本文格式為Word版，下載可任意編輯——小型泵站設計

型設

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小泵站計

第1章小型泵站設計概論

1.1小型泵站的特點

1.1.1泵站定義

泵站是以抽水為目的，由一整套機電設備和為其配套的土建工程設施所組成的水工建筑物。機電設備是由作為核心設備的水泵及其配套的動力機、傳動裝置、管道系統、電氣控制設備和相關的輔助設備所構成。配套土建工程包括泵房及上部結構，進、出水建筑物及其配套的控制涵、閘等。從廣義上說，由泵站及其相連的引水灌排系統和附屬的管理設施則一起構成泵站系統。1.1.2泵站分類

在我國的農業生產中，排灌泵站（習慣上把這一技術措施稱之為機電排灌）己成為農業穩產高產、旱澇保收的重要保證。同時，隨著國民經濟的迅速發展，泵站已從單一的農用排灌發展到工業、交通、電力、船舶、城市供排水及防洪等國民經濟的大量重要部門。從總的方面分類，根據泵站的用途、規模、泵型或動力類型的不同，泵站有其不同的名稱。按其用途可分為澆灌泵站、排澇泵站、排灌結合泵站及補水（補庫）泵站四種；按泵站規模又可分為大、中、小型泵站；按泵站的提水高度又可分為高揚程泵站、中等揚程泵站及低（超低）揚程泵站；按水泵的配套動力類型可分為電力泵站、機力泵站和機電混裝泵站；按其所用的水泵類型又可分為軸流泵站、混流泵站、離心泵站、圬工泵站及潛水泵站等幾種。

本設計所涉及的泵站范圍主要是流量在10m/s以下、泵的口徑不超過500mm的泵型及單級揚程不超過50m的泵站。1.1.3不同類型地區泵站的特點

根據不同類型地區的特點，其所建泵站無論是泵型還是泵站的型式都表達出不同的特點。

（1）低洼圩區；主要分布于XX省里下河和太湖河網地區、浙江省杭嘉湖地區、廣東省珠江三角洲等地區。這些地區地勢平坦而低洼。當暴雨時，內澇普積，外水壓境，外水位常接近或高出地面無法自排。在天旱時，外水位往往低于地面不能引灌。因此，在低洼圩區必需積極發展機電排灌。在這類地區，機電排灌的特點是排澇模數大于澆灌模數。建站中，多以低揚程排澇站為主，排灌降結合，有的也建有單灌站。其泵型一般采用低揚程軸流泵和圬工泵，凈揚程平均在3m以下。泵站的布局上，采取統一規劃、分散布點，即按排澇標準統一配備裝機容量，按排灌的要求分散設點建站，做到大聯圩分級排澇，小灌區（100畝左右）分散澆灌。低揚程排澇站采用圬工泵或高比轉速軸流泵為主，灌排站采用軸流泵和混流泵為主。

（2）平原地區：主要集中于山東、XX、浙江、廣東、遼寧、XX、上海、天津等沿海地區及內地湖北、湖南、黑龍江等省沿江、河、湖泊地區。廣布于黃、淮、沂、沭、泗

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和長江、珠江、黑龍江等河道的中下游。地勢平坦，微緩傾斜，在大部分平原坡地及沿海墾區，一般自流澆灌條件差，泵站提水揚程多在5~7m左右。這些地區地下水埋深一般在3~5m以上。因此，除需建泵站提水外，同時還需開發地下水，發展井灌，以補充地面徑流之不足。泵站的型式一般有兩種，一種為補水站，起調理水量、補充水源的作用；另一種是澆灌站，提取內部溝河蓄水，進行抗旱澆灌。

