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灌溉供水泵站毕业设计

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灌溉 供水 泵站 毕业设计
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灌溉供水泵站毕业设计,灌溉,供水,泵站,毕业设计
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泵站课程设计设计说明书题 目: 泵站课程设计 指导老师: 姓 名: 学 号: 水利与土木工程学院2014年12月泵站课程设计目录摘 要5Abstract61.设计任务书71.1设计目的71.2设计任务71.3基本资料及设计要求71.4设计成果具体要求81.4.1设计说明书81.4.2设计图纸82.总述93.站址及管线分析123.1总体布置123.2取水方式的确定123.3进、出水方式的选择123.4管线的确定124.设计流量和设计扬程的计算124.1压力管道流速计算124.2管道材料选择134.3设计扬程的计算135.水泵机组选型155.1水泵选型155.2水泵型号和数量的方案比较165.3动力机选型176.管路水力计算及安装高程206.1水泵工况点校核206.2水泵安装高程226.3进出水管道236.3.1进水管道选择236.3.2进水管道附件236.3.3出水管道附件276.3.4管道支撑结构306.4特征扬程的计算316.4.1泵站设计扬程316.4.2泵站最高扬程316.4.3泵站平均扬程316.4.4泵站最低扬程327.泵房及附属设备327.1泵房形式327.2泵房内设备布置327.2.1主机组的布置327.2.2交通道的布置327.2.3排水系统的布置337.2.4充水系统的布置337.2.5配电设备的布置337.2.6检修间的布置347.2.7起吊设备的布置347.3泵房尺寸347.3.1泵房长度的确定347.3.2泵房跨度的确定357.3.3泵房高度的确定367.4泵房其他尺寸387.4.1楼梯387.4.2电缆沟397.4.3门窗397.4.4柱子397.5泵房防渗措施398.进出水建筑物398.1引渠398.1.1渠道断面408.1.2渠道长度408.1.3渠道高度418.1.4其他附属设备418.2进水池418.2.1进水池的形式418.2.2进水池的尺寸418.2.3隔墩448.2.4滤网448.2.5导水锥448.2.6进水池防渗措施448.3前池448.3.1前池形式448.3.2前池扩散角458.3.3前池长度458.3.4前池坡度458.3.5前池翼墙形式468.3.6前池防渗措施468.4出水池468.4.1出水池的形式468.4.2出水池的长度468.4.3出水池的宽度479.泵站管理47总结49参 考 文 献51摘 要灌溉供水泵站应用于将低处河流或渠道中的水提到高处,对农田进行灌溉的泵站。泵站的选址及规模应根据水文地质条件,气象,取水是否方便,当地经济发展,灌区的标准等来确定,根据灌区不同,一般会有一级泵站提水和多级泵站提水的划分,本次设计将泵站建设在水源处,采用一级提水方式将水提到灌区高位水池中去,本次从引水渠道、前池、进水池、进水管道、泵房、出水管道、出水池,以及附属设备做了系统设计,对配件本次不做出具体说明,应根据时市场规格参考价格、性能、使用寿命进行选配。本次设计主要针对泵房以及进出水建筑物,因此对部分设施的设计没有明确给出,同时,对泵站也应进行科学合理的管理,本文简单给出部分泵站安全运行管理措施,可供参考。关键词:泵房 进出水池 进出水管道 水泵 阀门 AbstractIrrigation water supply pump station used in low to high, the water in the river or channel mentioned,The farmland irrigation pumping station.The pumping stations location and size should be according to the hydrogeological conditions, weather, whether its a good water, local economic development, to determine the standard of the irrigation area, According to different irrigation area, the general level of pumping station carry water and the division of multistage pumping stations carry water, This design, construction of pumping station in water source place,The primary water way will be referred to the pool of water,From the water diversion channels, the former pool, into the pool, water pipe, pump room, water pipe, a pool, and accessory equipment for the system design,For accessories,dont make specific instructions, should be by the market specification, the reference price, performance and service life,This design mainly aimed at the pump room and water in and out of the building,So the design of part of the facilities is not clearly given,At the same time, the pump station also should carry on the scientific and reasonable management,This paper simply presents part of the safe operation of the pumping station management measures, for reference。