泵站设计书.docx

课程设计泵站课程设计组 长：宋旭航班 级：给水排水工程1001班组 员：李良发、邓晓林、孔令旦、莫传凤组 别：第五组指导老师：张永秋兰州交通大学 环境与市政工程学院2012.12目录方 案 论 证2第一节 工程提要2第二节 建站效益2第三节 方案论证3第四节 方案审批过程3第五节 设计的方法步骤3第一章 设计资料3第一节 基本情况3第二节 地质及水文资料3第三节 气象资料4第四节 用水量资料4第五节 净水厂设计资料4第六节 输水管网设计资料4第七节 其他资料4第二章 机组的选型4第一节 初选泵型4第二节 动力机选型6第三节 传动设备的选择7第三章 管道设计9第一节 吸水管选择9第二节 水泵工况点的确定和校核11第三节 安装高程的确定13第三章 泵站变配电设施及自动测控系统14第四章 厂房结构型式设计15第一节 厂房结构型式选择15第二节 厂房尺寸确定15第三节 厂房的内部布置20第四节 外墙结构：22第六章 镇墩设计23第七章 取水构筑物设计27第八章 施工组织设计和工程概预算28第一节 施工组织设计28第二节 工程概预算28方 案 论 证第一节 工程提要一、 介绍工程的性质、目的、任务、地理位置。二、 介绍工程的特点、范围、农业、国民经济状况，地形、地势特征，气候特点。三、 介绍当地自然条件，现有水利设施状况，自然灾害及其抗御能力。四、 论述建站缘由。五、 规划，设计工程的设想实施的办法及步骤。六、 工程的规模及重要参数。第二节 建站效益建站的效益包括经济效益，社会效益和环境效益，其中最主要的是经济效益。一、 经济效益工程经济效益是多方面的，主要有农业效益、林业效益、牧业效益、副业效益、渔业效益。（一）、农业效益：由于建造工程使农业的单产，总产量和总产值的增加程度，农业抗御自然灾害能力的提高程度，人民物质生活水平的提高程度等。当然应扣除由此而增加的种子，农药、化肥、农业机具、劳力、税收和公基金等。（二）、林业效益：建造一此工程规划的农业林带、果树林带和防风林带，按照设计年限内平均折合的林业收入，应和除由此而增加的支出。（三）、牧业效益：建造工程计划增加牧畜种类和各自的存栏数，由此而增加的纯收入。(四)、 副业效益：规划增加的国家、集体、个人的小工业、编制业、商业、交通运输业等的类型，规模、数量和纯收入。（五）、养殖业效益：计划增设的养殖业（如养渔业、养猪业、养鸡业、养蚕业及养稀有贵重动物等）规模，数量和纯收入。（六）、给出泵站的能源单耗、灌溉成本、单位功率效益，渠系水利用系数，灌溉定额，产量，自给率和还本年限。二、 社会效益建造工程后人民文化生活后的提高程度、文教、体育、卫生等条件的改善程度，教育的普及和提高，扫盲、脱盲提高程度，升学，就业率的提高程度、体育、娱乐设施改善，人民身体素质和免疫能力恶毒提高程度，人们思想觉悟的提高程度等。三、 环境效益工程实施后，小气候的改善程度，抵抗风沙、冰雹、地震等自然灾害能力的提高程度、抗旱、防洪标准的提高程度，降水量的增加和蒸发量的减少程度等。第三节 方案论证要想使规划设计方案早日得到实施，必须力争方案能进快顺利审批通过，而欲使方案得以批准，除需进行必需的计算外，方案的论证是比不可少的，方案的论证要有必要性论述，可行性分析和可靠性论证。一、 必要性论证着重于论述当地已具备实施该工程的自然条件，当地人民要求建造该工程的心情之迫切，建造此工程怎样能造福于人民，充分体现社会主义制度之优越，共产党领导之英明和伟大等。二、 可行性分析主要分析方案的经济性，当地的国民经济状况和施工技术力量已达成能建造该工程的条件，方案经济上是合理的，技术上是可行的。三、 可靠性论证重点论证所收集，整理的资料是具有足够长的实测或借用邻近流域（地区）的实测的可靠资料。第四节 方案审批过程主要论述方案自始至今（包括上马、停建、复建、改造、扩建等）审批的梗概全过程。第五节 设计的方法步骤灌溉、排水、灌排、取水、加压、排泥等泵站初步设计阶段的主要内容包括：1、确定工程规划布局、工程规模、工程类别、建筑物（构筑物）等级和设计标准。2、正确选择取水方式，根据用水部门及综合利用的要求，确定枢纽总体布局。3、选定泵站站址位置，拟定主要建筑物（构筑物）的结构型式、主要尺寸和地基处理方案，选择附属建筑物（构筑物）的类型，进行辅助设施、交通道路、回车场等的布置。4、确定泵站的主要设计参数和主、辅机组及其设备。5、确定供电电源，作出一、二次回路主接线方案，选择主要电气设备，确定控制方式，断电保护，操作电源和通信方式等。