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1、离心泵站设计一、 设计资料本站为一明渠引水的灌溉站，设计流量为1m3/s,渠底比降i=1/6000，底宽b为2.1m，边坡系数m=1.5,糙率n=0.025,最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m。进水池设计水位217.18m。站址处土壤为黏土壤，干容重12.7416.66kN/m3,湿容重17.64kN/m3,凝聚力19.6kPa，土壤内摩擦角25，地基允许承载力P=215.6kPa。灌溉季节最高气温39，最高水温25。冬季最低气温8，冻土层厚度0.3m。水源边有南北向公路经过，路旁有10kV高压线，供电容量足够。当地主要有石料、黄沙等建筑材料可供使用。二、 水泵选型与设备配套（
2、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=1m3/s。2. 确定设计扬程 设计扬程H=H净+h损。式中 H净进出水池设计水位差，即217.48192.18=25.3（m）。 H损管路水头损失，按0.2H净估算。 则H=25.3+0.225.3=25.3+5.06=30.36（m）。3. 确定泵型方案依据泵站设计流量1m3/s和设计扬程30.36m,决定选用双吸离心泵。查水泵资料中的水泵性能表得14Sh-19，作为方案进行比较，它的性能如附表1所列。4. 确定台数及方案比较依据泵站设计流量1m3/s，主泵台数宜为39台，用关系式i=Q站/Q泵确定两种泵型所需
3、台数。14Sh-19型泵i=1/0.35=2.9(台)，取3台。见附表1。（二）动力机配套包括动力类型选择与机型确定。1. 动力类型选定利用站址附近10kV电力线路，采用直接传动的电动机。2. 动力机选配 由水泵厂成套供应或根据水泵额定转速为1450r/min和配套功率125kV查电机资料选择，采用JS-116-4型防护式双鼠笼型异步电动机5台，其技术性能如附表2所列。 附表1泵型方案性能型号流量Q（L/s）扬程H （m）转速n（r/min）功率效率（%）允许吸上真空高度Has(m)重量（kg）轴功率P（Kw）电机功率（kW）14Sh-19270350400322622145099.71021
4、05125858882 3.5898 附表2 JS-116-4型电机性能额定功率（kW）额定电压（V） 额定时重量（kg）转速（r/min）电流（A）效率（%）功率因数cos155380147028592.00.896.3 1.6 2.0 1090（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（1） 管材。铸铁耐久性好，又有一定强度，拟选用法兰式铸铁管。（2） 管径。依据经济流速确定。 式中Q管路中通过的流量，本设计采用水泵铭牌流量0.35m3/s； 管内控制流速，凭经验，进口喇叭管处取1.2m/s，管道内取1.8m/s。 则进口喇叭管直径 管道直径查资料取
5、标准值：进口喇叭管直径630mm，吸水管路直径500mm。（3） 管长。凭经验暂拟11.0mm。（4） 附件。查资料得：喇叭管：大头直径630mm，小头直径500mm，长度 310mm；双法兰弯头：考虑用挡土墙式进水池，选用R=700mm，内径500mm，中心线长度1183mm；偏心渐缩接头：小头直径350mm，大头直径500mm，长度890mm；真空表：一只。2.出水管路及附件选配包括管径与管路附件确定。出水管道直径依据经济流速，计算公式为： 式中Q出水管路通过流量，取水泵铭牌流量0.35m3/s；管内经济流速，凭经验取2.0m/s； 则 本设计出水管路直径取0.5m。 管路附件包括水泵出水
6、口渐扩管、闸阀、管路出口渐扩管和拍门等。(1) 泵出口渐扩接管。水泵出口直径0.3m，出水管路直径0.5m，查 资料选用长度为690mm、小头直径300mm、大头直径500mm的标准正心铸铁渐扩管。(2) 闸阀。选用内径为500mm长度为700mm、公称压力为100N/cm2的Z48T-10型闸阀。(3) 拍门。停机时用拍门防止池水倒流，查资料选用内径为550mm的拍门。（4）管路出口渐扩管。在拍闷与管路间设置正心渐扩管，以降低出口流速，回收动能，扩散段锥角按经验取，管段长度，取0.24m。该渐扩管无标准现货供应，要定制。（5） 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
7、失和局部水头损失分别计算后相加而得。1. 沿程水头损失 式中 管道的糙率，查资料铸铁为0.013； L管道长度11.0m 则 2.局部水头损失 式中管路局部阻力系数，查资料得，；局部阻力处管径，查资料得 则 3.水泵安装高度 式中修正后的允许吸上真空高度，本设计工作水温与水面大气压均超过标准值。用公式 水泵允许吸上真空高度3.5m； 水泵安装出水面大气压，本设计海拔200mm，查资料得10.1m； 工作水温为时的饱和蒸汽压力，查资料得0.355m； 水泵进口处流速， 则 ，取3.16 4.水泵安装高程a确定 式中进水池最低运行水位191.58m； 安全值，取0.2m则，取193.5m 如附图1
