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精品文档扬州大学能源与动力工程学院泵站工程课程设计说明书专 业：热能与动力工程班级：热动0901学 号：091305102姓名：陈会强指导教师：陈松山设计日期：2021619-2021626目录第一章综合说明 31.1 兴建缘由 31.2 工程位置、规模、作用 31.3 根本资料 3第二章设计参数确实定 42.1 水位分析及特征净扬程确实定 42.2 设计流量确实定 42.3 工程设计等级 4第三章机组选型 43.1 水泵选型 43.2 电机选型 5第四章进水布置及进出水建筑物设计 6a) 进水池设计 64.2 前池设计 74.3 出水池设计 7第五章站房设计 95.1 站房结构型式与布置 95.2 站房平面尺寸确实定 95.3 站房各局部高程确实定 10第六章水泵工况点的校核 116.1 出水管道设计 116.2 S 值计算 116.3 Q H需曲线126.4 装置效率校核 12第七章站房稳定分析 137.1 渗透稳定演算 137.2 泵房自重计算 137.3 泵室内水重 147.4 水平水压力 147.5 浮托力 147.6 渗透压力 147.7 土压力及墙后水压力 15第一章综合说明1.1 兴建缘由为满足徐州市某县向大运河补水要求1.2工程位置、规模、作用工程位置选在徐州市某县主要河流旁,规模为一般补水型泵站,主要是为了满足该县向大运河的补水1.3根本资料一、地质条件地面以下土质均为中粉质壤土,夹铁锰质结核,贯入击数26击,地基允许承载力180KPa,内摩擦角24°凝聚力26KPa、水位特征值下游水位(m)上游水位(m)设计运行水位最低运行水位最咼洪水位设计运行水位最低运行水位防洪水位26.025.230.631.231.031.7下游引水河道上游引水河道河底咼程(m)河底宽(m)边坡堤顶宽(m)河底咼程(m)河底宽(m)边坡堤顶宽(m)24.2121 : 2.5628.3121 : 2.56泵站流量为：17.1m3/s地面咼程低于下游引水河道堤顶咼程 0.5m第二章 设计参数确实定2.1水位分析及特征净扬程确实定H 设二'、出设进设=31.2 -26.0 二 5.2mHmax 二出设一''进min =31.7 25.2=6.5mH min 八出 min' 进 max =330. 0.4m对于小型泵站,凭经验估计泵站水力损失Lh=0.13H设H水泵=H设=h =5.2 0.13 5.2 = 5.876mH 最高二 Hmax+Lh=6.5+6.5 0.13=7.345m2.2设计流量确实定根据前期泵站工程规划,泵站的总设计流量为17.1m3/s设安装7台水泵,那么每台水泵流量为“浄齐族仏2.3 工程设计等级根据?泵站设计标准?,本泵站的等级划分为川级第三章机组选型3.1水泵选型根据水泵扬程(5.876m)和每台泵的设计流量(2.443m3/s )可以选用900ZLB 100型轴流泵.900ZLB 100型轴流泵的局部工作参数：叶片安流量Q扬程H转速n轴功率效率耳配用功叶轮直放角m /sr/mi nkW率径%kWmm0 °3.353.10580126.480.52608503.065.00172.387.02.359.00257.480.5该泵的喇叭口直径Di为1245mm3.2电机选型KgQH最高1000传与水泵配套的电机输出轴功率= 218.51kW1.05 1000 9.812.443 7.3451000 汽 0.845其中,水泵的效率 泵=84.5%,采用直联传动 泵=100%所以可选用JSL1410型立式三相异步电动机,其技术数据为额定功率/kW额定电压/V满载时堵转电流额定电流堵转转矩额定转矩转速/r/mi n定子电流/A效率功率因素25038059047793.3%0.8545.081.47精品文档第四章 进水布置及进出水建筑物设计a)进水池设计(1) 池宽B:单台泵进水池宽：B单=2.5D,=2.3 1245=2.86m隔墩为墩厚为3050cm的浆砌石,取墩厚为60cm进水池宽度 B=6B单 +5 0.4=2.86 7+5 0.6=23.42m(2) 喇叭口悬空高度p 765D, =0.65 1.245 =0.80m(3) 淹没深度hs 胡羽二仁 1.245 = 1.5m(4)进水池长度L1KQ10 17.1hB二 7.43m(1.5 0.8) 20.6754.2前池设计采用正向进水式,扩散角一般采用 20.到40°此处采用40.尺寸确定:1:b=12m , B=22.42m池长LB b22.42-12L=0 =0 =14.30m2 tan 202 tan 20(2)综合水利和工程的要求,池底的坡度一般采用:1这里取i = 25(3)斜坡前段到进水池前段的距离I1=(24 -22.3) 5=8.5m4.3出水池设计采用压力水箱(1)水箱进口净宽 B=n(Do 2；)(n-1)a=6(D° 2 0.3) 5 0.3(取a=30cm)由于将出水管速度降至1.5m/s, Do4°4 2.933 = 1.44mY 兀v Y n x 1.5得 B =7 (1.44 2 0.3) 6 0.3 =16.08m<23.42m即小于进水池的跨度,那么以进水池的宽度确定压力水箱的宽度.