1、第一章綜合說明第二章設計參數的確定第三章機組選型第四章 進出水布置及進出水建筑物設計第五章站房設計第六章出水管路設計第七章水泵工況點的校核第八章校核計算參考資料課程設計及目的和要求通過泵站工程設計，培養(yǎng)學生應用所學知識解決工程實際問題的能力，具體要求：1. 綜合運用已學過的專業(yè)基礎課，專業(yè)課的知識，完成所給定的泵站工程初步設計階段設計任務書。通過設計進一步鞏固、深化已學知識，擴大知識面，了解和初步掌握小型泵站設計的過程、任務要求及設計方法。2. 培養(yǎng)樹立正確的設計思想。3. 訓練收集、應用資料、計算分析、繪制工程設計圖和編寫設計說明書的能力。4. 課程設計應各自獨立進行，按期完成任務，提交規(guī)定

2、的成果，不得抄襲。第一章綜合說明1-1興建緣由 徐州某縣為滿足向大運河補水要求，計劃興建補水泵站一座。1- 2工程位置、規(guī)模、作用工程位置選在徐州市某縣主要河流旁， 規(guī)模為一般補水型泵站，主要是為了 滿足該縣向大運河的補水。1-3基本資料一、地質條件地面以下土質均為中粉質壤土，夾鐵錳質結核，貫入擊數26擊，地基允 許承載力180KPa,內摩擦角24°凝聚力26K Pa。地面高程低于下游引水河 道堤頂咼程0.5m。、水位特征值下游水位（m）上游水位（m）設計運最低運最高設計運最低運防洪行水位行水位洪水位行水位行水位水位26.025.230.631.231.031.7下游引水河道上游引水

3、河道河底咼程(m)河底寬(m)邊坡堤頂寬(m)河底咼程(m)河底寬(m)邊坡堤頂寬(m)24.2121 : 2.5628.3121 : 2.56第二章 設計參數的確定2- 1設計流量的確定設計流量為泵站流量即為17.1，初選7臺水泵，則每臺水泵流量為 q=14.5/7 J 一 =2.07'-2-2水位分析及特征揚程的確定設計揚程=出口設計水位一進口設計水位最大揚程=出口設計水位一進口最低運行水位最小揚程=出口最低水位一進口最高運行水位.V “- v出設 %設:= 312-26.0=5.2m-V -：31.2-25.2 =6m7-V -甲謖諭'= 310-30.6 =0,4m比設

4、二 H鐵= 5.2 + 0.15x5*2 = 5.98m2-3工程設計等級建筑物等級為川級第三章機組選型1. 適宜的泵機組臺數為48臺，初步選擇n=7臺q nj2. 單泵流量：二：244知弘3- 1方案比較、水泵選型1. 根據設計揚程（5.98m）和每臺泵的設計流量（2.443叮2 ）可以選用900ZLB-2.86.8 型和 1000ZLB-8.7 型軸流泵。2. 從流量角度考慮，前者流量更接近設計工況下的流量。3. 從揚程角度考慮，前者揚程更接近設計工況下的揚程。4. 前者在最優(yōu)工況下的效率為84.9%，而后者為80.9%。又兩者角度均為-4.故綜合考慮后選擇7臺900ZLB-2.86.8型

5、水泵。900ZLB-2.86.8型軸流泵的部分工作參數如下:流量Q揚程H轉速n效率n葉輪直徑D軸功率p葉片安裝角2456 L/s6.7m490 r/mi n84.9%850 mm190.4kW-4 °該泵的喇叭口直徑 為1250mm,高度為3.1m，水平最大寬度為1.64m。3-2電機選型瞪二陰+加兀+7$%氐二6+0皿6二6血1因為水泵的軸功率大于100kW，所以K=1.05此處Q查水泵葉片角度 2時的流量，為2.68m /sn 0茨隘100% 加 _：1.05x1000x9.8x2.68x6.45 = 2Q95bv1000x0.849x1又水泵廠家推薦使用電機JSL-14-12型