6、编制施工组织设计，提出泵站工程总概算。7、进行工程效益分析、环境影响评价、水土流失预测，水土保持方案编制。8、拟定工程运行管理方案，人员编制和培训计划。9、高扬程泵站还进行泵站的分级，并确定每级的位置，高程及其布置。第一章 设计资料第一节 基本情况徽城地处华东平原，城区建筑多为三层。最高为五层。为满足城市生活及生产用水需要，拟建徽城地区给水工程。此工程主要包括取水工程、净水工程及输水工程三个分工程。一、二级泵站是取水工程和输水工程中的一部分。徽城地区水资源丰富，有沿河地表水及地下水可以利用。第二节 地质及水文资料在拟建一级泵站的河流断面及净水厂的空地布置有钻孔。由地质柱状图可以看出，02m深为壤土，以下是页岩。沿河徽城段百年一遇的最高水位40.36m，最低水位32.26m，正常水位36.51m。徽城地下水位多年平均在38.5m左右（系黄海高度）。第三节 气象资料年平均气温15.6，最高气温39.5，最低气温8.6,最大冻土深度0.44m。主导风向，夏季为东南风，冬季为西北风。第四节 用水量资料该地区最大日用水量近期为5万吨/日，远期为7.5万吨/日。第五节 净水厂设计资料净水厂内沉淀池进水口设计水位42.50m，清水池最高水位为40.3m，清水池最低水位38.2m，清水池容积须本次设计确定。第六节 输水管网设计资料由于城区距水源较远，管网布置成网前水塔形式，净水厂至水塔输水管道长度为2500m。根据管网计算结构确定出水塔最高水位为68.3m，水塔最低水位65.8m，水塔容积尚须本次设计确定，水塔调节容积建议设计在最高日用水量的5%8%。第七节 其他资料地震等级：五级。地基承载力：2.5kg/cm2。保证二级负荷供电。第二章 机组的选型第一节 初选泵型一、水泵选型原则1、首先选用国家已颁布的水泵系列产品和经有关主管部门组织正式鉴定过的产品。2、所选水泵能满足泵站设计流量和设计扬程的要求。3、同一个泵站所选水泵型号要尽可能一致。4、按平均扬程选型时，水泵应在高效区运行。在最高和最低扬程下运行时，应能保证水泵安全稳定运行。5、有多种泵型可供销选择时，应对两组运行调度的灵活性、可靠性、运行费用、辅助设备费用、土建投资、主机发生事故可能造成的影响进行比较论证，从中选出指标优良的水泵。6、从多泥沙水源取水时，应考虑泥沙含量、粒径对水泵性能的影响。7、泵站主机组的台数一般以48台为宜。因本工程扬程变化幅度大，平均扬程低，流量大，所以选用轴流泵。根据10sh-9a型水泵的性能，选用其配套电动机型号为jo2-91-4,轴功率为n=55kw，额定电压为v=380v，转速为n=1470r/min，效率=79% 重，量为w=538kg。型水泵2台。因为作为小型泵站、该型号泵泵站建设费和运行费可能最小，管理运行较方便。二、选型方法1、计算确定泵站设计流量和平均扬程。此时管路尚未布置，其管路水头损失，在粗选泵型的规划阶段可以估算。其方法是根据设计流量的大小，粗拟水泵台数，算出单泵流量，然后采用实际扬程的5%10%估算损失扬程。2、根据泵站的扬程和设计流量查水泵手册找出合适的水泵型号，根据泵站的设计流量大小确定出水泵的台数，并且提出比较方案。也就是说，用平均扬程选出泵型。再用最大最小扬程进行校核，在资料缺乏时，也可采用设计扬程代替平均扬程。高扬程泵站,上下级流量之间必须匹配，如不匹配应设置溢流设施，尽量选用型号、标准化、系列化、,新产品。由于某些条件的限制，无法选用同型泵时，水泵的型号要尽量少。台数不宜太多也不宜太少，小型泵站单泵流量控制在0.1-0.3m3s之间，中型泵宜控制在0.25-05m3s 之间，大型宜控制在0.4-1.5m3s 范围内，台数不宜少于3台，不宜多于12 台，一般选为4-8台为宜。根据以上设计要求本设计拟选3台为宜。