Keywords:The pump room in and out of pool in and out of the water pipe the water pump the valve1.设计任务书1.1设计目的1、使学生所获得的专业理论知识加以系统化,整体化,以便于巩固和扩大所学的专业知识。2、培养学生独立分析,解决实际问题的能力。3、提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力。4、为适应工作需要打一下的基础。考虑经济、美观以及便于施工等要求,根据可能和合理方案进行技术经济比较,选定泵站工程枢纽的布局、建筑物的结构型式、材料和施工方法,掌握泵站设计的基本步骤和方法,能正确地对泵站进行设计计算,并能通过工程图纸准确地表达设计内容。1.2设计任务对一灌溉供水泵站进行设计,包括以下工作:1、泵站设计流量、设计扬程确定2、水泵机组选型,水泵安装高程确定3、泵房设计及辅助设备选型4、前池、进水池、出水池设计5、引水管道和出水管道设计1.3基本资料及设计要求甘肃省东部某灌区位于黄河中游黄土高原地区,灌区内拟建一座泵站,从灌区旁边的河流取水进行农田灌溉。已知,河流百年一遇的最高水位38.0m,最低水位33.0m,正常水位35.0m。该灌区属内陆地区,受大陆季风影响。气候特点是冬季干旱少雨,秋夏多暴雨,春秋有霜降,冬季降雪。全市年平均气温11.1,最高气温34,最低气温-4.9,最大冻土深度1.35m。该灌区最大用量水近期10830m3/h,远期13750m3/h。灌区高位水池设计水位51.0m,水池距离水源2500m。要求针对上述资料,选择水泵机组型式和数量,确定泵房及进出水建筑物型式,对泵站的工艺尺寸进行设计计算,确定泵站平面布置和高程布置。最后完成设计说明书和设计图纸。1.4设计成果具体要求设计成果包括设计说明书和设计图纸两部分。1.4.1设计说明书(1)设计任务书(2)总述(3)泵站设计流量及设计扬程计算(4)水泵机组选择(5)机组及管路布置(6)管路水力计算(7)水泵工况点校核及安装高程计算(8)动力机及基础尺寸确定(9)泵房平面尺寸及各部分标高的确定(10)进出水建筑物的确定(11)设计总结(12)参考文献要求:书面整洁、文理通顺、论证合理、层次分明、计算无误。重要公式及提法应该标明出处。1.4.2设计图纸(1)泵站平面布置图(2)泵站(泵房)剖面图要求:应绘出主要设备、管路、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高,列出主要设备表和材料表(建议用1号图幅,比例尺在1:1001:200之间自定)。要求布置合理、图面整洁、按标准与规范制图。2.总述泵站位于甘肃省东部黄河中游黄土高原地区的灌区内,从灌区旁边的河流取水进行农田灌溉,河流百年一遇的最高水位38.0m,最低水位33.0m,正常水位35.0m,气候特点是冬季干旱少雨,秋夏多暴雨,春秋有霜降,冬季降雪。全市年平均气温11.1,最高气温34,最低气温-4.9,最大冻土深度1.35m。该灌区最大用量水近期10830m3/h,远期13750m3/h。灌区高位水池设计水位51.0m,水池距离水源2500m。针对以上资料,在距离水源不远处修建一坐泵站,本次规划从引渠开始,水流依次经过前池、进水池、进水管道、水泵、出水管道、直至灌区高位水池,还需要根据情况配备一系列附属设备,泵房前有拦污珊、滤网、喇叭口、导水锥,泵房内进水管道附件包括吸水管,穿墙管、波纹伸缩节、检修阀,偏心异径管,水泵机组,出水管道包括渐放接管、逆止阀、截流阀、穿墙管、T型叉管等设施,泵房后是出水压力管道,直至出水池。本次设计的内容主要为以下几个方面:(1) 泵房泵房类型确定为固定式干室型泵房,泵房的尺寸,包括长度、跨度、高度的计算,其中泵房长度取决于所选型号水泵机组的长度、机组与墙壁的距离(按照泵站设计规范确定)、检修间的长度(依据规范确定)三者的和;泵房的跨度取决于进水接管的长度、检修阀的长度、偏心异径管的长度、机组的宽度、渐放接管的长度、逆止阀长度、截流阀长度、短管长度以及定位轴线到泵房墙内侧的距离之和;泵房高度是指泵房地面高程到屋面大梁 的距离,主要取决于机组最高设备到底部的距离,车厢高度,起吊设备相关高度及安全高度之和。具体计算过程见本文第七章内容,最后加之对施工工艺的考虑,对泵房计算出的尺寸做一定调整,本次工程泵房尺寸设计为30m18m8m。(2) 进出水建筑物: 首先确定出泵房尺寸后,考虑进水池,本次设计进水池形式采用矩形正向进水池,其长度可由每台机组的长度,机组的台数以及最两端喇叭口中心线(本次设计喇叭口采用垂直布置)到侧墙的距离之和来确定;其宽度根据秒换水系数公式来确定,本次设计根据进水池容积是总流量的50倍来计算,考虑到施工方便,最终对进水池尺寸做了一定调整,进水池尺寸为24.5m5.0m。 要想确定前池尺寸需要知道引渠末端底宽,故接下来进行引渠尺寸的计算。引渠的尺寸主要是断面尺寸和长度。其中断面采用梯形断面,选择好相关水力参数后,按照水力最佳断面的方法进行,最终确定引渠的底宽为1.5m,其流速满足不冲不淤流速要求,引渠长度取值12.0m,具体施工时可根据情况调整。 前池尺寸的确定,参照教材水泵与水泵站(第二版)(中国农业出版社,王福军主编,232页),对前池尺寸计算采用公式法,长度最终结果为32.0m,可设置前池翼墙,从而保证水流条件良好。 出水池的确定,本次工程设计出水池采用正向出流,多台水泵并管后的单根钢管中水流进入灌区高位水池,根据教材水泵与水泵站(第二版)(中国农业出版社,王福军主编,241页),采用水面漩滚法计算出水池长度,本次设计出水池尺寸为6.5m5.0m。(3) 进出水管道 进水管道采用钢管,直径为700mm,经校核满足泵站设计规范中进水管流速要求,进水管口处加喇叭管,本次设计喇叭口直径为900mm,进水管口至水泵进水口之间需要增加穿墙管、波纹式伸缩节、检修阀、偏心异径管,各部件规格和尺寸祥见本文第六章。其中,喇叭口采取垂直布置形式,原因是假如采用水平式布置,则水泵安装高程自然会降低,使得检修间地面与泵房地坪高度差值变大,为了使楼梯设计满足规范要求,必定要增加泵房跨度。 出水管道采用钢管,直径为600mm,经校核满足泵站设计规范中出水管流速要求,水泵出水口至出水池出口之间需要增加渐放接管、逆止阀、截流阀、穿墙管,还有将六根出水管并管的T型叉管,之后采用的压力管道为钢管材料,压力管道直径本次设计取值1400mm,满足规范要求,输送水至出水池。各阀门和部件规格尺寸已在本文第六章给出了具体说明。