水泵站水利泵站部分ppt課件.ppt

第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分第三節(jié)站址選擇第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第五節(jié)泵站工程經(jīng)濟(jì)分析第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 1 第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述一 規(guī)劃的原則和任務(wù)規(guī)劃的目標(biāo) 按照興建排灌工程的目的 從當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì) 自然條件 現(xiàn)有工程狀況 生態(tài)環(huán)境等方面出發(fā) 充分考慮工程的經(jīng)濟(jì)性與科學(xué)性 解決好局部與整體 近期與遠(yuǎn)景 提水排灌與自流排灌 提水排灌與綜合利用等方面的關(guān)系 擬定出不同的方案 通過(guò)綜合比較 選取出最優(yōu)方案 2 泵站規(guī)劃的主要內(nèi)容 確定工程規(guī)模及實(shí)施的范圍 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 確定工程總體的布置方案 確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程 設(shè)計(jì)流量 選擇泵型和水泵機(jī)組的臺(tái)數(shù) 選配動(dòng)力設(shè)備及輔助設(shè)備 編制工程的預(yù)算 進(jìn)行工程的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 進(jìn)行工程的環(huán)境評(píng)價(jià)及運(yùn)行管理方案 3 二 泵站等級(jí)劃分及灌排設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1 泵站等級(jí)劃分灌排泵站的等級(jí) 注 1 指標(biāo)為單站指標(biāo) 且包含備用機(jī)組在內(nèi) 當(dāng)泵站工程有多級(jí)或多座泵站組成 可按整個(gè)系統(tǒng)的分等指標(biāo)確定整個(gè)工程的等別 2 當(dāng)泵站按分等指標(biāo)分屬兩個(gè)不同等別時(shí) 按較高的等別確定 4 對(duì)工業(yè) 城鎮(zhèn)供水泵站 應(yīng)根據(jù)供水對(duì)象 供水規(guī)模 供水重要性來(lái)確定直接擋洪的堤身式泵站 其等別不應(yīng)低于防洪堤的工程等別泵站建筑物應(yīng)根據(jù)泵站所屬等別及其在泵站中的作用和重要性進(jìn)行確定 5 對(duì)位置特別重要的泵站 其主要建筑物失事后將造成重大損失 或者站址地質(zhì)條件特別復(fù)雜 或采用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少的新型結(jié)構(gòu) 經(jīng)過(guò)論證后可以提高其級(jí)別泵站等別的劃分是泵站工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù) 據(jù)此可確定泵站的防洪標(biāo)準(zhǔn) 安全超高和各種安全系數(shù) 6 2 泵站建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表 防洪標(biāo)準(zhǔn)是確定泵站防洪水位的重要依據(jù) 也影響到泵站建筑物的安全和工程造價(jià) 對(duì)于堤身式泵站 其防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于堤壩的防洪標(biāo)準(zhǔn) 7 3 排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是以澇區(qū)發(fā)生一定重現(xiàn)期的暴雨不受澇為準(zhǔn) 包含兩重內(nèi)容 一是設(shè)計(jì)所采用的暴雨的頻率或者重現(xiàn)期 以確定降雨形成的徑流量的大小 二是當(dāng)發(fā)生上述重現(xiàn)期的暴雨時(shí) 當(dāng)降雨歷時(shí)不同時(shí) 要求的排至無(wú)害狀態(tài)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平 澇區(qū)作物的耐淹性 受淹的損失程度或者澇區(qū)的重要性等確定 下表是部分地區(qū)的機(jī)電排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 8 9 4 灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是指灌溉水源對(duì)灌溉用水保證程度的一項(xiàng)指標(biāo) 是確定灌溉泵站的工程規(guī)模和進(jìn)行灌溉效益分析的依據(jù) 灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定依據(jù) 灌區(qū)的水土資源分布 水文氣象條件 農(nóng)作物區(qū)劃和組成 