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1、中国灌溉排水发展中心,小型泵站设计、施工安装与运行管理,2013年10月 北京,报告内容,一、泵站的组成与分类 二、小型泵站工程设计 三、小型泵站工程施工安装 四、小型泵站运行管理,（1）定义：泵站工程是将电（热）能转化为水能进行排灌或供水的提水设施。是机电排灌工程的核心，也是水利工程的重要组成部份。 （2）组成：泵站通常由机电设备及为其配套的土建工程组成。 机电设备是由作为核心设备的水泵及其配套的动力机、传动装置、管道系统、电气控制设备和相关的辅助设备所构成。 配套土建工程包括泵房及上部结构，进、出水建筑物及其配套的控制涵、闸等。 泵站的组成要素主要有5项：水泵、进出水池、泵房、附属设备、运
2、行管理设施。,一、泵站的组成与分类,1.1 泵站的组成,一、泵站的组成与分类,泵 站 的 组 成 要 素,（抽水站）,在我国的农业生产中，灌排泵站己成为农业稳产高产、旱涝保收的重要保证。同时，随着国民经济的迅速发展，泵站已从单一的农田灌排发展到工业、交通、电力、船舶、城市供排水及防洪等国民经济的许多重要部门。 从总的方面分类，根据泵站的用途、规模、泵型或动力类型的不同，泵站有其不同的名称。 （1）按其用途可分为：灌溉泵站、排水（排涝、排渍）泵站、灌排结合泵站、供水泵站、调水泵站、补水（补库）泵站等。 （2）按泵站的提水高度可分为：高扬程泵站、中等扬程泵站、低（超低）扬程泵站。,一、泵站的组成与
3、分类,1.2 泵站的分类,（3）按泵站规模可分为：大、中、小型泵站。,一、泵站的组成与分类,1.2 泵站的分类,泵站主机组规模划分：宜根据水泵口径或进口直径与配套功率分等，其分等指标按下表确定：,一、泵站的组成与分类,1.2 泵站的分类,泵站建筑物等级划分：泵站建筑物等级应根据泵站所属等别及其在泵站中的作用和重要性分级，其级别按下表确定。,一、泵站的组成与分类,1.2 泵站的分类,注：1 2,泵站建筑物防洪标准：按下表确定。,一、泵站的组成与分类,1.2 泵站的分类,泵站建筑物防潮标准：受潮汐影响的泵站建筑物，其挡潮水位的重现期应根据建筑物级别，结合历史最高潮水位，按下表确定。,（4）按水泵的
4、配套动力类型可分为：电力泵站、热能泵站和水能泵站、风力泵站、太阳能泵站。 电力泵站：将电能转换成机械能进行抽水的泵站。 热能泵站：将燃料燃烧产生的热能转换成机械能进行抽水的泵站。 水能泵站：将水的势能转换成机械能进行抽水的泵站。 风力泵站：将风能转换成机械能进行抽水的泵站。 太阳能泵站：将太阳能转换成机械能进行抽水的泵站。 （5）按其所用的水泵类型可分为：轴流泵站、混流泵站、离心泵站、潜水泵站等。,一、泵站的组成与分类,1.2 泵站的分类,一是依靠动力机械提水，需要的机电设备与一般水利工程相比，技术含量高，因而对工程管理和运行人员的技术水平要求也相应要高些； 二是能源消耗大、运行成本高，因而提
5、高管理水平，降低运行成本至关重要； 三是能适应各种复杂的地形地貌，应用范围广，但大多数泵站分布农村、平原湖区、丘陵、地势高亢的旱塬等地区，生产生活条件差。,一、泵站的组成与分类,1.3 泵站的特点,1、设计流量 灌溉泵站设计流量：应根据灌水定额、设计灌水率、灌溉面积、作物需水量、渠系水利用系数，灌区内调蓄容积等条件进行综合分析计算确定。 排水泵站设计流量：应根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等条件综合分析计算确定。 农村饮灌结合泵站设计流量：应根据灌溉期间的设计流量和供水对象的用水量标准等综合分析计算确定。 工业及城镇供水泵站设计流量：应根据企业生产用水量和城镇供水人口的用水量标准及规
6、模综合分析计算确定。 排污泵站设计流量：应根据企业生产污水排放量和城镇人口生活污水的排放量，按照实际处理能力，计算确定。,2.1 泵站主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,下面根据一个实例了解泵站设计流量怎么确定： 某灌区共有12500亩耕地，其中稻田8500亩，棉花田4000亩。灌区土壤均为粘壤土。现6月15日开始泡田插秧，要求8天内完成，在这期间正值棉花现蕾也需浇灌。试求灌溉泵站的设计流量应为多少，才能满足上述灌溉要求？ 【解】根据表有关标准及要求，取水稻田泡田定额为70m3/亩，泡田时间为8天，棉花现蕾期灌水定额采用40m3/亩，轮灌时间为8天，全灌区根据土质和灌溉面积大小，渠系利用
