水泵与水泵站的设计说明

1、第一章设计任务与基本资料一、设计任务完成胜利排水泵站的初步设计二、建站目的为对某市用水环境进行综合治理，满足全市排污排涝等 需求，拟在该市东区建一座排水泵站，将水排入外河，市内 有一环卫河自西向东，市内外泄水流可汇入南北流向的外河 上龙河。三、设计标准水泵站按 泵站设计规范 和室外给水排水设计规范 的标准，该站为三级建筑物。四、基本资料、地形资料环卫河自西向东，河底高程 4m，底宽 4m ，外河为南北 流向。防洪堤顶高程 14.5m ，堤坡底为 1:2.5 ，建站地点高 程 9m 。、地质资料建站地点地势平坦， 地面下向至 5.04m 为素填土， 夹少 量碎砖、小石子、植物根， r=190KN

2、/m 3， c=17 KN/m 2，内 磨擦角 =13 ， R=80KN/m 2； 5.04 米以下为亚粘土， r=190KN/m 3 ， c=10 KN/m 2 ， 内 磨 擦 角 =18 ， R=100KN/m 2泵站墙后回填土， r=190KN/m 3，c=30 KN/m 2，=15 ，外磨擦角取( 1/3-2/3 )、水文资料环卫河末底面高程： 4.0m 环卫河河底宽度： 4.0m 水组位合：水位外河环卫河最高水位11.0m6.0m设计水位10.5m5.0m最低水位8.5m4.5m地下水水位4.0m、流量资料：排水面积( KM2)排水率 m3/s/KM 2总面积自排面积分流面积胜利站抽

3、排面积2912.45.6110.36、交通 外河可以行船，附近有公路通往市区，交通便利。、电源站址附近有变电所一座， 6KV 输电线路经过此站 、排水时最高气温 37，最高水温 25 。五、其它设计依据1、设计任务与指导书扬州大学 20032、泵站设计规范 GB/T50265-973、水泵站设计示例与习题4、中小型泵站设计与改造技术储训刘复新主编5、泵站过流设施与截流闭锁装置严登丰著6、中小型泵站设计图集第二章泵站设计参数确定一、设计流量确定Q= qA=0.36 11=3.96m 3/s 式中 q 为排水率( m3/s/KM 2) A 为胜利站抽排面积。二、设计净扬程的确定H=10.5 5=5

4、.5m三、设计扬程初估H 设 (1+K)H 净 1.2 5.5=6.6m取 K=0.2四、确定最大、最小净扬程Hmax=11 5=6mHmin=8.5 5=3.5m第三章 水泵选型及设备配套一、水泵机组选型确定泵型方案根据上述扬程计算结果， 再加上管路损失， 扬程按 15% 估算，则 H=H+H 损 5.5+5.5 15%=6.3m初选泵型：一般情况下，设计扬程小于 10 米时，宜选 用轴流泵； 5 20 米时，宜选用混流泵。所以 ，从 产品 样本 中选 择 350HW-8 、 400HW-7 、650HW-7 三种泵型进行比较确定各方案中水泵台数型号单泵流量 (m3/s)设计流量 (m3/s

5、)台数350HW-80.3063.9613400HW-70.5103.968650HW-71.0173.964选择最佳方案水泵选型原则：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。 所选水泵能满足泵站设计流量和设计扬程的要求。 同一个泵站所选水泵型号要尽可能一致。 按平均扬程选型时，水泵应在高效区运行。在最高和最 低扬程下运行时，应能保证水泵安全稳定运行。有多种泵型可供销选择时，应对南组运行调度的灵活 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。从多泥沙水源取水时，应考虑泥沙含量、粒径对水泵性 能的

6、影响。泵站主机组的台数一般以 4 8 台为宜。 因本工程平均扬程较低，宜选混流泵，根据选型原则和 选型中应考虑的因素初选 650HW-7 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、动力机选配动力机类型选择该站址附近有变电所一座， 6KV 输电线路经过此站，本 工程拟采用电力拖动。本泵站为小型泵站，宜选用异步电动 机，初选电机型号 JS13-12 或 JS137-12 。配套功率计算N 配=KN 抽 1.3* gQH/ =91.3KWN 配 配套功率 120/90 135/100确定电机型号根据 650HW-7 型混流泵，其转速为 485r/m