(4) 水泵根据水泵设计扬程选择泵型,本次设计从上海凯泉泵业和上海连成泵业电子样本中选择,考虑到泵房便于管理和维护,最终确定了泵型为KQSN600-M19/470的水泵,经校核,流量和扬程满足设计要求。五台运行,一台备用。在泵房内机组采取双列交错式布置,水泵主要技术参数详见本文第五章图2和表2.本次设计水泵允许吸水高度为2.05m,安装高程36.05m。动力机的选配根据电机功率确定,选择Y355M-6型号动力机。(5) 其他附属设施考虑到水流流态以及水泵吸水条件,本次设计可在前池与进水池交接处设置滤网,在进水池里、喇叭口下方设置导水锥,引导水流进入进水管,鉴于是农田灌溉引水,且本次对河流泥沙不做详细考虑,故可设置拦污珊,防止杂草等漂浮物进入水池,拥堵水管。(6) 泵站管理本文主要从泵站运行管理和安全管理角度出发,简单做出些说明,具体详见本文第九章。最后感谢王福军老师的悉心指导,感谢同学们的热心帮助,鉴于设计者水平有限,文中不免出现考虑欠妥甚至错误的地方,还请见谅。 2015年1月7号513.站址及管线分析3.1总体布置该泵站修建在灌区内,该灌区位于甘肃省东部黄河中游黄土高原地区,泵站从灌区旁边的河流取水进行农田自流灌溉,即该泵站为灌溉供水泵站,按灌区最大用水量远期值考虑,需水量为13750m3/h 。根据泵站设计规范,本次泵站等别为IV(小1型)。3.2取水方式的确定从河流处通过渠道引水,依次进入前池、进水池,鉴于泵站靠近水源,故从水源处到泵站的距离很短,引水渠道、前池、进水池的总长度远远小于2.5km,为简化计算,本次设计将总出水管路长度定为2500m。3.3进、出水方式的选择 进水采用带有喇叭口的吸水管直接吸水进入水泵,出水管并管后采用材质为钢材的压力管道直接连接出水池。3.4管线的确定已知灌区高位水池距离水源2500m,管路长度远远大于进水建筑物的长度,且不考虑地形因素,故在计算管路损失时,可视为管路长度为2500m,管线直接铺设在地形表面。4.设计流量和设计扬程的计算4.1压力管道流速计算流量按照该灌区最大用水量远期取值,为13750m3/h,即137503600 m3/s=3.82m3/s 根据泵站设计规范(9.3进水管道及泵房内出水管道,47页),出水管道设计流速宜取2.0m/s3.0m/s 泵站设计规范(GB50265),2011,则最大出水管径:dmax=4Qv=43.822.0=1560mm最小出水管径:dmax=4Qv=43.823.0=1270mm分析:流量一定时,管径较大,流速小,水力损失较小,但管材投入成本偏高;当管径较小时,流速大,水力损失较大,但成本相对偏低。本工程为灌溉供水工程,工作时间较长,需重点考虑水力损失问题,综合分析,出水管道管径取1400mm。因此,可以得知,当流量为3.82m3/s时,1400mm管道内水流流速为v=4Qd2=43.821.42=2.48m/s4.2管道材料选择泵站的出水管道大多采用标准的钢管或预应力钢筋混凝土管,此工程管道选择钢管,钢管具有强度高、管壁薄、重量轻、管段长、接头简单和运输方便等优点,但钢管易生锈,使用年限短,因此,对于出水钢管,在安装和运行期间,必须进行认真的防锈处理,以延长管道的使用寿命 水泵与水泵站(第二版),王福军主编,中国农业出版社,2011年。故本次设计中,多台水泵并管后,采用单根钢管输水。4.3设计扬程的计算经查阅资料,考虑管道长期输水,内壁不可避免发生生锈,泥沙磨损等状况,故取钢管内壁绝对粗糙度=0.15mm 。则相对粗糙度为/d=0.15/1400=0.0001故可以求出雷诺数,Re=vd=2.48102cm/s140cm1.26710-2cm2/s=2.74106式中:v管道内水流流速,2.48m/s;d管道内径,1.40m;水的粘滞系数,运动粘度,甘肃省该地区全市年均气温为11.1左右,水力学第四版上册,对于水,可按下列经验公式计算 水力学(第四版)上册,吴持恭主编,高等教育出版社,2007年:=0.017751+0.0337t+0.000221t2代入t=11.1,得知=1.26710-2cm2/s对照 水力学 图3.24莫迪图,当相对粗糙度为0.0001,雷诺数为2.74106时,相应的流体摩擦系数=0.0155。根据达西公式,计算沿程水力损失:hf=Ldv22g=0.015525001.402.48229.8m=8.69m式中:沿程摩阻系数,=0.0155;L输水管道长,本次设计取2500m;d输水管道内径,本次设计取1.40m;v管道内水流速度,2.48m/s;g重力加速度,9.8m/s2 。不妨局部损失按沿程损失的15%计算,则总的水力损失计算如下:hz=hf+hj=1.15hf=1.158.69m=10.0m由于直接从河道取水,河流水位变化将影响进水池水位变化,在这里做一步简化,进水池最低水位、设计水位、最高水位分别与河流最低水位、正常水位、最高水位相等,即进水池最低水位为33.0m,设计水位为35.0m,最高水位为38.0m。本次设计中,出水池的最高、最低、设计水位均以51.0m计算。水泵设计扬程:H=Z2-Z1+hz=51.0-35.0+10.0m=26.0m式中:Z2出水池设计水位,51.0m;Z1进水池设计水位,35.0m;hz管路总水力损失,10.0m.水泵最大扬程:Hmax=Z2max-Z1min+hz=51.0-33.0+10.0m=28.0m式中:Z2max出水池最高水位,51.0m;Z1min进水池最低水位,33.0m;hz管路总水力损失,10.0m。5.水泵机组选型5.1水泵选型本次设计中水泵选择单级卧式双吸离心泵,机组之间采用并联方式连接。从上海连成泵业SLQS系列单级双吸中强自吸离心泵中选择,认为SLQS350-440A、SLQS500-710C、SLQS500-650(I)B、SLQS500-650(I)C四种水泵基本符合要求。从上海凯泉泵业KQSN系列中选择,认为KQSN400-M19/402、KQSN500-N8/385、KQSN600-M19/470三种水泵基本符合要求。七种水泵的性能参数见表1:表1 七种水泵的性能参数比较泵型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)轴功率(kw)电机功率(kw)效率(%)必须汽蚀余量(m)排气量(m3/min)泵净重(kg)SLQS350-440A700.051.51480-28084.56.52.4614502088.036.02750.025.0SLQS500-710C151841.5980-355795.53.2635002407.534.6317526SLQS500-650(I)B174046.4980-400845.73.2627703172.536400026.5SLQS500-650(I)C166042.2980-335825.73.262770301533.2383025KQSN400-M19/4021211431480194.22207311.5-1195201832202.187252324208.779KQSN500-N8/3851386371480205.42506811.8-1372231028223.079288820209.775KQSN600-M19/470165528990199.2250646.1-2550275824213.786330919236.0735.2水泵型号和数量的方案比较已知水泵的设计扬程、最高扬程分别为26.0m和28.0m。