耕作和灌溉制度等 既要考慮灌溉用水也要考慮水源來(lái)水 10 我國(guó)用灌溉設(shè)計(jì)保證率或者抗旱天數(shù)兩種方法來(lái)作為灌溉標(biāo)準(zhǔn) 采用灌溉設(shè)計(jì)保證率的地區(qū)可按下表選擇 采用抗旱天數(shù)作為灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū) 旱作物及單季稻灌區(qū)抗旱天數(shù)可采用30 50天 雙季稻灌區(qū) 抗旱天數(shù)50 70天 有條件的地區(qū)其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予適當(dāng)提高 11 第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分第三節(jié)站址選擇第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第五節(jié)泵站工程經(jīng)濟(jì)分析第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 12 第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分 集中還是分散的問(wèn)題主要依據(jù) 灌排區(qū)的地形 可供灌溉的水源或者容泄區(qū)條件 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件目標(biāo) 灌排區(qū)進(jìn)行合理分片 分級(jí)控制 以實(shí)現(xiàn)工程投資省 運(yùn)行費(fèi)用少 便于管理等目的 灌排區(qū)的劃分常有以下幾種類型 13 1 單站集中控制一座泵站控制整個(gè)灌排區(qū) 灌溉泵站從水源將水抽至灌區(qū)最高處 而干渠平行等高線布置 經(jīng)干渠支渠等渠系分水 控制整個(gè)灌區(qū) 14 排水區(qū)的雨水經(jīng)過(guò)自流匯集到排水區(qū)中地形最低處的蓄澇區(qū)內(nèi) 由排水泵站集中排入容泄區(qū)內(nèi) 這種單站集中控制方式適用于 地形高差小 灌排區(qū)面積不大 特點(diǎn) 規(guī)模小 工程集中 灌排及時(shí) 便于分散設(shè)置 15 2 多站單級(jí)分區(qū)控制即根據(jù)地形 水源等特點(diǎn) 將全灌排區(qū)劃分成若干小灌排區(qū) 各自獨(dú)立建站 分片灌排 16 適用于面積較大 灌排區(qū)內(nèi)域內(nèi)河道溝汊較密 或行政區(qū)劃較小的圩垸湖區(qū)特點(diǎn)是 工程分散 設(shè)備較多 管理不便 但可根據(jù)各區(qū)地形特點(diǎn)選泵建站 可減少泵站揚(yáng)程的浪費(fèi) 也便于分區(qū)經(jīng)營(yíng) 17 3 多站分級(jí)控制灌溉時(shí) 一級(jí)站抽水至出水池后 一部分水經(jīng)一級(jí)干渠分水后灌溉一灌區(qū) 另一部分經(jīng)二級(jí)站抽至二級(jí)出水池 同樣 一部分水灌溉 另一部分經(jīng)三級(jí)站再繼續(xù)提升 18 對(duì)于排水區(qū) 則將不同高程的排水區(qū)的水各自匯集到其排水區(qū)內(nèi)的地形較低的區(qū)域后分別設(shè)置泵站提升至蓄澇區(qū)后或自流排出或再提升排出 適用于面積較大 地形坡度不是太陡但高差較大或者有明顯的臺(tái)地的排灌區(qū) 如西北地區(qū)的機(jī)電灌溉工程 特點(diǎn) 規(guī)模較大 設(shè)備較多 工程分散 但便于高地高灌低地低灌或者高水高排低水低排 節(jié)省動(dòng)力 19 此種方法有時(shí)候前幾級(jí)泵站并沒(méi)有自己控制的灌區(qū) 而是單純地向后級(jí)泵站供水 如 20 4 一站分級(jí)提水 分級(jí)灌溉一座泵站內(nèi)配置揚(yáng)程不同的機(jī)組 分別向高程不同的區(qū)域提水適用于 地形較陡 面積不大 靠近水源 可以避免抽高灌低 21 實(shí)際工作中 應(yīng)考慮多種因素 綜合分析 并經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析后 確定最優(yōu)的分區(qū)及布置方案 在對(duì)排水區(qū)進(jìn)行劃分時(shí)一般應(yīng)做到 高低水分開(kāi) 主客水分開(kāi) 就近排水 自排為主 抽排為輔高低水分開(kāi)就是高水高排 盡可能地依靠自排 減少提排的流量 內(nèi)外水 主客水分開(kāi)包括洪 澇分開(kāi) 河 湖 田分開(kāi) 還要避免相鄰地區(qū)的排水矛盾 防止上游客水流到下游造成危害 就近排水就是要合理劃分排水區(qū) 縮短排水時(shí)間 提高排水效果 22 第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分第三節(jié)站址選擇第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第五節(jié)泵站工程經(jīng)濟(jì)分析第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 23 第三節(jié)站址選擇 一 灌溉站的站址選擇 