某地区给水工程一级泵站设计水泵与水泵站课程设计

1、组别： 组长： 组员： 班级： 指导老师：兰州交通大学环境与市政工程学院目 录设计说明书 1第一章 总体规划 1第二章 机组的选型 4第一节 初选泵型 4第二节 动力机选型 6第三节 传动设备选择 7第三章 管道设计 8第四章 工况点的确定和校核 13第五章 离心泵安装高程的确定 21第六章 镇墩设计 23 第一节 压力水管的水击计算 23第二节 镇墩设计 24第七章 机房的设计 27第1节 泵房结构型式的选择 27第2节 机房的内部布置 27第3节 主机房的尺寸 29 第四节 机房的内部布置 33第八章 设计心得 40任 务 书一、设计任务 徽城地区给水工程一级泵站设计。二、设计资料（一）基

2、本情况：徽城地处华东平原,城区建筑多为三层,最高五层。为满足城市生活及生产用水需要,拟建徽城地区给水工程。此工程主要包括取水工程,净水工程及输水工程三个分工程。一级泵站是取水工程和输水工程中的一部分。徽城地区水资源丰富,有沿河地表水和地下水可利用。附徽城总平面图一张。（二）地质及水文资料：在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。由地质柱状图可看出，02m深为沙砾土，以下为页岩。沿河徽城段百年一遇最高水位40.36m,最低水位32.26m,正常水位36.51m。徽城底下水位正多平均在38.5m左右（系黄海高程）。（三）气象资料：年平均气温，最高气温，最低气温，最大冻土深度。主导风向，夏

3、季为东南风，冬季为西北风。（四）用水量资料：对于一级泵站，最大日用水量近期为3万吨/日，远期为万吨/日。最大日用水量情况详见附表。（五）净水厂设计资料：净水厂布置情况见附图。净水厂内沉淀池进水口设计水位，清水池最高水位。清水池容积须本次设计确定。（六）输水管网设计资料：净水厂至水塔输水管道长度为2500m。水塔最低水位为65.8m，最高水位为68.3m，正常水位为66.3m。水塔调节容积设计为最高日用水量的5%8%。净水厂预沉池最低水位为41.8m，最高水位为41.3m，正常水位为41.5m。净水厂清水池最低水位为39.8m，最高水位为39.3m，正常水位为39.5m。（七）其它资料：地震等级

4、，五级；地基承载力2.5，可保证二级负荷供电。三、设计要求要求独立完成所要完成任务，成果包括设计图纸，设计说明书和计算书，要求设计成果按目录装订成册。（一）图纸包括以下内容：1枢纽平面布置图（草图，比例1：200）；2泵房平面图，泵房纵，横剖面图（比例自定）；3水泵基础详图（3号图，比例自定）；4取水头部及吸水井设计草图（比例自定）。（二）设计说明书包括以下内容：1概括建站的目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准；2机电设备选择的依据和计算；3泵站各建筑物的型式，结构选择的依据，计算结果及草图；4泵房尺寸拟订的依据和设备布置的说明；5验证机组选择的合理性，并说明在使用中应注意的问题；

5、6必要的附图、附表、参考文献；7结束语。包括对泵站设计的评价、收获、和存在的问题，改进意见。 设计说明书 徽城地处华东平原，城区建筑多位三层或为五层。水资源丰富，有沿河地表水及地下水可以利用，为满足城市生活及生产用水需要，拟建徽城县给水工程 。此工程主要包括：取水工程、净水工程及输水工程。本项目仅包括输水一部分，剩下部分由其他单位完成。该县最大日用水量设计近期为8万吨，要求远期发展到12万吨。该水厂设产后，将大大改善徽城的用水情况。采用固定的二级泵房将水从清水池送入水塔，进水厂至水塔输水管道长度为2500m。清水池最高水位40.3m，最低水位38.2m；水塔最高水位68.3m，最低水位为65.

