扬州大学水电站与水泵站课程设计.docx
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扬州大学水电站与水泵站课程设计
大学能源与动力工程学院
水泵站及水电站课程设计
专业：
热能与动力工程
班级：
热动1102
学号：
111701207
姓名：
马如
指导教师：
松山
设计日期：
2014623--2014.7.4
第一章综合说明2...
1-1兴建缘由2
1-2工程位置、规模、作用2
1-3基本资料2
第二章设计参数的确定2..
2-1设计流量的确定2
2-2水位分析及特征扬程的确定3
2-3工程设计等级3
第三章机组选型3...
3-1水泵选型3
3-2电机选型4
第四章进水布置及进出水建筑物设计5..
4-1前池设计7
4-2进水池设计7
4-3出水池设计9
第五章站房设计1..0.
5-1站房结构型式与布置10
5-2站房尺寸的确定10
5-3站房各部分高程的确定11
5-4起重设备选配12
第六章水泵工况点的校核1..3
6-1出水管道设计13
第一章综合说明
1-1兴建缘由
为满足市某县向大运河补水
1-2工程位置、规模、作用
工程位置选在市某县主要河流旁，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
1-3基本资料
1）地质条件
地面以下土质均为中粉质壤土，夹铁锰质结核，贯入击数26击，地基允许承
载力180kPa,摩擦角24°凝聚力26kPa。
2）水位特征值
下游水位（m）
上游水位（m）
设计运
行水位
最低运
行水位
最高
洪水位
设计运
行水位
最低运
行水位
防洪
水位
26.2
25.6
30.2
30.6
30.3
31.0
下游引水河道
上游引水河道
河底咼
程（m）
河底宽
（m
边坡
堤顶宽
（m
河底咼
程（m
河底宽
（m）
边坡
堤顶宽
（m）
24.6
7
1:
2.0
6
27.9
7
1:
2.0
6
泵站流量为：
8.0m3/s
地面咼程低于下游引水河道堤顶咼程0.5m
第二章设计参数的确定
2-1设计流量的确定
设计流量为泵站流量即为8.0m3/s
1）初选4台水泵，则每台水泵流量为q=8/4m3/s=2m3/s。
2）初选5台水泵，则每台水泵流量为q=8/5m3/s=1.6m3/s
2-2水位分析及特征扬程的确定
H设
出设
进设=30.6-26.2=4.4m
H
max
出设
进min=30.6-25.6=5m
Hmin
出min
进max=30.3-30.2=0.1m
H水泵
H设
h=4.4+0.15X4.4=5.06m
2-3工程设计等级
建筑等级为川级'
第三章机组选型
3-1水泵选型
1）根据设计扬程（5.06m）和每台泵的设计流量（2m3/s）可以选用900ZLB
—70型轴流泵。
900ZLB—70型轴流泵的部分工作参数：
叶片安放角
流量
扬程
转速
r/min
轴功率
kW
效率
%
叶轮直径
mm
m3/h
l/s
0
6510
1810
6.41
480
139
81.8
850
7200
2000
5.4
125
83.6
8250
2290
3.33
93.3
80.1
2）根据设计扬程（5.06m）和每台泵的设计流量（1.6m3/s）可以选用28ZLB
—70型轴流泵（高速）。
28ZLB—70型轴流泵（高速）的部分工作参数：
叶片安放角
流量
扬程
转速
r/min
轴功率
kW
效率
%
叶轮直径
mm
m3/h
l/s
+2
5110
1420
8.11
730
136
83.5
650
5710
1585
6.35
118
83.8
5960
1657
5.41
105
83.5
根据比较，初步选择4台900ZLB—70型轴流泵。
该泵的喇叭口直径0为1250mm。
900ZLB—70型轴流泵性能曲线如下图：
9OOZLB-7O性能曲线
900ZLB-70CHARACTERISPICCUKVES
3-2电机选型
HmaxHmaxAh5.00.155.05.75m
因为水泵的轴功率大于100kW，所以K=1.05
1.0510009.8125.75
0.836
所以根据选型机厂家推荐可选用JSL-13-12型电动机
其高度为2073mm,水平最大圆直径为975mm,其技术数据为
额定
功率/kW
额疋
电压/V
满载时
Ik/In
Tk/Tn
转速
/r/min
定子
电流/A
效率
功率因素
155
380
485
310.0
92.8%
0.82
4.9
2.1
900ZLB型轴流泵安装图:
'应叱Lli'」怛■；.-J；<皑阳
MounumjMupWOZLBTyjkAaialFump
AIM
t!
