泵站工程课程设计书

1、泵站工程课程设计书 1一、设计目的 1二、设计基本资料 1三、水泵总扬程的初步拟定 33.1设计扬程 33.2平均扬程 43.3最咼扬程 43.4最低扬程 5四、水泵类型的比较和确定 54.1由供水量和总扬程初拟水泵类型 54.2水泵安装方式分析 54.3水泵转速比较 64.4泵全面综合比较 6五、水泵口径与动力机功率的初步拟定 8六、各种水泵台数方案的比较 96.1总体布置空间对比 96.2 口径对应效率的对比 12七、 查水泵样本，确定水泵与动力机的型号 12八、水泵安装方式的进一步研究 148.1吸上式与压入式的比较如表6所示。148.2压入式吸水方式的采用 15九、 泵房布置 169.

2、1泵房的结构类型 169.2泵房内部布置及主要尺寸 16921室内设备布置16922泵房尺寸的确定18十.水泵工作点的计算 2110.1进出水管路的布置 2110.2进出水管损失的计算 2310.3水泵总扬程的确定 2510.4水泵工作点计算与校核 2510.5泵站效率的计算 26十一、泵站进出水池设计 2711.1进水池设计 2711.2出水池设计28十二、水锤计算与防护 30十三、泵房平剖面图绘制 31泵站工程课程设计书一、设计目的综合运用水泵及水泵站及相关课程基础与理论知识，以泵站设计参数为依据，通 过课程设计，进一步强化对课程内容的理解，同时提升学生分析问题和解决问题的能力 本次课程设

3、计的主要内容包括：水泵选型与动力机配套，泵站枢纽布置与设计，泵房内部 布置与泵房设计，进出水管路布置与设计，水泵工作点校核与泵站效率计算，泵站水锤分 析与防护方案选择等。二、设计基本资料1. 泵站功能：农业供水，总供水灌溉面积5200hmt2. 泵站最大供水流量：2.5m3/s。3. 水位拦污栅后进水池设计水位2.00m ;最低运行水位1.60m;最高运行水位3.00m ;多年平均水位 2.20m。没有防洪问题。出水池设计水位50.00m ;最低运行水位49.00m;最高运行水位50.50m；多年平均水位49. 60m。4. 设计净扬程：48.00m。5. 输水管线总长3500m,纵剖面见图1

4、所示。6. 设计年内不同时期的供水量如表1，图2所示。表1各月设计供水量（单位：mf/s）月输水量月输水量月输水量月输水量1月0.6524月0.5927月0.95110月1.8440.5920.4160.3100.4390.7030.5461.0330.5190.5730.5212月0.5525月0.4870.4960.4180.3180.4530.2850.5100.5550.9540.6230.8583月0.5246月0.7120.3690.7100.5071.0760.2670.4550.2590.4450.3180.8040.9621.5230.9961.5041.4691.5281.

5、6121.2952.4981.5088月2.49611月1.2941.9240.9161.8231.0341.8770.8281.3851.1031.0450.9119月1.33912月0.8091.3160.5941.0640.5821.0470.5232.0510.3482.0690.537出水池50-严叫LW540/厂30厂/101水慕y鞍大供水Q -2.S n*/sWL2 oo©警曲悅L =3500 m0' I实际46850.00-2.00 = 4& m进水池J U61000200030004tXW图1泵站出水管路纵剖面图图2设计年供水过程线三、水泵总扬程的初

6、步拟定3.1设计扬程设计扬程是水泵型式选择的主要依据，必须满足设计流量的要求，按泵站进出水池设计水 位差，并计入进出水管道的沿程和局部水力损失来确定。净扬程 H 净=50.00-2.00=48m输水管路的总损失包括水泵前后总水头损失Hfi和输水管路损失 Hf2两部分水泵前后管路总水头损失假定为1.01.5m，本次设计取Hfi=1.5m。输水管路损失Hf2包括管路沿程损失和局部水头损失沿程损失可按哈森威廉斯公式计算：式中C流速系数，可取为 130。设计中取流量为最大供水流量，即Q=2.5m3/s=9000m3/h，管径D根据经验公式确定经济管径所得，由于 Q>120m3/h,则。研究管道的