6、8m。水塔容积尚需本次设计确定，水塔调节容积设计在最高日用水量的5%8%。第一章 总体规划一、流量和扬程的确定（一）流量q=a-水厂日用水系数,1.05左右；kd-日变化系数,1.11.5；kh-小时变化系数,1.31.6；w-日平均用水量.近期流量：qmax =2.291m3/s=2291l/s远期流量：qmin=2.7495m3/s=2749.5l/s（二）扬程hstmax=z0max-zbminhstmin=z0min-zbmaxz0-水塔水位，m;zb-清水池水位，m.hstmax=68.3m-38.2m=30.1mhstmin=65.8m-40.3m=25.5m设计净扬程hst为水塔

7、最高水位与吸水井最底水位之差。设计静扬程为hst=68.3m-40.3m=28m输水过程的损失初步设为设计静扬程的15%，所以设计扬程为：h=hst+hw=1.15hst=34.62m=35mhmin=1.15hstmin=29.33m=29m hmax =1.15 hstmax =34.615m=34.6m第二章 机组的选型第一节 初选泵型一、水泵选型原则（一） 首先选用国家已颁布的水泵系列产品和经有关主管部门组织正式鉴定过的产品。（二） 所选水泵能满足泵站设计流量和设计扬程的要求。（三） 同一个泵站所选水泵型号要尽可能一致。（四） 按平均扬程选型时，水泵应在高效区运行。在最高和最低扬程下运

8、行时，应能保证水泵安全稳定运行。（五） 有多种泵型可供销选择时，应对两组运行调度的灵活性、可靠性、运行费用、辅助设备费用、土建投资、主机发生事故可能造成的影响进行比较论证，从中选出指标优良的水泵。（六） 从多泥沙水源取水时，应考虑泥沙含量、粒径对水泵性能的影响。（七） 泵站主机组的台数一般以48台为宜。因本工程平均扬程较低，压水管道长，所以选用离心泵。根据选型原则和选型中应考虑的因素初选500s35型水泵4台。因为作为小型泵站、该型号泵泵站建设费和运行费可能最小，管理运行较方便。二、选型方法（一） 计算确定泵站设计流量和平均扬程。此时管路尚未布置，其管路水头损失，在粗选泵型的规划阶段可以估算。

9、其方法是根据设计流量的大小，粗拟水泵台数，算出单泵流量，然后用单泵流量和实际扬程（净扬程）参考表2-1估算出损失扬程。待设计阶段再详细计算，进行修正。也可采用实际扬程的15%20%估算损失扬程。（二） 根据泵站的扬程和设计流量查水泵手册找出合适的水泵型号，根据泵站的设计流量大小确定出水泵的台数，并且提出比较方案。也就是说，用平均扬程选出泵型。再用最大最小扬程进行校核，在资料缺乏时，也可采用设计扬程代替平均扬程。高扬程泵站,上下级流量之间必须匹配，如不匹配应设置溢流设施，尽量选用型号、标准化、系列化、,新产品。由于某些条件的限制，无法选用同型泵时，水泵的型号要尽量少。台数不宜太多也不宜太少，小型

10、泵站单泵流量控制在0.1-0.3m3/s之间，中型泵宜控制在0.25-05m3/s 之间，大型宜控制在0.4-1.5m3/s 范围内，台数不宜少于3台，不宜多于12 台，一般选为4-8台为宜。根据以上设计要求本设计拟选六台泵。三、水泵选型设计流量qd=2291l/s设计扬程为h=33.64m水泵选型方案对照表 表21方案型号扬程(m)流量(l/s)功率(kw)效率（%）台数总功率(kw)最高设计最低最小设计最大最小设计最大最小设计最大设计备用一600s323632276008811000278.6310.4311.4768985311065二500s35403528450560650207.6

11、218.8209.9858885421680三20sh-134035.130430560670206219246.5808882421680四500s35403528450561650207.6218.8209.98588854216804、 方案比较满足设计要求的情况下方案三、四的总功率较大，不经济，所以不选。方案一和二相比方案一的最高、最低扬程均能满足设计要求。但方案二的适用范围更大，而且更便于工况点的调节，故预选方案二，方案一作为备选方案。故本设计预选第一、二方案。即选择500s35的水泵六台，单机容量为280kw,总装机容量为1680kw；设计流量为560l/s，最大流量为650l/s