三、水泵选型(一)流量设计1 近期设计流量:q=1.145m3s2 远期设计流量： q=1.718m3s（二）扬程设计水泵扬程： h=h + 式中h为水泵静扬程 设计最小静扬程：h=42.50-40.36=2.14m 设计最大静扬程：h=42.50-32.26=10.24m 设计静扬程 ：h=42.50-36.51=5.99m 设计最小扬程：h2.25m 设计最大扬程：h10.75m设计扬程：h6.29m取水泵站水泵选型方案比较表 表2-1方案型号扬程(m)流量(l/s)功率(kw)台数总功率(kw)1500qz-50g7.7715642(1)1922500qz-50g350qz-70ga7.77.227153366429.91（1）2123.83500qz-50g350qz-70ga7.77.227153366429.9（1）4183.64500qz-50g350qz-70ga7.77.227153366429.92（2）187.8备注（括号内为总台数，多出的为备用台数）(室外给水设计规范规定，城市供水中，时变化系数、日变化系数应根据城市性质、城市规模、国民经济与社会发展和城市供水系统并结合现状供水曲线和日用水变化分析确定；在缺乏实际用水资料的情况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.31.6，日变化系数宜采用1.11.5,净水厂的自用水系数一般取1.051.1。包括压水管水头损失，吸水管路水头损失和泵站内部水头损失。总的水头损失取hst的。该工程中取，其中h。根据扬程确定所需泵的型号，由流量来确定所需泵的台数，有以下几种方案：所选泵的特性见表2-2：取水泵站水泵参数表 表2-2型号流量l/s扬程(m)转速轴功率电机功率叶轮直径(mm)生产厂家350qz-70ga2676.29145029.9370300上海水泵厂500qz-50g6116.299806483-4430上海水泵厂四、方案比较 第一种方案总功率很大，耗能大，但由于其性能曲线不能满足最小扬程需要，所以要取到水的话，必须在吸水井和泵之间设置一个闸阀。对于四种方案，只有第二种的总功率最小，耗能也最小，并且因为有两种不同型号的泵，既能满足最大扬程，又能满足最小扬程，也不需要设置闸阀，第三种方案的台数过多，占地面积就相应较大，所以不采用。第二种和第四种比较的话，台数一样，但第四种的功率过大，消耗太大，经比较，综合经济和效率的问题以及占地和其他因素，最终我们选择第二种方案。共有三台泵，一台备用，相应得性能参数见上图。五、 机组基础的设计（一）、机组固定方式的确定口径大于500毫米，一般不带底盘（二） 、机墩尺寸的拟定（1）带底盘 l=l1+0.2m b=maxb+0.2,b+0.2 h=l螺+t（0.050.08）m（2）不带底盘 l=l+t+c+0.5m b=maxe+0.5，x+0.5m h=l螺+t(0.050.08), h=h+hh（三） 、分基型机房机墩整体稳定分析（1）重量校核 p150千瓦时 0.170.55吨/千瓦 p150千瓦时 0.010.17吨/千瓦（2）偏心距校核r15吨/米2时 e03%s r15吨/米2时 e05%s（3）地基应力验算 p=r k=1.21.5第二节 动力机选型一、动力机类型选择 电动机与内燃机相比较具有很多优点：重量轻、对环境的污染小，是一种清洁的能源类型，震动小、对机房的影响较小，运转平稳、效率高、安全可靠、便于自动化和今后的发展。故本设计选用电动机作为动力机。二、电动机的类型选择 当单机容量n75kw时，一般选择鼠笼式异步电动机，当单机容量75kwn150kw时，一般选择绕线式异步电动机，当单机容量n150kw时，一般选择双鼠笼式异步电动或同步电动机。 本工程单机容量为n=55kw75kw，又因为水泵站的电源是三相交流电，常用的是三相交流感应电动机，在选用感应电动机时，应优先选用鼠笼式电动机。故本设计选用鼠笼式异步电动机。三、动机型号选择根据水泵的单机容量n=55kw，和转速n=1470rpm，查给排水设计手册可知，与此相配套的电动机的型号为jo2914型鼠笼式异步电动机六台，其主要参数如表2-3：jo2914三相鼠笼式异步电动机参数 表23型号额定电压（v）额定功率(kw)额定电流（a）转速(r/min)启动转矩（n-m）重量(kg)jo2-91-4380551451470464.5538第三节 传动设备的选择一. 直接传动 把安装在两个轴上的两个半连轴器用螺栓连接在一起来传递动力的.它又分为以下两种:(1)、刚性连轴器:传动力矩大,安装精度要求高. (2)、弹性连轴器:传动力矩小,利用弹性材料自动对中,精度低,适用于小型机组.连轴的适用条件: 、转向相同、 转速相、两轴中心线在一条直线上。 