水泵站設(shè)計【水電站設(shè)計】

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Hmin=（1+0.1）32.208=35.429H設(shè)=（1+0.1）34.053=370458Hmax= (1+0.1)37.209=40.9304 機組選型選泵初選兩方案方案一：6臺500s59B，揚程41m，對應(yīng)單臺流量1800可滿足用水要求（NPSH）為4.5m。 方案二：5臺500s59A,揚程41m時，對應(yīng)單臺流量2160，可滿足用水要求(NPSH)為4.5m。 結(jié)合比較兩個方案，初定方案一，即采用6臺500s59B，轉(zhuǎn)速n=970r/min，單臺配套315kw，6000v，Y400-46-6型電機，水泵進口500mm ，出口350mm，初步考慮Q=0.6，采用兩臺變速調(diào)節(jié)，同時增加泵站的給水靈活性。 5 管路布置，確定水泵的安裝高程 水泵進口500mm，進水管大一個規(guī)格，取為600mm ， 水泵出口350mm，出水管大一個規(guī)格，取為550mm ，驗算Q=3，進水管 v= 出水管v= 均符合要求5.1選擇進水管管件，查（給水排水設(shè)計手冊（中國建筑工業(yè)出版社，1986.7出版），得各局部阻力系數(shù) 喇叭口 D=1.5 水泵入口 攔污柵 5.2初設(shè)吸水管入口至水泵進口長度為12m當(dāng) Q= 0.6, m 當(dāng)Q=， m5.3計算管路阻力系數(shù)吸水管直管d(mm)l(m)n600120.012附件名稱（規(guī)格）數(shù)量d=900喇叭口10.10.064900彎頭d=60011.00.64d=600/500偏心漸縮管10.20.128水泵入口11.00.64攔污柵10.30.192合 計s吸=s 吸沿程+s吸局部=1.927出水管直管d(mm)l(m)n550570.012附件名稱（規(guī)格）數(shù)量d=550帶閘閥 10.060.054d=350/550漸闊管10.420.37945彎頭20.50.902d=550淹沒式出口11.00.902伸縮器30.210.57合 計s出= s 出沿程+s出局部=6.15合 計s總=6.15+1.927=8.077表一5.4據(jù)海拔高程及水溫對H進行修正：海拔高程，最低水位時為22.942m，查水泵及泵站（西安理工大學(xué)欒鴻儒主編，中國水利電力出版社，1993.6版） 表43得 由表41氣溫40.5度， 當(dāng)Q=3時，水泵的安裝高程為：22.942+10.3-0.75-4.5-0.759=27.233m 當(dāng)Q=0.6 時，水泵的安裝高程為：26.948+10.3-4.5-10+10-0.75-0.28=31.72m兩者取小值，故水泵的安裝高程為27.233m計算水泵的工況點，進行工況校核6 進行進出水管布置，并計算各阻力系數(shù) 出水管路布置見泵中的軸線剖面圖，列表計算管路阻力系數(shù)，見表一，計算管路的水頭損失 。,S一定，假設(shè)不同的流量，求出相應(yīng)的h，采用數(shù)解法求解泵的工況點，設(shè)(查給水排水工程設(shè)計手冊 4 給水排水設(shè)備（ 李金根主編，中國建筑工業(yè)出版社 ，1996年版) 得兩點（1400，46）、（2020，32） 解方程得 A=58.90 B=85.45 所以 , 聯(lián)立方程得水泵的工況點（1846，36.42）在高效區(qū)范圍內(nèi)，設(shè)計流量時開5臺泵即可滿足要求。當(dāng)時，開6臺泵，其工況點由數(shù)解法來確定： ，泵的工況點（1725，39.27）同樣在高效區(qū)范內(nèi)當(dāng)時， 得泵的工況點（1914，34.74）同樣在高效區(qū)范圍內(nèi)，但由于時，開1臺泵不滿足要求，開2臺泵效太低，故開2臺泵，然后進行工況調(diào)節(jié)。采用變速調(diào)節(jié)（數(shù)解法） ，代入，得H=38.02m代入B點的相似拋物線方程得：聯(lián)立 （1）， (2)得 Q=1226.7, H=49m ,由相似比定律 即將水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到860r/min 即可滿足要求7確定泵房位置的結(jié)構(gòu)形式 7.1在泵站中軸線上選2個點，比較確定泵房位置 點1：輸水干渠岸邊，自此處取水，可不修引渠，減少開挖量，取水條件好，但是在同等條件下，管道長度加大，投資大，且管路損失大，以后的運行量也多。 