7、in ，查电 机产品样本选择 JS137-12 型异步电动机。、传动方式选择 选择直接传动，即联轴器传动，直接传动方式传动功率 大、传动效率高、设备简单，维修方便。三、管路配套1、吸水管路设计(管材、管径、管长、管路附件) 管材：选用钢板卷制管 管径：管中流速控制在 1.5-2.0m/s 之间 D 进=(4Q/ V)0.5=(4*1.017/ *2.0) 0.5=805(mm)查找有关手册，选择 D 进为 800mm 350mm 。 管 长 偏 心 接 管L=2(D-d)+150=2(800-650)+150=450mm 取管径 D=0.8m ，吸水管与水泵进出口采用渐缩管连接 吸水管采用钢板

8、卷管，管路接头处设置 C25 砼镇墩 .2、水泵安装高程确定 根据所选泵型，查水泵性能参数表，水泵吸程 5.5m 吸程损失取 15% ，进水池最低水位 4.5m 则水泵安装高程为H 中 =4.5+5.5 0.85 9.18m取水泵安装高程为9.1m3、水泵底板高程确定泵中心至底板高为1.23m则水泵底板高程H 底=9.1 1.23=7.87m四、起重机设备选配因排水泵站系小型泵站，考虑起重设备用 SG-2 型单轨小车。性能参数如下表起重量提升高运行速度手拉力工字钢总重量(KN)度(m)( m/min )(KN)型号(KG)19.63-104.50.14730a58第四章 泵房初步设计一、站址确

9、定及布置站址选在内河的正对面，背靠大坝，真高为9.0m 。二、确定泵房结构型式该排水泵站系小型排水站， 考虑到结构简单， 施工方便， 泵房通风采光和防潮条件好，机组运行、检修方便等因素， 故采用分基式泵房。三、泵房内部设备布置1、机组布置该机组只有 4 台机泵，考虑到布置简单、整齐，泵房宽 度小，故采用单列式直线布置，机组间距选 1.5m 。2、辅助设施布置 配电间：考虑到机组较少，泵房跨度小，泵房利于通风 和采光，故采用一端布置，每台机组配用一台开关柜，尺寸 为 0.8 0.6 2m ，柜后空间 0.8m ，柜前 1.5m 的通道，柜 两边留 0.8m 的通道，为避免因泵房地面积水使电气设备

10、采 潮，配电间的地面与房内的主通道在同一高程上。检修间：留一间为检修间，尺寸为 6.24 4m。电缆沟：从开关柜至机组的电缆整齐地铺设在泵房地面 下的电缆沟内。排水沟：为了排除水泵水封用的废水，泵房渗漏水以及 检修水泵时的废水，在泵房地面向进水池倾斜的坡度设排水沟，其尺寸为 0.4m ，3% 的坡度。抽真空设备：当水泵正值吸水时，需充水后才能启动， 需用真空泵抽气充水，设真空池一座，尺寸为121m ，真空泵一台，拟选 SZ-1 型真空泵。通道：为便于工作人员巡视和物件搬运，设 1.5m 宽的 主通道，设 1.5m 宽的靠近设备的各通道。起重设备：为便于水泵或电动机的安装和检修，泵房设 吊车 S

11、G-2 型单轨小车。泵房尺寸拟定 泵房平面尺寸、泵房长度：根据机组台数、机组基础在 泵房长度方向的尺寸、机组间距以及建筑统一模数制，定为 4m6 间 24m 。泵房宽度，根据机组在泵房跨度方向的尺 寸，进出水管路和管路附件的长度，以及安装检修和操作所 需的空间，并考虑通道宽度要求初步拟定泵房宽度为 6.24m 。泵房立面尺寸：主机高： 1230mm主通道地面高： 10.0m泵房外地面高： 10.0m房顶高：房顶高为 14.63m主要构件细部尺寸墙体：砖混结构 墙厚 240mm墙基： 建在砼底板上 ,块砖基础砖为 Mu7.5 ，砂浆为M5过梁：必须放在门窗上面，尺寸为240 240mm宽与墙相同