12、，最小流量为450l/s，或选择600s32的水泵三台，单机容量355kw,总装机容量1420kw；设计流量881l/s,最大流量1000l/s,最小流量600l/s。总流量为 3524l/s；设计扬程为32m；转速为970rpm。 （1） 第一方案及选择泵行为600s32三台（一台备用），单机容量为355kw，最小流量为600l/s，最大流量为1000l/s，设计流量为880l/s，总装机容量为1065kw，总近期流量为1832l/s，远期流量为2749.5l/s。最高扬程34.6m，最低扬程28m，转速1450r/min。（2） 第二方案 即选择500s35六台（两台备用），单机容量是28

13、0kw，最小流量450l/s，最大流量650l/s，设计流量560l/s。，总装机容量1680kw，总流量近期1833l/s，远期2479.5l/s。最高扬程34.6m，最低扬程28m，转速1450r/min。第二节 动力机选型一、动力机类型选择电动机与内燃机相比较具有很多优点：重量轻、对环境的污染小，是一种清洁的能源类型，震动小、对机房的影响较小，运转平稳、效率高、安全可靠、便于自动化和今后的发展。故本设计选用电动机作为动力机。二、电动机的类型选择 当单机容量n75kw时，一般选择鼠笼式异步电动机，当单机容量75kwn150kw时，一般选择绕线式异步电动机，当单机容量n150kw时，一般选择

14、双鼠笼式异步电动或同步电动机。本工程单机容量为n=55kw75kw，又因为水泵站的电源是三相交流电，常用的是三相交流感应电动机，在选用感应电动机时，应优先选用鼠笼式电动机。故本设计选用鼠笼式异步电动机。三、动机型号选择根据水泵的单机容量n=355kw，和转速n=1450rpm，查给排水设计手册可知，与此相配套的电动机的型号为y450-6型鼠笼式异步电动机六台，根据500s35型水泵的性能，选用其配套电动机型号为y450-6,轴功率为p=280kw，额定电压为v=10kv，转速为n=1450r/min，效率=79%, 重量为w=380kg。其主要参数如表22： jo2914三相鼠笼式异步电动机参

15、数 表22型号额定电压（kv）额定功率(kw)额定电流（a）转速(r/min)启动转矩（kg-m）重量(kg)yjs450-41035524.714862203880第三节 传动设备选择中小型水泵机组传动设备对照表 表23传动特性直接传动（联轴器）间接传动（皮带）刚性柱销弹性爪性弹性开口式半交叉式交叉式平皮带三角带平皮带三角带平皮带优点结构简单紧凑，传动平稳安全，效率高，传动比准确结构简单，轮心距变化范围大；传动平稳；能缓和冲击，可起安全作用；设计制造简单，成本低；安装使用维护简便；传动形式多；应用范围广传动扭矩大，能承受轴向力不需严格对中，能起缓解作用弹性好，寿命长，装拆方便缺点不能承受冲击

16、，轴线对中要求高不能传动轴向力，寿命短，加工要求高传递扭矩小，精度要求高，不能承受轴向力外形尺寸大；轴向受力大；传动比不准确；寿命短，尤其式交叉式平皮带和半交叉式三角带；在半交叉式传动中，平皮带易滑脱，三角带易磨损扭矩范围0.39-15.7kn.m0.066-15.1kn.m0.028-0.265kn.m一般在3.7-74kw范围内,皮带常用于22-30kw以下,三角带常用于37-74kw传动效率0.990.99-0.9950.99-0.9950.980.960.92-0.940.9-0.920.9速度范围1450-3500(r/min)1100-5400(r/min)3400-6300(r/

17、min)一般取v=10-20m/s,限制vmax25-30m/s限制vmax15m/s15m/s速比范围i=1i=1i=1i5i7i3i4-5i6使用条件用于立式轴流泵，适于低速，振动小的场合，适宜轴径为40-160mm用于立，卧式机组连接处；适于高速旋转，适宜轴径为25-180mm用于小型卧式机组连接处；适于高速传动适宜轴径为20-165mm适于卧式（三角带可立式）机组轴线平行，转向一致的场合适用于机组轴线垂直交叉的场合用于机组轴线平行，转向相反，轮心距a不小于20倍皮带宽的场合由表23可知，直接传动具有很多优点，应用极为广泛，故本设计选择直接传动的方式，由于其单机容量较小，选择直接传动，即