6、，其功率為 210kw。所以可選用JSL-14-12型電動機。此參數如下：水平最大圓直徑為1.25m高度/m額定功率/kw額定電壓/V滿載時堵轉電流額定電流堵轉轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩轉子轉動慣量kglm2轉速/r/min定子電流/A效率功率因素1.87210380494423.493.3%0.8065.541.372.2342.5電機與水泵采用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動第四章進出水布置及進出水建筑物設計4-1進水池設計1. 邊壁形狀確定采用漸開線型的進水池，這樣對水泵吸水管管口水力損失Z較小2. 尺寸確定(1) 池寬 B: B-=2.5D-=2.51.25=3.125m (兩邊的池壁厚取 0.7m)

7、隔墩厚度取=0.5m進水池凈寬：J 匚 L ： ”-取 25m(2) 懸空高 P: P= (0.50.8) D . =0.64 D 一 =0.64 1.25=0.8m(3) 淹沒深度I：喇叭管垂直布置，i= (1.01.25) D =1.21.25=1.5m(4) 安全超高 J :取0.5m(5) 池深 h:h=P+ '：+】一：=0.8+1.5+0.5=2.8mKQ 15x17.1 “ 仆I I 二二 3”66 冏!(6) 池長 L. : L 一二一 - -，故取 L-=5 D=6.25m(Q>0.5m/s,K=15)(7) 后壁距 T:T=0.5 D .=0.625m7(8)

8、 池底咼程勺一;：由所選水泵安裝圖可得池底咼程為兀枷二兀-他 + + )= 25.2-(1.5 + 0.8)= 22 9m由此可知引渠與進水池落差為 24.2-22.9= 1.3m,進水池要在引渠基 礎上往下挖1.3m(9) 管口距進水池邊壁距離 A :山 一 -取0.94m(10) 管口之間距離S:4-2前池設計1. 類型確定由水流方向可以確定前池的類型為正向進水式2. 擴散角a確定前池擴散角一般采用20。到40°此處采用 住二皆3. 尺寸確定(1) 池長 L ：二二取 20.6mi=0.2(2) 池底縱向坡度i :由于前池較長，縱坡只設置在靠近進水池的一段,4-3出水池設計1.

9、類型確定由水流方向可以確定出水池的類型為正向出水式2. 尺寸確定(水面漩滾法)77出水管管徑''I： °i=0.84 上-4匚=1.31m 取標準管徑1.30m（出水管采用鑄鐵管，K=0.84）出口流速 ;11(1)(2)管口下緣至池底距離P: 般為1020cm,在此取15cm1 QU川r 2x丄亠知管口上緣最小淹沒深度口 =（ 23）=(3) 出水池寬度B=(滬切+就A+羽)=6x02+7x(131+2x139 = 28.7% 取28.7mC :隔墩厚度，0.2m, b:出水管至邊墩或池壁的距離， '）（4）出水池底板高程（h泌+Dq+P）二317 337

10、317 15二甌 21m（5） 出水池池頂高程J（Q>6"> I，_、.）（6）管口上緣最大淹沒深度I： I =上游防洪水位-上游引水河道河底高程鳥#二3口-28泊.31-0.15=1.94 用(7) 池長L上游引水河道高程28.3m<出水池池底高程29.21m，則出水池中無臺坎，m=0,K=7Z = +-) = 7(1.94 +1.8112x981) = 14753.出水池和干渠的銜接£卜_>|< s彳(1) 收縮角：若30°至V 45°，最大不超過60°,這里取尸45°(2)過渡段長度:B-b 2ta

11、n-228.7-122tan22.5°=20 16m(3)護砌長度沁：；=上游防洪水位-上游引水河道河底高程=31.7-28.3=3.4m=13.6m第五章站房設計5-1站房結構型式與布置1.結構型式采用濕式墩墻式，進水條件好，各臺機組可單獨檢修，互不干擾2.內部布置 主機組布置：米用縱向一列式，簡單整齊，機房橫向跨度較小配電設備布置：采用一端式布置，機房跨度小，進出水側可以開窗，不影響通風采光。檢修間布置：設在機房靠近大門的一端，并留有空地存放工具等用物交通道布置：寬度取2m，布置在出水側，與配電間地板同高 充水系統(tǒng)布置：布置在檢修間排水系統(tǒng)布置：機房地面應有向前池方向傾斜的坡度，