对比以上七种型号的水泵,上海连成泵业中SLQS350-440A水泵效率最高,但其扬程变化幅度较大,造成资源浪费,不够经济,对比上海凯泉泵业的KQSN400-M19/402水泵,其性能优于SLQS350-440A,故可选择KQSN400-M19/402;对比SLQS500-650(I)B、SLQS500-650(I)C 、KQSN600-M19/470三种水泵,其效率高低相差不大,KQSN600-M19/470扬程变化相对较小,效率相对较高,故可选择KQSN600-M19/470;对比SLQS500-710C和KQSN500-N8/385两种水泵,两者效率高低相当,但后者相对扬程变化范围较小,故可选择后者,即KQSN500-N8/385。综上,选择三种型号的水泵,KQSN400-M19/402、KQSN500-N8/385、KQSN600-M19/470。对于KQSN400-M19/402水泵,水泵流量按照2018m3/h计算,则需要的水泵数量是:n=13750m3/h2018m3/h=6.817根据水泵与水泵站(第二版)181页内容,对于灌溉泵站,装机39台时,其中应有一台备用泵;多于9台时,应有两台备用泵。故可设置一台备用机组。对于KQSN500-N8/385水泵,水泵流量按照2310 m3/h计算,则需要的水泵数量是:n=13750m3/h2310m3/h=5.956设置一台备用机组。对于KQSN600-M19/470水泵,水泵流量按照2758 m3/h计算,则需要的水泵数量是:n=13750m3/h2758m3/h=4.985设置一台备用机组。综合三种泵型,其效率和扬程均可满足要求,考虑到后期泵房的建设,以及水泵的安装、管理、检修方便,故选择需要水泵数量相对最少的KQSN600-M19/470型水泵,5台机组并联运行,一台备用,同时,考虑到后期泵房内水泵的布置形式是双列交错式,故应根据需要在选购时将部分水泵的联轴器调向,具体工作由水泵厂完成。KQSN600-M19/470水泵基本性能曲线如下图:图1 KQSN600-M19/470型水泵基本性能曲线图 5.3动力机选型KQSN600-M19/470型水泵的电机功率为250kw,根据上海凯泉泵业KQSN系列产品说明书中选择合适的动力机,具体数据见下表:表2 动力机选型及水泵机组尺寸故根据电机功率可以选择型号为Y355M-6的电机,其动力机性能参数见表3,物理尺寸见表4,水泵机组图见图2,机组不配底座安装示意图见图3,吸入法兰和吐出法兰示意图见图4.表3 Y355M-6型号动力机性能参数动力机型号额定电压(V)功率(kw)质量(kg)动力机底座Y355M-6380250/2201610820表4 Y355M-6型号动力机基本尺寸(表中符号见图2,图3)动力机型号尺寸(mm)LL1L2L3BHWACKY355M-6316816207002650960192594461058028 图2 水泵机组图 图3 机组不配底座安装示意图图4 吸入法兰和吐出法兰示意图6.管路水力计算及安装高程6.1水泵工况点校核根据水泵与水泵站(第二版)84页,水泵装置的需要扬程,由下式计算:H需=p-pg+H净+h损式中,p、p分别为进水池和出水池处的大气压力,单位:Pa。本次设计中,进出水池水位高程相差16m。粗略认为海拔每上升12m,大气压强降低1mmHg。因此,进水池处比出水池处大气压强高1.3mmHg,近似为17.4mm水柱高,远远小于进出水池高程差,因此可以忽略;H需水泵装置的需要扬程,单位:m;H净水泵装置的静扬程,即进出水池水位差,单位:m; S管路阻力参数,单位:s2/m5; h损管路水头损失,单位:m。由水力学可知管路的水头损失为:h损=h沿+h局=1.15h沿=1.15Ldv22g=1.15L2gA2dQ总2=SQ总2式中,L管路长度,本次设计取值2500m;d管径,本次设计取1.40m;A管路截面面积,m2;-沿程摩阻系数,本次设计取0.0155;Q总-多台水泵并联的总流量;g重力加速度,9.8m/s2。故水泵装置的需要扬程可做如下转化:H需=p-pg+H净+h损=H净+SQ总2=51.0-35.0+1.150.0155250029.8(0.702)21.40Q总2=16.0+0.69Q总2=16.0+0.69(5Q)2根据教材水泵与水泵站(第二版)用图解法求并联水泵工作点,具体步骤如下:将所选型号水泵性能曲线上的点的横坐标(流量)乘以5,即得到并联后的性能曲线(HQ);绘制并联管路系统的的需要扬程曲线,即H需-Q曲线,并联管路系统需要扬程曲线上的特征点坐标如下表:表5 并联管路系统需要扬程曲线上的特征点坐标编号Q总(m3/h)Q总(m3/s)H需(m)110000.27816.053220000.55616.213330000.83316.479440001.11116.852550001.38917.331660001.66717.917770001.94418.609880002.22219.407990002.50020.31310100002.77821.32411110003.05622.44212120003.33323.66713130003.61124.99814140003.88926.43515150004.16727.979H需-Q曲线与(HQ)曲线的交点就是并联水泵的工作点,水泵工况点校核见下图。图5 水泵工况点校核图如图,交点坐标为(13600,26.5),在(H设,Q设)点的附近,符合要求,该水泵工作点合适。6.2水泵安装高程结合教材水泵与水泵站(第二版)117页,水泵基准面高程称为水泵安装高程,用安表示,即安=进+Hsz,式中,进表示进水池的水位高程,而Hsz则为水泵允许吸水高度。