18、联轴器传动，直接传动方式传动功率大、传动效率高、设备简单，维修方便,因而选择刚性联轴器。第三章 管道设计一、吸水管设计（一） 管道材料选择铸铁管抗腐蚀性能好，经久耐用，安装方便。与钢管比，价格低。比钢管使用寿命长。管径小于600mm的出水管可选用铸铁管。因此本设计采用焊接铸铁管。（二） 管道直径确定铸铁耐久性好，安装方便。与钢管比，价格低。比钢管使用寿命长。又有一定的强度及刚度，可保证不漏气，拟选用法兰式铸铁管。为减少吸水管路水头损失，充分利用水泵吸上扬程，铸铁管流速一般控制在1.52.0m/s的范围内。据此可求出吸水管径，即 d吸=式中d吸吸水管经济管径，mq通过管道的设计流量，m3/s吸水

19、管的长度不宜太长，一般为610m，本设计吸水管长度为5.0m。（三） 壁厚确定(12)mm吸水管壁厚(mm)d吸水管直径(mm)300/130+（12）=2.3+(12)mm（四） 引水方式的选择本设计中，机房靠近水源,水源含沙量较小,水位变化幅度较小,引水流量不大,可选用管式引水,由于岸坡较缓采用斜杆式。岸坡较缓,出水建筑物离水源较远,可选用明渠取水,以缩短压力管道的长度和造价。取水泵房建在河流旁边，自然地面高程约53米，为了确保水泵的吸水条件，本设计利用河流引水到吸水井，吸水管从吸水井中直接取水。（五） 长度估算吸水管的长度不宜超过10m,一般愈短愈好,一般可按46m估算。（六） 穿墙管

20、本工程厂房靠水，故穿墙管靠水侧采用刚性联结，出水侧采用柔性的联结方式。二、 压力管道设计（一） 管道线路选择管道线路的选择应遵循以下原则:垂直等高线,线短、弯少损失小,在压力示坡线(发生水击时,压力变化过程线)以下,减少挖方,避开填方,禁遇塌方,躲开、山崩、雪崩、泥石流、滑坡和山洪,便于运输,安装检修和巡视，避免其它水体进入泵房，利于今后的发展。由于水厂厂址选在地形较为平坦，交通极为便利；有沿河地表水及地下水可以利用，水量充足；场地面积能满足净水厂布置要求，目前为一空地，地质条件良好。根据管道线路选择的原则，管道线路选择如附图（详见泵站平面布置图、泵站立面布置图）。（二） 布置形式本工程方案一

21、有六台机组，六根压力支管合并到两根压力管中，可以采用一根压力管道，但为了提高供水保证率，故布设两根压力管道，且采用连接管将它们连通。方案二有三台机组，三根压力支管合并到两根压力管中，可以采用一根压力管道，但为了提高供水保证率，故布设两根压力管道，且采用连接管将它们连通。本设计机组台数六台，机组采用并联一字布置。按两根管道并联设计，两根管道并联校核。（三） 管道材料的选择本设计扬程不高,充分考虑到当地的经济问题及管道材料的来源，选用钢筋混凝土管即可满足要求。为了减少水头损失，保证供水要求，故压力管道也选择钢筋混凝土管，采用对接。（四） 经济管径的确定压力管承受内水压力，属内压管。要有足够的强度和

22、刚度。在确定水管直径时，通常把内流速控制在2.02.5m/s范围内。由此可用下列公式计算经济管径，即： d压=式中：q通过管道的设计流量，m3/sd压水管的经济管径，mm.由所选的泵型及管径计算可得压力管道直径，计算详见下表。qdmindmaxd吸水管0.520.570.660.5压力支管0.520.510.570.5压力并管1.0310.7250.8101.00方案一 压力管道直径计算表 方案二 压力管道直径计算表qdmindmaxd吸水管0.344 0.4680.5400.500 压力支管0.344 0.418 0.468 0.500压力并管1.031 0.7250.810 1.000 （