12、設排水溝，至支溝沿機組基礎布置,必要時加排水泵，集水井設在機房最低處通風布置：合理布置門窗，利用風壓或熱壓實現自然通風電纜溝布置：從開關柜至機組的電纜整齊地鋪設在泵房地面下的電纜溝內5-2站房尺寸的確定1. 各部分高程確定（1） 水泵進水口高程土- -片：一：;:；（2） 底板高程汀-（3） 電機層地面樓板高程'眉一 U - '''''-s（4）機房屋面大梁底高程機房高度 H=1.9+0.3+3.1+2.635+0.5+0.2=8.64m（“：電動機高度I:安全操作距離:起吊件高度，電機為1.9m，水泵 為3.1m，取大的為3.1m-1 :起重繩

13、索垂直長度：對水泵= 0.85x3.1= 2.635m 對電機力4 = L2xl.2j = 15取大值，所以叫- m :吊鉤最高位置距吊車頂部距離取0.5m :機組頂 部到起吊物底部之間安全操作間距 0.2m）氐二 J+H=31,2+8.64=39.84m泵房進水側主通道，取 H"。2站房長度I（1）機組中心距 廠 °-亠二（二：站墩間凈距 一：中墩厚度）（2）站房長度丄一 - 一 '< 取29.1m3. 站房寬度JSL-14-12型電動機水平最大圓直徑為 1.25m電機兩旁各取寬度2.25m和1.5m所以站房寬度為1.25 + 2.25 + 1.5= 5m4

14、. 機房長度人=（於 1） Z + 2Z+Z=6x3.925+2x1+3+2=30.55111取 30.6m（配電間和檢修間的寬分別取爲:=2m和I =3m）5. 機房寬度h -1?5m立式電動機外徑，查資料得：JSL-14-12型電機外徑為一 1 ' ' o泵房出水側工作通道，取 ）一 。動力機層進水側墻厚，取 " "。檢修工作橋寬度，本設計取為 I ' ' o故，B二為 +如+勾 +鳥 +如二 1.25+0.70+2.00+0.25+1.SO.TmLt 丄 L配電閘檢修間Illg5-3起重設備選配水泵重約為'''

15、kg,電機重約為七兀'kg。查資料選用CD5-9D型電動葫蘆。技術規(guī)格如下表:起重量(t)升起高度(m運行速度(m/min)起升速度(m/min)鋼絲繩規(guī) 格鋼絲繩長度(m)鋼絲繩繩徑(mr)運行軌道總重量(kg)工字鋼型號最小曲率半徑(m592086乂 37+122.4315.532-45C2.5150CD型0.5-5噸 起升高度6-9米）Model CD 0.5-5l (Hoisting 6-9mj第六章出水管路設計1. 水泵出口中心高程由廠家給定的900ZLB-2.86.8型水泵安裝尺寸確定水泵出口中心高程d 二譏二Ll心 = 25.2 0.51 - 0.99+1.48+0.93

16、=26.11m2. 出水管中心高程根據出水部分的設計可以得出出水管中心的高程“ rm 飛 '_ =29.21+0.15+1.31/2=30m3. 管長水泵出口法蘭面與水平面呈 60 ,從水泵出口中心到出水管中心的垂直距離為30-26.11 = 3.89m；按出水池擋水墻建在泵房施工匚開挖線以外的原狀土上為原則確定，避免 日后出水池發(fā)生過多沉陷而影響管路安全。泵房底板地面與出水池擋水墻底板面高差為28.71-21.7=7.01m,兩底板各留施工余量0.5m,泵房基坑開挖邊 坡取1:1,管口伸入水池約0.3m。則出水管路總長經逐段計算累加得 8.36m， 泵房與出水池凈距為8.11m。第七

17、章水泵工況點的校核7-1水泵運行工況點推求1.水泵性能參數。900ZLB-2.86.8型軸流泵-4。葉角，n為490r/min下的工作范圍技術參數，如下表所列：葉片安放 角流量Q（m/s）揚程H(m)轉速n(r/mi n)功率N(kW效率n（%葉輪直徑（mm-4 °2.9633.6490127. 881.08502.7525.1164.683.62.4566.7190.484.92.1837.8206.181.02.管路性能參數。管內壁糙率，本設計用鑄鐵管，查資料得一匚。管路總長度，二一 J,;。管路直徑， 丄 _ _ .卩?？紤]到機房及出水池間的不均勻沉陷，在管道的外彎頭側和出水池

