1、整理泵站课程设计扬州大学能源与动力工程学院泵站工程课程设计业：热能与动力工程 级： 热动0901 号：0姓 名： 陈会强指导教师： 陈松山设计日期：一第一章 综合说明 3兴建缘由 3工程位置、规模、作用 3基本资料 3第二章 设计参数的确定 4水位分析及特征净扬程的确定 4设计流量的确定 4工程设计等级 4第三章 机组选型 4水泵选型 4电机选型 5第四章 进水布置及进出水建筑物设计 6a) 进水池设计 6前池设计 7出水池设计 7第五章 站房设计 9站房结构型式与布置 9站房平面尺寸的确定 9站房各部分高程的确定 10第六章 水泵工况点的校核 11出水管道设计 11S值计算 11Q-H *
2、曲线 11Ini -装置效率校核 12第七章 站房稳定分析 12渗透稳定演算 13泵房自重计算 13泵室内水重 13水平水压力 14浮托力 14渗透压力 14土压力及墙后水压力 14第一章综合说明1.1 兴建缘由为满足徐州市某县向大运河补水要求1.2工程位置、规模、作用工程位置选在徐州市某县主要河流旁，规模为一般补水型泵站，主要是为了 满足该县向大运河的补水1.4 基本资料一、地质条件地面以下土质均为中粉质壤土，夹铁镒质结核，贯入击数26击，地基允许承载力180KPa,内摩擦角24 ,凝聚力26KPa二、水位特征值下游水位(m)上游水位(m)S设计运 行水位最低运 行水位最高洪水位设计运行水位
3、最低运行水位防洪水位(下游引水河道上游引水河道河底高 程(m)河底宽(ID)边坡堤顶宽(m)2河底高 程(m)河底宽(m)边坡堤顶宽(m)121 ：6A121 :6泵站流量为：广/s地面高程低于下游引水河道堤顶高程第二章设计参数的确定2.1 水位分析及特征净扬程的确定H. =31.2 26.0 = 5.2mu inW 班反H =；，沙讲=31-7 25.2 = 6.5mmax iiiVx lit minmm=%E%a=31-30.6 = 0.4m对于小型泵站，凭经验估计泵站水力损失力= 0.13”设水泵=%+/，= 5.2 +0.13x5.2 = 5.876m”,：二”语 +”?=6.5+6.
4、5 x 0.13=7.345m2.2设计流量的确定根据前期泵站工程规划，泵站的总设计流量为m%设安装7台水泵，则每台水泵流量为a=2=lH=2,443m% n 72.3工程设计等级根据泵站设计规范，本泵站的等级划分为III级。第三章机组选型3.1 水泵选型根据水泵扬程（）和每台泵的设计流量（加/s）可以选用 900ZLB100型轴流泵。900ZLB100型轴流泵的部分工作参数：叶片安 放角流量Q扬程H转速n r/min轴功率 kW效率%配用功率kW叶轮直径mmm3/s0,580260850*A该泵的喇叭口直径为1245mm。3.2 电机选型与水泵配套的电机输出轴功率KpgQH最高 _l.O5x
5、lOOOx9.81x2.443x7.345 _/9力vw1000x0.845 - -2 1 o.D 1K W其中，水泵的效率泉=84.5%,采用直联传动泵=100%。所以可选用JSL1410型立式三相异步电动机，其技术数据为额定功率/kW额定电压/V满载时堵转电流堵转转矩额定转矩转速/r/mi定子效率功率因 素n电流/A额定电流250380590477%第四章 进水布置及进出水建筑物设计a）进水池设计采用矩形进水池，水泵喇叭口直径。=1245mm（1）池宽B：单台泵进水池宽：B单=2.5 =2.3x1245=2.86m隔墩为墩厚为30、50cm的浆砌石，取墩厚为60cm进水池宽度 8 = 6B
6、单 +5 x 0.4=2.86 x7+5 x 0.6=23.42m（2）喇叭口悬空高度p = 0.65） = 0.65 x 1.245 = 0.80m（3）淹没深度hs = .2D1 = 1.2x1.245 = 1.5m(4)进水池长度L1,KQ 10x17.1=7.43m4 = hB (1.5 + 0.8)x20.6754.2 前池设计采用正向进水式，扩散角一般采用20到40 ,此处采用40尺寸确定:(1)已知：h=2m , B=22.42m池长L心二 22.42-12 4.30m2 tan 200 2 x tan 20综合水利和工程的要求，池底的坡度一般采用：弓,这里取V/=(24 22.