中小型水泵机组传动设备对照表 表24传动特性直接传动（联轴器）间接传动（皮带）刚性柱销弹性爪性弹性开口式半交叉式交叉式平皮带三角带平皮带三角带平皮带优点结构简单紧凑，传动平稳安全，效率高，传动比准确结构简单，轮心距变化范围大；传动平稳；能缓和冲击，可起安全作用；设计制造简单，成本低；安装使用维护简便；传动形式多；应用范围广传动扭矩大，能承受轴向力不需严格对中，能起缓解作用弹性好，寿命长，装拆方便缺点不能承受冲击，轴线对中要求高不能传动轴向力，寿命短，加工要求高传递扭矩小，精度要求高，不能承受轴向力外形尺寸大；轴向受力大；传动比不准确；寿命短，尤其式交叉式平皮带和半交叉式三角带；在半交叉式传动中，平皮带易滑脱，三角带易磨损扭矩范围0.3915.7kn.m0.06615.09kn.m0.0280.265kn.m一般在3.774kw范围内,皮带常用于2230kw以下,三角带常用于3774kw传动效率0.990.990.9950.990.9950.980.960.920.940.90.920.9速度范围14503500(r/min)11005400(r/min)34006300(r/min)一般取v=1020m/s,限制vmax2530m/s限制vmax15m/s15m/s速比范围i=1i=1i=1i5i7i3i45i6使用条件用于立式轴流泵，适于低速，振动小的场合，适宜轴径为40160mm用于立，卧式机组连接处；适于高速旋转，适宜轴径为25180mm用于小型卧式机组连接处；适于高速传动适宜轴径为20165mm适于卧式（三角带可立式）机组轴线平行，转向一致的场合适用于机组轴线垂直交叉的场合用于机组轴线平行，转向相反，轮心距a不小于20倍皮带宽的场合二、间接传动(1)、皮带传动利用张紧在两个皮带轮之间的皮带和皮带轮之间的摩擦力来传递动力。 优点:利用皮带的弹性、挠度和打滑,保证动力机不会引起严重超载。(2)、齿轮传动:利用两个齿轮间的相互啮合作用传递动力.分为正齿轮和伞齿轮两种 优点:传动范围大,结构紧凑。 缺点:工艺要求高,造价高。(3)、液压传动 由表2-4可知，直接传动具有很多优点，应用极为广泛，故本设计选择直接传动的方式，由于其单机容量较小，因而选择刚性联轴器。第三章 管道设计第一节 吸水管选择一. 吸水管设计（一）、布置原则：1、尽量减少管路部件。2、尽量缩小管路长度。3、防止产生温度应力。4、防止其他水体进入泵房（尤其是分基型和干室型）。（二）、布置要求： 1、不积气。 2、不漏气。 3、不吸气。 （三）、布置方式： 1、并联布置：吸水管根数大于等于水泵台数，把所有的吸水管用横管相连。 2、双管布置：一台水泵两根出水管。（四）、管道材料选择：由于钢管具有强度高，壁厚，重量轻，便于制作安装和检修，水头损失小，所以选用钢管材料。 经济管径确定：按经济流速来确定，吸水管的经济流速一般控制在1.5 2.0米/秒。 d=（800 921）q12式中： d-吸水管直径（mm） q-单泵流量（m3s）另外：吸水管的直径一般比水泵进口直径大为：50 150mm。 对于本设计中的直径： 350qz-70ga的直径是d=400mm. 500qz-50g的直径是d=530mm.（五）壁厚确定d/130+（12）mm 式中：-吸水管壁厚（mm） d-吸水管直径（mm）所以350qz-70ga的壁厚=4.1mm 500qz-50g的壁厚=5.0mm（六）长度估算：1、引水方式的选择（1）、当泵房靠近水源，水源含沙量较少，水位变化幅度较小，引水流量不大时，可选用管式引水；岸坡较陡时采用直叉式；较缓时采用斜叉式。（2）、当机房靠近水源，水源含沙量较大且岸坡基岩较陡时，取水口处不便于机房的布置，可选用涵洞引水。（3）、当岸坡较缓，出水建筑物离水源离远时，可选用明渠引水以缩短压力管道的长度和造价，减少水质危害根据所给的地形图和水文资料知道，本设计条件基本符合（1），所以选择用管式引水。2、穿墙管形式的选择目前有柔性连接和刚性连接两种形式，当进水池最高水位加安全趋高低于穿墙管底部时，可选用柔性的连接方式，否则选用刚性的连接方式。据实际情况取水泵房和加压泵房都采用刚性连接方式。 3、长度的估算：吸水管的长度不宜超过10米，愈短愈好，一般可按4 6m估算。 则 取水泵站和加压泵站吸水管长度为6米。(七)、铺设方式的确定钢管一般采用露天式,混凝土管也可采用埋置式.采用埋置式时,最小埋置深度应大于犁地层,冻土层.顶部承压时,埋置深度不小于1.01.2(八)、支承方式的确定:1、镇墩的设置为了使压力水管不发生移动，凡是压力水管的管径、流量、走向发生变化处都应设置镇墩，直管镇墩的间距不宜超过80120米，承压较大时，镇墩支墩的间距可适当减小。