7、布置路径，发现中间有较大的转折。适当增加 出水管管径，可以减小管道中流速，从而减小波动流速。同时，管径增大能够减小阻力，缓冲了传播过程，能够有效地控制管路中的水锤，因此，本次设计将在经济管径的基础上 适当增加管径，取 D=1.35m。所以，局部损失假定按输水管路沿程水头损失的5%10%古算。在本次设计中取为8%则局部水头损失为'I "X - I因此，输水管路损失 Hf2=5.79+0.46=6.25m。综上，水泵设计扬程 H=48+1.5+6.25=55.75m。可初步拟定扬程为 56m3.2平均扬程平均扬程是泵站运行历史最长的工作扬程。在进行泵站选型时应保证水泵在平均扬程工

8、况 下，处于高效区。对于本泵站提水流量年内水位变化较小，平均扬程按泵站进出水池平均 水位之差，加上进出水管道系统的阻力损失来确定。H平均=(49.6-2.2 ) +7.75=55.15m。3.3最咼扬程最高扬程是泵站运行的上限扬程，也是水泵型式选择和配套电机选择的依据。最高扬程应 按泵站出水池最高运行水位与进水池最低运行水位之差，并计入管路阻力损失来确定。泵 站在最高扬程运行时应保证机组的稳定性。H最高=(50.5-1.6 ) +7.75=5665m。3.4最低扬程最低扬程是泵站运行的下限扬程，应按泵站进水池最高运行水位与出水池最低运行水位之 差，并计入管路系统阻力损失来确定。水泵机组在最低扬

9、程下运行时，亦应保证其运行的 稳定性，即不发生水泵汽蚀、振动等情况。H最低=（49-3） +7.75=53.75m。四、水泵类型的比较和确定4.1由供水量和总扬程初拟水泵类型根据本泵站的供水流量，水泵台数可以取为2 4台，计算可得单泵流量为1.25m3/s 0.625m3/s=75m3/min 37.5m3/min。根据以上求得的单泵流量和总扬程，再根据水泵汽蚀要 求，结合图3可知，可选择水泵类型为卧式双吸离心泵或立式单吸离心泵。加貉h mifiDOL一_題§赵叢Brrjttul.?图3高扬程离心泵选型图4.2水泵安装方式分析水泵的安装一般应根当地的实际情况，大体上可以分为正吸式和负

10、吸式两种，即吸上式和压入式。其具体安装形式如图4所示。pGL-2柯阳z*(b)压人方注图4水泵吸水方式从两种方式的布置形式看，吸上式泵房挖方量小，能够节约开挖费用，而压入式的开挖费 用则相对较高。但同时考虑到汽蚀条件的制约，对于吸上式需选用低转速水泵，而压入式 可做成压入式水泵。因为本设计初拟水泵总扬程为56m,水泵转速应较高，所以优先选择压入式。4.3水泵转速比较水泵的安装高程，假定比进水池水位约低im查图结果如下:卧式双吸离心泵：转速 6P(970r/mi n)。立式单吸离心泵：转速 8P( 730r/min )或10P( 580r/min)4.4泵全面综合比较表2卧式双吸离心泵和立式单吸

11、离心泵比较序 号项目离心泵卧式立式双吸单吸1要点3口径：600 x 400mm 50nr/minx 57mX 960r/min x 650kW3口径：600 x 400mm 50nYmin x57mx 960r/min x 650kW压入式压入式轴承泵壳两侧均有轴承只在泵壳上侧安有轴承拆卸拆卸叶轮时，只要取下泵壳上半部拆卸叶轮时，要动电动机轴承等荷重承受处在较宽的底板上承受平面荷重电动机层底板和水泵层底板均分别承受荷重拆 卸 保 养 检 修 作 业房 屋 建 筑流量-扬程特性流量-效率特性吸入性能转速叶轮轴承叶轮环、轴套面积挖深重量价格操作方式比转速2=231;与立式单吸式泵大体相同效率高，整

12、个特性曲线圆滑吸入性能良好6P( 970r/min)最简单；将上壳体和两个轴承盖取下来即可简单简单泵房面积比立式宽；底板上承受的荷重减小比立式单吸式泵的浅与立式单吸式泵大致相同便宜水泵按压入式安装时，卧式与立式大体相同比转速2=248 ;与卧式双吸式泵大体相同同左与左边大致相同，但稍微差一些8P( r/min )因为要搬动电动机，操作较复杂，且要花费时间，有时还要特意把电动机层底板抬高比左边复杂复杂比卧式窄，作用于底板上的荷重 增大；房屋构造与行车起吊余量 有关，要增高比卧式双吸式泵的深（约 0.8m）与卧式双吸式泵大致相同同左10安装作业简单复杂11土建工程简单复杂1振动、噪音因为水泵和电动