(2) 此时压力水箱出水管至隔墩或箱壁的距离B - (n - 1)a23.42-6 0.3-D°/2=1.44/2=0.82mn7(3) 出水涵洞设两孔,洞宽0=2.4m.压力水箱出口宽度与涵洞保持一致涵洞咼度h:h=Q/2=17"=2.4mvb 1.5 2. 4其中,涵洞出口流速v=1.5m/s(4)压力水箱收缩角取:=300,那么压力水箱长度L = 23.42/2-2.4=25.6m tan 200(4) 隔墩的长度：L1 = 10.6m,L 22.6m(5)隔墩的间距：B =2m, B2 =11m,B3 =3m第五章站房设计5.1站房结构型式与布置采用湿室型泵房,下层为水泵层,上层为动力电机层,水泵层采用墩墙式,进水条件好,各台机组可单独检修.5.2站房平面尺寸确实定主机组采用纵向一列式,简单整洁,机房横向跨度较小1泵房长度：以电机层来定L = n L nJ 丄 2 2L3L =7 1.7 6 2 2 1 . 5 3. =1 30 m2泵房跨度：Bb2 b3 =1.5 1.7 3 =6.2m其中,b1为副通道宽度,b2为机组宽度,b3为主通道宽度2 泵房高度：H =0 h2 h3 h4 h5 馆=1.5+0.4+3.5+1.45+0.8+0.2=7.85mh1为车厢底板离地面的高度,取1.5m；h2为机组顶部到起吊物底部之间平安操作间距,取0.4m；h3为起吊件高度：电机为2245mm,水泵为1485,2000 3.5m取较大值为3.5m；h4为起重绳索垂直长度：水泵h 0.85 b0 =0.85 1.7=1.45m,电机1% = 1.2b.=1.2 1.06=1.27m 取较大值,为 1.45mh5为吊钩最高位置距吊车顶部距离,取0.8mh6为吊车顶部到屋架下弦杆下缘间高度,取0.2m5.3站房各局部高程确实定1水泵进水口喇叭管高程确定,决定于最低运行水位'进二低 一 h2 - h3-25.2 - 1.5 - 0.585 = 23.1m其中,hi =1.5m为叶轮中央的淹没深度； h2 = 0.585m为喇叭口至叶轮中央的高度2底板高程I 底= ' 进一 P 二 23.1 -0.8 二 22.3mP =0.8m为进水喇叭口悬空高度3.电机层地面楼板高程 '机'机二 '高' 二 30.61 工 31.6m4.机房屋面大梁的底高程 ' 梁I 梁=I 机 H = 317.85=39.45m m5出水口中央高程 '出：泵出水管的渐扩管由1.02m渐扩为1.578m,渐扩段长度为2m,弯管采用同心圆设计,内圆r =0.8m,外圆R=2.24m精品文档'出-'进 g h2 h3 = 23.115+1.485+0.929+2 sin3°°+°.2 = 26.73m(5) 压力水箱底板高程：D144'压底=出 0.3 = 26.730.3=25.722(6) 压力水箱顶板高程：5顶=压底 +h =25.7+2.22=27.92m第六章 水泵工况点的校核6.1出水管道设计从水泵出口接2.0m长的渐扩管,管径由1.02m渐扩为1.44m,再由弯管接 水平管段,水平管段长4m,所以由泵出口至水管口管长为 6m.6.2 S值计算泵进水喇叭口的损失系数取=0.2渐扩管段的损失系数 =0.13弯管处的损失系数'=0.76出水管处安装拍门,其损失系数=1.5考虑到机房及出水池间的不均匀沉陷,在管道的外弯头侧和出水池前各按一个软接头,其大小由施工时给出,其损失系数为=0.2 2=0.4综上所述:S 局=0.083d4=0.0830.2 0.13 0.76 1.5+0.41.444=0.058S 沿=10.29n2 l,5.33d=10.2924 0.0131.445.33=0.0006S= S 局 + S 沿=0.0596.3 Q H需曲线点：Q=2.75m3/s,H =5.65m,=85.5%.根据课本的计算可知,H需=H净+SQ2,那么H需=5.2+0.059 Q2流量m3/s01.01.52.12.32.52.62.72.83.0扬程m5.2005.2595.3335.4605.5125.5695.5995.6305.6635.731将上述装置工作特性曲线与水泵的工作特性曲线画在同一张图上,交点及为工况6.4 装置效率校核yQH 净装=100%1000P 输其中 =9800N/m3,Q=2.75m3/S, H 净=5.65mP轴=176.5kW, P机=250kW,那么电机负荷率=176.5/250=0.706,查?泵站课 程设计参考资料?,并用内插法得差值0.6%,又因电机效率为93.3%那么 P输=0JJ605006=190.4kW装=980000.790.465100%=77.8%由上可知,泵站总装置效率高于国家标准54.4%,合格.