7、3) x 5=8.5m采用压力水箱(1)水箱进 口净宽 8 = (Oo + 2b) + 5 l)a = 6(4+2xO.3) + 5xO,3 (取a=30cm)得 8 = 7x（1.44 + 2x 03）+6x03 = 1608m23.42m即小于进水池的跨度，则以进水池的宽度确定压力水箱的宽度。（2）此时压力水箱出水管至隔墩或箱壁的距离C23.42-6x0.3 一八 b = Do/2 = 1.44 / 2 = 0.82mn 7（3）出水涵洞设两孔，洞宽仿=2.4m。压力水箱出口宽度与涵洞保持一致 涵洞高度力：屋经二工衣4mvb 1.5x2.4其中，涵洞出口流速u = L5m/s（4）压力水箱
8、收缩角取。=30。，则压力水箱长度L = 23,2/224 =25.6m tan 20（4）隔墩的长度：4=106”, 4=226。(5)隔墩的间距：4=2m, B2=llm, B. = 3m第五章站房设计5.1站房结构型式与布置采用湿室型泵房，下层为水泵层，上层为动力电机层，水泵层采用墩墙式， 进水条件好，各台机组可单独检修。5.21-站房平面尺寸的确定主机组采用纵向一列式，简单整齐，机房横向跨度较小(1)泵房长度：以电机层来定L = + (，-1)4 +2Lq + Zz,=7xl.7 + 6x2 + 2xl.5 + 3.1 = 30m(2)泵房跨度:B = h +b7 +b. = 1.5
9、+1.7 + 3 = 6.2m其中，E为副通道宽度，昆为机组宽度，b：,为主通道宽度(2)、 泵房高度：H = 4 + h2 + % + 4 + 也 +=1.5+0.4+3.5+1.45+0.8+0.2=7.85m九为车厢底板离地面的高度，取；也为机组顶部到起吊物底部之间安全操作间距，取；63为起吊件高度：电机为2245mm，水泵为1485 + 2000 = 3.5m取较大值为；儿为起重绳索垂直长度：水泵用=85x% =0.85x1.7= 1.45m ,电机力4=1.次=L2x 1.06=1.27m取较大值，为生为吊钩最高位置距吊车顶部距离，取0.8m ?儿为吊车顶部到屋架下弦杆下缘间高度，取
10、5.4 站房各部分高程的确定（1）水泵进水口（喇叭管）高程确定，决定于最低运行水位进=低一色一= 25.2-1.5-0.585 = 23.1m其中，% = 1.5m为叶轮中心的淹没深度；%=0.585m为喇叭口至叶轮中心的高度（2）底板高程 “ = V .J1 P = 23.1 0.8 = 22.3mP = 0.8m为进水喇叭口悬空高度（3）.电机层地面楼板高程机机=高+3 = 30.6+1= 31.6m（4）.机房屋面大梁的底高程梁V,., =V, +/=31 + 7.85=39.45mm (5)出水口中心高程 V“,: 4d L 1 I泵出水管的渐扩管由渐扩为，渐扩段长度为2m,弯管采用同
11、心圆设计，内圆r = 0.8m ,外圆 /? = 2.24m =+/? + + h = 23.115+1.485+0.929+2 x sin 30+0.2 = 26.73m ilj I A（5）压力水箱底板高程：n 144 = 一 _ _ 0.3 = 26.73 一一一 0.3=25.7Jk底 til 2 2（6）压力水箱顶板高程：I i （ K+/? = 25.7+2.22=27.92m第六章水泵工况点的校核6.1 出水管道设计从水泵出口接长的渐扩管，管径由渐扩为，再由弯管接水平管段，水平管段 长4m,所以由泵出口至水管口管长为6m。6.2S值计算&泵进水喇叭口的损失系数取彳=0.2渐扩管段
12、的损失系数4=0.13弯管处的损失系数4=0.76出水管处安装拍门，其损失系数4=1.5考虑到机房及出水池间的不均匀沉陷，在管道的外弯头侧和出水池前各按一个软接头，其大小由施工时给出，其损失系数为4=0.2x2=0.4综上所述：S局二三Lx0.2 + 0.13 + 0.76 + 1.5+0.4L4456.3QH ,曲线点：Q=2.75m/s , H=5.65m , ;=85.5%。根据课本的计算可知，九=h#+sq2,则h.+ q2流量m3/s0&扬程m-将上述装置工作特性曲线与水泵的工作特性曲线画在同一张图上，交点及为工况6.4装置效率校核其中 y=9800N/m3, Q-3S, H净二P轴