結(jié)合分區(qū)及灌區(qū)的具體情況進(jìn)行 主要考慮 水源 水質(zhì) 水量應(yīng)滿足要求 站址處岸坡穩(wěn)定 避開(kāi)沖 淤地段 如彎道下游 地形為便于控制整個(gè)灌區(qū) 站址應(yīng)該選在灌區(qū)上游段 地形地勢(shì)應(yīng)便于泵站樞紐建筑物的布置 并有利于渠系的布置 便于泵房的通風(fēng)采光 且利于交通 設(shè)備的運(yùn)輸 24 地質(zhì)站址應(yīng)選在堅(jiān)固的地基上 應(yīng)避開(kāi)淤泥 流沙地段及其他地質(zhì)不良地段 以減少地基處理工程量及費(fèi)用 4 電源站址應(yīng)盡量靠近電源 5 交通交通便利 大中型站盡可能靠近居住區(qū)或集鎮(zhèn) 25 二 排澇泵站站址選擇站址選擇首先要滿足排水區(qū)劃分的要求 同時(shí)也要滿足前面對(duì)于灌溉站站址有關(guān)地址 交通 電力等方面的要求 此外 應(yīng)注意 1 站址應(yīng)選在地勢(shì)較低處 盡量控制較大受益面積 2 站址處有較好的泄水條件 選擇在外河水位較低處 河道順直 靠近主流 便于泵站正面進(jìn)水 正面出水 河床穩(wěn)定 不沖不淤 有利于排灌結(jié)合 考慮灌溉引水 有自排條件時(shí) 還應(yīng)便于布置自排泄水構(gòu)筑物 26 三 灌排結(jié)合泵站的站址選擇主考慮前面選址中的一般要求外 還應(yīng) 選址要有利外水內(nèi)引 灌溉 和內(nèi)水外排 兼顧灌溉水源的水質(zhì)以及灌排渠道系統(tǒng)的合理布置要求等 經(jīng)綜合比較選定 四 梯級(jí)泵站的站址確定首先確定各站址的高程 然后按上面的考慮要點(diǎn)進(jìn)行選址各站的站址高程按總功率最小的原則確定 27 第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分第三節(jié)站址選擇第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第五節(jié)泵站工程經(jīng)濟(jì)分析第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 28 第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 泵站的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為泵站的設(shè)計(jì)流量與設(shè)計(jì)揚(yáng)程 其不僅是選擇水泵的依據(jù) 也直接決定著泵站的規(guī)模 泵站是否能夠安全穩(wěn)定 可靠而又經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行 一 設(shè)計(jì)流量的確定 29 一 灌溉泵站設(shè)計(jì)流量的確定灌溉泵站的設(shè)計(jì)流量是指與灌溉保證率相應(yīng)的典型年內(nèi)灌溉用水過(guò)程中的最大流量 灌溉用水流量過(guò)程線及其特征是選擇水泵的主要依據(jù)一個(gè)灌區(qū)往往種植多種作物 根據(jù)灌區(qū)的灌溉制度 可以確定設(shè)計(jì)典型年全灌區(qū)各種作物每次灌水的灌水模數(shù) 按時(shí)段將各作物的灌水模數(shù)相加 即可得到單位灌溉面積的凈灌溉用水量過(guò)程線 即灌溉模數(shù)圖 將對(duì)應(yīng)時(shí)段的灌溉模數(shù)乘以灌溉總面積 再除以灌溉水利用系數(shù) 即可得到各時(shí)段的灌溉用水流量 30 即 Qi 某時(shí)段的灌溉用水流量 m3 s qi 某時(shí)段設(shè)計(jì)灌水率 m3 s 萬(wàn)畝 灌溉面積 萬(wàn)畝 灌溉水利用系數(shù) 由田間水利用系數(shù)和渠系水利用系數(shù)得到 其他確定方法請(qǐng)同學(xué)們參考有關(guān)書籍 31 二 供水泵站設(shè)計(jì)流量的確定供方泵站的設(shè)計(jì)流量按供水對(duì)象的用水量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定1 供水的水源泵站 泵站從水源取水 輸送到凈水構(gòu)筑物 為了減小取水構(gòu)筑物 輸水管道和凈水構(gòu)筑物的尺寸 節(jié)約基建投資 在這種情況下 通常要求一級(jí)泵站中的水泵晝夜均勻工作 因此 泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為 32 式中 Qr 一級(jí)泵站中水泵所供給的流量 m3 h Qd 供水對(duì)象最高日用水量 m d 為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù) 一般取 1 05 1 1 T 為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù) 33 2 供水二級(jí)泵站設(shè)計(jì)流量的確定二級(jí)泵站由清水池取水向管網(wǎng)供水 r隨時(shí)間 時(shí)期 季節(jié) 而變化 其依據(jù)是日供水曲線 也與水塔 高地水池的設(shè)置有關(guān) a 對(duì)于小型給水系統(tǒng) 一般采用均勻供水方式 即泵站的設(shè)計(jì)流量為供水時(shí)間的最高日平均時(shí)流量 