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第四章进水布置及进出水建筑物设计
4-1前池设计
1•类型确定
由水流方向可以确定前池的类型为正向进水式
2.扩散角a确定
前池扩散角一般采用20°40。
，此处采用30°
Bb
314m，
池长L:
L，其中B42.5D10.5
亠a
2tan
2
b=7m.
a=30°
因此：
L
14-7
3013-06m，取L=13m。
Ztan30
2
1
-,取i0.2
5
4-2进水池设计
1.边壁形状确定
采用矩形式的，这样对水泵吸水管管口水力损失
Z较小
2.尺寸确定
I"
池长L:
L=KQ，其中K=15,Q=8m3/s,B=14m,h=1.6m；Bh
得L=5.38m>4Di=5m,取L=5.5m。
池宽B:
B42.5D!
0.5314m，其中隔墩厚取0.5m。
按水泵要求最低运行水位到叶轮中心线距离0.69m,叶轮中心线到喇叭口距
离0.5m，喇叭口到进水池底距离取1m
根据资料最低运行水位为25.6m
则叶轮中心线高程：
25.6—0.69=24.91m
池底高程池底：
由有所选水泵安装图可得池底高程为：
池底24.910.5123.41m
下游河底高程为24.6m，所以i0。
3.水泵吸水管口位置确定
管口距进水池后墙距离T:
取T=0.4D1=0.5m
管口距进水池边壁距离A和管口之间距离S:
由池宽B定
悬空高P:
喇叭管垂直布置，P取0.8Dr=1m
吸水管口淹没深度hs:
喇叭管垂直布置，hs取1.2D1=1.5m
4-3出水池设计
1、管口下缘至池底的距离P
般采
此段距离主要是便于施工安装及防止池中泥沙或杂物等淤塞出水口，
取：
P=10—20cm,这里取P=15cm。
2、管口上缘最小淹没深度hsmin
2
hsmin=3业=0.34m，式中v取1.5m/s。
2g
3、出水池宽度B出
B出=B进=14m
4、出水池底板高程底
底=低—（hsmin+Do+P）=30.3—1.99=28.31m
5、出水池池顶高程顶
顶=高+h
当Q>6m3/s时，h可取0.6m，贝U顶=31.0+0.6=31.6m
6、出水池池长L
引渠河底高程<出水池池底高程，贝U出水池中无台坎，即m=0，K=7
hs出底D0P31.028.311.50.151.04m
LKh0.57.14m
第五章站房设计
5-1站房结构型式与布置
1.结构型式
采用湿式墩墙式，进水条件好，各台机组可单独检修，互不干扰
2.部布置
主机组布置：
采用纵向一列式，简单整齐，机房横向跨度较小
配电设备布置：
采用一端式布置，机房跨度小，进出水侧可以开窗检修间布置：
设在机房靠近大门的一端，并留有空地存放工具等用物交通道布置：
宽度取2m，布置在出水侧，与配电间地板同高充水系统布置：
布置在检修间
排水系统布置：
设排水沟，必要时加排水泵，集水井设在机房最低处通风布置：
合理布置门窗，利用风压或热压实现自然通风
5-2站房尺寸的确定
1•站房宽度
JSL-13-12型电动机水平最大圆直径为0.975m
电机两旁各取宽度2.25m和1.5m
所以站房宽度为0.975+2.25+1.5=4.725m,取5m。
2.站房长度
3.