工程上一般为3040米，混凝管1020米，镇墩的下方均应设伸缩节，尽量靠近镇墩，但不小于0.51.0米。2、支墩的设置为了支承压力水管和减其挠度，防止各管段的接头处止水失效，在镇墩之间一般均设有一个或多个支墩。支墩的间距一般不宜超过3040米，一般1020米。混凝土管一般一节一个支墩，承压较大时，支墩的间距可适当减少。3、管床的设置埋置式或地质条件不好的管段，常设置连续管床，管床的包角常用90、120、135材料常用混凝土或浆砌块石。（九）、管路附件的选择1、大小头的选配由于水泵的进出口和，出水管的直径不同，故需大小头进行渐变，另外，在管径发生改变处也需大小头，除水泵进口需用偏心异径管外，其它均用同心异径管。它们的选择是根据所需衔接的两个直径和形式未选择，并查出其长度，若采用自制时，其长度取（57）.（d大d小）。2、弯管的选择在管道发生平面或立面或空间的拐弯处，应设置弯管，弯管的类型、材料、直径、转弯角度及半径、长度。3、闸门的选择闸门一般设置在水泵的出口附近机房内，离心泵必须设有出水管闸阀。目前一般用缓闭阀代替，对于落井式安装的水泵，水泵基准高程再进水池以下，为了检修水泵，一般也需设置进水管闸阀。根据水流的流量、流速、压力和管道的直径来选择闸阀的型式（电动和手动、明杆和暗杆）4、抵阀和滤网的选择：为了防止水倒流，对于人工淡水的小型离心泵可以在吸水管的底部设置低阀、吸水管直径小于等于200毫米时，用升降式、大于250毫米时用旋启式。为了防止异物进入泵体，确保水泵正常工作，可在吸水管得进口出设置滤网。5、逆止阀得选择：为了防止逆止阀产生的过大水击，目前一般用缓闭阀代替出水管闸阀逆止阀。缓闭阀应根据它所在处的管道直径，压力和水击波传播速度等于确定其类型、规格等。6、仪表的选择：为了检测水泵的运行情况，一般在水泵出水侧设置弹簧管式压力表，对于利用真空工作的离心泵还需在水泵的进口侧设置弹簧管式真空表。7、管路附件明细表：列出管路附件的序号、名称、类型、规格、数量、价格等。8、绘制压力管道平面，立面布置示意图，并计算各段长度。第二节 水泵工况点的确定和校核一、管道参数的确定(一) 、吸水管阻力参数1. 沿程阻力参数s吸f=10.29n2吸 l吸/d16/3吸 (秒2/米5)根据公式计算 s1=0.99 s2=0.222. 局部阻力参数 s吸j=0.083 吸d吸4 (s2m5)式中: n-管道材料糙率(钢管n =0.011) l-管道长度(m) -局部阻力系数代入公式计算: s1=6.5 s2=2.13. 阻力参数: s1= 7.49 s2=2.32 (二) 总的阻力参数 : s= s吸+ s压 相同型号泵并联时 s吸= s吸+ s支+ s并*m2 式中: s支-压力支管阻力参数 m -并联台数（m=2） s并-压力并管阻力参数二、工作点的确定:（一） 、绘制抽水装置特性曲线1、 列表计算h需:假设流量,依次计算q2, h损=s* q2; h需=h净+h损; h需max=h净max+h损 h需min=h净min+h损计算结果见列表3-62、 绘制抽水装置特性曲线(管路系统特性曲线)（二）、绘制扬程性能曲线:1、根据水泵的性能图,绘出水泵单泵的性能曲线;2、多台泵并联时应绘出并联的扬程性能曲线。3、对于本设计的应绘出两台同型号的泵并联并与另种型号的泵并联。（三）、取水泵站工况点确定1、找出抽水装置特性曲线与扬程性能曲线(或并联运行的扬程性能曲线)的交点,即为设计工作点，如图示的m点。.（单泵运行时m=1）取水泵站管路阻力系数计算表 表3-1损失项吸水管进水喇叭口()0.590弯管()1.0偏心渐缩管()0.5()2.0350 qz-70ga 型泵的扬程性能曲线数据 表3-2q(m3/s)0.050.150.250.350.450.55hw(m)0.0190.170.470.921.522.27hmin(m)2.22.32.63.13.74.4hd(m)6.06.26.56.97.58.3hmax(m)10.310.410.711.211.812.5通过表格可以画出曲线，可得出工况点。取水泵站：通过曲线交点可以得出对应点的对应参数，见表3-3500qz-50g型泵的扬程性能曲线 表3-3q(m3/s)0.350.450.550.650.750.85hw(m)0.280.470.700.981.301.70hmin(m)2.42.62.83.13.43.8hd(m)6.36.56.77.07.37.7hmax(m)10.510.710.911.211.511.92、准确找出抽水涨至特性曲线与扬程性能曲线（或串、并联运行的扬程性能曲线）的交点，即为所要求的工作点。