【灌溉系统】-灌溉泵站初步设计说明书

灌溉泵站初步设计说明书灌溉泵站初步设计说明书灌溉泵站初步设计设计资料1.8m3/si=1/6000,b=3m，m=1.5n=0.02551m550m。进水池550.5m550.9m549.9m，储水池设计水位575.5575.2m30°，地基允许承210KN/m2，多年平均最低气温-80.35m6.3kv高压线经过，交通方便，劳动力充足，建材采购方便。设计部分一、水泵选型与设备配套（一）水泵选型根据水泵选型原则按下列顺序进行1、确定设计流量设计流量Q=1.8m3/s2、确定设计扬程设计扬程HH h净 损

式中H净

—进水、出水池设计水位差即：575.5-550.5=25m;H=25+0.2×25=30.00m3、确定泵型方案

h 0.2H损 净

计算。依据泵站设计流量1.8m3/s和设计扬程30.00m。决定选用双吸离心泵。查水泵14sh—1920sh—13A两种泵型均符合要求，作为方案进1所列。第1页m3/hL/sH(m)（r/min）率功率（%）（m）（mm）（kg）971270321008514sh-191260350261450102125886.534587514404002091821440417341648220sh-13A187052031970186220856550233022306212619779Q功率必须汽扬程 转速n 效率 叶轮直径 泵重型号轴功电机蚀余量4、确定台数及方案比较结合资料及经验主泵台数宜为3-9台用关系式i Q站

/Q 确定两种泵型所需泵14sh-19i=1.8/0.35=5.14(台520sh-13Ai=1.8/0.52=3.4（台，4台。两种泵型相关参数比较见表一。514sh-19型泵方案，虽然台数较多，建设投资较大，且安装高度小，对泵房的通风散热有不利的影响，但其机组重量轻，便于维护和检修；台数较多，流量发生变化是，适应性较强，供水可靠性好，灌溉保证率高；其次，该机组台数较多，单机容量较小，对水量的调节能力大，即使运行中个别机组出现故障，对灌溉影响也较小，所以本站不设备用机组。(二)动力机配套包括动力类型选择和机型确定。1、动力类型选定利用该地区6.3kv高压线路，采用直接传到的电动机。2、动力机选配1450r/min125kw采用js-116-4型防护式双鼠笼型异步电动机5台。（三）管路配套包括吸、出水管路的管材、管径及附件选配等内容。1、吸水管路及附件选配第2页（1）管材 铸铁耐久性好，又有一定强度，拟采用法兰式铸铁管。4Qv（2）管径 依据经济流速确定 4QvQ0.35m3/s；v1.2m/s，管道内取40.353.141.21.8m/s，则进口喇叭管直径D40.353.141.240.353.141.8管道直径D40.353.141.8查资料取标准值：进口喇叭管直径620mm，吸水管直径500mm。（3）管长 凭经验暂拟。（4）附件 查资料得：①喇叭管：大头直径620mm，小头直径500mm，长度310mm；②双法兰90°弯头，考虑用挡土墙式进水池，选用350mm500mm890mm。2、出水管路及附件选配包括管径与管路附件的确定。4Qv出水管道直径依据经济流速，计算公式为4Qv40.353.142.0Q0.35m3/40.353.142.0则D 出

0.472m500mm。管路附件包括：0.3m500mm，查资料选用690mm300mm500mm的标准正心铸铁渐扩管。闸阀：查资料选用。550mm的拍门。管路出口渐扩管：在拍门与管路间设置正心渐扩管，以降低出口流速，回收第3页L

D D 大 小

238mm240mm。扩 2tan12/2该渐扩管无标准现货，需定制。压力表 一只。（四）水泵安装高程确定吸水管路水头损失按沿程水头损失和局部水头损失分别计算后相加而得。1、沿程水头损失h 10.29n2沿

LD5.33

Q2 n0.013；。则h 10.290.0132沿

110.55.33

0.352

0.094m2、局部水头损失h 0.083局

Q2 式中ζ—管路局部阻力系数，查资料 D4 进 0.64， 0.2;90 缩

0.2，D—局部阻力处管径，查资料得 0.2

0.64 0.2

D 0.63,D进 缩

0.35。则h 0.083局 0.634

0.54

0.354

0.352

0.25m故：h吸

h h沿 局

0.0940.250.34m3、水泵安装高度水泵安装高度采用公式 H允吸

10.09- NPSH）-hr 吸式中(NPSH)r

查表一可知(NPSH)r

=6.5mh吸则 H 10.09-6.5-0.343.25m。允吸

—0.34m4、水泵安装高程确定a H -k 式中 —进水池最低运行水位549.9m；a min 允许 mink—安全值，取0.2m第4页a549.93.250.2552.95m。如图一所示。二、泵房初步设计包括确定泵房型式、内部设备布置与尺寸拟定等内容。（一）确定泵房结构型式卧式离心泵泵房型式取决于水泵有效吸程、水源水位变幅和地下水埋深等因素。1.水泵有效吸程H效吸