點2：30m高程附近布置泵房，在此處布置，引渠和管路長度相當(dāng)，且符合地形條件，同等條件下布置，靠近出水池，縮短了管路長度，減少了管路損失，降低了運行量，但處于變坡上，通風(fēng)采光條件可能不好。 綜合考慮布置原則，選擇點2布置泵房及樞紐7.2泵房內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式擬定 選擇單級雙吸離心泵臥式機組，水源水位變幅4m，站址附近地質(zhì)條件較好，地下水位埋深5m，且無斷層和破碎帶，選擇分基型泵房建設(shè)8 泵房內(nèi)部布置及尺寸擬定8.1主機組采用一列式布置，即主機組位于同一列直線上，見泵房平面圖 （1）單間長度計算水泵基礎(chǔ)長度b=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347m，機組長度為 b=3.51m. 兩者取大值 b=3.51m機組凈距 ，得機組中心距，所以主機房長度為 所以實選主機房長度為35m，單間長度為5m ，共7間（2）泵房高度其中 代入得，H=6.47m, 取H=7.5m 如圖所示圖5 （3 ）泵房跨度 所以泵房跨度為： b=2.5+0.35+1.64+0.55+0.54+3=8.73m， 取9m ， 考慮選用DL型，載重50噸的吊車，寬度為7.5m，吊車配套電動葫蘆，380V,50HZ,3相電，帶動電動機型號ZDY12-4,功率2KW,轉(zhuǎn)速為r=1380r/min泵房跨度如圖所示：圖68.2輔助設(shè)備選擇和布置 （1）配電：室外設(shè)6000v-380v變電站，接入配電室，配電室中安裝6個配電柜，供6臺泵使用，另立2個配電柜，接附近照明電路，滿足泵站其它生活用電要求。 配電間的高程為：28.233m，按一間布置結(jié)構(gòu) 配電柜接出的電纜接到各臺泵上，電纜掛在交通道下。（2）檢修：檢修間按一間布置，靠近山墻一側(cè)設(shè)3m寬大門，檢修間的高程為：28.233m。 （3）交通：主交通道設(shè)在出水一側(cè)，寬為1.6m；副交通道設(shè)在進水一側(cè)，寬為1.8m；交通間的高程為：28.233m （4）充水：采用水環(huán)式真空泵，考慮抽氣量與真空度 其中K=1.5, T=5min, V由下圖中閘閥前所有空氣體積確定 選兩臺SZ-2型真空泵，互為備用，其配套動力10KW，轉(zhuǎn)速為1450r/min，（查給水排水設(shè)計手冊 第11冊 常用設(shè)備）（5）起重：采用單梁式吊車，可控制泵房任意布置，以5噸考慮，選用DL型跨度為9m ，配套380v，50HZ的三相電型的電動葫蘆，型電動機。（6）排水：主泵房內(nèi)設(shè)排水溝，并設(shè)地面排水單坡坡降i=1/100，在排水溝盡頭設(shè)溝接外部集水井，其中溝寬20cm，深為20cm，將水匯集與井內(nèi)，通過排水泵排入進水池。（7）通風(fēng)：通風(fēng)量計算 考慮太陽輻射 泵房內(nèi)降溫所需空氣量： 單個房間一面窗戶所需 窗戶選型： 下排窗采用豎軸板式進風(fēng)窗，開啟90度，阻力系數(shù) 上排窗采用豎軸板式進風(fēng)窗，開啟90度，阻力系數(shù) 進風(fēng)窗 排風(fēng)窗 （其中 由右圖的： 圖7滿足通風(fēng)要求。9 設(shè)計進出水建筑物，布置支、鎮(zhèn)墩及管路9.1引渠設(shè)計見19.2進水池設(shè)計 （1）進水池寬B由泵房進水管路確定B,C=0.9m，S=3, 以, 含5個寬為0.5m的隔墩，可做綠化。 （2）進水池長確定： 二者取大值得：L=4.86m隔墩長為4.86m，且前端作成流線形，以改善泵的進水條件。如圖所示圖8 （3）懸空高度：，滿足要求。 （4）淹沒深度： （5）后墻距： T=0.9（6）進水池池深H 9.3前池設(shè)計 前池將引渠和進水池前后銜接起來，其擴散角為=30o為正向進水前池（1）池長L及邊壁形式確定，如圖示L= 圖 9（2）前池池底縱向坡度i前池前16.8m段高程同引渠渠底高程，后8.4m作成i=0.2的坡段連接進水池 （3）翼墻形式前池翼墻形式斷面同引水渠擋土墻斷面9.4出水池設(shè)計 綜合考慮灌溉要求，該出水池宜設(shè)成側(cè)向出水池（1） 池深確定： 管口下緣至池底距離 P=0.2m 出水池底板高程 底=min-(Cmin+D0+P)=59.15-(0.163+0.55+0.21)=58.237m出水池池頂高程 