（四）、工作点的校核1、工作点a（qa1ha）校核的内容主要有以下几点;总的流量应接近泵站的设计流量，误差不超过510%，不相等时，可以调整机组每天的工作小时数，超限时应增减机组台属和重选机组。 式中：m-管道数量2、抽水装置特性曲线绘制的正确性：即：|ha（h净+sq2a）|/ha0.5%,相差较大时应重绘水泵是否在高效率曲运行：工作点必须在高效率区，最好落在最高效率工作点稍偏右，不满时，应采取必要的措施。串、并联运行时还应校核扬程性能曲线叠加的是否准确。均满足要求后，绘出方案须好几水泵的型号，台数、流量q、扬程h、功率p1、转速n、效率n、允许吸上真空高度（hs）或允许气蚀裕量（）运行方式、总的流量q、扬程h、装机容量p等。高扬程泵站还应给泵站的技术和各级泵站的以上参数，还应注意上、夏季之间流量的匹配。（五）、方案比较 包括机组台数、工程投资、运行管理等方面. 总的装机容量逾小，年运行费用逾底。单机容量逾小、机组台数就愈多、土建投资省、便于流量的调配，但机电设备投资高，年运行管理费用高等，运行方案比较后择优选用。第三节 安装高程的确定一、离心泵安装高程的计算（一）、计算吸水管的水头损失：h吸=s吸q12机组台数超过48天，一般采用双排布置，此时应按后排计算（二）、确定进水池的有关水位（如前所述）（三）、计算水泵的安装高程：1、修正气蚀性能参数：（1）、允许吸上真空度的修正： hs=hs10.09+h大汽式中:h 大汽-安装高程所对应的当地大气压换算估算，相差较大时用安装高程度修正。-工作水温（一般取送灌区期平均水温）所对应的饱和蒸汽压力水柱（米）。hs=10.09（10.09）hs)( )2n n-水泵额定和实际转速（转/分）（2）h的修正：h=h()22、计算吸水高度（吸水扬程）h吸 （1）h吸=hsh吸 （2）h吸=h10.09式中：-水泵进口处的流速水头（米）3 、计算安装高程：z按=min（z下minh吸maxh吸min）h吸max(h吸min)设计最低（高）下水位所对应的吸水高度（米）当水源水位变幅较大时可以取为zfminh吸对于轴流泵，当h吸0时，表示安装在水面以上，但水泵叶轮一般安装在设计最低下水位以下，而且淹没深度不小于0.51.0m。落井式安装的离心泵在设计最低下水位以下（0.30.6）h吸（m）第三章 泵站变配电设施及自动测控系统给水泵站中的变配电设施基本上相同于一般工矿企业的变配电设施，但在一些具体问题上有其本身的特点。一、 系统中负荷等级及电压选择（一）、负荷等级 ： 电力负荷的等级，是根据用电设备对供电可靠性的要求来决定的。电力负荷一般分为三级。一级负荷二级负荷三级负荷（二）、 电压选择：水厂中泵站的变配电系统，随供电电压等级的不同而异。电压大小的选定，与泵站的规模（即负荷容量）和供电距离有关。目前，电压等级有下列几种：380v（220v）、6kv、10kv、35kv等。其中6kv等级不是国家标准等级，将趋于逐步淘汰。对于规模很小的水厂（总功率小于100kw），供电电压为 380v 。对于大多数中小型净水厂，供电电压以6kv和10kv 居多，今后尤以10kv替代6kv 。对于大型水厂，大多供给35kv电压 。 一般由 380 v 电压供电的小型水厂，往往只可能有一个电源。因此，不能确保不间段供水。由6kv和10kv电压供电的中型水厂，需视起重要程度可由两个独立电源同时供电，或由一个常用电源和一个备用电源供电。6 kv电源可直接配给泵站中的高压电机。水厂内其他低压用电设备可通过变压器将电压降至380v。10kv级的高压电机产品型号，今十年来已开始逐步增多。本设计是小型泵站，正常情况下仅需一台泵就可以满足供水，而且它的配电机功率不高，所以选用380v的电压。二、泵站中常用的变配电系统变配电设备 是泵站中重要组成之一。工艺工程师掌握有关变配电知识就能够向电器设计人员提出明确的要求和资料是整个设计更完善。无论是高压配电还是低压配电，现代都采用由电器开关厂生产的成套设备。成套设备一般称配电屏（又称开关柜）。采用成套配电装置有很多优点，工作安全可靠，维护方便，施工按装简单，便于移动，而且设备安装紧凑，缩小了建筑体积，各柜的尺寸一致，增加了室内的整洁美观。