7、系数取=0.85。 泡田期8天，平均每天泡田8500/8=1062.5亩，棉花田灌溉水4000/8=500亩 最大用水流量发生在第八天，泵站不但要提供第八天的1062.5亩泡田用水和500亩棉花田灌溉水，还要提供前七天已泡田栽秧的71062.5=7437.5亩的秧苗补水。,2.1 泵站主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,一般水稻生育期每昼夜耗水610mm，孕穗开花期每昼夜耗水1015mm，取稻田苗期每日耗水深为8mm。 按灌溉站每天开机20h计算，则每天泡田水和棉花灌溉用水流量为：,2.1 泵站主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,第八天秧田的灌溉补水流量为：,灌溉泵站设计流量Q=Q
8、1+Q2=1.542+0.648=2.19 m/s,m/s,m/s,2、泵站特征水位 （1）灌溉泵站特征水位,2.1 泵站主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,2、泵站特征水位 （2）排水泵站特征水位,2.1 泵站主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,3、泵站特征扬程 （1）设计扬程：应按泵站进、出水池设计水位差，并计入水力损失。在设计扬程下，应满足泵站设计流量的要求。也可按最高、最低扬程的算术平均值或使用频率最高的扬程确定设计扬程。 （2）平均扬程：按下式计算加权平均净扬程，并计入水力损失；或按泵站进、出水池平均水位差，并计入水力损失。在平均扬程下，水泵应在高效区工作。,2.1 泵站
9、主要设计参数的确定,二、小型泵站工程设计,（3）最高扬程：应按泵站出水池最高运行水位（明管出流时，以出水管出口中心线）与进水池最低水位之差，并计入水力损失。 （4）最低扬程：应按泵站进水池最高运行水位与出水池最低水位（明管出流时，以出水管出口中心线）之差，并计入水力损失。,1、总体布置 （1）泵站的总体布置，应根据所选站址的地形、地质、水源、泥沙、供电、环境和交通（道路）条件，结合整个泵站水利枢纽或供电、灌溉、排水系统布局，综合利用要求，机组型式综合确定。泵站站址选择要求如下： a)丘陵、山区泵站站址宜选择在有利于工程布置的地点； b)泵站站址宜选择在岩土坚实、抗震性强、抗渗性能良好的天然地基
10、上； c)不同类型泵站站址选择，应符合GB/T 50265-2010中4.2条的有关规定。 （2）泵站的总体布置，应做到布局合理、技术可行、有利施工、安全运行、方便管理、经济实用、美观协调，并应符合GB/T 50265-2010中5.1.25.1.10中的有关规定。,2.2 泵站工程布置,二、小型泵站工程设计,2、布置型式 （1）由河流取水的灌溉泵站，当河道岸边坡度较缓时，宜采用引水式布置，并应在引渠渠首设进水闸（含拦污设施）；当河道岸边坡度较陡时，宜采用岸边式布置，其进水建筑物前缘宜与岸边齐平或稍向水源凸出。 （2）由渠道取水的灌溉泵站，采用引水式或岸边式布置。 由湖泊取水的灌溉泵站，根据湖
11、泊岸边地形、水位变化幅度等，采用引水式或岸边式布置。 （3）由水库取水的灌溉泵站，根据水库岸边地形、水位变化幅度及农作物对水温要求等，采用缆车式、漂浮式或潜没式泵房布置。 （4）由河流、湖泊取水的灌溉泵站，根据岸边地形、水位变化幅度，采用缆车式、漂浮式或潜没式泵房布置。 （5）由河流、渠道、湖泊、水库取水的灌溉泵站，根据岸边地形、水位变化幅度，优先采用潜水泵站布置型式。 排水泵站、灌排结合泵站的布置型式应符合GB/T 502652010中的5.2.25.2.10的有关规定。,2.2 泵站工程布置,二、小型泵站工程设计,1、泵房结构类型 （1）分基型泵房：泵房基础与水泵基础分开建筑时称为分基型泵