23、五） 压力水管壁厚的确定(1)钢管强度要求:(mm)h压力水管计算段内的最大计算水头(m)d压力水管内径(cm)接缝强度系数,焊接管=0.91.0钢材容许应力(kgf/cm2),按规范值适当降低,例如降低25%刚度要求:(mm)d压力水管内径(mm)(2)钢筋混凝土管:.环向拉力p=hd(kn).单位长度环向钢筋截面面积ag=(cm2).壁厚:=(cm)式中:水的容量(9.8kn/m3)h d同前k轴向抗压安全系数kf混凝土抗裂安全系数rg钢筋抗拉安全系数rf混凝土抗裂安全系数 （六） 铺设方式钢筋混凝土管采用露天式布置，管道沿着地形铺设，在拐弯处铺设镇墩以固定和支撑管道。（七） 管路附件的选

24、择(1).大小头的选配 由于水泵的出口和出水管的直径不同，故需大小头进行渐变，另外，在管径发生改变处也需大小头，除水泵进口需用偏心异径管外，其它均用同心异径管。它们的选择是根据所需衔接的两个直径和形式未选择，并查出其长度，若采用自制时，其长度取（57）.（d大d小），（详见表52）。(2).弯管的选择 在管道发生平面或立面或空间的拐弯处，应设置弯管，弯管也称弯头。它是用来改变管道方向的管件。弯管的类型、材料、直径、转弯角度及半径、长度（详见表52）。(3).闸门的选择 闸门一般设置在水泵的出口附近机房内，离心泵必须设有出水管闸阀。目前一般用缓闭阀代替，对于落井式安装的水泵，水泵基准高程再进水池

25、以下，为了检修水泵，一般也需设置进水管闸阀。根据水流的流量、流速、压力和管道的直径来选择闸阀的型式（电动和手动、明杆和暗杆）（详见表32）。(4) .底阀和滤网的选择 为了防止水倒流，对于人工淡水的小型离心泵可以在吸水管的底部设置低阀、吸水管直径小于等于200毫米时，用升降式、大于250毫米时用旋启式。为了防止异物进入泵体，确保水泵正常工作，可在吸水管得进口出设置滤网。本工程吸水管管径较小，为了减少水头损失，故不设滤网（详见表32）。(5).逆止阀的选择 当泵站事故停机时，出水管中的水将要发生倒流，此时逆止阀的阀门靠自重和管内回流的冲击，在短时间之内即自行关闭，从而防止水倒流。为了防止逆止阀产

26、生的过大水击，目前一般用缓闭阀代替出水管闸阀逆止阀。缓闭阀应根据它所在处的管道直径，压力和水击波传播速度等于确定其类型、规格等。本工程在每台进出口均设有真空表，压力表各一个（详见表32）。(6).仪表的选择 真空表安置在水泵进口处，用来测定水泵进口的真空值。压力表装在水泵出口处，用来测定水泵出口处的管内压力。为了检测水泵的运行情况，一般在水泵出水侧设置弹簧管式压力表，对于利用真空工作的离心泵还需在水泵的进口侧设置弹簧管式真空表。根据这两个表的读数就可算出水泵的工作扬程和判断水泵运行是否正常（详见表32）(方案一)管路附件汇总表 表32序号名称规格单位数量备注1偏心异径管d300-200个80.

