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1、青藏高原灌溉排水工程水泵设计计划书1基本资料青藏高原某地，属半干旱大陆性高原气候。任务是灌溉泵站初步设计。1.1 地形 工程区地处黄青藏高原，海拔高程28582940m。按地表形态及成因类型特征，分为构造剥蚀中低山丘陵区和河谷堆积区两大地貌单元。1.2气象目区属高原大陆性气候，气温垂直变化明显，太阳辐射强，日照时间长，光热资源丰富，降水量较少，且季节分配不均。项目区内年均气温8.4C，多年月平均最高气温12.5C，多年月平均最低气温2.2C，多年平均降水量291.5mm，主要集中在69月，占年降水量的76.6%；年蒸发量1914mm，为降水量的6.57倍，以58月为最大，年平均风速2.0m/s
2、，无霜期185d，最大冻土深度约0.6m。设计年有效降雨月份4567旬上中下上中下上中下上中下m3/亩11141217581.3土壤 土壤属轻粘壤土，土壤肥力高，耕性适宜，适种性广，保水、保肥性能好，土壤水、肥、气协调，完全适宜蔬菜和其它农作物生长。土壤空隙率为50.5%（以土体计）,地下水埋深1.5m，生育期补给总量40m3/亩。土壤最大适宜含水率为75%(以占土壤空隙率计)，土壤最小适宜含水率为40%(以占土壤空隙率计)，土壤播前含水率为50% 。1.4 水源 灌溉水源有保证。农田一侧天然河流经过，在保证率P=75%时多年平均径流量W=3.05108m3，多年平均流量Q=9.6m3/s。1
3、.5 灌溉设计保证率根据灌溉与排水工程规范（GB50288-1999）规定，干旱、半干旱地区灌溉设计保证率采用5075%，结合该地区实际情况，灌溉设计保证率采用P=75%。1.6 灌溉作物蚕豆生育阶段及模比系数 日期28/36/57/528/529/56/67/620/621/69/710/725/7模比系数151010102410计划湿润层深度（m）0.30.40.51.7灌溉泵站设计内容1.7.1确定工作泵、备用泵的型号和台数用设计扬程初选水泵的型号，设计流量初选水泵的台数。根据水泵的型号确定电动机的型号。1.7.2水泵机组的布置及基础设计1.7.3吸水管路和压水管路的水力计算及设计包括进
4、出水管路的管材、管径及附件选配等内容。并根据选定的水泵拟定水泵进出水管路及附件，进行水泵工作点校核。满足要求时，求出水泵的吸水高度H吸，然后根据进水池最低水位确定水泵的安装高程。1.7.4泵站辅助设备的选取与布置包括：（1）引水设备：引水方式及其设备（2）计量设备：（3）起重设备：选择与布置（4）通风与采暖：（5）其它设施：1.7.5泵房设计：（1）内部布置，平面尺寸的确定，及泵房各控制高程的推求； （2）进水管路布置及布置方式的确定；2灌溉水泵选型参数2.1设计流量 喷头数量；单喷头流量 ; 即 2.2扬程由灌溉设计可得 净扬程：H=78.02m；设计扬程： -与H设相应的特征净扬程（m）
5、K-估计的管道水利损失占净扬程的百分率（%）查水泵及水泵站，一般K=5-40%则H=（1+20%）78.02=93.624m。2.3水泵选择2.3.1选择原则（1）在设计扬程下，能满足设计流量的要求； （2） 当实际扬程变化时，水泵能在高效区内工作； （3）在能够适应灌溉流量变化的前提下，尽量选用较大的水泵，以减少台数，节省基建、维修费用。另外大泵的效率较高； （4）在一个泵站中，尽可能选用同型号的水泵； （5）如进水池的水位变化幅度较小时、优先选用卧式机组； （6） 在满足流量和扬程的前提下，尽量选用吸水性能好的水泵。2.3.2主泵类型选择主泵选型的原则 （1）水泵类型必须与抽水的水质相适应
6、，输送清水要用清水泵，抽污水要用污水泵； （2）要考虑水泵的吸水能力，在保证吸水的条件下，尽可能减少水泵站埋深。 （3）多种水泵的允许吸上真空高度Hs不同，水泵安装高度不同时，要照顾基础平齐，就低不就高； （4）考虑远期发展：预留位置，当水量增加时，增加新泵；近期用小泵，远期更换大泵工作；更换叶轮，远期安装大叶轮工作。最好近期泵在远期供水量低时仍能使用。 （5）水泵的构造型式对泵房的大小，结构形式和泵房内布置等都有影响。 （6）应选择便于维修养护，当地能系列生产，比较定型的，性能良好的产品。2.3.2主泵类型根据泵站设计规范（GB/T50265-9）的要求：通常，在泵站扬程大于25m时宜选用离
7、心泵。离心泵具有高效区范围宽，能在扬程变化较大的情况下运行，在工程中得到广泛的用。结合所规划的泵站的实际情况，因此选择离心泵作为主泵的类型。2.3.3主泵台数主泵包括工作泵和备用泵。主泵台数主要考虑经济性和运行调度的灵活性。根据泵站设计规范（GB/T50265-9）的要求：（1） 灌溉泵站，当流量小于1m3/s时可选2台机组；（2） 灌溉泵站，当流量大于1m3/s时可选3-6台机组；（3） 灌溉泵站，装机3-9台时，其中应有一台备用机组；（4） 灌溉泵站，多于9台时应有2台备用机组；（5） 对于年利用小时很低的泵站可不设备用机组。 根据灌排设计所得资料：设计流量为0.081m3/s，因此选择两