13、机都设在地因为电动机设在上层，噪音增大2下、噪音变小1评价价格、拆卸检修和维修保养价格上、维修保管作业等较差3作业等都较为有利结论：本设计卧式离心泵与立式离心泵的比较结果如下：（1）卧式离心泵拆卸检修方便，有利于维修保养；（2）卧式离心泵能设计成高转速，机电设备费用较省；（3）与立式离心泵相比，两者土建费用相当；（4） 场地无特殊限制的情况下，两者都可以选用；（5 ）立式离心泵占地面积小，但立面尺寸大，挖深较大，承力结构复杂，而卧式离心泵则 反之。综合上述各种理由，本次设计采用卧式双吸离心泵。五、水泵口径与动力机功率的初步拟定根据24台不同水泵台数的组合，可以有下述不同的流量方案，如表2所示。

14、表3不同水泵方案台数组合及相应的流量（vn/s ）、-> ? » 万案相冋容量方案不冋容量方案2台1.252.00.53台0.8331.0 X 2 台0.54台0.6250.667 X 3 台0.5根据设计资料给出的每半旬供水流量，运行期间出现0.5m3/s的机会很多，可以考虑选用1台小泵参与水泵台数的组合。由表3可选择与表2中流量值所对应的水泵口径。考虑动力机的功率，可整理如表 4、表5所示的结果。表4高扬程水泵的标准口径和流量标准口径流量标准口径流量标准口径流量(mn)(m?/min )(mm(mf/min )(mm(m/min )650.350.4525058600365

15、0800.450.7030081270050701000.71.20350121880070901251.21.84001823900601151501.83.0450232810001151502003.05.050028361200150200表5不同方案的水泵台数、口径及动力机功率、-> ? » 万案相同容量不同容量大小2台800mnX 960kW1000mn< 1510kW500mm< 410kW3台600mnX 650kW700mnX 770kW500mm< 410kW4台600mm< 490kW600mnX 520kW500mm< 41

16、0kW表6离心泵的效率与口径之间的关系口径（mr）效率（%口径（m）效率（%20065600832506870083.530071800843507490084.5400761000854507812008650079六、各种水泵台数方案的比较本次设计依据最大供水流量进行，因此满负荷运行的情况不多，可以考虑不设备用机组。6.1总体布置空间对比（1）同型号、等流量方案门井9-F配电房200一亠配电腊暫 WL+2,00P司如I帕©GL + 4。(3)同一方累Goylr配电房£2曲陲，75QO1*400配电剧p GL+4.tiOoWL+2.00泵房1'WWr厕L A7-0

17、.4044-dkp*图5同型号等流量方案布置图(2)同型号、不等流量方案:配10配电屈vGL+1 m理I亡0J图6同型号不等流量布置方案由上述布置图可以看出，同型号、等流量的两台水泵占地最小，布置简单，也将节约一定的土建费用。同时，同型号水泵运行管理方便，在充分利用出水池调蓄能力的情况下能够避免频繁开机、停机的不足。当水泵台数增加时，水泵运行灵活，可靠性增强，但也增加了管理的不便。6.2 口径对应效率的对比表7不同口径对应的效率比较、-> ? » 万案相同容量不同容量台数234234口径8006006001000500700500600500效率848383857983.579

18、8379从表格中可以看出，口径越大，效率越好，但也会相应增加运行管理费用。此外，通过土建费用概算对比、机电设备费用对比、运行费用对比、经济比较等一系列对 比，可以发现选用同型号的水泵相对较好。综上所述，本次设计选用同型号2台水泵，其主要理由为：（1）它是最经济的方案；（2）有利于运行管理；（3）对平面布置没有特别的限制；（ 4 ）如果出水池有足够的容 量，水泵的频繁启动不会成为特殊的问题。七、查水泵样本，确定水泵与动力机的型号根据单台水泵流量、水泵扬程查水泵样本，确定泵型号为800S76B,叶轮直径为834mm其流量和扬程范围分别为3000m/h5000m/h和51m-60m,最高效率点的流量

19、和扬程分别为4680 m /h和55m,与本泵站单泵流量 4500 m /h和扬程56m相近。与800S76B型号水泵相匹配的电动机型号为 Y1000-8/1180，此型号电动机功率为1000kW 电压为6000V。表8所选泵的参数泵型号流量Q扬程H（m转速n(r/min )功率P (kw)效率n（%汽蚀余量（m叶轮直径（mm泵重量（kg）m/hL/s轴功率电机功率800S76B3000833.360730628.6100078683478084680130055842.78555001527.851920.383表9泵和电动机参数泵型号泵尺寸800S76BA0A1B0B1B2B3HH1H22