在XX、湖北、湖南等省建有大中型水利樞紐工程的地區除建有大型泵站在流域間進行調水外，在這些地區還建有以澆灌或灌排結合為主的小型泵站，澆灌揚程多在5~7m左右，排澇揚程多在3~6m左右。在沿江沿海平原，由于受潮汐影響，水位時漲時落，易澇易旱。旱時需提水以補水源，澇時則需提水外排。因此，在建站時，往往引、蓄、排、降多功能相結合。這類泵站由于年工作時間較長，因此在設計時應充分考慮泵的工作性能在高效區內工作，以儉約能耗，降低成本。

（3）山丘地區：我國大部分地區，特別是內地省區，山丘綿延起伏。山丘崗地，由于塘庫少，被復差，大雨蓄不住，水土流失嚴重，澆灌水源普遍不足，這些地區多通過建泵站多級提水澆灌。在一些攔蓄條件較好的山丘區，庫塘較多，機電排灌主要任務在于提水以補充地面徑流蓄水的不足，提高澆灌保證率。這類泵站一般多是忙時灌田，閑時灌塘。在豐水年多用塘水，缺水年則開機補塘，平衡高峰用水量。由于山丘區的耕地多集中于崗坡，提水揚程多在50m以下，一般通過建二級或二級站多級提水上山，泵型多為雙吸式離心泵，單級揚程在10~30m左右。少數高揚程泵站使用單吸式離心泵，單級揚程可達50m以上。

（4）城鎮地區：隨著我國各地城市和中小城鎮建設的迅速發展，城市防洪除澇已顯得日漸重要和迫切。建設泵站是城鎮防洪、除澇、保安的重要措施。泵站擔負著抽排內水的重要任務。由于城市防洪揚程較低，且所需流量大，要求能在短時間內及時排除積水，降低內水位。另外，這類泵站功能較為單一，且年工作時間短。因此這類泵站應選用工作可靠、結構簡單的中型軸流泵。考慮到城市用地緊張，低揚程潛水電泵也是一種可供選擇的泵型。在設計選型中，這類泵站應主要考慮工作的可靠性，確保機組能安全運行。為充分發揮這類泵站的效益，應盡量在規劃中與城市排污泵站相合。

1.2小型泵站的結構型式

小型泵站結構型式因泵站的用途、水泵的類型、安裝的方式等因素不同而不同。按泵站基礎分，有分基型、共基型、塊基型泵房；按泵室是否有水分，有干室型和濕室型；按其進水方式，又有開敞式、封閉式、流道式、涵洞式進水等；按其出水方式，又有開敞式出水、壓力水箱出水等型式；按泵軸的安裝方向，有立式、臥式、斜式之分；按機組布置方式分，有單列、雙列、交織布置等型式；按機房的形狀分，有矩形、圓形、外弧形、內弧形、六角形、折線形等區分；在土建結構型式上，又有框架式、墩墻式、拱墻式、樁基式等泵站類型；在機組安裝位置上，又有落井、半落井、潛沒式、移動式之分；在泵站樞紐布置上，又有單排、單灌、排灌結合和排、灌、自排、自引多功能結合以及閘站結合等多種型式。依照小型泵站的布置型式，有堤身式和堤后式兩種。采用堤后式布置時，站身

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不直接擋水，出水池離站身有一段距離。這種型式出水管道較長，但機房和出水池之間可作為交通道路之用。堤身式泵站是利用機房直接擋水，機房后墻即為出水池墻，這種型式由于出水管道短，在小型混流泵站和軸流泵站中采用較多。這種布置型式由于出水池與機房聯為一體，因此在出水池位置較高時，出水池尋常均建于回填土上。為了不致因沉陷不均而影響工程安全，在施工中要注意回填土的夯實，同時應設置必要的沉陷止水縫。另外由于出水池與機房連接為一體，滲徑縮短，因此，在設計中必需進行防滲驗算，以確保站身穩定和安全。