27、2水泵进口处2同心异径管d200-300个80.2水泵出口处3同心异径管d300-450个80.2水泵出口后3m4同心异径管d300-450个80.2吸水管进口出5弯管r175 d300个80.64吸水管6弯管r1125 d450个10.67压力管起点后1.5m7弯管r1125 d450个10.67压力并管终点前8闸阀个160.3水泵出口9闸阀个40.3连通管中间10闸阀个20.3压力并管起点后3m11真空表个8水泵进口侧12压力表个8主水泵及真空泵出口侧13真空阀个8真空管上（方案二）管路附件汇总表 表32序号名称规格单位数量备注1偏心异径管d300-200个60.2水泵进口处2同心异径管d

28、200-300个60.2水泵出口处3同心异径管d300-450个60.2水泵出口后3m4同心异径管d300-450个60.2吸水管进口出5弯管r175 d300个60.64吸水管6弯管r1125 d450个10.67压力管起点后1.5m7弯管r1125 d450个10.67压力并管终点前8闸阀个120.3水泵出口9闸阀个40.3连通管中间10闸阀个20.3压力并管起点后3m11真空表个6水泵进口侧12压力表个6主水泵及真空泵出口侧13真空阀个8真空管上第四章 工况点的确定与校核绘制压水装置特性曲线（r曲线和qh曲线）阻力参数的计算：一、吸水管阻力参数1.沿程阻力: s吸f=2.局部阻力参数：

29、s吸j=n管道材料槽率（钢管n=0。012，铸铁管0。014，混凝土管0。017）l管道长度（m）d管道内径（m）f局部阻力参数s吸=s吸f+s吸j二、压力水管阻力参数s压f=s压j=s 压=s压f+s压j三、总阻力参数s=s吸+s压当多台机组合用一跟压力水管（即并联）时s=式中：s支压力支管阻力系数 m并联台数 s并 压力并管阻力参数或s=s并把单泵的扬程性能曲线修正后在横向叠加h1=h1(s吸+s支)q2串联运行时 s=s1+s21.列表计算h由上表知方案一的为吸=1.0 压=0.5知方案一的为吸=0.9 压=0.3方案一：s计算表总阻力参数分布表 表41qvmaxvmindmindmax

30、dlnsfsjss压力并管1.032.520.720.81125000.0122.53.700.213.918.43压力支管0.522.520.510.570.5150.0121.50.901.992.8920.16吸水管0.5221.50.570.660.550.01210.301.331.6320.16方案二：s计算表总阻力参数分布表 表42qvmaxvmindmindmaxdlnsfsjss压力并管1.032.520.7240.810125000.0122.53.700.213.918.43压力支管0.522.520.5120.5730.5150.0121.50.902.002.8920

31、.16吸水管0.5221.50.5730.6620.550.01210.301.331.6339.722.绘制压水装置特性曲线（管路系统特性曲线）及500s35q-h性能曲线（1）.参数计算：根据流量、依次计算q2 hw=sq2 h=hst+hwh1=hstmax+hw h3=hstmin+h h=aq2+bq+c方案一：系数abc计算表系数abc计算表 表43360.3600.6001-0.013320.7750.8811271.0001.0001360.60010.925-69.008320.8811271.00010.360361-1.17887.9120.7753211.0002710

32、.3600.60036-0.1098.0950.7750.881321.0001.00027单泵压水装置特性曲线及600s32q-h性能曲线计算表单泵压水装置特性曲线及600s32q-h性能曲线计算表 表44q0.70.750.80.850.9hmin29.6730.2830.9431.6332.37hmax34.2334.8435.5036.1936.93hd32.1332.7433.4034.0934.83h35.8235.2134.2632.9631.32双泵压水装置特性曲线及600s32q-h性能曲线计算表双泵压水装置特性曲线及600s32q-h性能曲线计算表 表45q0.40.450

33、.50.550.60.650.70.75hmin28.7729.6230.5831.6432.8034.0635.4236.88hmax33.3334.1835.1436.2037.3638.6239.9841.44hd31.2332.0833.0434.1035.2636.5237.8839.34h32.2233.6834.8035.5736.0036.0835.8235.21方案二：系数abc计算表系数abc计算表 表46360.2030.4501-0.002320.3150.5611270.4230.6501360.45010.199-100.719320.5611270.65010.2

34、03361-0.13065.7910.3153210.4232710.2030.45036-0.05326.7900.3150.561320.4230.65027单泵压水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表单泵压水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表 表47q0.550.5750.60.6250.650.675hmin28.0928.3328.5728.8329.1029.38hmax32.6532.8933.1333.3933.6633.94hd30.5530.7931.0331.2931.5631.84h35.6834.0832.2630.2428.0025.55双泵压