Hsz=p0-pvg-NPSH-hs式中,hs-为简化计算,这里估计水泵吸入装置的水头损失hs=0.5m;Hsz水泵最大允许吸水高度,单位:m;p0进水池水面压力,甘肃东部地区平均海拔大致取值为1100m,根据水泵与水泵站(第二版)109页(表4-2),由差值法得大气压力p0g=9.2-1100-10001500-10009.2-8.6=9.080m;pv水流工作汽化压力,甘肃东部该市年均气温11.1,根据水泵与水泵站(第二版)109页(表4-1),差值法得11.1下水的汽化压力pvg=0.12+11.1-1020-100.24-0.12=0.133m;水的密度,取1.0103kg/m3NPSH允许汽蚀余量,根据水泵站与水泵站(第二版)113页,为水泵运行安全,根据有关规定,对清水泵一般留0.3m作为安全余量,即 NPSH=NPSHr+0.3,单位:m,本次设计中,NPSH=6.1+0.3m=6.4m。故水泵允许吸水高度:Hsz=p0-pvg-NPSH-hs=9.080-0.133-6.4-0.5m=2.05m为了水泵便于进水,故将水泵降下1m。为了保证水泵在最低水位也能吸上水,故以最低水位高程为基准,水泵安装高程为:安=进低+Hsz=33.0+1.05m=34.05m6.3进出水管道6.3.1进水管道选择按照泵站设计规范(47页),离心泵进水管道设计流速宜取1.52.0m/s,令进水管中流速为2.0m/s,则进水管直径为 d进=4Qv=4(3.825)2.0=697.4mm 选择内径为700mm的管道,经验证满足规范要求,本次设计中进水管道材料采用钢管。根据水泵与水泵站(第二版)259页,进水管长度一般不超过10m,结合取水输水建筑物丛书泵站438页,进水接管长度应大于4m,故本次设计进水接管取值为4m。6.3.2进水管道附件(1)喇叭管a进水管进口设置喇叭管,喇叭管采用垂直布置,根据泵站设计规范,喇叭口直径宜等于大于1.25倍进水管直径,1.25700mm=875mm,故选择喇叭口直径900mm。根据泵站设计规范,进水管喇叭口与建筑物的距离应符合以下规定:喇叭管中心的悬空高度宜取(0.60.8)D,其中D为喇叭管进口直径,本次设计悬空高度取值为0.7900mm=630mm=0.63m;喇叭管中心的淹没深度宜大于(1.01.25)D,本次设计取值为1.1900mm=990mm=0.99m 1.0m;喇叭管中心与后墙的距离宜取(0.81.0)D,本次设计取值0.9900mm=810mm=0.81m;喇叭管中心与侧墙的距离宜取1.5D,本次设计取值为1.5900mm=1350mm=1.35m;喇叭管中心至进水池进口距离应大于4D,本次设计取值为5900mm=4500mm=4.5m。b根据取水输水建筑物丛书泵站488页,对于喇叭管的尺寸设计,介绍一种比较简便的近似计算方法,即ZD2=K的方法,具体过程不做多说明,联立方程以后得到关于K值的计算式:K=hD021-(D0D1)2式中各符号见喇叭口示意图,结合取水输水建筑物丛书泵站493页,喇叭口尺寸设计步骤如下:根据水泵结构,将水泵座环面作为喇叭管的出口断面,其直径为D0,本次设计取值700mm;选择喇叭管高度,一般可取h=(0.30.4)D0,其中D0为水泵座环直径,本次设计取h=0.3D0=210mm;按上式计算K值; 按ZiDi2=K做出Zi和Di的关系曲线,具体过程不做赘述。喇叭口示意图如下: 图6 喇叭口管线示意图(2)偏心异径管进水管的管径一般都比水泵进口大,故水泵进口与进水管之间的进水接管长长需要采用渐缩管连接 取水输水建筑物丛书泵站,丘传忻编著,中国水利水电出版社,2004年2月第一版,是一种偏心异径管。本次设计主要尺寸及偏心异径管管线示意图如下: 图7 偏心异径管管线示意图(3)检修阀根据取水输水建筑物丛书泵站441页,对于水泵安装在进水池最高水位以下的抽水装置,需要在进水管上安装阀门,以便水泵检修,在泵站工程中,常选用闸阀作为检修阀。本次设计中,水泵安装高程低于进水池最高水位,水质中不考虑泥沙问题,根据水泵与水泵站(第二版)260页,口径小于550mm时,多用手动闸阀,故在进水管上水平卧轴安装一个内螺纹式电动闸阀作为检修使用,公称直径为700mm,另外,检修阀在运行期间应处于常开状态,具体选配不做多说明,根据目前市面上常见的电动闸阀选配,本次设计采用某生产厂家某型号电动闸阀,示意图和规格表如下: 图8 电动闸阀示意图表6 该闸阀尺寸公称压力(MP)公称直径(mm)长度(mm)法兰外径(mm)螺栓孔中心圆直径(mm)连接凸出部分直径(mm)HN-M1.6700160910840788230024-M36(4)穿墙管根据水泵与水泵站(第二版)260页,对于干室型泵房,进水管穿过挡水墙的位置经常位于水面下,因此需要设置穿墙管,本次设计采用法兰式穿墙管,是将穿墙管与泵站的挡水墙一起浇筑,穿墙管直径大于进水管直径,示意图如下:图9 穿墙管示意图(5)伸缩节根据水泵与水泵站(第二版)261页,为了便于进水管与穿墙管连接,也为了防止因不均匀沉降引起建筑物或管道破坏,常在管道中间安装有伸缩节,考虑到施工工艺,本次设计采用波纹式伸缩节,示意图如下:图10 波纹形伸缩节示意图6.3.3出水管道附件根据泵站设计规范,离心泵出水管道设计流速宜取2.03.0m/s。初定出水管流速为3m/s, d出=4Qv=4(3.825)3.0=569mm取出水管径600mm,带入验证,满足规范要求,材料选择钢管。(1)渐放管根据取水输水建筑物丛书泵站453页,因出水管直径一般较泵出口直径大,故需要采用渐放接管。渐放接管的长度L可取L=57(D出-D泵),其中D泵为水泵出口直径,D出为渐放接管出口直径。本次设计中D泵=500mm,D出=600mm,故渐放接管长度L=500700mm,取值600mm,即0.6m。(2)逆止阀 根据水泵与水泵站(第二版)265页,在出水管道上截流阀前设置逆止阀,作用是当事故停泵来不及关闭截流阀时,在短时间内自行关闭而隔断水流,以防止水泵叶轮的倒转,防止水锤对泵站的破坏,同时,还应设置旁通阀,该阀经常打开。根据取水输水建筑物丛书泵站568页,水锤简易计算法有美国工程师J帕马金提出的图解曲线法和日本富泽清治提出的计算曲线图法,在这对水锤不做具体计算,本次设计建议选择缓闭式摇动逆止阀,给出某厂家某类型逆止阀示意图以及相关尺寸,供参考,具体选配不做多说明。 图14 逆止阀示意图表8 该逆止阀尺寸(单位:mm)DNLAA1HH1F60012306004451270725920(3)截流阀根据水泵与水泵站(第二版)264页,泵站出水管道上通常都需要安装截流阀,来满足水锤防护的要求,常用的截流阀有闸阀和蝶阀两种,本次设计选用蝶阀,其特点是在阀室中使阀板转动来实现开启或关闭,启闭速度较快,操作力较小,流量调节特性较好。下图是市面上某类型蝶阀,供参考,具体选配时应根据价格,使用寿命,性能,便于检修管理等各方面综合考虑。