水泵及水泵站课程设计

1、水泵与水泵站 课程设计学 院：土木与水利工程学院专 业：农业水利工程姓 名: *学 号：*指导教师：*1. 工程规划1.1、基本资料某供水泵站从渠道取水，在渠道边设进水闸1座，闸孔宽1m，渠道设计最高水位1178.33m，设计水位1177.86m,设计最低水位1177.70m,渠底高程1177.10m。现场勘测，供水泵站可建在渠道边上。站址区域土壤为灰钙土和淡灰钙土，地下水为基层裂隙水和碎屑岩类裂隙孔水，土壤质地为沙质黄土，地基承载力较好。该站址处交通方便，附近有输电线路通过，选择电动机较合适。根据规划，该泵站设计流量为0.2m3/s（也可以根据情况进行调整)，出水池设计水位1197.86m,

2、出水管道（压力管道）长460m。1.2设计参数的确定1）设计流量Q=0.2 m3/s=720 m3/h2）设计扬程渠道 出水池H设计最高水位=1178.33m H设计水位=1197.86H设计水位=1177.86mH设计最低水位=1177.70mH渠底=1177.10m由于管道水头损失的影响，设计扬程：H设=（1+10%）H净 =（1+10%）*（1197.86-1177.86）=22(m) 2.选择机组类型及数目2.1水泵选型 1）根据泵站的设计扬程，查水泵性能表，选择以下几种泵型，进行方案比较。 表21 泵型性能参数表方案水泵型号流量（m3/h）设计扬程（m）电机功率 (kw)转速（r/m

3、in）必须汽蚀余量(m)一SLW250-30035022.03714805.550020.060017.5二SLW250-315A35031.55514805.55002860023三SLW250-315B35026.54514805.545024.054020.02)由公式n=Q站/Q泵计算泵型所需台数， 见表22水泵型号SLW250-300SLW250-315ASLW250-315B台数322 3)方案的比较三种方案的必须汽蚀余量一样，方案一、相对于其他两种方案,台数多,投资可能大，方案二、方案三、机组台数相近，但方案二，机组出水率相对于较大，电机功率相对大。所以，最终选方案三SLW250

4、-315B。2.2 水泵的数目确定 水泵有时会出现故障，所以要选一台备用泵 最后选三台SLW250-315B3. 确定管材、数目、直径及管路附件3.1 管材1）进水管宜采用钢管2）室内出水管宜采用法兰连接的钢管3）室外出水管也采用钢管 3.2 数目及管径 1）管径采用经验公式法，一般进水管的经济流速为<1m/s,出水管的经济流速为0.81.5 m/s D进= 式中：v进进水管道中平均流速（m/s），v进=0.8 m/sQ 单泵进出水管道的流量，SLW250-315B型泵的流量 Q=450 m3/h=0.125计算得：D进=0.446 m，取D进=0.45 m=450mm。 D出= 式中：

5、v出出水压力管道中平均流速（m/s），v出=1 m/s 计算得：D出=0.399m, D出=0.4m=400mm。考虑机组合并管道，故合并后，Q1=0.25，v=1m/s, D出1= （43）计算得： D出1=0.564m, 取D出1=0.6 m=600mm 。1）数目选择3台泵，采用并联的方式。3.3 管路附件管路附件及阻力系数见表31表31 管路附件阻力系数表附 件规格mm数量吸水管喇叭口45030.190°弯管450 R=67560.6渐缩管250/450 L=55030.2出水管出水闸阀40030.07渐放管250/400 L=45030.2445°弯管40040.

6、3伸缩节40040.2叉管400/60021.0出口60011.0 4. 水泵工作点确定及校核4.1计算管道阻力参数管路阻力参数计算表吸水管直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33 (s2/m5)0.4550.0120.522 附件名称(规格)管径（m)系数S局=0.08262/d4 (s2/m5)喇叭进口0.450.10.201 90º弯头0.450.61.209 偏心渐缩管0.250.24.230 小计6.163 出水管（并联前）直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33 (s2/m5)0.42000.01239.121 附件

7、名称(规格)直径(m)系数S局=0.08262/d4 (s2/m5)渐放管0.250.245.076 出水闸阀0.40.070.226 45°弯管0.40.30.968 叉管0.413.227伸缩节0.40.210.678 小计49.296 出水管（并联后）直管管径d(m)管长L(m)糙率nS沿=10.28n2L/d5.33 (s2/m5)0.65000.01211.266 附件名称(规格)直径(m)系数S局=0.08262/d4 (s2/m5)伸缩节0.60.210.134 出口0.610.638小计12.038合计67.4974.2确定水泵工作点1）SLW250-315B泵型的性