值计算H Z Z 效吸 a 1 2 minZ

—水泵基准面至底座距离，查资料0.8m；1Z 0.2m。2则H =553.2-0.8-0.2-549.9=2.30m。效吸2.水源水位变幅H551m550m，水位变幅H=5511.0mH =2.30m。效吸3.泵房结构型式确定经简单计算，水泵有效吸程大于水源水位变幅，地下水位较低，决定选用挡土墙式分基型泵房。（二）内部设备布置第5页包括主机组、配机设备等辅助设施的布置。主机组布置为减少泵房长度与进水池宽度，从而减少工程量台套机组采用双列交错布置。查资料得机组平面尺寸如下：轴向总长度2.555m，水泵进出口间距1.1m，水泵轴向长度1.271m，管路中心线稍偏一侧0.58m，如图二所示。查资料得：设备顶端至墙面净距0.7m，设备顶端间净距0.8m，平行设备间净距1.0m，本设计纵横净间距一律取 1.0m。主机组布置如图三所示。主机组间总长为2.5555+0.84+20.7=17.375m，取17.5m。进、出水管路平行布置。辅助设备布置包括配电间、检修间、电缆沟、排水槽、充水设备、通道、起重机等设施。(1)7块（51块、总盘1块0.9m0.6m、柜高2.14m。为不增加泵房跨度，不影响主机间通风采光，配电间布置于泵房进线一端，沿泵房跨度方向一排布置。柜后留0.8m检修空间，柜前留1.5m运行操作空间，两侧各留0.85m通道，则配电间所需跨度 B=70.9+20.85=8.0m。所需开间L =电0.85+0.6+1.5=2.95m，配电间平面尺寸如图四所示。(2)检修间。检修场地布置在泵房内相对于配电间的另一端，其面积以能放下并拆卸一台电动机为原则。电动机拆装所需轴向长度为（2.55-1.271）2=2.57m，在0.7m空当，便于活动，其实际所需面积为（2.57+20.7）2=15.76m2。(3)第6页设。沟槽截面按15根电缆数设计，其尺寸如图五所示。（4）排水槽。为保持泵房基坑地面干燥，需及时排除主泵运行时填料函滴水和闸墙边，底坡3%，坡向泵房一端；断面稍小的明沟沿各主管线绕主机组基础布置，1%的底坡坡向大沟槽，布置型式与沟槽截面尺寸如图六所示。（5）充水设备。本设计采用两台套水环式真空泵装置，供启动抽气充水时用。真空泵机组布置于主机组间进水侧两端的空地上，不占泵房面积。基础离墙0.5m，抽气管线贴地面沿主泵管线布置，排气口通至布置于机组房两侧饿贮水箱。（6）通道。泵房内主通道宽1.8m，布置于泵房的出水侧，与泵房两端的配电间、检修间连通；工作便道宽0.7m，布置于泵房的进水侧，与配电间、检修间用踏步梯连接。（7）SG-2型单轨小车为宜，其技术性能如附表4所示。另选用手动葫芦与之配套，葫芦技术性5所列。第7页起 重 量 提起 重 量 提升高度 运行速度 手 拉 力 工字钢型号 总重（kg）（kN）19.6（m）3~10（m/min）4.5（kN）0.14730a58起 重 量 起 重 量 起重高度 起重链直径（kN）14.7（m）2.5（mm）7.53（kg）0.4毛重（kg）尺寸（mm）36433324选配的SG-2型单轨小车沿泵房纵向平行布置于两列主机组轴线上方，设两套起重设备。（三）泵房尺寸包括平、立面尺寸与主要构建细部尺寸。1. 泵房平面尺寸（1）长度L。用下式计算L= L + L主 +L检式中L —主机间长度，经布置为17.5m；主L 2.95m；电L 3.97m。检则L=17.5+2.95+3.97=24.42m。3.6m7间房。泵房总长度调整为73.6=25.（m2.95+17.5=20.45m不作变动外，检修间25.2-20.45=4.75m。（2）B。用下式计算B= b+b+b+b+b+b+b b0 1 2 3 4 5 6 7式中b1.1+1.0+1.1=3.2（m；0第8页b—偏心渐缩连管长0.89m；1b0.8m；2b0.35m；3b0.69m；4b0.5m；5b0.7m；6b1.9m。7B=3.2+0.89+0.8+0.35+0.69+0.5+0.7+1.9=9.03m9.0（m1.9m，其余尺寸不变。泵房跨度尺寸如图七所示。泵房平面尺寸如图八所示。泵房立面尺寸包括主机间地面、主通道地面与房顶等控制高程。（1）主机间地面高程主