18、前各按一個軟接頭，其大小由施工時給出，其損失系數為2 0.2=0.4 ;在泵出口安裝一個30°的彎頭，以便與外管道連接，其Z0.33 ;在出水管末端按一個漸擴管道，直徑由1.0m （水泵出水口徑為1.0m）漸擴為 1.3m，其匸=0.2 ;在泵進水口處因為有喇叭口，故其Z0.2 ;局部阻力參數和管路局部阻力處直徑，查資料得 (嚴Q2心加；=0,33. d =1.3 .鼻二02 d = 1.3rn .彳疔02 d二 1.3朋 =11 d = l,3o凡=2 3,二 10-3x001 卑刃00359($'/詔)管路沿程阻力系數，管路局部阻力系數，砧=0.083冷=0.畛(

19、5;+罟+帶+罟+掙=0皿6(如)故，£=環(huán)+矚=0.0035訊0756=0.079(/們。所以，o3.工作點推求。泵站流量(m3/s)下游水位(m)上游水位(m)下游引水河道上游引水河道17.1設計運行水位最低運行水位最咼洪水位設計運行水位最低運行水位防洪水位河底高程(m)河底 寬(m)邊坡堤頂 寬(m)河底高程(m)河底 寬(m)邊坡堤頂 寬(m)26.025.230.631.231.031.724.2121:2.5628.3121:2.56葉片安放 角流量Q(m/s)揚程H(m)轉速n(r/mi n)功率N(kW效率n(%葉輪直徑(mm-4 °2.9633.64901

20、27. 881.08502.7525.1164.683.62.4566.7190.484.92.1837.8206.181.0管路性能參數計算表如下:Q(m3/s)2.102.202.302.402.502.602.702.8064.414.845.295.766.256.767.297.84如如 Q.07Q（m）0.3480.3820.4180.4550.4940.5340.5760.619H# = H R +SQ】(m)5.5485.5825.6185.6555.6945.7345.7765.819泵運行工況圖:Q一H曲線圖（葉片角度Q(jns/s)4. 泵站流量校核。由上圖可知，水泵工作

21、點為兩曲線交點P點（2.46川* , 5.7m）所以每臺水泵的出水流量為2.46門，揚程為5.7m>5.2m,輸送流量為17.22二匸>17.1m-/s,滿足要求。機組臺數：17.1/2.46=6.96臺，故取7臺7-2泵站效率預測水泵運行效率，在設計工況下厶一亠：電機運行效率，機組傳動效率，彈性聯(lián)軸器傳動取' '' O管路效率，V ；|1 ' ' O水池效率，則仏=麗諒屛回池=0傾皿918皿995皿90?沙9$二66,0% >54.4%高于國家標準，符合規(guī)定要求。結論，由以上設計可知，水泵定為 900ZLB-2.86.8型-4的軸流泵

22、，電機定為JSL-14-12型210kW的電機，各需7臺。第八章校核計算8-1校核氣蝕性能Hs=Ha Hv V hsv=10 V hsv4242瘀 x/ Wx2-46j 10001000Hs=100.479-7.04=2.48m>0,安裝在水面以上，符合氣蝕性能。8-2校核電機功率10°切加105x1000x981x246x5.71000x0.838x0.995= 173.2<210KW,滿足要求。8-3站房穩(wěn)定性分析1.滲透穩(wěn)定演算在前池底部設置有梅花形防滲孔。上游防洪水位31.7m，下游最低運行水位25.2m,滲徑系數C:中砂有反濾 層系數為5島二 MC = G1 7-25.2)x5=32.5m實際滲徑長度£=14.75+7+（28.7-21.7）+6.25+1 2= 36.2 >3Z5m滿足要求。2. 站房運行期間穩(wěn)定計算結構容重：鋼筋混凝土 23.52二一丁，純混凝土 21.56,漿砌塊石22.54丁 ,磚墻16.66，丁，檢修工作橋欄桿 0.49KN/m，鋼窗0.392，鋼門 0.441木門 0.147 丁。設備重量：水泵29.4KN/臺，電機32.34 KN/臺，工字鋼0.587KN/m，配電柜2.45K