泵站课程设计任务书 第六组.docx
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泵站课程设计任务书第六组
《水泵与水泵站》
课程设计说明书
班级：
12级农业水利工程
指导教师：
姚老师
姓名：
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Qqq12012244ooo
www12012244ooo
eee12012244ooo
日期：
2015年6月
目录
1工程规划2
1.1基本资料2
1.2设计参数确定2
2选择机组类型及数目2
2.1计算泵站的需要扬程2
2.2将初步选定的几种机组列表比较3
2.3方案比较3
3确定管材、数目、直径及管路附件3
3.1管材3
3.2数目及管径3
3.3管长度及数量的确定3
3.4管路附件的确定4
4水泵工作点确定4
4.1计算管道阻力参数4
4.2确定水泵工作点5
5水泵安装高程确定6
6泵房设计7
6.1泵房结构类型选择7
6.2泵房内部设备布置及尺寸确定7
6.3辅助设备的布置7
7进、出水建筑物设计8
7.1前池结构类型选择及尺寸确定8
7.2进水池设计8
7.2.1进水池宽度的确定8
7.2.2进水池长度确定8
7.2.3进水池高度确定8
7.3出水池设计8
8主要参考文献9
《水泵及水泵站》课程设计说明书
1工程规划
1.1基本资料
某供水泵站从渠道取水，在渠道边设进水闸1座，闸孔宽1m，渠道设计最高水位1178.33m，设计水位1177.86m,设计最低水位1177.70m,渠底高程1177.10m。
现场勘测，供水泵站可建在渠道边上。
站址区域土壤为灰钙土和淡灰钙土，地下水为基层裂隙水和碎屑岩类裂隙孔水，土壤质地为沙质黄土，地基承载力较好。
该站址处交通方便，附近有输电线路通过，选择电动机较合适。
根据规划，该泵站设计流量为0.2m3/s，出水池设计水位1197.86m,出水管道（压力管道）长460m。
1.2设计参数确定
1）设计流量0.2m3/s
2）扬程
a.设计最高扬程H高=出水池设计水位-设计最低水位
=1197.86m-1177.70m=20.16m
b.设计扬程H净=出水池设计水位-设计水位
=1197.86m-1177.86m=20.00m
c.最低扬程H低=出水池设计水位-设计最高水位
=1197.86m-1178.33m=19.53m
2选择机组类型及数目
2.1计算泵站的需要扬程
根据泵站进出水池设计水位计算净扬程H净，初估管路损失可按15%的净扬程考虑。
H净=1197.86m-1177.86m=20.00m
H损=15%H净=3m
H需=H净+H损=23m
H需高=H高+H损=23.16m
H需低=H低+H损=22.53m
2.2将初步选定的几种机组列表比较
表2-1机组选型方案比较表
方案
水泵型号
台数
设计扬程（m）
流量（m3/s）
效率（%）
电机功率（kW）
必须汽蚀余量（m）
转速（r/min）
1
150-350（I）
2+1
25
0.1008
81
37
2.5
1480
2
150-160A
4+1
24.5
0.05
73
18.5
4
2950
3
150-315A
3+1
24.5
0.0675
77
22
3.5
1480
4
300-300B
2+1
24
0.1167
74
45
5
1480
2.3方案比较
确定出该泵站所选定的方案：
方案1
理由：
机组出水量适宜；机组效率高，配套电机总功率小；
机组台数适宜，主机组设备投资和泵房面积较小。
3确定管材、数目、直径及管路附件
3.1管材
1）进水管采用钢管
2）室内出水管宜采用法兰连接的钢管
（钢管强度高，管壁薄，重量轻，接头简单，运输方便）
3）室外出水管采用承插式预应力钢筋混凝土管
（节约钢材，具有较高的弹性和抗渗抗裂性，并能承受较大的内水压力。
）
3.2数目及管径
进、出水管的直径可按经济流速法确定
a.并联前水管:
设计流量Q=0.1m/s,经济流速：
V=0.5-1.0m/s;取V=0.796，经计算确定D1=400mm。
b.并联前水管：
并联后出水管：
设计流量Q=0.2m/s,经济流速：
V=0.8-1.5m/s;取V=0.842,经计算确定，D3=550mm。
3.3管长度及数量的确定
并联前的进水管长度:
L1=5m，数量:
3个；并联前的出水管长度:
L2=15,数量：