故上述设计均符合第七章站房稳定分析对于湿式泵房,由于水泵层内充满水,都满足抗倾稳定性要求,一下进行泵房的抗渗稳定性、抗滑稳定性以及地基应力计算.7.1 渗透稳定演算在前池底部设置有梅花形防渗孔.上游防洪水位31.6m,下游最低运行水位25m 渗径系数C:中砂有反滤层系数为5,L计算二C AH =(31.7 - 25.2) 6 = 39m.实际渗径长度L"压+l出+间间+出底+其他=25.6+1.15+7.49+6+1" = 2 42.24m3满足要求.7.2 泵房自重计算站身稳定计算包括各种工况下的泵房稳定和泵房地基稳定,此处仅计算设计 运行期与完建期地基稳定,其中弯矩以逆时针方向为正.表7-1泵站自重计算表部位3体积(m)重度(kN/m3)重力(kN)底板175.424.54297.3中墩226.824.55556.6边墩88.224.52160.9泵房后墙144.924.53550.1水泵梁6.924.5169.1水泵/431电机/24.52机房墙体150243600屋顶47.0424.51152.48电机层楼板及梁4024.5980拦污栅0.2876.4421.45站房底板下的土 重73.517.641278.923222.35( J)7.3泵室内水重运行工况下泵室最低运行水位高程为25.2m,泵房底板顶高程为22.3m,泵室内的水重 W为： W2 =9.81 (25.2-22.3)7.5 23.4 = 4992.8kN ()7.4水平水压力泵室内的水体产生的水平压力P为2P=0.5 9.81 (25.2-22.3)23.4 =965.3kN ( -)7.5浮托力运行工况下,泵室底板所承受的浮托力W为W =9.81 (25.2-21.3)23.4 7.4 = 6625kN()7.6渗透压力取运行工况下的最不利水位组合,外河水位为 31.7,内河水位 25.2,用直线比例法计算.将地下轮廓展开后如图5-3所示.图中划线局部即为底板所承受的渗透水头的分布,由相似三角形可算出h19h16.5= 2.88m20.3底板所承受的渗透压力 W4 =0.5 9.81 2.88 23.4 7.4 = 2446kN()；20,39hx7.7 土压力及墙后水压力墙后地下水位可近似按直线比例法确定,渗径从入口到泵房后墙经过的渗径为26.75m,而总渗径为42m,故墙后的地下水位高程h2为h2 =31.7-6.5= 27.6m42泵房后墙的墙后土压力及水平水压力分布如图5-4所示.取回填土为原开挖出去的中粉质壤土,丫 =19.4kN/m3, c=26kPa, © =24°Y =21.5kN/m 3 填土高度为 8.9m.3174.1E1L227.6e1A、7.3 W4 P2 20.3- e2图5-4 墙后土压力及水平水压力分布2° 24© =19.4 4.1 tan (45 -) =33.54kPa224 °e2 =33.54 (21.5-10)7.3 tan2(45 -) = 68.94kPa1故 E133.54 23.4 4.1 = 1608.9kN( )21E2 =33.54 4.1 23.4 (68.94-33.54) 23.4 7.3 =2241.3kN()27.1墙后水平水压力2P2 =0.5 9.81 7.323.4 =2116kN()将上述各荷载汇总于表7-2作用荷载计算汇总.表7-2作用荷载计算汇总荷载名称竖向力(kN)水平力(kN)向下J向上f向右t向左-自重23222.35水重4992.8水平水压力965.32116浮托力6625渗透压力2446土压力1608.92241.3合计28215.159071965.35966.2总合计19144.155000.9注：竖向力以向下为正；水平力以向右为正；力矩以逆时针为正.7.2 抗滑稳定计算根据中粉质壤土,查水闸设计标准表,f=0.250.4,取底板与地基之间的摩 擦系数f=0.4.竖向力只有自重,即2G=G=19144.15kN,水平力只有土压力,即2P=13000.9kN,因此Kc fG/EP =0.4X19144.15/5000.9 =1.5查表得KJ =1.25, Kc Kc符合稳定要求.满足抗滑稳定要求.7.3 地基应力计算自重和土压力对底板地面中央的力矩为a M,顺时针方向为正：M -19144.15 0.64-16753.83-8045.8=-10129.2kNm负号表示力矩为逆时针方向,故底板进水侧的基底压力较大.基底压力由偏心受压公式计算：Pm；： =22922.56/(26.5 8)-10129.2 6/26.5/8143.97(进)/72.31(出水侧)P= (Pmax Pmin )/2 =108.14kP；由给的资料可知地基允许承载力P =180kPa , P ： P满足平安要求不均匀系数： =Pmax/Pmin：=2.0满足要求精品文档