20、3301270235011501300100019851200570800S76BH3L1L2Kn- d5-74512001000704- 48-电动型号功率(kw)电压(v)尺寸ABhh1N- d4-Y1000-8/1180100060001400180091016904- 48-其他CLL3E-848201278-图7泵与电动机参考图图8水泵与电机图八、水泵安装方式的进一步研究8.1吸上式与压入式的比较如表 6所示表10水泵安装方式的比较No比较项目吸上式压入式安装方式tfczi2启动操作性能因为水泵安装咼程超过进水池咼水位(HWL,作为水泵启动的条件，轴封用水及灌注引水操作是必不可少的因

21、为水泵设在低于进水 池最低水位(LWL的地 下泵房，启动时不必进 行灌注引水操作，启动 操作简便3控制性能因为水泵的驱动电机是水上电动机，能够很容易地与各种控制方式相适应同左4辅助设备需要设真空泵、水封装置有必要设站内排水泵5运行控制和自动化因为辅助设备种类多，运行控制较复杂因为采用灌注引水操作，从连锁反应的角度出发，不倾向采用自动化，常常有必要设启动用灌注引水的装置因为辅助设备种类少， 运行控制简单，容易实 现自动化6水锤防护飞轮等能比较简单地与其相适应同左7运行范围和吸入性能由于吸上式安装的原因，从防止汽蚀看， 运行范围受限制由于压入式安装的原因，可取比较宽的运行范围8转速12p, 485

22、r/min （吸上高度 4.35m）8p， 730r/min （吸上高 度-1.7m ）9重量由于是吸上式，水泵转速低，故体型稍大、比较重水泵约15t，电动机约12t由于是压入式，因为转 速高，体型变小、变 轻。水泵约11t，电动机约 8.5t10吊车容量取决于电动机的重量13t电动式10t手动式11管理保养因为是单层泵房，各种设备设在同一平 面，检修容易因为是地下泵房，检修比吸上式稍微复杂性12建筑设备因为泵房在地面以上，照明容量较小因为泵房在地面以下，照明容量稍微增大13换气设备与压入式相比，用较小换气设备即可由于是地下泵房，有必要选用考虑防潮功能的换气设备14实际应用情况应用数量多多用于

23、较小型的泵站多用于扬程低的场合应用数量多多用于大、中型及高扬程水泵的场合8.2压入式吸水方式的采用（1）土建、机械、安装费用省；（2）启动时不用抽真空灌引水；（3）水泵、电动机重量 减轻，行车容量减小，在土建结构上有利；（4 ）水泵运行范围可以取得比较宽，用水管理方便灵活。九、泵房布置9.1泵房的结构类型对于卧式双吸离心泵，一般选用分基型泵房或干室型泵房，这里选用干室型泵房，理由如 下： 分基型泵房一般用于单泵流量不大（Q<0.3 m3/s ）的中、小型卧式水泵机组； 分基型泵房所有设备布置在同一层，占地面积较大，且机组基础与泵房基础分离，不利 于地基上受力； 干室型泵房分上下两层布置，

24、机组基础与泵房基础连成一个整体，避免单位面积地基上 所承受的重量超过其承载能力，可以降低对地基要求； 干室型泵房对防潮、通风、照明、防渗排水等有一定要求。9.2泵房内部布置及主要尺寸泵房通常由主机组、配电间（包括主控室）、修配间和交通道四部分组成。泵房内部布置应符合： 满足机电设备布置、安装、运行和检修的要求； 满足泵房结构布置的要求； 满足泵房内通风、采暖和采光的要求，且防潮、防火等； 满足泵房内对外交通运输的要求； 注意适当美观。9.2.1室内设备布置（1）主机组布置这里选用2台800S76B水泵，可以采用一列式布置、对称式布置、平行式布置三种, 从简单实用、减小进水池尺寸、且缩短泵房的长