頂=max+h=60.15+0.5=60.65m（2）池寬B確定 圖10管口上緣的最小淹沒深度 =B4D0=2.2m 取B=2.634m（3）池長確定L=L2+L1+L1=0.5+2.5+28.1=31.11m（4）出水池與干渠銜接收縮角取30o 過度段長度 緊靠過渡段的一段干渠，由于水流紊亂，易沖刷， 圖表 10 應(yīng)進行護砌，長度 Ln=（45）h=51.5=7.5m出水池長度，如圖119.5擋土墻尺寸驗算（一）引渠擋土墻驗算 擋土墻高H =5.5m，墻背傾斜=14o，填土表面水平（=0），墻內(nèi)摩擦角=23o，填土為粗沙， =35o，r =19KN/m3，地基承載力f=22t/m3=216kpa(1) 初定擋土墻尺寸，如圖（取單寬1m） 墻自重 W=（0.5+1.78）2.5+0.53.424=177.6KN圖12 (2) 土壓力計算 用庫侖土壓力理論，計算作用于墻上的主動土壓力 Pa=0.5H2Ka=0.5195.520.38=109KN/m 土壓力的豎向分力 Pay=Pasin(+)=Pasin37o=65.6KN/m 土壓力的水平分力 Pax=Pacos(+)=Pacos37o=87.06 KN/m (3)抗滑穩(wěn)定計算 =0.5 Ks=1.3 安全（4）抗傾覆驗算 自重W的力臂a=2.08m，Pay的力臂b=2.76m，Pax的力臂h=1.83m Kt =1.5 安全（5）地基承載力驗算 1o 作用在基礎(chǔ)底面上的總豎向力 N=W+Pay=177.6+65.6=243.2KN 2o 合力作用點與墻前距o點的距離 x= 3o 偏心距 e=B/6=3.4/6=0.6 4o 基底邊緣應(yīng)力 Pmax(min) 5o 要求滿足下列公式 0.5（Pmax+Pmin）=0.5(83+60.3)=71.05KPa216KPa Pmax=83.01.3 安全（4）抗傾覆驗算 自重W的力臂a=2.105m，Pay的力臂b=3.22m，Pax的力臂h=2.37m Kt =1.5 安全（5）地基承載力驗算 1o 作用在基礎(chǔ)底面上的總豎向力 N=W+Pay=399+141.6=540.6KN2o 合力作用點與墻前距o點的距離 x= 3o 偏心距 e=B/6=0.7 4o 基底邊緣應(yīng)力 Pmax(min) 5o 要求滿足下列公式 0.5（Pmax+Pmin）=0.5(210+48)=129KPaf=216KPa Pmax=2101.3 安全 圖14（4）抗傾覆驗算 自重W的力臂a=0.875m，Pay的力臂b=1.31m，Pax的力臂h=0.98m Kt =1.5 安全（5）地基承載力驗算 1o 作用在基礎(chǔ)底面上的總豎向力 N=W+Pay=60+14.8=74.8KN2o 合力作用點與墻前距o點的距離 x= 3o 偏心距 e=B/6=0.28 4o 基底邊緣應(yīng)力 Pmax(min)= 5o 要求滿足下列公式 0.5（Pmax+Pmin）=0.5(74.74+14.3)=44.5KPaf=216KPa Pmax=74.741.2f=259KPa故所選擋土墻尺寸滿足要求9.6進出水管路布置及鎮(zhèn)墩，支墩設(shè)計 （1） 管路布置詳圖見泵軸線剖面及泵站平面布置圖（2）鎮(zhèn)墩尺寸擬定查給水排水工程設(shè)計手冊 第10冊，其平面立面如下 圖15 圖16 （3）鎮(zhèn)墩設(shè)在管道的轉(zhuǎn)彎處共兩個 使平立面結(jié)合一起，支墩設(shè)置在每隔10m一道，并抹潤滑油使摩擦力小一些，管路應(yīng)明鋪10機組基礎(chǔ)設(shè)計及校核101機組基礎(chǔ)尺寸確定長度 L=a+b+c+0.6=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347寬度B=0.71+0.5=1.21厚度 水泵部分 H=L螺- (0.050.08)+（0.20.3）=0.5-0.08+0.3=0.72m 電動機部分 H=H+0.8-0.4=1.12m 102基礎(chǔ)校核： 電動機質(zhì)量 2420Kg 水泵質(zhì)量 2747Kg（1）地基承載力校核F合x=15174.5x=27470.29+10007.51.3735+24202.247x = 1.32me=B/2x=0.354 滿足地基承載力要求。 （2）共振校核 強迫震動頻率w=101.9S-1基礎(chǔ)豎向振動頻率z=37.28=0.3660.75 滿足要求水平向振動頻率x=31.15=0.3050.75 所以滿足要求振幅校核： A2=0.018170.15m滿足要求17