。用下式计算 = Z Z =553.2–0.8–0.2=552.2m主 a 1 2（2）主通道地面高程道

。与配电间、检修间地面齐平。由 = 道

h'h"D/2第9页式中

—水泵出水口中心高程，查资料为552.87m；管h0.15m；h5cm0.55m；D0.5m。则 =552.87+0.15+0.55+0.5/2=553.82m道考虑管壁厚度等因素，取553.90m。立交关系尺寸如图九所示。(3)0.2m553.90。（4）泵房顶高程。由检修间地面至房顶间净高度确定。泵房高度H由起重设备控制，用下式计算H= h+ h + h1 2 3

+ h + h4 5式中h1

—安装好的最高主机组高出检修地面尺寸或大型板车高度，两者中取最大第10页553.71m，低于检修间地面，因此按大型板车高0.8m确定；h0.5m；2h1.07m；3h0.851.27m，则40.851.27=1.1m；h30a30cm5和SG—2型单轨小车高度（含吊钩）63cm确定为0.93m。H=0.8+0.5+1.07+1.10+0.93=4.4m4.5m0.60m。如附图十所示。主要构件细部尺寸包括墙体、门窗和屋盖等房围护结构。（1）墙体。泵房采用砖砌墙体，墙厚0.24m，墙柱尺寸为0.5m0.5m，墙垛突出在室外。（2）墙基。采用砖砌大放脚基础，顶部设钢筋混凝土底梁，墙体砌筑其上。（3）过梁与梁圈。在门窗洞上方设置钢筋混凝土过梁，宽与墙体厚相等，梁高为0.3m0.8m。在檐口0.4m。3.0m3.0m高的木质双扇外开门，布置于检修间一端的ft1.2m2.4m高的单扇木质内开门，布置于配电间一端的ft墙上，与主通道成一直线。（5）窗。为满足采光、通风和散热等要求，在泵房进出水两侧墙体上，每间房各设上下两层式窗户，上层为对流窗户，2.1m宽、0.8高；下层为采光窗户，2.1m宽、1.6m2.4m1.0m。第11页窗户要求

2.42.114

0.3111131.11%20%，符合要求。泵房面积 25.2930，屋架为衔架结构，其高度为tan309.5/22.45m。泵房立面尺寸如图十一所示。三、进水建筑物设计（一）进水池型式采用半敞开式档土墙进水池尺寸确定包括平立面与细部结构等尺寸立面尺寸第12页池底高程底

，用下式计算 底

min

hh1 2式中

—进水池最低运行水位549.9minh—进水管喇叭口悬空高低 取0.5m1h—进水管端喇叭口最小淹没深度 取0.9m2则 =549.9-0.5-0.9=548.5m底②池顶高程顶2）平面尺寸