第四章 厂房结构型式设计第一节 厂房结构型式选择一、取水泵站厂房的结构型式选择根据泵站结构形式的选型表 表4-1水位变幅较小较大很大备注卧式机组分基型矩形干室型圆筒形干室型 或潜没式泵站 或移动型泵站立式机组墩墙型湿室型排架型湿室型或箱型湿室型井筒型湿室型d1.4m的大型泵站选块基型备注：对于地质条件或水文地质条件不好的泵站，可以适当提高选型标准。本设计水泵选用两台350 qz-70ga型和一台500qz-50g立式轴流泵。水源的水位变幅较大，故本设计采用排架型湿室型泵房。1、 水下结构 排架型湿室型 泵房的水下结构（即水泵层）厂房的基础于吸水室整体浇筑，形成一个地下室，水泵在水下工作。故采用整体现浇式钢筋砼结构。2、 水上部分 排架型湿室型泵房的水上结构（即电机层）与水不直接接触，不受水的影响，无需承受水压力。故采用砖混结构结构。电机层的屋盖板采用矩形预制板，故整个屋盖板成矩形分布。在才屋子四周适当位置设置钢筋混凝土柱，其截面尺寸为，宽高为400500，并且架起吊设备的牛腿柱与该柱和为一体。柱与柱之间间砌三七砖墙。柱上的大梁采用矩形梁。 第二节 厂房尺寸确定一、 平面尺寸确定 1、长度确定有前计算所得数据，查手册的知，应选用两台350 qz-70ga型和一台500qz-50g立式轴流泵，另有一台备用，各性能参数如表4-2：350qz-70ga性能参数 表4-2流 量m3/h扬 程m转 速功 率 kw轴功率电动机功率3056.7146029.937效 率叶片安装角度叶轮直径mm78%2300该泵房采用墩墙型的维护结构，壁厚1米，并分为地上部分和地下部分，地上部分为电机层，主要放置配套电机组、配电柜、检修桂以及起吊设备；底下结构为水泵层，主要放置所选轴流泵，以及附加泵。500qz-50g的性能参数 表4-3流 量m3/h扬 程m转 速功 率 kw轴功率电动机功率5557.09806483效 率叶片安装角度叶轮直径mm78.20%-64302、宽度确定由于泵房总宽度主要受起吊设备宽度的影响。查手册得知，应选用dl型电动单梁桥式起重机，其各参数如表4-4：起重量t运行速度m/min功 率w3202*0.8跨 度m最大轮压t总 重t7.52.152.451.882.24由上表可知起重机的跨度为l0=7.5ma、 地上部分净跨 -b0= l0+20.5=7.5+20.2=7.9 m安全间距-0.2 m总宽 -b1= b0+20.5=7.9+20.5=8.9 m柱截面高-0.5 m屋面板宽度-b2= b1+20.5=8.9+20.5=9.9 m房檐-0.5 m b、地下部分（其墩墙与地上部分的柱的中心重合）净宽-b3= b0-20.25=7.9-20.25=7.4 m 墩墙宽出柱的距离-0.25 m 总宽-b4= b3+21.0=7.4+21.0=9.4 m墩墙厚度-1.0m墩墙厚度地基总宽度 -b5= b4+20.5=9.4+20.5=10.4m地基宽出墩墙的宽度-0.5 m二、立面尺寸确定1、泵房高度确定水文资料：（1） 设计最高水位 53.20 m， p=95， q=935 m3/s（2） 正常设计水位 52.00 m， p=90， q=290 m3/s（3） 设计最低水位 49.50 m， p=75， q=65 m3/s查标准图籍得知350zlb70型立式轴流泵安装尺寸 水泵层高度确定吸水池底版高程 49.50-0.87=48.63 m 取48.60 mh= h1+h2+h3+h+h底版式中：h1 - 泵吸水口至底版距离 0.34mh2 -泵体高度 1.66mh3 -电机轴长度 3.0mh -安全超高 0.5m 所以 h=0.34+1.66+3.0+0.5+48.60=54.10m电机层高度确定a、电机层净高h= h= h1+h2+h7式中h1 -汽车车厢底版离地面高度， 1.32m h2 -起吊物离车厢地板的必要高度 （m） h3 -起吊物的最大高度 （m） h4 -吊钩与起吊物之间的吊索最小高度 （m） h5 -吊钩最高位置到吊车梁轨道顶面的高度 （m） h6 -吊车梁轨道顶面到吊车最高点之间的高度 （m） h7 -吊车最高点到屋盖大梁底部的富余高度，一般不小于0.2 m。 所以 h=1.32+0.3+4.95+0.3+1.4+0.8+0.2=9.00 m2.