灌溉泵站设计.docx

1、灌溉泵站设计 某灌溉泵站设计 一基本设计资料 1基本情况 本区地势较高，历年旱情比较严重，粮食产量低。根据规划，拟从附近湖 中扬水灌溉该区的 6.7 万亩农田，使之达到高产稳产的目的。 机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。灌区缺少灌溉制 度，现参考附近老灌区的灌水经验，拟定出本灌区灌溉保证率为75%的灌溉制度。 其设计毛灌水率如表1所示。 设计年内毛灌水率 表 1 灌水时间（日/月） 1/3-15/4 16/4-10/6 11/6-30/7 1/9-30/9 15/11-10/12 l/(s千亩)）灌水率（ 30.00 22.00 16.50 22.50 30.75 站地地形图图

2、 1 地质及水文地质资料2 根据可能选择的站址，布置 6 个钻孔。由地质柱状图明显的看出，3 米以 内表土主要是粘壤土，经土工试验，得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角 1 2。 200kN/m=35，承载力为 站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右（系黄海高程）。 3气象资料 夏季多年平均旬最高气温 34，春、秋季干旱少雨，年平均降雨量为 524mm，降雨年内分配极不均匀，每年 7、8、9 月的降雨量占全年降雨量的 80以上。年平均无霜期为 200 天左右，多年平均最低气温为-8，最大冻土 深度为 o.44m。平均年地面温度为 15，平均年日照时数为 2600.4h。累积年 平均辐射总

3、量为 527.4l kJcm，平均日照百分率为 59 。热量和积温都比较 丰富，能满足一年两熟作物生长的需要。 4水源 灌区西北有一湖泊，是规划灌区的水源，其水量充沛。灌溉保证率为 75 时的湖泊月平均水位如表 2 所示。 表 2 湖泊月平均水位（保证率为 75%） 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 水位 m（）308.9 308.9 309.2 309.3 309.5 309.7 312.0 313.0 313.2 309.8 309.8 308.9 灌溉保证率为 90%时，灌溉期间旬平均最低水位为 308.8m。5 年一遇的旬 平均最高水位达 3l2.5m，夏季多

4、年旬平均最高水温为 23。 5其它 根据规划，为保证扬水后自流灌溉，出水池水位均不应低于 327m。 站址附近有 6.3 kV 高压电力线通过，已经有关部门批准，可供泵站使用。 该地区劳动力充足，交通方便。除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的 特殊材料外，当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。 根据机电设备的运行特性，每天按 20h 运行设计。 6要求 完成泵站设计中初设阶段的部分内容，成果包括设计图纸和设计说明书。 （1图纸） 1）枢纽平面布置图（绘制在地形图上） 2）泵房平面图，泵房纵、横剖面图。 （2）设计说明书 2 1）概述建站目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准。 2

5、）机电设备选择的依据和计算。 3）泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。 4）泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。 5）验证机组选择的合理性，并说明其在使用中应注意的问题。 6）必要的附图、附表、参考文献。 （3）枢纽中心线 因所给资料不足，无法知道控制区面积如何，但是根据资料可知，该地 区高差不大，总体呈上升趋势，没有坡升坡降的情况，于是拟定采用单站集中 控制方式。同时，采用正向进水、正向出水的建筑物布置型式。初步拟定枢纽 中心线。拟定情况如图2所示（在原地形图的基础上绘制）。 图2枢纽中心线布置图 二泵站设计 1泵站主要设计参数 （1） 设计水位 出水池水位327.0米，水

6、源设计最低水位308.8米，5年一遇的旬平均最高 水位312.5米。 3 （2） 泵站设计流量： 为了便于选择同型号水泵，按以下原则将灌水率图修正成等阶梯形状， 具体如下。 1) 灌水日期的移动或者灌水时间的变动不应影响作物的正常需水(变 动天数不超过 23 天)。 2) 每次灌水的灌水率数值不应相差太大(最小灌水率不应小于最大值的 40)，以便渠道流量比较平稳，泵站机组利用率较高。 3) 修正后的灌水率应适应我国目前的管理水平，对旱作灌区，一般的 灌水率在 20351/（s干亩)之间。 图 3灌水率图 （3） 按每天开机 19 小时，将修正后的毛灌水率换算成机灌灌水率。 t*24/=公式为q