。取泵房外地面高程，本设计取554.0m。(1)池宽B。用下式计算B=(n-1)L0

2L1式中n—进水管×路根数，本设计方案为5根L3.24m0L—边管中心至池侧壁距离。取水管中心至隔墩距离，隔墩厚度为0.5m，则边管1中心至池壁距离为（）/2=1.37mB=（5-1）×3.24+2×1.37=15.7m（2）池长L用经验公式L=4.5D +T进式中T—进水喇叭管与后池壁净距取0.5D进则L=4.5×0.63+0.5×0.63=3.15m，取3.2m，进水池平面尺寸如图十三所示第13页细部构件尺寸水池三边挡土墙临水，挡土面为砌块石重力式墙，其断面尺寸如附图所示。护底用M50.4m0.6m，0.1m1:1，并留有必要的余地，确定档土后墙5.0m。（二）前池前池是引渠与进水池连接的过渡段，其设计要考虑平立面平顺扩散平面扩撒取决于扩撒角i(Bb/2/2)B—15.7mb3m—平面扩散角，取经验值30则L=(15.73)/2=23.70（m）取24.0mtan(30/2)立面扩散取决于引渠和进水池的底高程与前池长度。要求前池靠近进水池一段的底坡为第14页0.2—0.3以稳定流态引渠末端渠底高程 548.85m,，进水池池底高程 548.5m，高差H=548.85-548.5=0.35m24.0m，则i=H/L=0.35/24=0.15<0.2.不符合规定要求i=0.25,细部构造尺寸前池的坡面与进水池壁面间用八字形重力式翼墙连接翼墙轴线与水流方向间夹角取45 .翼墙断面为渐变形。护底与护坡均采用M5砂浆砌石，厚度为0.4m，下设0.1m厚砂石垫层进水建筑物形成与尺寸如图十五所示。四、出水建筑物设计包括出水池、输水渠及出水管的设计内容。（一）出水池1、型式根据站址地形，本设计采用开敞式侧向储水池，用出口拍门阻止池水倒泄。、尺寸确定立面尺寸（1)池顶高程顶 h 式中▽max─575.5m。顶 max 超h超─安全超高，查资料取576.0m。则 =573.顶

5+0.3=573.8，取576.0m(2)池底高程 ：底底

=min

- h淹

D P）min─储水池最低运行水出位，本设计为575.2mD 0.55m出第15页P─出水管渐扩出口上缘最小淹没深度，要求不小于两倍出水口流速水头，本设计取3倍出口流速水头。 2

40.35 2 D 2

3.140.552h淹= 出 0.33m2g 19.62则 =217.18-（0.33+0.55+0.2）=216.1m底出水池立面尺寸如附图16所示。2)平面尺寸（1）池长L：L=nD出

+（n-1)S+L2+(5～6)D出式中n─入池出水口管路根数，本设计为5根。S─出水管口净间距，即两倍管口直径，即0.55m.第16页L2─边管口至池侧壁间净距。取一个出水管口直径，即0.55m则 取11.00m。（2）B：

B=B1+(n-1)D出式中B1─4=4×D出

0.55=2.20m则 B=2.20+(5-1)×0.55=4.40m。出水池平面尺寸17所示。（二）输水干渠断面设计（1）按明渠均匀流设计，黏土边坡系数m1.5n0.02i1/3500。第17页用计算法确定渠道设计水深h和渠底宽b分别为h=1.02m b=1.5m。(20.1m。则输水干渠水位为：设计水位 575.5-0.1=575.4m最低运行水位 575.2-0.1=575.1m（3）渠底高程：渠底高程为 575.4-1.02=574.38m(4)堤顶高程。本设计与水池顶齐平，取576.0m（三)连接段设计1.平面尺寸（1)收缩段长度L缩：L 2缩 /2)式中 B─出水池宽度4.4mb─输水干渠干渠底宽1.5mb─平面收缩角，凭经验取45°则 L 23.14m,取3.1m缩 tan(45/2)（2）干渠护砌段长度 L护。根据经验本设计取 5倍渠道设计水渠。L =5×护1.02=5.1m池水底高程为574.12m，渠首底部高程为574.38.高差▽H=574.38-574.12=0.26m。拟在水池尾部（即收缩段首部）设置0.2618第18页（四）细部结构设计C150.2m的阻水环防止渗水。每根水管上方50mmC15180.4m，0.1m。19（五）出水管路设计包括管线布置、管长、管材与承压能力确定和镇墩尺寸等内容。1.出水管线布置2.出水管线长度574.95m，进口中心线（即水泵吐出口中心线）549.21m，1：2.41：2.5。则坡面管段长度为（）×2.5=64.35m。过坡顶镇墩后的水平管段，考虑出水池挡水墙不宜太靠近坡口，故取10.00m。坡脚处起坡镇墩前水平管段，考虑泵房室内布置及施工场地等因素，取13.0m。则出水管线总长度为64.35+10.0+13.0=87.35m。3.管材确定第19页管材与管路规格。查资料选用低压铸铁管，起坡镇墩与顶坡镇墩间承插式管，其余处用法兰式管。4.镇墩尺寸根据管路流量、管径、内压状况及管坡等因素，查资料得起坡镇墩尺寸如附2021五、机组基础尺寸（一）平面尺寸1.基础长度LL≥l+C+T+0.5式中l—水泵轴向地脚螺孔中心距，查资料14Sh19型泵为0.48m；C—电机轴向地脚螺孔中心距，查资料JS1164型电机为0.59m；T—机组轴向相邻两地脚螺孔中心距，查资料本设计为0，917m(含弹性联轴器轴向间隙4mm)。第20页则L=0.48+0.59+0.917+0.5=2.487(m),取2.5m。2.基础宽度BB=E+0.5(m)E—0.62m。则B=0.62+0.5=1.12(m)。（二）立面尺寸1.水泵基础高度HH=L