1．3小型泵站的設計原則

一般小型泵站的設計應本著以下原則進行：

（1）總體布置應合理，特別是排灌結合或自排、自引與提水相結合的泵站以及閘站結合的泵站，在布置上應力求緊湊，充分利用建筑物進行調理。

（2）在泵型的選擇上應力求使泵站設計揚程與水泵額定揚程相一致，且滿足澆灌與排水流量的要求。并盡量選用技術上先進的泵型，以保證泵站裝置效率高，運行費用省。同時所選用的泵型應是比較成熟的泵型，有一定的運行實踐，應盡量避免選用試驗泵型。（3）泵型的選擇要充分考慮泵站的用途和工作性質。對那些年工作時間較長的澆灌和補水泵站應選擇高效區范圍寬,且效率高、汽蝕性能好的泵型。對那些以排澇為主的泵站則應選擇工作性能可靠、結構簡單的泵型。

（4）工程布置應盡量采用正向進水，確保每臺機組的進水條件良好，流態均勻。在工程布置上不得不采用側向進水時，在設計中應盡量延長側向進水口與水泵的距離，并采取一定的導流措施。

（5）出水池的設計應盡量避免急彎而引起水流撞擊、壅高。壓力水箱的設計應避免各出水管道水流的相互沖擊而增加能量損耗。

（6）應盡量采用當地可利用的建筑材料。設計應保證施工簡單、便利，且工程投資較少。

1.4小型泵站的設計步驟

1.4.1資料搜集

包括興建緣由、設計流量、水位組合、地質資料、地形狀況、水文、氣象資料、交通狀況、電源狀況以及對設計的一些特別要求等。1.4.2機泵選型

包括泵型及泵的規格的確定，調理方式，泵的臺數確定；電動機功率及型號（含極數）的確定；傳動方式的確定。1.4.3樞紐布置

包括站址的確定、取水口的布置、引水路線的確定、輸水渠或容泄區的布置以及站身的基本型式（堤身式或堤后式）和進水方向（正向進水或側向進水）、出水方向（正向出水

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或側向出水）等。對擔負多種功能的泵站，還應確定實現各種功能的方案和方法。1.4.4輔助設備的布置方案

包括真空泵的布置；起重設備的布置；攔污方式；傳動計算；進出水管道直徑和管道材料、管道附件（閘閥、逆止閥等）的確定等。1.4.5站身布置

(1)泵房結構型式選擇：根據泵型、地形、水源、水位變幅等狀況確定采用泵房的結構型式。

(2)斷流方式選擇：根據泵房結構型式及布置要求，確定采用拍門、虹吸真空破壞、快速閘門等斷流方式。在小型泵站中，一般以拍門斷流方式為好。

(3)機房布置：包括機組布置、管路布置、檢修間及主要配電設備和輔助設備的布置。

(4)機房平面尺寸的確定：根據以上布置的要求確定機房的寬度、長度。(5)機房高度的確定：根據泵型及起重要求和起重設備的型式確定機房高度。

(6)機房各部分高程的確定：包括水泵、電機安裝高程；機房底板、水泵梁、電機梁、地面、屋面大梁、進出水池等各部分高程。1.4.6水泵工況點核核

根據最終確定的管道及附件布置，計算管路局部損失和沿程損失，并確定水泵工作點。在設計工況下，工作點應落在高效區范圍內，同時能滿足各種要求的水位組合和流量，并保證電動機安全運行。1.4.7進水建筑物設計

(1)引河設計：包括引河底寬、邊坡、底坡、水深等參數的確定。

(2)前池的設計：主要確定前池的寬度、擴散角、長度、底坡、翼墻型式及前池冒水孔、反濾層的尺寸和型式等。

(3)進水池的設計：主要確定進水池的型式、寬度、長度、進水管喇叭口懸空高、吞噬深度、進水池后壁型式和形狀、管口至后壁的距離以及攔污設施等。1.4.8出水建筑物設計

(1)出水型式的確定：根據泵房結構型式和布置要求，確定采用開敞式出水池或壓力水箱。

(2)出水池的設計：確定出水池寬度、深度、長度與銜接段尺寸等。(3)壓力水箱設計：包括壓力水箱的結構型式、平面尺寸、高度等。

(4)泄水