8、台工作机组。2.3.4水泵型号的选定根据流量和扬程选择水泵型号。因此选择两台IS125-1000315A 2900型水泵，水泵流量=360，故可选，满足实用的条件。2.3.5安装方式的确定 安装方式有立式、卧式和斜式三种，其中立式和卧式较常用,卧式机安装高程一般位于进口水面以上，开挖量小，安装要求比立式低，维修方便，工作条件好。因此选择卧式安装。2.4电动机选型由主泵类型IS125-100-315A 可知，其配套电动机型为Y315S-2，其功率为110kw。型号额定功率额定电流转速效率功率因数堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动速度重量额定转矩额定电流额定转矩1级2级kWAr/min%cos倍倍倍
9、mm/skg同步转速3000r/min 2级Y315S-2110203298092.50.891.86.82.2991044.59223泵站建筑物设计3.1位置选择 此泵站是从河流取水的灌溉泵站，此灌区为构造剥蚀中低山丘陵区和河谷堆积区，河岸周围地形开阔平坦，河道为弯曲河段，所以将站址现在凹岸，在高程为2886.43m的河流凹岸取水。3.2基础设计 水泵基础的作用是支撑并固定机组以便于机组运行平稳不产生振动。卧式泵多采用混凝土块式基础。要求基础坚实牢固，不发生下沉和均匀沉降现象。3.3取水建筑物的设计根据泵站设计规范（GB/T50265-9）中对取水口的要求： （1）取水口应尽量靠近供水区的中
10、心地带，减少输水长度； （2）取水口应避开断层、滑坡和冲击堆等不良地段； （3）取水口一般选在岸线顺直、流势平稳的河段也可选择在河岸凹岸处 ； （4）应尽量避免取水口选在有支流汇入的河段； 采用岸边式双向陡槽进水闸进行取水，这种取水口适用于宽浅河道上并与堤防工程相结合，泵房可以不考虑防洪问题，便于施工，泵房的工程造价低。3.4引水渠设计3.4.1 引渠断面设计按照明渠均匀流方法计算。取边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=1/5000,用试算法确定水深h与底宽b。设h=1m，b=2m，计算通过流量Q。过水断面积W=（b+mh）h=（2+1.51）1=3.5m2。湿周： 水力半径： =
11、0.621m谢才系数： 流量：3.4.2冲淤流速校核 实际流速v实，不冲流速v不冲和不淤流速v不淤，需满足v不冲v实v不淤。 实际流速：。 不冲流速：0.41m/s，符合要求。 不淤流速：即不淤流速：（） 实际流速v实，不冲流速v不冲和不淤流速v不淤，满足v不冲v实v不淤3.4.3 引渠底高程 以渠道最低水位时能引进泵站设计流量，尽量减少土方开挖量为原则。渠首进口水面降落估算为5cm，取引渠的长度为7m，则渠首底高程为2886.430.20.05=2886.18m，渠末底高程为2886.433(1/5000)=2886.429m； 3.5进水池设计3.5.1进水池管道泵站吸水管路管材拟采用铸铁
12、管，其管径用控制流速公式先计算然后查资料取标准值确定。进水管道设计流速宜取0.81.0m/s，出水流道设计流速宜取1.01.5m/s。每台水泵的设计流量Q=0.05m3/s。取进水管道流速为1.0m/s，出水管道流速为1.5m/s。进水管道直径，取270mm进口喇叭管直径，取400mm喇叭管的大头直径400mm，小头直径270mm，长度100mm；用直立式池壁的进水池，90弯头一个，直径为250mm，真空表一只。3.5.2进水池（1） 进水池宽度： n=2根，相邻两进水管中心间距为2m，取边管中心到侧壁距离为1m。则，B=（2-1）*2+2*1=4m（2）悬空高P：P=0.7D=0.7 D=0
13、.650.4=0.28m（3）淹没深度：=1.25D=1.250.4=0.5m（4）安全超高：取0.3m（5）池深h:h=P+=0.28+0.5+0.3=1.08m（6）后壁距T: T=0.5 D进=0.2m（7）池长L：L=（8）池底高程H：由所选水泵安装图可得池底高程为：H=H低-P-hs进水池最低水位为2886.18m，P为0.28m，hs为0.5m；则 H=2885.4m；3.4前池设计 前池采用正向进水前池，由于引渠和前池中的水流为缓流，根据有关试实验和实际经验，取。 池长L: L=根据有关试实验和实际经验取前池的坡度i=1：0.2，前池底部混凝土垫层后度为5cm.3.5进水池与前池的连接 翼墙是连接进水池和前池之间的边墙。它对减少泵站工程造价和改善边侧进水池流态都起一定作用。采用直立式翼墙，和前池中心线呈45角。护底与护坡均采用50号浆砌石，厚度0.4m,下设0.1m厚砂石垫层。4吸水管路和压水管路的水力计算及设计4.1吸水管路水头损失沿程水头损失用下式计算：。式中：n管道内壁糙率， 铸铁为 0.013； L管道长度 4m； D管道直径 270mm； Q管道设计流 量 0.05 m3/s。则 。局部水头损失用下式计算： 式中 z:管路局部阻力系数， ； D局部阻力处管径； 查 资料得：=0.2m，=0.105m； 则所以吸水管路水头损失为；4.2水泵安装高度水泵允许汽