站房咼度
机组顶部到起吊物底部之间安全操作间距h20.3m
起吊件高度h3:
电机为2.073m,水泵为3.0m，取大的为3.0m
起重绳索垂直长度h4:
水泵h40.853.553.02m,
电机h41.20.9751.17m
取大的，所以h43.02m
吊钩最高位置距吊车顶部距离h5取0.5m
吊车顶部到屋架下弦杆下缘间高度h60.2m
站房高度H0h2hgh4hsh6
=2.073+0.3+3.0+3.02+0.5+0.2=9.093rr,取9.1m
5-3站房各部分高程的确定
5-4起重设备选配
水泵的重量为G水泵2110kg，电机重量为G电机3200kg
起重机规格应不小于3200kg，选5t型的，可以用手动单轨小车，它是一种结构简单、操作方便、轻小型调运配套起重机械，它可以与手拉葫芦、环链电动葫芦等起重产品配套组成起重运输小车，自如地运行于可以有一定曲率
半径的工字钢轨道的下翼缘上，用来调运货物、设备等。
此处选用5t的TXK手动小车，其技术参数为：
型号
何重/t
A/mm
G/mm
J/mm
E/mm
P/mm
最小回转半径
PC-05
5
275
280
178
82-153
332
1.7
第六章水泵工况点的校核
6-1出水管道设计
1、水泵出口中心高程
由厂家给定的900ZLB—70型水泵安装尺寸确定水泵出口中心高程
1=25.6-0.69+0.998+1.49=27.398m
2、出水管中心高程
根据出水部分的设计可以得出出水管中心的高程
底PD°/2=28.31+0.15+1.5/2=29.21m
3、管长
从水泵出口中心到出水管中心的垂直距离为29.21-27.398=1.812m
水泵出口与水平面成30，贝懈直角三角形得，从水泵出口到出水管口的距
离为1.812/sin30=°.624m,取管长为3.63m
4、S值计算
根据上述设计管道出口的直径为1.5m，查泵站课程设计参考资料知，拍门
的规格选1500mm，其出口处的Z2
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20.2=0.4
在泵出口安装一个30°的弯头，以便与外管道连接，其Z0.33
在出水管末端按一个渐扩管道，直径由0.9m（水泵出水口径为0.9m）渐扩
为1.5m，渐扩段长取1.5m，其Z0.3
在泵进水口处因为有喇叭口，故其Z0.2,铸铁管n=0.013
综上所述：
i20.40.330..30.2,
S局—0.0834=0.0834=0.053
d41.54
22
n13.630.013
S沿=10.29533=10.29533=0.011
沿d5.330.9
S=S局+S沿=0.064
5、Q—H需曲线
根据课本的计算可知，H需=H净+SQ2，则H需=4.4+0.064Q2
流里
3/m/s
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
扬程
m
4.525
4.544
4.564
4.585
4.607
4.631
4.656
4.682
4.710
4.739
水泵性能表（Q—H）表
流里m/s
1.81
2.0
2.29
扬程m
6.41
5.4
3.33
将所有点在图上连成曲线，与00曲线相交于P点
900ZLB-70性能曲线图
9Ol）ZLB-7OCHARACTERISTIC：
CURVES
6、水泵台数校核
3
由上P点可知，每台水泵的出水流量为2.12m/s,扬程为4.70m,所需的流
3
量为8m/s,相比为8/2.12=3.77,取4台泵，符合。
设计扬程：
4.7m<5.06m,满足要求。
结论：
由以上设计可知,水泵定为900ZLB—70型00的轴流泵,电机为JSL—13—12型155kW的电机。
参考资料
1.泵站设计规GB/T50265-97
2.水闸设计规SD133-84
3.水工混凝土结构设计规SL/T191-96
4.防洪标准GB50201-94
5.水利工程水利计算规SL104-95
6.堤防工程设计规GB50286-98
7.灌溉与排水工程设计规GB50288-99
8.土木合成材料应用技术规GB50290-98
9.水利水电工程设计洪水计算规SL44-93
10.建筑桩基技术规JGJ94-94
11.建筑设计防火规GBJ16-87
12.水利水电工程设计防水规SDJ278-90
13.
1983.5
小型水利水电工程设计图集抽水站分册、水利电力
14.水工设计手册（3）.水利电力，1984.8
15.水工设计手册（8）.水利电力,1984.11
16.给水排水设计手册（11）.中国建筑工业，1986.12
17.水力计算手册.水利，1980.12
18.水土混凝土结构设计手册.中国水利，1999.1
19.迈主编.江都排灌站（第三版）.水利电力，1986
20.大型电力排灌站.水利电力，1984.12
21.严登丰主编.泵站工程.中国水利电力，2003.11
22.河海大学编.泵站毕业设计参考资料.1986
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