及尺寸設計6.1泵房內(nèi)機組、管路布置形式從計算知泵站共選5臺機組，結(jié)合地形地質(zhì)條件，若機組采用雙列交錯排列式布置方式，靠近進水池的一排設置3臺機組，根據(jù)當?shù)氐匦?，跨越等高線多，開挖量會很大，工程造價高，且工期也會延長；若采用一列式，則泵房整體會建在大致同一等高線上，雖然泵房長度會大些，但開挖量相對較小，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，機組布置形式選用一列式。5條管路相互平行，間距相等，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，機組之間的間距為1.2m,機組與墻之間的間距為1.2m。6.2泵房尺寸設計機組長度為2.2,考慮泵進出水兩側(cè)安裝管路及閥門空間需要，機組與墻之6.2.2泵房寬度查水泵和電動機尺寸參數(shù)，知水泵、閘閥及電動機等的總寬度為2.2m,機組之間的距離取為1.2m;機組與墻之間的距離取為1.0m。則泵房寬度B=2.2×5+1.2×4+1.0×2=17.8m,取為18.0m?？紤]配電間和檢修間各取3.5m,確定泵房寬度B=25m。6.2.3泵房高度汽車箱底板離地面高度，取為0.8m;捆扎長度，取為1.1m;計算得，泵房總高度H=0.8+0.4+1.2+1.1+0.8=4.3m。6.2.4泵房地面高程V=—水泵軸線至底座間距取0.4m;h—水泵基礎高出主機間地面高度0.1m。算得7.1充水設備：該泵站采用臥式泵站，水泵為離心泵，出水流道為虹吸式出流，選用水環(huán)式真空泵作為抽真空設備，供起動抽氣充水用，為了保證工作可靠，真空泵裝設2臺，互為備用，布置于主機組間進水側(cè)兩端的空地上，不占用泵房面積?；A離墻0.5m,抽氣管線貼地面沿主泵管線布置，排氣口通至布置于機組旁的貯水箱。7.2起重設備設計中較大的單件設備是水泵672kg,加之電機重量泵房尺寸(長18m,起重設備選為電動橋式行車。采用自流式排水方式，根據(jù)單泵道積和水上、下游閘門漏水量，8.1.1引水渠設計采用明渠式引水建筑物。引渠斷面設計有公式：Q為渠道設計流量，1.61m3/s;i為水力坡降，取為1/2000;n為渠床糙率，取為0.025;m為道邊坡系數(shù)，取為1.25;按輸水能力最大或過水斷面最小的原則選擇渠道斷面寬深比α,則有：代入數(shù)據(jù)求得α=0.70;o=h(b+h/m)R=o/xb=0.70h計算得渠底寬度b=1.04m,渠中設計水深h=1.49,根據(jù)水流狀況，渠底寬度取為1.1m,渠道深度取為1.55m。8.1.2進水前池設計前池采用正向進水前池，前池擴散角α取為45°前池池長由以下公式確定：其中：b為引渠末端底寬；α為前池擴散角；根據(jù)下面所算的池寬，可得L=18.6m。8.1.3進水池設計采用進水池形狀采用矩形，因單泵流量比較大，大于300L/S所2.9m機組采用一列式布置，每個進水管單獨使用一個進水池且各池進水口邊壁和后墻間距T=0.5Dm=0.39m,取為0.4m。進水口距池底的距離懸空高度P=0.62Dm=0.484m,取為0.5m;K為進水池的秒換水系數(shù)，可取為40;8.2.1出水管支撐結(jié)構(gòu)設計在管道的轉(zhuǎn)彎處和斜坡上的長管段，為了消除管道在正常運行和事故停機時產(chǎn)生的振動和位移，設置鎮(zhèn)墩以維持管道的穩(wěn)定，鎮(zhèn)墩采用開敞式，將水管直接放在鎮(zhèn)墩之上，并用錨筋將水管錨固。并在管道上設置伸縮節(jié)，以消除溫度應力。8.2.2.1出水管線布置根據(jù)出水池和泵房設計，出水管線擬采用收縮式布置。管線平行出泵房經(jīng)起坡鎮(zhèn)墩后，在坡面上收縮，經(jīng)坡頂鎮(zhèn)墩后再平行進入出水池。管線平面布置附圖1所示。按實地布置確定。經(jīng)計算出水管出口中心線標高為517.47m,出水管進口中心線標高為505.25m。實地坡面坡度為1:5.7。管坡擬修整為1:6,則坡面管段長度為(518.0-505.6)×6=74.4m。過坡頂鎮(zhèn)墩后的水平管段，考慮出水池擋水墻不宜太靠近坡口，故取5m。坡腳處起坡鎮(zhèn)墩前水平管段，考慮泵房室內(nèi)外布置及施工場地等因素，取8m。則出水管線總長度為74.4+5+8=87.4m。8.2.3出水池設計采用側(cè)向出水池，考慮出水管經(jīng)鎮(zhèn)敦后為水平段，不便采用虹吸式，出流方式選為自由式出流，這樣雖較淹沒式要損失少量水頭，但施工、安裝方便，停泵時又可防止池水倒流。側(cè)向出水池各部尺寸確定：出水池寬度：B?=(4—5)D?=2.25m(取系數(shù)為5.0):出水管間間距取為S=1.0m,則出水池長度為：出水池設計水位高程為518.3m,去安全超高0.5m,則出水池池頂高程為518.3+0.5=518.8m;出水池最低水位高程為518.0m取淹沒深度為1.2m,則出水池池底高程為518.0-1.2=516.8m。9水泵安裝高程的確定9.1水泵安裝高度計算因泵的使用情況與標準狀況并不完全相同，所以其高程按以下公式計算：[H]:標準狀態(tài)下的允許吸上真空高度，m,由資料知為4.5m表得v:泵進口斷面上的平均流速，m/s,水泵直徑為530.00mm,流量為0.322m3/s,所以流速1.46m/s,0.1066m;h:吸水管路系統(tǒng)中的水力損失，h=10.3×0.013×0.013×算得水泵安裝高度為2.467m,取為2.0m。mm—進水池最低水位503.8m;K—安全值，取0.10水泵工況點的校核水泵的運行工況點是指在某一裝置中運行的水泵，它的流量、揚程對應于其流量一揚程曲線(即Q—H曲線)上的那一點。由已知理論可知，水泵的穩(wěn)定運行工作點只能是水泵的Q—H曲線和裝置的需要揚程曲線(即Q—H曲線)的交點。n—管路材料糙率，查資料得鑄鐵管為0.013;陰=0.1;s=0.26;=1.5;礎=0.2t該泵站選用5臺機組，各機組單獨運行，不串聯(lián)也不并聯(lián)，性能參數(shù)計算表H海(m)條曲線的交點即為這臺水泵在該裝置中運行的工況點，如下圖所示：由圖可知，水泵工況點為(Q=1551m3/h,H=21.3m),滿足泵站對流量和揚程的需求。泵站總流量校核：最大揚程21.3m時對應最小流量值為Q=1551m3/h,則泵站最小總流量為5×1551/3600=2.15m2/s>1.61m3/s,且水泵處于高效率區(qū)運11終選水泵及動力機根據(jù)水泵運行工況點，終選水泵為350S26型水泵，根據(jù)泵房尺寸大小，終選動力機為Y315M1—4型電動機。12工程投資概預算12.1工程量的計算①引渠段：引渠在地面下的斷面積約為(1.1+0.8×1.55)×1.