高程确定 、水泵层高程确定盖板顶部高程 h=0.3+9.0+h水泵层屋盖板厚度为 0.3 m水泵层顶盖高程为 h水泵层=54.10 所以 h=0.3+9.0+54.10=63.40 m、电机层高程确定电机层屋盖板的高程 h=63.40+9.0+0.3=72.7m吊车梁顶端高程 h=63.40+6.5+0.9=70.80m 三、 机房的结构计算（一）、屋盖设计形式的选择： 机房的常见形式有木屋架双坡瓦房和混凝土平顶屋盖两种形式。双坡瓦房散热条件好、 重量轻、流水通畅、雪荷载较小，如水泥，但也有其缺点，如木材及其它材料用量多，且止水性能差。型式的选择：主要根据机房的结构形式、跨度、当地的材料，当地的降水量及风速等因素的确定卧式平房，架双坡瓦房，楼房一般选用混凝土平顶屋盖，降水量较大时（例如大于800毫米时）风速较小，当地材料供应方便时，小型泵站一般选用木层架双坡瓦房，反之，一般选用混凝土平顶屋盖。另外，跨度小于58米，选用木屋架双坡瓦房，跨度大于810米，一般选用混凝土平顶屋盖，也可根据当地材料的供应等情况选择使用。(二)、木屋架双坡瓦房的设计：1、 屋面细部设计2、人字梁设计3、形式及选择人字梁从结构上可分为4节点和6节点两种。从材料上可分为木结构，钢结构和钢木混合结构。跨度9.0米，一般选用六节点的钢木混合结构，钢木混合结构弦杆一般用双背面钢和槽钢。腹杆用木结构，斜杆用不小于20的钢筋。其屋面坡度是1：2，降水量较大时，可将坡度适当加陡，降水量较小时，可减缓坡度。4、荷载分析：（1）、恒荷载:屋面板的重量转化的水平投影面荷载,q=0.8knm4.活荷载:雪荷载s=cs0.施工检修荷载:p=0.784kn.式中:s0-基本雪压kgf/m2,查全国雪压分布表活图. c-屋面积雪分布系数c 屋面坡度及分布系数 表4-5屋面坡度系数25030035040045050屋面积雪分布系数c1.00.80.60.40.20屋面积均布活荷载 表4-6项目活荷载(公斤/米2)附注不上人的屋面轻屋面、瓦屋面一般钢筋混凝土屋面q1=30-50瓦屋面指平瓦、小青瓦等屋面指预制板屋面和现浇板屋面上人的屋面p=150兼作其它用途时,按相应楼面活荷载采用 （2）、风荷载:对于靠山的封闭式及敞开式机房及坡度大于300的应考虑风荷载,其计算公式为: 风荷载qh=空气空气(3)、荷载组合 以风需荷载与恒载的组合作为设计,施工进修荷载与恒荷载的组合作为校核.(4)、内力计算 人字屋架各杆的内力计算,可用横条传至节点的荷重p乘以下表所列的内力系数而得(5)、结构计算 a= 式中：k-安全系数 r-材料抗拉压强度值 p-计算内力(千牛)(三)、钢筋混凝土平顶屋盖设计1、 楼面板设计: (1).形式及选择:楼面板有矩形,糟形和圆形空心楼面板等几种形式,目前广泛使用的是空心楼板和槽形板. (2)、圆形空心楼板的设计: 、荷载分析恒荷载: 自重 q=nt活荷载: 雪荷载 s=s0人群荷载: q1=1.96千牛/米施工检修荷载:、荷载组合:选用q与s的组合作为设计情况下q与q1或q与p的组合作为校核.、尺寸的确定楼板厚度0.080.15米,宽度0.501.00米,长度3.004.50米,规格尽量少.总宽度为机房外缘宽度另加1米,长度为一个开间大小,一般选为主机组的中心距.另外,楼板的总长度,总宽度计算与地板总长,总宽计算相同,最外缘楼板选用至少1.00米宽.若选用定型产品,可查静力设计手册和给排水手册、结构设计:可参考建筑结构单向板的计算部分,定型产品先需计算.2、 屋面大梁设计(1)、形式及选择预制梁计算简图支梁,整体浇筑为两边固定端.结构形式有矩形梁,t形梁,工字钢,以及弯截面薄腹梁,小跨度一般用矩形梁,大跨度目前广泛选用薄腹梁,大都采用预制装配式.(2)、矩形屋面大梁设计、荷载分析:恒载:自重 q1=ht(h:梁高(m).b:梁宽(m)支撑范围内楼板重q2=tl(l:楼板长度式开间大小(m).活荷载:支承范围内楼板的承受的活荷载q3;若采用蛋轨滑车时,还有工字钢的重量p1,起吊部件重量p2及起吊最大部件重量p3,后两个荷载按动荷载计算,动力系数取1.21.8、荷载组合q=q1+q2+q3 p=p1+(p2+p3)屋面大梁的计算简图为简支梁.（3）、内力计算跨度最大弯矩m中=(knm)支座处的最大剪力: q座=(kn)式中：l0- 净跨(米)l - 计算跨度(米)取1.05t0和t中-中的最小值q - 线性均布线性分布荷载(千牛/米)p - 集中荷载(千牛)-动力系数. 1.21.8 第三节 厂房的内部布置一、 内部布置（一） 、水泵层.1、主机组的布置 机组较少时，采用单排布置。当机组较多时，采用双排布置，一般采用交错布置