7、q 机 机设 ；)1(s千亩修正后的设计毛灌水率式中q 机 机组每天开机的小时数。t 机 设计年内毛灌水率 3表 灌水时间（日/月） 1/3- 15/4 16/4- 10/6 11/6- 30/7 1/9-30/9 15/11- 10/12 毛灌水率（l/(s千 ）)亩 30.00 22.00 16.50 22.50 30.75 机灌水率 37.89 27.79 20.84 28.42 38.84 4 机灌灌水率图4图 取灌水率图中之最大的灌水率来计算泵站的设计流量，其计算公式为 （4） ?渠系q/Q设= 机max ；)式中q修正后的最大灌水率l/(s千亩 机 max设计的灌溉面积千亩； ?）

8、%渠系渠系水利用系数（。 =38.84*67/0.65=4003.5l/s设Q 泵站设计扬程估算2 泵站设计的水源水位；）1 （ ；最高水位；313.2 ；最低水位；308.9 ；设计水位；312.5 。 308.8 90%时，灌溉期间旬平均最低水位为最低运行水位；灌溉保证率为 327m出水池按最低要求 327-312.5=14.5m设计净扬程； 327-308.8=18.2m最高净扬程； 327-313.2=13.8m最低净扬程； 计算平均实际扬程，公式为 （2） ?tQH i实ii ?H 实 ?tQ ii ；mt式中H相应时段时的出水池水位与进水池水位之差， i 实 i；，时的泵站供水流量

9、，1/s相应时段Qt ii不同灌溉时段的泵站工作天数，天。t i实际扬程计算表4 表 灌水时间（日/1/3-15/416/4-10/6 11/6-30/7 1/9-30/915/11-10/12 5 月） 机灌灌水率 （l/(s千亩)）37.89 27.79 20.84 28.42 38.84 供水流量 1/s 3905.6 2864.5 2148.1 2929.4 4003.5 tQ ii175752 157547.5 107400 87882 100087.5 tQH ii 实 3122527.2 3036357.8 出水池按最低要求 327m。 ?tQH i实ii =17.636m?H

10、实 ?tQ ii （3）确定水泵的设计扬程，公式为： H=+h（1+k）H H 损设 实 实 式中h管路沿程和局部水头损失。m； 损 K管路水头损失占平均实际扬程的百分比，其值可按表课本 5-2 初定。取 k=20% H=+h（1+k）=21.163mHH 损设 实实 3初步选泵 (1)水泵选型的原则。具体如下。 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

11、、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)主泵类型的选择。 因为此泵站的设计扬程为 21.163m，设计流量为 4003.5l/s查水泵 种泵型均符合扬程要求，作为比站设计示例与习题中的水泵性能表得 6 较方案，进行经济性能等方面的优选。其性能如表所示： 表 5泵型方案性能 (3)确定主泵台数 Q di? 有关系式 ，可据此确定两种泵型所需的台数。 Q 泵 Q d?i 台。型泵 台，取 Q 泵 Q d? i 台。 台，取型泵 Q 泵 拟合流量过程曲线(4) 按选定的水泵型号和台数，在流量过程线上拟合，当选择水泵型台数 为时，拟合后的流量过程线和设计

12、流量过程线配合较好，故说明选择方案可以 型泵这一方案是合理的。所以满足流量变化过程的要求。故本设计选用 为备用。台选用型泵，其中 动力机组配套选型4 由于在站址有高压输电线路通过，靠近电源，故动力类型选配电动机。 计算电动机配套功率N(1) 配 N 轴KN?其计算公式如下： 配? 传 ；动力备用系数，取 1.1式中：K 水泵工作范围内的最大轴功率，查前表得NkW； 轴 传动效率，水泵转速为的异步r/minr/min，初步假定用同步转速 ? 传 电动机直接传动，则取为。 N 轴K?N。算得 配 ? 传 7 确定机型(2管材可以有所不同,m1Commen计算方法也不电机r/mi和配套功，配k根据水

13、泵额定转速水泵机组的布置与基 泵，因此机组布置采用横向排列方式本设计采用的系机组的基础深度23520N/机组基础采用混凝土基础，混凝土容算公式为3.2. 机组总重量式中基础长度基础宽度基础所用材料的容重N/，机组查给水排水设计手册，得型水泵机组的基础平面尺寸1.292.）计算出其基础深度 重量为2550k，则根据公式（管路水头损失计 由于钢管的强度高，接口可焊接，密封性远胜于铸铁管，因此吸水管路和的钢管，敷设在泵房地板上。压水管采用10m水管（泵房内）均采用壁厚墨铸铁管。每台水泵均有单独的吸水管，深入进水池中 吸水管路和压水管路中水头损失的计算(1管路沿程水头损失可按比阻法计算，对于钢管，计算公式如L=A式中钢管壁厚不等10m时的修正系数，对于本次设管中平均流速小1.2m/的修正系比阻管路局部水头损失计算公式如下：2局