+t-0.08(m)栓式中L—栓水泵地脚螺栓长度，本设计取20d;t—0.15m;D—3mm，14Sh—1934mm,d=34-3=31（mm。则H=20×0.031+0.15-0.08=0.69(m)。2.电机基础高度H´H´=H+h-h´H—0.68m;h14Sh—190.56m；h´—JS—116—40.375m。则H´=0.69+0.56-0.375=0.875(m)。基础平面、立面尺寸如图二十二所示。第21页六、设计体会课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解CAD制图技巧的熟练。最后，我要感谢贾老师给我的这次机会，同时也第22页感谢我的组员对我的帮助！参考文献：万亮婷，袁俊森.水泵与水泵站.黄河水利出版社张小兵.水力学.中国水利水电出版社第23页一、项目区概况新疆某县全县农业需水量为42,374.42万m3，工业需水量为1,460万m3，生活需水量为570.03万m3，发展节水灌溉面积3.97万亩。该县所处地理位置，是较为典型的大陆性气候，虽然水土资源丰富，但由于气侯干燥，地下水位高，灌溉排水不畅，蒸发量大，土壤盐渍化严重。另外，该县各灌区末级渠系防渗率低，田间配套工程进展缓慢，渗漏损失严重，水利用率低，灌溉技术落后，造成水资源浪费，水量在田间损失大。因此，有必要实施农田水利节水灌溉工程建设，提高灌溉水利用率，推动当地农业可持续发展进程。二、工程设计方案1．水源工程设计（1）引水渠设计1）项目区渠系经过多年运行已形成相应的渠系配套系统，渠线基本合理，从安全、经济、合理、便捷的角度考虑，本次设计改造的渠线基本沿原渠线或现场踏勘按最合理路线选取。2）纵断面设计主要根据实地放线资料及渠道沿线地形，在保证渠道不发生冲刷破坏的前提下增大流速，减小渠道设计断面，降低工程造价。根据实际测量及成型渠道纵坡，设计渠道纵坡基本与原渠道纵坡保持一致。渠道横断面采用“U”型预制砼板衬砌，圆弧半径0.5m，口宽0.119m，渠深0.82m，板厚0.045m，底部设0.5m厚天然砂砾石防冻垫层。3）综合浆砌石、干砌石、干砌石灌浆、现浇砼板、预制砼板、塑膜防渗、复合土工膜防渗等形式的优缺点，结合该工程项目的实际地质条件，本次设计渠道衬砌选择预制砼板衬砌为主要形式。（2）沉砂池工程设计项目区以渠道水为水源，洪水期水流浑浊，含有大量的泥沙，应设置沉砂池，并兼作蓄水调节池。设计沉沙池为梯型断面条形渠，沉砂池由引水渠、拦污栅、分水闸、滤水墙和吸水池组成，其中滤水墙采用钢筋混凝土结构，采用C20F150现浇砼。2．节水灌溉系统布置（1）首部枢纽首部枢纽布置在泵房内，水源首部由卧式离心泵、砂石+网式过滤器、逆止阀、控制阀、水表、压力表、进排气阀等组成；（2）为使灌溉系统安全稳定的运行，在各级管路凸起处安装进气阀，以防管路产生负压，并及时排除空气，保障供水。在管路的低处设泄水井，泄水防冻；（3）为方便管道安装和检修，干管、分干管主要沿现状道路或林带铺设，干管、分干管采用PVC-U管，管道承压0.4MPa，连接方式采用胶粘或承插连接方式；（4）支管采用0.25MPaDe90Pe软带，PE软带安装垂直分干管，连接方式采用专用PE管件连接；（5）毛管采用φ16单翼迷宫式滴灌带，滴灌带铺设间距为1.0m，滴头间距0.3m，灌水器额定流量q=2.0L/h，额定工作压力10m。3．田间工程设计（1）设计基本参数1）灌水器的布置本次灌溉工程涉及地块面积3.0031万亩，共计30个滴灌系统，种植作物辣椒和工业番茄，辣椒和工业番茄的种植模式均为宽窄行（0.