13、二，P机二250kW,则电机负荷率二250=，查泵站课程设计参考资料，并 用内插法得差值队又因电机效率为P轴. 17651 0,933-0.0069800x2.75x5.651000x190.4由上可知，泵站总装置效率高于国家标准队合格。故上述设计均符合。第七章站房稳定分析对于湿式泵房，由于水泵层内充满水，都满足抗倾稳定性要求，一下进行泵 房的抗渗稳定性、抗滑稳定性以及地基应力计算。7.1渗透稳定演算在前池底部设置有梅花形防渗孔。上游防洪水位，下游最低运行水位25m,渗径 系数C：中砂有反滤层系数为5, Llf = CAH = (31.7-25.2)x6 = 39m o实际渗径长度 L = k
14、 +% +/间 +/出底 +,其他=25.6+1.15+7,49+6+ 1x2 = 42,24m 39m满足要求。7.2泵房自重计算站身稳定计算包括各种工况下的泵房稳定和泵房地基稳定，此处仅计算设计运行期与完建期地基稳定，其中弯矩以逆时针方向为正。表7-1泵站自重计算表部位体积(n?)重度(kN/m)重力(kN)底板f中墩边墩泵房后墙水泵梁水泵/431电机/)/机房墙体150243600屋顶e电机层楼板及梁40980拦污栅站房底板下的土 重(J)7.3泵室内水重运行工况下泵室最低运行水位高程为，泵房底板顶高程为，泵室内的水重 展为：W, = 9.81 x(25.2-22.3)x7.5x23.4
15、 = 4992.8kN (J)7.4水平水压力泵室内的水体产生的水平压力P为P = 0.5x9.81 x(25.2-22.3yx23.4 = 965.3kN (f)7.5浮托力运行工况下，泵室底板所承受的浮托力W为W=9.81x (25.2-21.3) x23.4x 7.4 = 6625kN( T )7.6渗透压力取运行工况下的最不利水位组合，外河水位为,内河水位,用直线比例 法计算。将地下轮廓展开后如图5-3所示。图中划线部分即为底板所承受的渗透水头的分布，由相似三角形可算出hs9 ,h. = x6.5 = 2.88m120.3底板所承受的渗透压力W4=0.5x9.81x2.88x23.4x
16、74 = 2446kN(T)；7.7小土压力及墙后水压力墙后地下水位可近似按直线比例法确定，渗径从入口到泵房后墙经过的渗径 为，而总渗径为42m,故墙后的地下水位高程九为. c, r 26.75 N u cr =31.7- x 6.5 = 27.6m242泵房后墙的墙后土压力及水平水压力分布如图5-4所示。取回填土为原开挖出去的中粉质壤土，Y=m c=26kPa ,巾=24。Ym=2L5kN/m3 填土高度为。图5-4塔后土压力及水平水压力分布, 24e, = 19.4x4. lx tan (45- ) = 33.54kPa224e2 = 33.54 + (21.5-10) x 7.3 x t
17、an2 (45。- -) = 68.94kPa2故 E=ix33.54x 23.4 x4.1 = l 608.9kN( -)2E2 = 33.54x4,1x23.4 + 1x(68.94-33.54)x23.4x7.3 = 2241.3kN( -)7.1 墙后水平水压力P2 = 0.5x9.81x7.32 x23.4 = 2116kN （一）将上述各荷载汇总于表7-2作用荷载计算汇总。表7-2作用荷载计算汇总荷载名称竖向力（kN）水平力（kN）向下1向上t向右一向左一?自重水重4992.8&水平水压力965.32116浮托力6625渗透压力2446土压力1608.92241.3合计9071总合
18、计注：竖向力以向下为正；水平力以向右为正；力矩以逆时针为正。7. 2 抗滑稳定计算根据中粉质壤土，查水闸设计规范表，工取底板与地基之间的摩擦系数竖向力只有自重，即2RR,水平力只有土压力，即工后，因此Kc =fG/EP = 0.4x19144.15/5000.9 = 1.5查表得KJ = 1.25, KcK符合稳定要求。满足抗滑稳定要求。7.3 地基应力计算自重和土压力对底板地面中心的力矩为ZM,一顺时针方向为正： = 19144.15x0.64-16753.83-8045.8 =-10129.2kN*m负号表示力矩为逆时针方向，故底板进水侧的基底压力较大。基底压力由偏心受压公式计算：pmin = 22922.56/( 26.5 x8) 10129.2x6/26.5Z82 = 143.97(进72.31(出水侧)P =(Pmax + Pmm)/2 = 108.14kPa由给的资料可知地基允许承载力P=180kPa, PP满足安全要求。不均匀系数：=匕anin = 1 98 V 川=2.0满足要求