8、所示（五）真空泵选型1.抽气体积计算充水段体积用公式分段计算。（1） 渐缩接管体积。D取平均值（2） 渐扩接管体积。D取平均值（3） 管路段体积。D为0.5m，L值包括竖直段、水平段、90弯头段，暂估13m则闸阀前抽气充水管段总体积为（4） 泵壳体积 1台套机组需抽气体积2.真空泵抽气量计算 式中抽气量, ； V抽气体积2.88; T抽水时间，取4min； K漏气系数，取1.1；水泵安装处大气压，海拔200.0m查资料得10.1m(101kPa)；进水池最低水位至泵顶间垂直距离，查资料得： 193.5-191.58+0.511=2.43（m）则 5台套机组抽气量3.真空度确定 真空度4.真空泵
9、选型根据5台套机组的抽气总量为5.2和真空度为141.18mmHg，查资料选取SZ-3型水环式真空泵两台，其中一台为备用泵。其性能为附表3所列。 附表3 水环式真空泵性能型号抽气量真空度（mmHg）转速（r/min）配套电机功率（kw）重量（kg）SZ-311.50.576760 1450 30 463三、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）确定泵房结构形式卧式离心泵泵房形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. 水泵有效吸程值计算 式中 水泵基准面至底座间距离，查资料得0.56m； 水泵基础高出机坑地面高度，取0.1m则=193.5-0.56
10、-0.1-191.58=1.26(m)2.水源水位变幅H水源最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m，水位变幅H=192.7-191.7=1.0(m)H效吸=1.26m。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）内部设备布置包括主机组、配电设备等辅助设施的布置。1.主机组布置为减小泵房长度与进水池宽度，从而减少工程量，5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，氺泵进出口间距1.1m，水泵轴向长度1.271m，管路中心线稍偏一侧0.58m，如附图2所示。查资料得：设备顶端到墙面净距
11、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。主机组布置如附图3所示。本机组间总长为2.5555+0.84+20.7=17.375（m），取17.5m。进、出水管路平行布置。2.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） 配电间。本设计拟配备7块（其中主机组5块、照明与真空泵机组1块，总盘1块）BSL-1型纸压成套不靠墙配电柜。标准尺寸为柜宽0.9m、柜厚0.6m、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
12、行操作空间，两侧各留0.8通道，则配电间所需跨度B=70.9+20.8=7.9(m)。所需开间L电=0.8+0.6+1.5=2.9（m），配电间平面尺寸如附图4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。电动机拆卸所需要轴向长度为（2.55-1.271）2=2.57(m)在四周留0.7m空当，便于活动，其实际所需面积为（2.57+20.7）2 =15.76（m2）（3） 电缆沟。室内动力用线路均暗熬于地面加盖沟槽中，以不占用泵房面积为原则。本设计电缆沟布置在泵房出水侧的主通道下，沟槽至电机间的线路用埋低钢管敷设。沟槽截面按15根电缆数设
13、计，其尺寸如附图5所示。（4） 排水槽。为保持泵房机坑地面干燥，需及时排除主泵运行时填料函滴水和闸阀漏水，拟设置地面明沟排水系统。其中断面稍大的明沟沿泵房纵向布置于进水侧墙边，低坡3，坡向泵房一端；断面稍小的明沟沿各主管线主机组基础布置，以1的底坡坡向大沟槽，布置型式与沟槽断面尺寸如附图6所示。（5） 充水设备。本设计采用两台水环式真空泵装置，供启动抽气充气时用。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旁的储水箱。（6） 通道。泵房内主通道宽1.8m，布置于泵房得出水侧，与泵房两端得配电间、检修间接通；工作便道宽0.7m，布置于泵房得进水侧，与配电间、检修间用踏步梯连接。（7） 起重设备。本设计较大的单件设备是电机1090kg，其次是泵898kg。安装检修拟选用手动单轨小车进行。查资料选用SG-2型单轨小车为宜，其技术性能如附表4所示。另选用14.7kN的手动葫芦与之配套，葫芦技术性能如附表