35、水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表双泵压水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表 表48q0.50.5250.550.5750.60.65hmin30.5831.1031.6432.2132.8034.06hmax35.1435.6636.2036.7737.3638.62hd33.0433.5634.1034.6735.2636.52h38.2637.0835.6834.0832.2628.00三泵压水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表三泵压水装置特性曲线及500s35q-h性能曲线计算表 表49q0.450.50.55hmin33.5835.4737.56

36、hmax38.1440.0342.12hd36.0437.9340.02h40.0038.2635.68（2）.曲线绘制根据水泵的性能表，绘出水泵的扬程性能曲线和r 曲线图。方案一单泵运行双泵运行方案二单泵运行双泵运行三泵运行四、确定工作点找出抽水涨至特性曲线与扬程性能曲线（并联运行的扬程性能曲线）的交点，即为所要求的工作点。五、工作点的校核工作点a（qa1ha）校核的内容主要有以下几点；工况点的流量应接近泵站的设计流量，误差不超过510%，不相等时，可以调整机组每天的工作小时数，超限时应增减机组台属和重选机组。m管道数量水装置特性曲线绘制的正确性：即：|ha（h净+sq2a）|/ha0.5%

37、,相差较大时应重绘水泵是否在高效率曲运行：工作点必须在高效率区，最好落在最高效率工作点稍偏右，不满时，应采取必要的措施。并联运行时还应校核扬程性能曲线叠加的是否准确。均满足要求后，绘出方案须好几水泵的型号，台数、流量q、扬程h、功率p1、转速n、效率n、允许吸上真空高度（hs）或允许气蚀裕量（）运行方式、总的流量q、扬程h、装机容量p等。高扬程泵站还应给泵站的技术和各级泵站的以上参数，还应注意上、夏季之间流量的匹配。六、方案比较包括机组台数、工程投资、运行管理等方面。总的装机容量逾小，年运行费用逾底。单机容量逾小、机组台数就愈多、土建投资省、便于流量的调配，但机电设备投资高，年运行管理费用高等

38、，运行方案比较后择优选用。对于本设计由附工况点的图明显可以看出方案二优于方案一，所以本设计选用方案二，即六台500s35型水泵。第五章 离心泵安装高程的确定离心泵安装高程的计算一、计算吸水管的水头损失 h吸=s 吸q12机组台数超过48天，一般采用双排布置，此时应按后排计算二、确定进水池的有关水位（如前所述）三、计算水泵的安装高程（一）修正气蚀性能参数：1.允许吸上真空度的修正： hs=hs10.09+h大汽h 大汽安装高程所对应的当地大气压换算估算，相差较大时用安装高程度修正。工作水温（一般取送灌区期平均水温）所对应的饱和蒸汽压力水柱（米）。海拔对吸上真空高度的影响海拔(m)60001002

39、00300400500600700800900100015002000大气压11.3 10.3 10.2 10.1 10.0 9.8 9.7 9.6 9.5 9.4 9.3 9.2 8.6 8.4 p/(mh2o)水温对吸上真空高度的影响水温05102030405060708090100饱和蒸气压力0.060.090.120.240.430.751.252.023.174.827.1410.33hs=10.09（10.09）hs)( )2n n水泵额定和实际转速（转/分）2.h的修正：h=h()2（二）计算吸水高度（吸水扬程）h吸 1.h吸=hsh吸 2.h吸=h10.09水泵进口处的流速水头

40、（米）（三）计算安装高程：z按=min（z下minh吸maxh吸min）h吸max(h吸min)设计最低（高）下水位所对应的吸水高度（米）当水源水位变幅较大时可以取为zfminh吸对于轴流泵，当h吸0时，表示安装在水面以上，但水泵叶轮一般安装在设计最低下水位以下，而且淹没深度不小于0.51.0米。落井式安装的离心泵在设计最低下水位以下（0.30.6）h吸（米）水泵安装高程参数表水温（20oc）海拔(400m)z下min(m)汽蚀余量（m）hva=0.24mh2o9.8mh2o38.24.6允许吸上真空高度：hs=10.09m-4.6m=5.49m对hs修正：hs=hs-10.09+hva-pe