25、度，采用对称型布置比较好。图9机组对称布置的泵房平面图（2）配电设备布置由于机组台数比较少，采用一端式布置。这种布置方式的优点是泵房跨度小，进出水侧都可以开窗，有利于通风及采光。本泵站主电动机单机容量在630kw及以上，且机组台数为2台的泵站，要建副产房，副厂房一般包括高压开关室、低压开关室、中控室、配电 室、维修室等。（3）检修间布置检修间宜设置在主泵房内对外交通运输方便的一端或进水侧，其尺寸主要根据主机组的安装、检修要求确定，其面积大小应能满足一台机组安装或解体大修的要求，应能同时 安放电动机转子连轴、上机架、水泵叶轮或主轴等大部件。（4）交通道布置泵房内主要交通道一般沿泵房长度方向布置，

26、以便巡视及检修，其宽度不小于1.5m,其高程应高于主机坪地板一定高度，以利于跨越室内管路和闸阀的操作。（5）三供一排系统a. 供水系统供水对象包括技术供水、消费供水、生活供水。技术供水占全部供水量的85%主要是给主机组和某些辅助设备的冷却润滑水，如大型电动机的空气冷却器用水、轴承油冷却 器的冷却用水等。b. 供气系统气系统主要包括高、低压缩空气系统和真空系统两部分。高压系统主要用来为油压装置的压力油罐补气，以保证叶片调节机构所需要的压力。 高压系统宜设2台高压空气压缩机。低压系统主要用于：机组停机时，进行机组制动；采用虹吸式出水流道的泵房，用以破坏真空。当卧式泵叶轮的淹没深度低于叶轮直径的3/

27、4，或虹吸式出水流道需预抽真空才能顺利启动，应设真空系统。低压系统应设贮气罐。真空系统易设2台，互为备用。c. 供油系统。油系统主要包括润滑油和绝缘油两类。润滑油用于供主机组轴承润滑和叶片调节机构操作的透平油，供液压启闭机和液压减载装置用的液压油，供空气压缩机润滑的空气压缩机油等。绝缘油主要是供油开关和变压器的变压用油。d. 排水系统。泵站在运行检修过程中，需要排除泵房内的渗漏水，回水和积水，需借助排水系统排水。可在地下室设置集水干、支沟，支沟沿机组基础布置，汇于干沟中，然后穿出墙壁自 流到前池中，没有自排条件时，在泵房内一端设一集水池，再设立不少于两台排水泵进行 抽排。（6）通风、采暖、供电

28、设备主泵房和辅机房宜采用自然通风；主电动机宜采用管道通风、半管道通风或空气密闭循 环通风。（7 ）起重设备当起重量较大时，可用两个单轨吊车同时起吊同一部件。一般，不设桥式行车，价格 较贵。这里选用两个单轨吊车同时起吊同一部件。（8）吊物孔、楼梯为了方便检修地下室的机组、管道及附件，需要在出水管侧建一条悬空检修走道，紧 贴着泵房墙壁。由于泵房分上下两层，故需要在靠近检修间的一侧修建一座楼梯前往检修 间，此外需要在交通道靠近配电间的一侧修一座通往机组地面的楼梯。吊物孔为于机组的正上方，尺寸应按吊运的最大部件或设备外形尺寸各边加0.2m的安全距离确定，水泵叶轮 2.35mx 2.33m，电动机转子长

29、度 2.49m,即卩2.6m x 2.7m。9.2.2泵房尺寸的确定（1 ）泵房跨度根据水泵进出水侧阀门和管路配件的尺寸，穿墙套管的安装间隙，走道和配电盘的位 置来确定。对于进水侧，主要考虑检修闸阀长度，加上检修闸阀处调整流态的水平段和穿 墙套管的安装间隙，水泵前管路长度为2.7m。通过查表可知卧式离心泵法兰盘端面间距为2.35m。对于出水侧，主要考虑两阶段关闭蝶阀和逆止阀的长度，加上闸阀处调整流态的水平段和穿墙套管的安装间隙，出水短管长度为5.25m。泵房跨度L=A+B1+B2式中一离心泵法兰盘端要求面间的尺寸；B1吸水管侧的尺寸；B2出水管侧的尺寸。即：泵房的跨度 L=2.7+2.35+5

30、.25=10.3m（2 ）泵房长度泵房长度主要根据主机组台数、布置形式、机组间距、边机组段长度和安装检修间的布置等因素，并应满足机组吊运和泵房内部交通的要求。机组基础长加上机组间距为机组 中心距，该值应等于每台水泵要求的进水池宽度与池中隔墩厚度之和，两者不一致可通过 调整，取两者中较大值。此外，机组中心距还是泵房的柱距，一般取整数。假定机组中心 距为5000 mm,减去机组基础长 2330mm机组间距为 2670mm可以满足机组间距要求；一 般，进水池的宽度 B=3Din=3X 1100=3300 m , （D in为喇叭口直径，卧式泵为进水管直径）,也满足要求。这里，检修间和配电间分别布置在