12、站。主要特点是水泵机组和泵房的基础分开，属单层结构。 （2）干室型泵房：泵房及其底部均用钢筋混凝土浇筑成封闭的整体，在泵房下部形成一个无水的地下室，称为干室型泵房。主要特点是地上和地下两层结构，地下结构为不能进水的干室。 适用于水源变幅超过水泵有效扬程时。 （3）湿室型泵房：若泵房下部有一个与前池相通并充满水的地下室，则称为湿室型泵房。主要特点是泵房和进水池建成上、下建筑物，上层安装动力机和附属设备，下层作进水池用。,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,1、泵房结构类型 泵房结构类型一般按照泵站等级确定。小（1）型泵站，主要推荐分基型、干室型、湿室型泵房结构类型。小（2）型泵站，主要推荐分
13、基型泵房结构。 潜水泵站和水轮泵站，可不建泵房，推荐使用户外控制设施。 移动式泵房可分为泵船和泵车两种形式。 泵站结构形式的确定，主要根据主机组结构性能，水源水位变幅、地基条件及枢纽布置，通过技术经济比较，择优选定。,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,离心泵或混流泵站（一般为卧式）：在最高水位不超过水泵安装高度时，一般采用分基型泵房。进水侧多为浆砌块石护坡或直立式翼墙，后者可建成单独的进水池，进水条件较好，且进水管路较短。在进水位变幅超过水泵吸程或为了起动方便，离心泵站也可以采用半落井和全落井的干室型泵房。 轴流泵站（一般为立式） ：多为湿室型泵房，一般采用墩墙式结构，每台泵有单独的进水
14、池。也有一些站采用框架式结构，一般多为预制构件，施工进度较快。 对一些基础较差的地区也可以考虑采用桩基结构，机房直接建于钢筋混凝土桩上。这种结构型式一般仅适用于机组较少的小型泵站。,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,2、泵房布置 应根据泵站的总体布置要求和站址地质条件，机电设备型号和参数，进、出水流道（或管道），电源进线方向等因素确定。泵房布置应符合以下要求： （1）满足水泵机组布置、安装、运行和检修的要求； （2）满足电气设备结构尺寸和安全使用的要求； （3）满足泵房内通风和照明要求，并符合排水、防潮、防火、防盗、防噪声（振动）等技术规定； （4
15、）满足内外交通运输以及有利于泵房施工的要求； （5）注意建筑造型，做到布置合理、经济实用。,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,3、泵房面积和高度 （1）泵房面积 按泵站规模，泵房面积可参考下表确定：,按泵站装机功率数分，泵房面积可参考下表确定：,2.3 泵房设计,二、小型泵站工程设计,3、泵房面积和高度 （2）泵房高度 按泵站规模分，泵房高度可参考下表确定：,泵房起吊设备应根据机组安装方式、机组台数、起吊重量确定。,1、离心泵选型 （1）应满足泵站设计流量和设计扬程的要求，并应考虑一定裕量； （2）在各特征扬程情况下，水泵应始终保持在高效区运行； （3）在最高和最低扬程范围内，水泵都应能
16、安全、稳定运行； （4）在多泥沙水源取水时，应计入泥沙含量、粒径对水泵性能的影响，水泵叶轮及过流部件应考虑耐磨蚀措施； （5）所选水泵的效率应符合离心泵 效率GB 13007的规定，汽蚀（空化）余量应符合离心泵、混流泵和轴流泵 汽蚀余量 GB 13006的规定。 2、轴流泵、混流泵选型 （1）机组台数、卧式水泵的安装高程、运行方式（串联、并联、串并联、并串联）、性能调节等，应符合GB/T 50265-2010中9.1节的规定。 （2）应根据泵站装机功率、水源条件（水源种类、水量）、机组台数、引水方式等条件，选用适合的水泵类型，并应考虑一定裕量。 3、水轮泵的选型：应符合水轮泵的型式与基本参数GB/T 6490.3的规定。 4、电动机：应根据水泵额定点的轴功率选型确定。,2.4 泵站水泵机组,二、小型泵站工程设计,1、管材的选择 泵站进出水管道应根据实际设计承压能力及地形状况，选用HDPE管、钢管、铸铁管或相应的其它管材。 2、管径的确定 （1）管径根据设计确定，当泵站设计流量为已知，则压力管径可按照下式进行初步计算：,2.5 泵站进出水管道,二、小型泵站工程设计,式中：d 压力管实际内