3个；并联后的出水管长度：
L3=500m数量：
1个
3.4管路附件的确定
进水管：
进水喇叭管，900弯头，偏心渐缩管。
并联前出水管:
渐扩管，闸阀,伸缩节，45度弯管。
并联后出水管：
伸缩节
表3-1管路附件阻力系数表
附件
规格mm
数量
吸
水
管
喇叭口
450
1
0.2
90°弯管
300
1
0.68
偏心渐缩管
400/200
1
0.2
出
水
管
出水闸阀
200
1
0.06
同心渐扩管
150/400
1
0.25
伸缩节
300
1
0.21
45°弯管
300
1
0.3
4水泵工作点确定
4.1计算管道阻力参数
表4-1管路阻力参数计算表
吸水管（并联前）
直管
管径d（m）
管长L（m）
糙率n
S沿=10.2n2L/d5.33（s2/m5）
0.4
4
0.011
0.652
附件
名称（规格）
数量
系数ξ
S局=0.08262ξ/d4（s2/m5）
90度弯管
2
0.68
2.195
进水喇叭管
2
0.2
0.645
偏心渐缩管
2
0.2
0.645
合计
4.137
出水管（并联前）
直管
管径d（m）
管长L（m）
糙率n
S沿=10.2n2L/d5.33（s2/m5）
0.4
15
0.011
2.446
附件
名称（规格）
数量
系数ξ
S局=0.08262ξ/d4（s2/m5）
同心渐扩管
2
0.25
2.729
闸阀
2
0.06
0.655
45度弯管
2
0.3
3.275
伸缩节
2
0.21
0.419
合计
9.524
出水管（并联后）
直管
管径d（m）
管长L（m）
糙率n
S沿=10.2n2L/d5.33（s2/m5）
0.55
500
0.011
14.936
附件
名称（规格）
数量
系数ξ
S局=0.08262ξ/d4（s2/m5）
伸缩节
1
0.21
0.190
管道
15%S沿=2.24
合计
17.176
因出水管采用并联输水，则分别计算并联前和并联后的阻力参数。
并联前单泵的阻力参数S1=13.622（s2/m5）
并联后的阻力参数S2=17.176（s2/m5）
4.2确定水泵工作点
利用规划求解确定水泵工况点
泵装置需要扬程由净扬程和管路阻力损失两部分组成，可用以下方程表示。
H需=H净+h损
式中：
H需—水泵装置的需要扬程，m；
H净—净扬程，即进水池水位和出水池水位之差，m；
h损—管道水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失，m。
对于特定的管路来说，管道水头损失计算可按水力学或有关手册提供的计算公式进行计算，一般可将管道水头损失表达为管道阻力参数与流量平方之间的关系，即：
h损=SQ2
式中：
S—管道阻力参数，s2/m5。
水泵装置的需要扬程方程可写成如下形式：
H需=H净+SQ2
水泵在工况点工作时，水泵提供的扬程与需要扬程应相等，即H=H需。
因此，确定水泵工况点，就是要求解水泵流量扬程曲线与需要扬程曲线的交点。
联立上式可得：
A+BQ+CQ2=H净+SQ2
表4-2单泵工况点求解
泵型
流量
水泵扬程
需要扬程
目标求解
开机号
（m3/s）
（m）
（m）
150-350（I）B
0.125552465
20.48326
20.48626
-0.002995654
1
150-350（I）B
0.125571084
20.47965
20.48626
-0.006606758
2
表4-3两台水泵工并联运行工况点求解
泵型
流量
水泵扬程
需要扬程
目标求解
工作点扬程
开机号
（m3/s）
（m）
（m）
（m）
150-350（I）B
0.123723019
20.83652
20.83652
6.83298E-09
20.836518
1
150-350（I）B
0.123723018
20.83652
20.83651824
2
5水泵安装高程确定
1）水泵安装高度
Hsz=Pa/ρg-Pv/ρg-[NPSHr]-∑hs=9.02-0.24-2.5-0.30=5.98m
其中Pa/ρg查表得出
2）水泵安装高程▽安=▽低+Hsz=1177.70+5.98=1183.68m
3）实际安装高程
实际安装高程=最高水位+安全超高+水泵中心轴到室外地坪的高度=1178.33+0.5+0.42=1179.25m
注：
室内外地坪差为0.15m,机组基础高出室内地坪0.15m,水泵中心轴到室内地坪高度为0.27m.