8、能参数性能见表42：表42 SLW250-315B 泵型性能参数表.水泵型号流量（m3/s）设计扬程（m）电机功率 (kw)转速（r/min）必须汽蚀余量(m)SLW250-315B0.097226.54514805.50.12524.00.1520.02）管路性能曲线绘制QH需 H需=H净+SQ2=H净+（S沿+S局）Q2式中： H净 泵站净扬程，本设计为20m 并联前：S沿=10.2n2*L/D5.33= 0.522 +39.121=39.643 S局=0.083/D4=5.641+10.175=15.816 S沿+ S局=55.459并联后：S沿=11.266 S局=0.134+0.63

9、8=0.772 S沿+ S局=11.266+0.772=12.038S=67.497 绘制如下图：单泵的工作点：Q=0.1425，H=21.371m并联后工作点：Q=0.248，H=24.142m4.3校核水泵在最高水位和最低水位运行的工作点1）校核水泵在最低水位时管路性能曲线H净低=1197.86m-1177.70m=20.16m 工作点：Q=0.245,H=23.22m2）校核水泵在最高水位时管路性能曲线H净高=1197.86m-1178.33m=19.53m 工作点：Q=0.256,H=23.61m高效区：流量的范围0.19440.3，扬程范围2026.5m满足要求。5. 水泵的安装高程

10、的确定水泵的安装高程过低，使泵房的土建投资加大，施工条件更加困难；过高是水泵产生汽蚀，流量，功率、效率的大幅度下降，甚至不能工作。因此，确定水泵的安装高程尤为重要。根据安装高程公式， 需要确定大气压力、气化压力、允许吸上真空高度、吸水管损失 计算得：当地大气压力：=9.06m 20下工作气化压力：=0.24m 允许吸上真空高度：5.5m 吸水管水头损失：hs= S吸Q2 =6.163 *0.1462 =0.131所以有 =9.06-0.24-5.5-0.131 =3.189 m所以 安装高程为1177.7+3.189=1180.89m 而最高水位为1178.33m，加上安全超高0.5m，得地面

11、高程1178.83m，泵的基础取0.15m，所以安装高程应为1178.98m。6.水泵机组的基础设定 根据基座尺寸，确定基础尺寸： 基座长度 E=780mm，取基础长度L=1000mm 基座宽度 F=600mm， 取基础宽度B=700mm 考虑泵自身高度为970mm，泵出口设90°弯头半径为675mm，为方便检修，基础高度取 H150mm。如此出水管高度控制在1800左右，检修人员可以在此高度下工作。7.泵房设计7.1 泵房的结构类型选择 泵站的泵房采用分基型，其原因为：（1）水源水位变幅较小，为1178.33m -1177.70m =0.63m，小于水泵的吸上高度H吸；（2）安装的

12、是卧式离心泵；（3）由于地下水位较低，不至于渗入泵房影响地基； （4）选用分基型泵房，通风、采光、防潮条件均较好7.2泵房内部布置形式 1) 主机组布置 三台机组，台数较少，可按一列式纵向布置，优点：布设整齐，主厂房跨度较小，水力条件较好。示意图如图 2) 交通道 安装机组的主厂房一般都低于检修间和副厂房的地坪。为了便于管理人员来回巡视，与进水侧或出水侧设有交通道。此泵房较小，只在出水侧设交通道为1.5m宽。7.3泵房尺寸1)泵房长度泵房长度主要根据机组的长度、机组之间间距、检修间和配电间长度加以确定。 泵房长度示意图2） 泵房的跨度根据进出水管长度、各个进水管路附件、泵基座尺寸，拟定泵房宽度

13、为7750mm； 3）泵房的高度由于选用的是分基式泵房，故不设吊车，泵房高度主要取决于泵的尺寸，结合房屋建筑学要求，不低于3500，故取泵房高3600mm。8. 进水池、出水池设计8.1 前池：采用正向前池，引渠宽度取为1m。1）前池扩散角取为40°；2）前池池长，得L=12.23m3）池底纵向坡度取i=0.1如下图：8.2进水池1)进水池宽度的确定： 喇叭口直径D取600mm，根据规范，得池宽B=3D=1800mm。2）悬空高度的确定： 根据规范，C=0.60.8D，取C=0.6D=360mm。3)后壁距的确定： 根据规范，T=0.81.0D，取T=0.9D=540mm。4）进水池长度： Lg4.5D+T=3.24m 取前水池长度L=3.24m5)淹没深度 hs>1.01.25D, 取hs=1.5D=0.9m 如下图： 8.3 出水池： 选定为正向出水池。1)出水管出口直径： 出水管直径为0.6m，为降低出口流速，使出水池中不产生水跃并减小 出口损失，取出水管出口直径为D0=0.7m；2）淹没深度： 取