31、主机组两端，配电间和检修间的柱距可以 与机组间的柱距相同，便于施工与布置。因此，机组的总长度为 5000 x 5=25000mm102302490ZC4O5100-Ml:F2030f _ 6100(2030|111 pop*:p图10泵房布置（3 ）泵房高度a.用 h表达的水泵安装高程计算安装最大允许高度Hg=式中：的实际压头，这里高程接近基准海拔，取标准大气压头10.33 ;被抽水实际温度下的汽化压头，20° C清水的汽化压头0.24m；此水泵允许汽蚀余量为6m;I吸水管路水力损失；前面计算S吸水=0.089+0.041=0.13 ，S吸水Q2=0.2;安装最大允许高度Hg=10.

32、33-0.24-6-0.2=3.89m。这里采用的是压入式卧式水泵，安装高程应在吸水面下方，说明不会发生汽蚀。b.用淹没深度hsub来确定对于卧式压入水泵，喇叭口水平布置，淹没深度hsub（ 1.82.0）Din，喇叭口直径Din为1.1m，hsub（ 1.982.2）m,这里取离吸水面 2.2 m，最低进水为 1.6 m，即水泵的 安装高程为-0.6m。2） 泵房主机组地面高程底水泵的安装高程为-0.6m，由泵轴高程减去泵轴线至水泵底座的距离1.2m，便可得到水泵基础面高程，再由水泵基础面高程减去0.10.3m的安装空间，便可得到泵房主机组地面高程 底=-0.6-1.2-0.2=-2.0m。

33、3）检修间地板高程地为了防洪安全以及便于汽车运输设备，检修间地板高程应高出最高洪水位及泵房外地面0.30.5m左右，泵房外地面为 50。即貯地=max进max 外地面+0.4=max2.0 , 5+0.4=5.4 m，故检修间地板高程地=5.4 m。4）吊车轨面高程吊车轨面高程=地+h1+h2+h3+h4+h5其中：h1为汽车厢底板离地面高度，取h1=1.5m；h2为垫块高，取 h2=0.2m；h3为最高设备的高度，水泵高度1.985m （见图5）；h4为捆扎长度，取 h4=1.3m；h5为吊车吊钩到轨道面的距离，取h5=1.2m；故车轨面高程 =5.4+1.5+0.2+1.985+1.3+1

34、.2=11.585m ，取 11.6m。5）屋面高程吊车轨面高程加上吊车梁高度和屋面厚度为屋面高程，取吊车梁高度和屋面厚度为2m屋面高程为 13.6m。十.水泵工作点的计算10.1进出水管路的布置（1）进出口管径、材料1）泵房前后进出水管径本泵站布置了两台同型号等容量800S76B水泵，水泵进水管直径为800mm水泵出水管直径由600mm以12 °扩散到 800mm2）输水管径、长度两根800mm的管道经过45°的弯管后并联为管径为 1350mm的出水管，出水管管径为D=1350mm管长为 L=3500m=3）管材的选择出水管道管径为1350mm大于800mm采用钢管。钢管

35、管壁薄、管段长、街头简单、运输 方便，但必须在钢管表层涂以涂料层加以保护，防止被腐蚀。（2 ）管路附件1）进水检修闸阀；泵房设计为干室型，且进口为负值压入式，便于检修，必须在进水管路上设置进水检修闸阀。2）出水侧控制闸阀离心泵为关阀启动，为有利于解决水锤压力升降与倒流相互矛盾的问题，这里采用两阶段关闭蝶阀，通常装设在水泵出口附近。选用两阶段关闭蝶阀，其尺寸见图6。缓闭蝶式止回职寸图11缓闭阀和止回阀3）出水侧逆止阀采用止回阀作为断流设备，为了便于检修，放于水泵出口与出口阀门之间的管段上。为了方便阀门检修时拆卸和安装，推荐采用一端带伸缩器的伸缩蝶阀，或在阀门出口安装套管 式伸缩器。4）进水侧吸入