6泵房设计
6.1泵房结构类型选择
选择分基型泵站。
（分基型泵站：
结构简单，施工方便，机组基础和房屋基础分开，机组运行时的震动不至于影响到整个泵房，泵房位于地面以上，通风，采光和防潮条件都较好，机组运行你，检修方便。
适于于中小型灌溉站。
）
6.2泵房内部设备布置及尺寸确定
A.布置1）主机组按一列式布置；
2）配电间和检修间布置在同一侧；
3）交通道布置在出水侧，并高出泵房底板一定高度；
4）通过合理布置门窗实现风压或热压自然通风。
B.尺寸
1）长度确定
墙轴线与设备顶端之间的距离分别为1.0m和0.9m，水泵机组基础的长度为2.0m，设备与设备之间的距离为1.0m，配电间和检修室的距离各为3.0m，则
L=1.0+0.9+2.0×3+1×2+3×2=15.9m符合建筑模数
泵房总长度L总=15.9+0.5=16.4m
2）宽度确定
墙轴线与设备之间的距离1m,水泵基础的宽度为0.8m，水泵与通道的距离为1.2m，通道为1.2m.
B=1.0+0.8+1.2+1.2=4.2m符合建筑模数
泵房总宽度B总=4.2+0.5=4.7m
3）高度的确定
由于是分基式泵房，机组少，重量比较轻，不用吊车梁，取高度为4.2m。
4）门窗布置
a大门口采用防盗门，带亮子，宽度为1100㎜，高度为2700㎜；
b套间门采用木门，带亮子，宽度为1100㎜，高度为2700㎜；
c采用单层平开窗,尺寸分别为1000mm×1800mm和3000mm×1800mm。
6.3辅助设备的布置
1）充水设备选用SZB型水环真空泵，位置布置在泵房靠墙边处；
2）计量设备：
在吸水管上设真空表，型号为Z－60Z；
3）在压水管上设压力表，型号为Y－100B；
3）电机型号为225S，37kw。
7进、出水建筑物设计
7.1前池结构类型选择及尺寸确定
选择正向进水
进水前池的确定
扩散角300,引渠宽b=1.0m
前池池长L1=（B-b）/（2tan（α/2））=9.33m，取10m
池底纵向坡度i=▽h/L=（1177.10-1176.76）/10=0.034,i=1.950
7.2进水池设计
7.2.1进水池宽度的确定
进水池的宽度为B=2×3+1.5D×2=7.2m
7.2.2进水池长度确定
后墙距T=0.3m
K=30s
L2=k*Q/BhS=30×0.2/7.2×0.45=1.85m
规定Lg大于=4.5D进+T=4.5×0.45+0.3=2.3m
长度取3m
7.2.3进水池高度确定
悬空高度P=1×D=1×0.4=0.4m
淹没深度hs=1.2D进=1.2×0.45=0.54m
池底高程▽底=1177.70-0.4-0.54=1176.76m
池顶高程▽顶=1178.33+0.5=1178.83m
h池深=▽顶-▽底=1178.83-1176.76=2.07m
7.3出水池设计
7.3.1.淹没深h淹=3V02/2g=3×0.842/（2×9.8）=0.11m
7.3.2.池底至管口下缘距离P=0.3m
7.3.3.▽池顶=▽设计+h超高=1197.86+0.4=1198.26m
▽池底=▽设计-h淹-P-D出=1197.86-0.11-0.3-0.55=1196.90m
H池高=▽池顶-▽池底=1198.26-1196.90=1.36m
7.3.4.出水池宽B=（n-1）δ+n（D0+2a）又因为没有隔墩，所以δ=0,取a=1.0×D0=0.55则B=1×（0.55+2×0.55）=1.65m，取2m.
7.3.5.出水池长L=αh淹0.5=7×0.110.5=2.4m,取2.5m
（出水池选择水平台坎，α=7）
8主要参考文献
［1］水泵与水泵站教材中国农业大学王褔军主编
［2］水泵及水泵站教材西安理工大学栾鸿儒编
［3］泵站设计规范
［4］机电排灌设计手册（上册）武汉水利电力院编
［5］泵类产品样本第一机械工业部编
［6］小型水利工程手册（上册）陕西水校编
9人员参与评分表
学生自我打分表
内容
设计说明书
设计图纸
创新能力
收获
综合能力提高
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分值
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