本次设计采用某厂家某型号截流阀,示意图和其规格尺寸如下: 图13 蝶阀示意图 表7 该蝶阀规格尺寸表公称直径外形尺寸mm(1.6MP)L(mm)MinMax600D1bn-dHAB2673907703620374201250600(4)穿墙管本次设计中,根据水泵与水泵站(第二版)261页,本次设计,出水管的穿墙管采用套管式,穿墙套管的直径大于进水管直径,在泵房施工时,先在墙上预留孔口,将套管放入,并补浇二期混凝土,示意图如下: 图12 出水管穿墙管示意图(1带有圆形橡胶圈的治水装置 2满焊翼环 3挡水墙)(5)叉管根据水泵与水泵站(第二版)266页,在并联管道中,必须用叉管将两条及两条以上支管与干管连接起来,叉管有三种基本类型,本次设计选择型叉管,具体形式不做设计,示意图如下: 图11 型叉管示意图(6)空气阀根据水泵与水泵站(第二版)265页,为了避免因压升或压降带来的管道破坏,采用空气阀,既安全,又经济,空气阀选配根据实际情况而定。6.3.4管道支撑结构(1)镇墩根据水泵与水泵站(第二版)267页,在管道的转弯处和斜坡上的长管道,为了消除管道在正常运行和事故停机时,左右、上下振动和位移,都必须设置镇墩,以维持管道的稳定。镇墩除转弯处必须设置外,在长管段一般相距80120m设一镇墩,本次设计在长管段每100m设一镇墩,采用封闭式镇墩,镇墩的设计在这不做考虑。(2)支墩根据水泵与水泵站(第二版)268页,支墩常设置在两镇墩之间,本次设计支墩采用水泥砂浆砌石做成,间距每隔10m一个,由于泵站建在甘肃地区,支墩基面应放在冻土线以下,本次设计可放在地面以下1.5m处,支墩的设计不过多说明。6.4特征扬程的计算6.4.1泵站设计扬程根据水泵与水泵站(第二版)177页,设计扬程是指泵站进、出水池设计水位的差值,再加上进水池至出水池间的管道水力损失。一般难以准确计算出管道的沿程和局部水力损失,结合其他泵站的水力损失值参考发现,泵站进水池至出水池间的管道水力损失相对于净扬程来说很小,对整个扬程影响不大,因此本次设计可估取为0.20m。H泵设=H2设-H1设+h泵管=51.0-35.0+0.20m=16.20m式中,H泵设 泵站的设计扬程,单位:m;H2设-泵站出水池的设计水位,本次设计取51.0m;H1设-泵站进水池的设计水位,本次设计取35.0m;h泵管-泵站进水池至出水池间的管道水力损失,本次设计取0.20m。6.4.2泵站最高扬程H泵max=H2max-H1min+h泵管=51.0-33.0+0.20m=18.20m式中,H泵max-泵站最高扬程,单位:m;H2max-泵站出水池最高水位,本次设计取值51.0m;H1min-泵站进水池最低水位,本次设计取33.0m;h泵管-泵站进水池至出水池间的管道水力损失,本次设计取0.20m。6.4.3泵站平均扬程根据水泵与水泵站(第二版)177页,平均扬程是指在加权平均净扬程的基础上,计入进水池至出水池间的管道水力损失后的结果,鉴于本次设计资料较少,无法得知泵站运行时段长以及对应的提水流量,故对平均扬程不做过多计算。6.4.4泵站最低扬程H泵min=H2min-H1max+h泵管=51.0-38.0+0.20m=13.20m式中,H泵max-泵站最低扬程,单位:m;H2max-泵站出水池最低水位,本次设计取值51.0m;H1min-泵站进水池最高水位,本次设计取38.0m;h泵管-泵站进水池至出水池间的管道水力损失,本次设计取0.20m。7.泵房及附属设备7.1泵房形式根据取水输水建筑物丛书泵站245页,本次工程中进水池水位变幅大于水泵有效吸程,故采用固定式干室型泵房。根据水泵与水泵站(第二版)201页,干室型泵房按其平面形状可分为矩形和圆形两种形式,考虑到便于内部设备布置,整齐美观以及检修维护方便的原因,本次设计采用矩形干室型泵房。7.2泵房内设备布置7.2.1主机组的布置采用KQSN600-M19/470型6台水泵,其中1台备用.根据水泵与水泵站(第二版)208页,本次设计采用双列交错式布置,其特点是可以缩短泵房长度和前池、进水池的宽度,同时还能减少工程量。部分机组的联轴器调向工作已在水泵选购时做出了说明。根据泵站设计规范查得,相邻机组之间的间距不小于1.8m到2.0m,故交错相邻的两台机组跨度方向间距设计为2.0m,考虑到排水支沟的宽度和布置,故本次设计相邻两机组在长度方向上间距0.5m。7.2.2交通道的布置根据水泵与水泵站(第二版)209页,泵房内的交通道沿泵房长度方向布置,分主要通道和一般通道,用于管理人员巡视及搬运货物。本次设计直接在箱型基础的前后墙上设置悬臂结构作为交通道,进出水管在交通道的下部通过,交通道高于泵房地面一定高度,与配电间地面同高,鉴于本次设计将配电间放在了交通道上,故泵房内交通道的宽度定为3.2m,在泵房外靠近进水池一侧设置人行通道,宽度为1.5m,用于观测水情,交通道用混凝土制成,厚度本次设计为0.3m。7.2.3排水系统的布置根据水泵与水泵站(第二版)209页,本次设计,泵房地面做成向前池方向倾斜的坡度,坡度为2%,并设排水干、支沟。支沟靠近机组基础沿厂房跨度方向布置,干沟沿厂房长度方向布置,将排水干沟的水流入集水井内,集水井设在泵房一端的较低处靠近前池的方向,井内设排水泵,井内废水由排水泵排入前池,同时应注意将排水沟与电缆沟分开,防止电缆受潮,本次设计可布置两台泵,一用一备,根据成都明珠泵业有限公司提供的参数,泵房内的排水沟沟宽一般不小于200mm,排水沟的纵向坡度不小于0.01m,故排水支沟的宽度本次设计取值0.3m,深度0.3m,排水支沟距离两机组均为0.1m,排水干沟宽度取值0.5m,深度0.5m,排水沟的坡度本次设计定为0.01,排水干沟距离泵房前墙面1.0m,集水井的尺寸可设置为120012001500mm,距离侧墙壁0.2m,距离前墙壁0.7m。7.2.4充水系统的布置根据水泵与水泵(第二版)209页,为了便于水泵启动时充水,本次设计选用真空泵两台互为备用,布置在检修间,抽气干管位于充水设备同侧,沿机组基础的地面铺设,真空泵的具体选配不做说明。7.2.5配电设备的布置根据水泵与水泵站(第二版)209页,配电设备是用来接受、变换和分配电能的电气装置。本次设计采用低压式开关柜,由专门厂家成批生产,配电间的布置有两种形式,一侧式和一端式,由水泵与水泵站(第二版)210页,鉴于本次工程有6台机组,为了减少进水管路的长度,减少泵房跨度,并有利于配电设备的防潮,采用一侧式布置,布置在出水侧,一个机组配用一台开关柜,共计6台开关柜,本次使用的低压开关柜尺寸为高2140mm、宽900mm、深600mm,为防潮,与交通道布置在同一高程,电缆铺设在泵房地面下的电缆沟里。开关柜与墙壁的净距设为1m,柜前的过道为1.6m,满足规范要求,在配电柜右侧设置一道防火门,门宽1.5m,门高2.2m。