41、/r=5.49-10.09+0.24-9.8=14.16m水泵的安装高度：hss=hs-vs2/2g-hwss=-14.16-1.742/2g-20.160.192=-13.73m水泵的安装高程：z=z下min+hss=38.2-13.73=24.47m第六章 镇墩设计第一节 压力水管的水击计算一、水击波的传波速度（一）钢管、铸铁管： a= （米/秒）（二）钢管混凝土：a= （米/秒）水的弹性模量2.07104公斤/厘米2e管壁材料的弹性模量（公斤/厘米2）管壁内环向钢筋配筋率（三）分段时水击波平均速度：.=一、管路常数：2=二、机组惯性系数：k=1.79106式中：q正、h正、 n正、 h正

42、分别为正常运行时水泵的流量扬程（米）效率（小数）传速（转/分）u水泵正常运行时管道的正常流速（米/秒）gd2机组转动惯量，可取电动机转动惯量的1.11.2倍（四）计算水击增压值根据k和2查帕马金氏图可以查得水泵和压力管道中间电的相对最大增压和降压（%h正）以水泵反转时的最大反转相对转速（%h正）查得的值乘以相应的值（h正或n正）就可以得水泵及管道的最大升（降）压值及水泵的倒转转速。第二节 镇墩设计一、荷载分析作用于镇墩上的荷载很多，有轴向荷载和径向荷载（mn）还有自重。水管自重的轴向分析f1，作用于关闭闸阀或止阀上的水压力f2，管道拐弯处的水压力f3和离心力f4大小头两端的压力差f5伸缩节断面

43、上的水压力f6伸缩节处管壁与填料之间的摩擦力温度变化引起管壁与支墩之间的摩擦力f7，温度变化引起管壁与支墩之间的摩擦力f8及温度应力f10，水流与管壁之间的摩擦力f9，载有镇墩与上，下方相邻的两个支墩之间支承范围内的水管重量及水管内水重的径向分力n和弯矩m。它们的计算公式分别是：f= g管lsinf1=g管lsinf1=g管lsin 以下类似f2=f3=f4=f5=f6=f7=f8=f9=f10=n=m=式中g管(g水)单位长度的管道（管内水流）的重量（千牛/米）d（d阀d大d小）管道（阀门中心处，大头，小头）内径（米）d外管道外径（米）水的容量（千牛/米3）管道倾角h（h阀h弯h干大小头（阀

44、门，弯管进出口节处断面中心的计算水头（米）qu管中所通过的流量和流速（米3/秒 米/秒）g重力加速度（米/秒2）f()止水填料（支墩）与管壁之间的摩擦系数b填料长度b=0.1d外（米）h损水头损失（米）管道材料的线性膨胀系数t温度的变化值（）l(l)镇墩与相邻伸缩节（支墩）之间的水管长度（米）()镇墩上（下）方或出进水侧。二、荷载组合作用于镇墩上的荷载的组合与机组的运行工况及温度的变化，镇墩处管道变化等有关。运行工况通常可分为正常运行，正常停泵和事故停泵三种，温度的变化有升温和降温之分，管道的变化有管径和角度的变化，管径的变化又有大小头，三通管，四通管叉管等，角度的变化又有平面转弯和立面转弯和空间转弯，立面转弯 还分由陡变缓和由缓变陡之间区别等等。通常计算机房附近由缓变陡的1号镇墩。下面就以1号镇墩为例，给出其荷载组合示意图。作用于关闭的闸阀或逆止阀的水压力f2，若1号镇墩可有镇墩或1号镇步有伸缩节，此力不传给1号镇墩，无逆止阀时，事故停泵也无此力，无断流设施时，其力按照水倒流倒转的最大反转转速所对应的各对应的荷载计算。有断流设施时，此力工况可不作用控制工况。有逆止阀时，按照升压阶段（有陡变缓的镇墩按降压阶段）产生的水击增（降）压水类与净水类叠加作为事故停泵的计算水头。虚线表示降温水流与管壁之间的摩擦力一般较小，可