12、，高度超过门窗 0.5m 圈梁：屋檐下 500mm ，现浇钢筋混凝土构件 大门：宽 3m ，高 2.5m 小门：宽 1.2m ，高 2.5m 窗： 宽 1.8m ，高 1.8m宽 1.8m ，高 0.9m屋盖： 采用 C20 现浇整体钢筋砼平屋盖。 考虑本工程位 于市郊，为了与周围环境协调与美观，采用仿古式琉璃瓦 屋盖。窗户采用不锈钢塑钢窗。双层玻璃隔音。第五章 进水建筑物设计一、进水池设计1、立面尺寸： 池底高程： Hd=4.5-1.0-1.0 cos22 -0.5=2.07m 池顶高程： 7m2、平面尺寸 池宽： B=(n-1)s+D 进 +2C=(4-1) 4+0.8+1.6 2=16m

13、池长： L=4.5D 进+T=4.5 0.8+0.2 4m(T=0.25 0.8=0.2)细部构件尺寸：拦污栅：采用 18 钢筋编网，网格 15 15cm ，周围用L8806 角钢封边，分两块拼装二、前池设计扩散角 =40 池长L=（B-b ）/2g2=（16-4 ） /2 g20=16.5m 底坡：前池底部做成 i=0.3 的斜坡 根据经济流速确定出水管路管径 d=0.8m ，出水管路为 钢板卷材管。管路接头处设置 C20 钢筋砼镇墩， 水泵出口采用控制拍 门。出水管线按 1:2.5 的斜坡布置。镇墩按 1.5 12.2m 布置三、引水渠设计1 、按明渠均匀流方法进行试算，确定水深 h 与底

14、宽 b ， 明渠均匀流公式如下：=AC RiQ 设计流量（ m3/s ）C 谢方系数（ m0.5/s ） C=R1/6 nR水力半径（ m） R=A xi底坡，取 0.0001n 糙率，根据土质情况，取 0.025A引渠过水断面面积（ m2）；x湿周（ m ）H 引渠设计水位 mm 引渠边坡取 2.5引渠设计底高程 m由以下计算得，引水渠渠底高程为 3.5m引渠设计断面表桩号间距 mHhhoIbmnAxRCQ15.003.601.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9721004.993.591.410.00014.02.50.02510.5611.

15、570.9139.393.9731004.983.581.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9741004.973.571.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9751004.963.561.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9761004.953.551.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9771004.943.541.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9781004

16、.933.531.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.9791004.923.521.410.00014.02.50.02510.5611.570.9139.393.972、不冲、不淤流速校核实际流速 V=Q/A=3.97/10.56=0.376不冲流速 V 不冲 =KQ0.1=0.62 3.97=0.712不淤流速 =V 不淤 =0.30.4满足 V 不冲 VV 不淤 要求则泵站进水池设计水位为 4.90m第六章 泵运行工况点校核各种水位校核如下：1、设计净扬程H 净 =10.5-4.9=5.6mr= q/F=1.017/( *0.4052) =1

17、.97m/s局=进+弯+拍 =0.2+0.25+0.15+1.4=2.0h 局=(局*V2)/2g =2.0 1.97 2/(2*9.8) =0.396mH 沿=0.013 q2=0.013 1.017 2=0.013mH 通 =5.6+0.396+0.013=6.0m 在该工况下，水泵效率 =87% ，在高效区范围工作 2、最高扬程H 净=11.0 5.9=5.1m局=进 扩+弯+拍=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0r= q/F=1.017/( *0.4052) =1.97m/s局=进+弯+拍=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0h 局=(局*V2)/2g =2.0 1.97

18、 2/(2*9.8) =0.396mH 沿=0.013 q2=0.013 1.017 2=0.013mh 总 =5.1+0.396=0.013=5.5m在该工况下，水泵效率 q =85% 位于高效区工作3、最低水位H 净 8.5-4.4=4.1m局= 进+ 扩+弯+拍=0.2+0.25+0.15+1.4=2.0q 1.017r=1.97m/sF3.14 0.4052V2H 局=局=2.0 1.97 2/(2*9.8) =0.396m2gh 沿=0.013 q2 =0.013 1.017 2=0.013mH 总 =4.1+0.396+0.013=4.5m 在该工况下，水泵效率 =80% ，位于高效区工作。通过 以上校核计算，选用 650HW-7 型混流泵是适合的。从表可知，水泵最大轴功率 N=80.0kw 则配套功率 N 配应为 N 配 =KN/ 传=84.8kw 选择 100kw 电动机满足要求。水泵工作性能表工进水位出水位净扬程总扬程流量效轴功率况mmmmm3/s率kw设计水位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 真空泵选型及其它设计一、 真空泵选型拟选 SZ-1 型真空泵。二、泵房稳定计算 水泵采用混流泵，泵房采