7.2.6检修间的布置根据水泵与水泵站(第二版)210页,将检修间布置在主厂房右侧,其平面尺寸要求能够放下泵房内最大设备或最大部件,并便于拆卸,本次设计检修间的长度为5m,高程高于交通道和配电室地面高程3.5m。7.2.7起吊设备的布置根据取水输水建筑物丛书泵站257页,本次设计在泵房内设置一台吊车,检修间和泵室共用,根据机组重量选择起吊重量,本次设计选择7.0t起吊设备,可根据厂家提供的型号进行选择,具体选配不做过多说明。7.3泵房尺寸7.3.1泵房长度的确定根据水泵与水泵站(第二版)210页,泵房的长度应根据主机组台数,布置方式,机组间距和检修间尺寸确定。单层泵房示意图如下:图15单层泵房平面布置示意图对于交错式布置,泵房长度为: L=nL2+2L1+L3+(n-1)L4式中,L泵房长度,单位:m;n机组数,本次设计取值6台;L2机组长度,由水泵样本查询,本次设计选用的KQSN600-M19/470型水泵和Y355M-6电机所组成的机组长度为3.168m。L1机组顶端到检修间和墙壁的距离,一般规定1.01.5m,本次设计取值1.2m。L3检修间长度,本次设计取值5.0m。L4两机组之间沿长度方向距离,考虑到排水支沟宽度,本次设计取值排水沟宽度为0.5m。故泵房的计算长度为L=nL2+2L1+L3+n-1L4=63.168+21.2+5.0+50.5m=28.91m为施工方便,取泵房长度30m。7.3.2泵房跨度的确定由于是双列交错式布置机组,在此取距离泵房前墙面较近的一台机组进行计算,泵房跨度示意图如下:图16 泵房跨度示意图根据水泵与水泵站(第二版)212页,泵房跨度计算公式为:B=b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+2b式中,B泵房跨度,单位:m;b1根据水泵与水泵站(第二版)211页,泵房内的进出水管路为了避免漏气漏水以及便于拆装,通常采用法兰连接金属管,金属管长度,本次设计取值4.0m;b2偏心异径管的长度,本次设计取值1.0m;b3机组宽度,本次设计取值为1.60m;b4渐放接管的长度,本次设计取值0.6m;b5逆止阀长度,本次设计取值1.23m;b6截流阀长度,本次设计取值0.39m;b7截流阀后接一短管,除满足拆卸的空间要求外,由该管段调整泵房跨度以满足标准跨度等方面的要求,考虑到楼梯的地面投影长度距最近的机组有一定距离,本次设计估取为8.0m;b定位轴线到泵房墙内侧的距离,参考同类型泵站工程设计,本次设计估取为0.25m。故泵房的计算跨度为:B=b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+2b=4.5+1.0+1.2+0.6+1.23+0.39+8.0+20.25m=17.42m实际泵房跨度可取值18m。对于机组距离泵房后墙较近的管路,由于在泵房跨度方向上机组后移,且后移的长度为2.0m,故在进水管多加2.0m的管道,出水管就减少2.0+1.6m=3.6m的管道。7.3.3泵房高度的确定根据水泵与水泵站(第二版)212页,泵房的高度是指从检修间地坪到屋面大梁底缘的垂直距离。示意图如下:图17 泵房高度示意图(1) 泵房地面高程地=安-h1-h2式中,地泵房地面高程,单位:m;安水泵安装高程,本次设计取值34.05m;h1泵轴线至泵底座的距离,查得样本得知,取值为0.95m;h2机组基础顶面至地坪的距离,查得样本,本次设计取0.21m。故泵房地面高程为:地=安-h1-h2=34.05-0.95-0.21m=32.89m(2) 检修间地面高程 检根据水泵与水泵站(第二版)212213页,本次设计,检修间地面高程高于泵房地面高程,与配电间地面高程以及交通道高程相差3.5m,检修间地面高程应高于最高洪水位和泵房外地面0.5m左右,故本次设计取值为38.5m。(3) 吊车轨面高程轨根据水泵与水泵站(第二版)213页,按下式计算轨=检+h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7式中,轨吊车轨面高程,单位:m;检检修间地面高程,本次设计取值38.5m;h1汽车车厢底板在检修间地面以上高度,本次设计取值2.0m;h2垫块高,本次设计估取0.2m;h3最高设备(或部件)的吊环至设备底部的高度,可从样本中查得为1.57m;h4吊绳最小长度,一般不小于0.5m,本次设计取值0.7m;h5吊车吊钩到轨道面的距离,本次设计可参照南水北调一期工程邳州泵站的设计参数 邳州泵站工程项目申报材料【R】江苏:徐州市水利设计研究院,2004年,第45页,估取为1.0m;h6吊车顶至屋面大梁下缘的安全高度,参照邳州泵站的技术参数,估取为1.0m;h7起吊物吊离车厢底板的必要高度,本次设计估取为0.5m。故吊车轨面高程为轨=检+h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7=38.5+2.0+0.2+1.57+0.7+1.0+1.0+0.5m=45.47m(4) 屋面大梁底缘高程梁根据水泵与水泵站(第二版)213页,按下式计算梁=轨+h6式中,梁屋面大梁底缘高程。故屋面大梁底缘高程为梁=轨+h6=45.47+1.0m=46.47m(5) 泵房高度根据水泵与水泵站(第二版)213页,按下式计算H=梁-检=46.47-38.5m=7.97m实际泵房高度可取值为8.0m。根据泵站设计规范规定,卧式机组泵房的检修间最小高度为5.0m,本次设计取值7.0m。7.4泵房其他尺寸7.4.1楼梯根据泵站设计规范16页,泵房地坪至交通道的楼梯宽度本次设计取值1.2m,坡度取为40,楼梯的垂直净空高度为38.5-3.5-32.89m=2.11m,满足规范要求,步高可设置为0.20m,共十阶,可设置六副次楼梯,楼梯末端与机组最近距离为(0.6+1.23+0.39+8.0-2.0)3.22.5m=2.52m。在交通道至检修间设置主楼梯,净空高度为3.5m,宽度设计为2.0m,楼梯扶手高度设置1.2m。7.4.2电缆沟本次设计,电缆埋设在泵房地面高程以下,电缆沟的尺寸可取值为深800mm,宽500mm。7.4.3门窗根据泵站设计规范16页,泵房门窗应根据通风、采暖和采光的需要合理布置。严寒地区应采用双层玻璃窗。向阳面窗户宜有遮阳设施,受阳光直射的窗户可采用磨砂玻璃,本次设计可取窗户尺寸为20002000mm,相邻窗户间距为7000mm。7.4.4柱子检修间下方用两排柱子支撑,柱子断面尺寸为0.50.5m,柱子间距沿泵房长度方向2.0m,沿泵房跨度方向间距为6.0m,需设置六根柱子;在交通道下方,从泵房左侧开始,距离左侧墙壁6.0m处设置柱子,柱子断面尺寸0.50.5m,相邻柱子间距6.0m,共需设置三根柱子,柱子用C25混凝土浇筑,并根据经验配置钢筋,本次设计对配筋不做过多说明。