36、喇叭口、弯管进水喇叭口直径 Dn是进水池设计的主要依据之一。增大Dn时，进入喇叭口的流速减小，相应的池中流速也相应降低，临界淹没深度也会减小，但增加了进水池的工程量。而过小 的Dn虽然可以减小进水池的尺寸，但增加喇叭进口的阻力损失，一般可取Din= （1.31.5 ） D,其中D为卧式泵进水管直径，本泵站为800mm Dn= （1.31.5 ）X 800=10404Q隹=1321200mm取Dn=1100mm Vn=D' m/s，介于11.5m/s,吸水管进水喇叭口流速适宜。设置有两个弯管，取30 °。5）出水侧扩散管、弯管、三通管水泵出口直径为600mm扩散到800 mm假

37、设扩散角取12 °。两根管径800mm并联为一根管径为 1350mm时，采用45。弯管、扩散管、Y形三通管。（3 ）管路铺设及支承、接头1）出水管道线路的选择及铺设方式水泵出水管道线路应从安全稳定、经济、施工布置方便等方面考虑，结合地形、地质条件布置。室外出水管道的铺设方式选择明式铺设，以便于检修、养护。为防止管道产生位移，管道转折处设置闭合式镇墩，间距为80m镇墩其作用是为了消除管道中正常运行和事故停机时产生的振动和位移，维持管道的稳定。两镇墩之间的管段设伸缩节，避免管道受气温影响引起的纵向变形。2）接头、通气管为了防止墙体与管道产生不均匀沉陷而破坏管道，在管道穿过泵房墙壁处易设软

38、接头，且在穿墙前设伸缩节，便于拆装；为了保证管道内压力稳定，在管道上端应设置通气管，以便向管内充水时排气或放空管道时补气。10.2进出水管损失的计算水流在进出水管路中主要通过的管路直径主要为800mm和1350mm管路中（除 Y形三通管进口处）流量为 1.25m3/s，根据流速水头等于二三.，从而可以求出800mnif路中流速水头为0.316m，1350mmt路中流速水头为 0.156m。（1 ）吸入喇叭口的损失水头，口径800mmhe = f ig = 0,lx 0.316= 0.0316m（2）30°弯管的水头损失，口径 800mm有两处h: Zieig - 2x 0.11X 0

39、,316= 0.0695（3）直管段的摩擦水头损失，口径 800mm管长8.5mhfi: ID !g(0.02 +02 + 2000x0.08X 1.5 = 0.0309（4）扩散管的水头损失2.49m/s。011Ifge = 0.护-2 2=0-25在扩散管段两端流速分别为6.37m/s 和(6.37I2.48)2所以,= 0. 25x2 x 9 8= 0.192m(5) 逆止阀的水头损失，在管径为800mm处hv = Hg = 0(92x 0.316= 0 2907m(6) 出口闸阀的水头损失，在管径为 800mm处Ip Q3x 016= 0.0948m(7) 直管段的摩擦损失水头，口径8

40、00mm管长6m(8) 45°弯头的水头损失，管径 800mm处he = Ig= 047x 0.316= 0.0537m(9) 渐扩管的水头损失，从 800mm扩散到1350mm在扩散管段两端流速分别为2.49m/s和0.874m/s，则h駅=0.巧卫辭=Q. 0333 m 。(10) Y形三通管的水头损失，其三个口径分别为800mm 800mm 1350mmhy=f Ig= H8x 0.156= 0 0592m上述各项水头损失之和为0.9996m。再估计约15%勺管道接头等损失，取水泵周围的水头损失为1.15m。10.3水泵总扬程的确定水泵总扬程=实际扬程+水泵进出水管水头损失 +

41、输水管路的水头损失(取前面水泵总扬程估 算时的计算值)即：H=48+1.15+6.25=55.4m。与初步拟定的总扬程56接近，则可以取水泵的总扬程为56nrt10.4水泵工作点计算与校核23.hw=h +hf=SQ，当Q=1.25m/s , hw=7.75m，可得S=4.96，泵站在设计扬程、最高扬程、最低 扬程、平均扬程下得需要需要扬程曲线为Hr=H5t +hw=HSt +4.96Q2，结合水泵性能曲线得到水泵工作点。7000Q-HQW设计Q-效率Q-H r垠髙Q-H最低Q-Hr平均00200008006P图12流量-扬程曲线20000100020003000400050006000700