7.5泵房防渗措施参照泵站设计规范19页和水泵与水泵站(第二版)218页,本次设计在泵房底板的上、下游端,设置深度为0.5m的齿墙,泵房底面采用混凝土铺盖,铺盖厚度设置为0.5m,永久变形缝缝距设置为10m,缝宽设计为25mm。8.进出水建筑物8.1引渠本次设计泵站建在距离水源不远处,需要一小段长度引渠,本次设计引渠断面为梯形,拟定渠道为中壤土。8.1.1渠道断面根据水力学201页,当为水力最佳断面时,有h=nQ(+21+m2)23(+m)53i1238式中,h水深,单位:m;n粗糙系数,取值n=0.025;Q设计流量,本次设计取值3.82m3/s;m边坡系数,本次设计取值1.25;水力最佳断面时,=m=21+m2-m=21+1.252-1.25=0.702;i底坡,本次设计取值0.002.将m代入上式,hm=nQ+21+m223+m53i1238=0.0253.820.702+21+1.252230.702+1.25530.0021238=1.90m渠道底宽bm=mhm=0.7021.90m=1.33m,实际施工时取值b=1.5m。渠中断面流速为:=Q(b+mhm)hm=3.821.5+1.251.901.90m/s=0.43m/s大于0.3m/s(不淤流速)。查水力学200页,R=1时,中壤土的不冲允许流速R=0.650.85m/s,对所设计的水力最佳断面R=h/2=0.95m,取=14,则不冲允许流速=RR14=0.650.850.9514m/s=0.640.84m/s,故满足不冲流速。8.1.2渠道长度根据水泵与水泵站(第二版)228页,渠道长度不宜小于渠道宽的8倍,本次设计取渠道长度为1.58m=12m。8.1.3渠道高度由上式计算出水深为1.90m,考虑到进水池的池顶高程为38.5m,为了防止溢出,故引渠顶面高程设置为38.5m。8.1.4其他附属设备鉴于此泵站用于农田灌溉,且避免河流中漂流物或杂质进入水泵,对水泵造成危害,故对水质做一定要求,可设置拦污珊,根据水泵与水泵站(第二版)256页,本次设计,在引渠末端设置平面拦污珊,与水平面的倾角一般为80,拦污珊厚10mm,宽50mm的扁钢条制成,每隔1.5m设置一根横梁。8.2进水池8.2.1进水池的形式泵房前设置进水池,由于实际工程中,对于中小型泵站,矩形边壁的进水池易于施工,故本次设计采用矩形进水池。8.2.2进水池的尺寸图18 进水池纵断面示意图和平面示意图(1) 进水池顶高程根据水泵与水泵站(第二版)239页,进水池的深度除了应满足水泵吸水要求外,还应留有一定的超高h,本次设计取值h=0.5m。则进水池池顶高程为:进顶=进高+h=38.0+0.5=38.5m式中,进顶进水池池顶高程,单位:m;进高进水池最高水位高程,本次设计取值38.0m;h安全超高,0.5m。(2) 进水池底高程进底=进低-h淹-C1式中,进底进水池底高程,单位:m;进低进水池最低水位高程,本次设计取值33.0m;h淹喇叭口淹没深度,本次设计取值1.0m;C1喇叭口中心悬空高度,本次设计取值0.63m。故进水池底高程为:进底=进低-h淹-C1=33.0-1.0-0.63m=31.37m(3) 进水池深H进=进顶-进底=38.50-31.37m=7.13m式中,H进进水池水深,单位:m。进水池设计水深: H进设=进设-进底=35.0-31.37m=3.63m式中,H进设进水池设计水深,单位:m;进设进水池设计水位高程,本次设计取值35.0m。进水池最大水深: H进max=进高-进底=38.0-31.37m=6.63m式中,H进max进水池最大水深,单位:m。进水池最小水深: H进min=进低-进底=33.0-31.37m=1.63m式中,H进min进水池最小水深,单位:m。(4)进水池宽度 B进=nL0+2D1+(n-1)L4式中,B进进水池的宽度,单位:m;n机组台数;L0机组长度,样本查得,3.168m;L4相邻两机组沿长度方向的距离,本次设计取值0.5m。D1喇叭口中心到侧墙的距离,本次设计取值为1.35m。故进水池宽度为:B进=nL0+2D1+n-1L4=63.168+21.35+50.5m=24.21m考虑到施工方便,实际取值24.5m。(5)进水池长度根据水泵与水泵站(第二版)239页,进水池的适宜长度将保证池中水流稳定,进水池长度Lg一般根据秒换水系数(即进水池的水下容积与共用该池的水泵设计流量的比值)确定:Lg=KQhsB式中,Lg进水池长度,单位:m;Q设计流量,3.82m3/s;B进水池宽度,24.5m;K秒换水系数,K=3050,本次设计取值为50。故进水池长度为:Lg=KQhsB=503.821.6324.5m=4.78m考虑到施工方便,实际可取5.0m。根据水泵与水泵站(第二版)239页,任何情况下应保证从进水管口中心到进水池进口的距离大于4倍的喇叭口直径,即大于4900mm=3.6m,进水管口中心到进水进口距离为5.0-0.81m=4.19m,满足要求。8.2.3隔墩根据取水输水建筑物丛书泵站400页,对多机组泵站,可在进水池中假设隔墩以稳定水流并防止旋涡,隔墩应稍离并在墩壁豁口,使各池水流相通,能较好改善池中水流条件。8.2.4滤网根据取水输水建筑物丛书泵站403页,在进水池与前池交接的地方,可设置一道滤网,在不被水草堵塞的情况下,可以起到一定的整流作用,因此,可以使得水泵的吸水条件较好。8.2.5导水锥根据取水输水建筑物丛书泵站485页,为了保证水流从喇叭口的四周进入水泵,使喇叭口处的水流具有较好流态,采用导水锥,导水锥的曲线绘制同喇叭口,前面已介绍过,在这不再说明。8.2.6进水池防渗措施根据泵站设计规范18页,池底可根据排水需要设置适量的排水孔,在渗流出口处应设置级配良好的排水反滤层,具体不做说明。8.3前池8.3.1前池形式根据水泵与水泵站(第二版)230页,本次设计前池采用正向进水前池结构,其特点是简单,施工方便,池中水流平稳。前池进水口与引渠末端相接,前池的平面示意图如下: 图19 前池平面示意图8.3.2前池扩散角由水泵与水泵站(第二版)232页,根据实验研究和实践经验,前池扩散角取为=2040,为减少前池的长度,缩短工程量,在满足设计要求和规范的前提下,设计取值=40。8.3.3前池长度根据水泵与水泵站(第二版)232页,前池长度由下式计算:L=B-b2tan2式中,L前池长度,单位:m;B进水池宽度,本次设计取值24.5m;b引渠宽度,本次设计取值1.5m;扩散角,本次设计取值=40。代入上式,可得前池长度为:L=B-b2tan2=24.5-1.52tan402=3
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