42、0流量Q (ni3/h)图13流量-轴功率曲线10.5泵站效率的计算泵站效率n泵站由下式计算n 泵站=n pi n = p gQHt/P根据工作点计算图8可得到下表11。表11泵站效率计算表Hst(m)Q (m3/h)P(Kw)n (%)设计48435067584.21最高48.9420065086.01最低46480077078.06平均47.4450070082.95卜一、泵站进出水池设计11.1进水池设计若用开敞型进水池，则两机组进水喇叭口的水流比较紊乱，相互影响，降低机组效率。因此，在进水池中加设隔墩以稳定水流并防止漩涡。并且有试验表明，在隔墩壁开豁口，使各池水流相通，能较好地改善池中

43、水流条件，采用半开敞型进水池。(1 )进水喇叭口直径 Dn增大Dn时，进入喇叭口的流速减小，相应池中流速也降低，临界淹没深度也会减小， 但增加了水池的工程量。而过小的Dn虽然可以减小进水池尺寸，但会增加喇叭进口的阻力损失。前述设计中已确定Dn为1100mm(2) 边壁形式和后墙距T采取矩形进水池形式，这种形式虽然易产生漩涡和回流，但可以通过设计合理的T值来改善流态。T= ( 0.30.5 )X Dn= (0.330.55 )，遵循进水管口应紧靠后墙的原则，取为0.4m。(3) 悬空咼P悬空高为进水管口至池底的距离，该高度在满足水力条件和防止泥沙淤积管口的情况 下，应尽量减小为宜，以降低工程造价

44、。P= (0.5 0.8 ) Din = (0.55 0.88 ) m,取为 0.60m。(4 )淹没深度hsub淹没深度hsub对表面漩涡的形成和发展有决定性的影响。当喇叭管口垂直布置时，hsub>(1.01.25 ) Din，且必须大于临界淹没深度，即hsub>hsub,c。佛汝德数Fr=1.32/(9.8 X1.1)人0.5=0.4, Ks=0.64(Fr+0.65T/D in+0.75)=0.887，可得 hsub,c =KsDin=0.976m，取 hsub=1.0m。(5) 进水池宽度B1) 单池宽度机组长度为2.9m,机组间距为1.1米，则进水池相邻进水管的间距为4m

45、单池宽度为(25) 0=2.25.5m。隔墩宽0.5m，单池净宽为 4-0.5=3.5m。2) 隔墩尺寸隔墩宽度取0.5m，长度取2T+Dn=1.9m。并在离后墙 Dn/3处开豁口，使各池水流相 通，改善池中水流条件。3) 进水池宽BB=2 X 3.5+0.5=7.5m(6) 池侧高程及侧墙墙厚由于两侧存在土压力作用，需在两侧设置侧墙，侧墙的高度H侧墙由进水池最大水深加0.3m的安全超高确定。进水池底板高程为底板高程 = 最低水位 -P-h sub=1.6-0.6-1=0m，进水池最大水深hmax=最高水位-底板高程=3.00-0.00=3m，故H侧墙=3+0.3=3.3m。侧墙厚度取0.4m

46、。(7) 进水池长度L进水池必须有足够的有效容积，进水池的适宜长度将保证池中水流稳定，防止前池来 流的干扰。进水池长度根据池中秒换水系数来确定，即33Q=2.5m/s >0.5 m /s , K=50s, h=设计-底板高程=2-0=2m, B=7.5m 则可计算得 L=20 X 2.5/(7.5 X 2)=3.33m取进水池长为4m=11.2出水池设计根据前面管路的布置形式，选择淹没式出流正向出水池。(1 )管口下缘至池底的距离PP用以防止池中泥沙或杂物等淤塞出水口，取P=15cm(2)管口上缘最小淹深度2h演最小=(12Vo为管道出 口平均流速，V0=Q/A=4X 2.5/(3.14

47、 X 1.35 )=1.75m/sh 演最小=(1 2) X 1.75 /(2 X 9.8)=(0.160.31)m，取为 0.3m。(3)出水池宽度B单管出流宽度 B=(23) D o=(23) X 1.35=(2.74.05)m，取为3m。(4 )出水池宽B=n B最小+(n-1)a=2 X 3+0.4=6.4m，其中a为分水墩的宽度，取a=0.4m。(5)出水池长度1) 水面旋滾法水平式淹没出流在出水池上部形成范围较大的旋滚区，此旋滚如果扩散至干渠中，势 必形成渠道冲刷和水流的不稳定。因此应使水流旋滚发生在出水池中，并把这一旋滚长度 定为出水池的长度。h淹= 最高-最低+ h演最小 =50.5-49+0.3=1.8m( h淹为管口上缘的最大淹没深度)取出水池坎高度 hp/Do=O.5，查表10-3得