m3 hr 其中 34 b 對(duì)于中型有水塔供水系統(tǒng) 為了減小水塔的調(diào)節(jié)容積 一般用分級(jí)的供水方式 泵站的流量為最大一級(jí)平均時(shí)流量 計(jì)算時(shí) 也應(yīng)考慮給水系統(tǒng)的自用水 c 對(duì)于大型 無(wú)水塔 多水源 分散供水系統(tǒng) 由于無(wú)水塔 所以泵站的流量為最高日最大時(shí)流量即最大時(shí)供水流量 須考慮自用水 35 三 排水泵站設(shè)計(jì)流量的確定排水泵站根據(jù)排水對(duì)象的不同 其計(jì)算方法也不相同 現(xiàn)就幾種典型的排水泵站的設(shè)計(jì)流量的計(jì)算分別介紹如下 1 農(nóng)田排水泵站設(shè)計(jì)流量的確定 農(nóng)田排水泵站的設(shè)計(jì)流量分為排澇設(shè)計(jì)流量和排漬設(shè)計(jì)流量?jī)煞N排澇設(shè)計(jì)流量按排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)推求主要方法有 排水摸數(shù)法 平均排除法 調(diào)蓄演算法等 36 排漬設(shè)計(jì)流量按排漬模數(shù) 即單位面積上的排漬流量 和排漬面積計(jì)算確定2 城鎮(zhèn)排水泵站的設(shè)計(jì)流量的確定城鎮(zhèn)排水泵站主要排除城市污水和雨水 分為城市污水泵站 雨水泵站和合流泵站 城市污水包括生活污水和工業(yè)廢水生活污水又分為居民區(qū)生活污水和工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水 Q qhF 37 1 居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算 式中 Q1 居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量 L s n 居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn) L d 人 按 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 選用N 設(shè)計(jì)總?cè)丝跀?shù) 按規(guī)劃部門根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料提供的參數(shù)選用 KZ 總變化系數(shù) 是最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值 也即居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量為最高日最大時(shí)流量 38 2 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計(jì)算 式中 Q2 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量 L s A1 一般車間最大班職工人數(shù) 人 A2 熱車間最大班職工人數(shù) 人 B1 一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn) 為25 L 人 班 B2 熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn) 為35 L 人 班 K1 一般車間生活污水量時(shí)變化系數(shù) 以3 0計(jì) K2 熱車間生活污水量時(shí)變化系數(shù) 以2 5計(jì) C1 一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù) 人 C2 熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù) 人 D1 一般車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn) 為40 L 人 班 D2 熱車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn) 為60 L 人 班 T 每班工作時(shí)數(shù) h 39 3 工業(yè)企業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量計(jì)算 式中 Q3 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 L s m 生產(chǎn)過(guò)程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn) L 單位產(chǎn)品 M 產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量 T 每日生產(chǎn)時(shí)數(shù) KZ 總變化系數(shù) 與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān) m也稱單位產(chǎn)品的廢水量定額 設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)工業(yè)企業(yè)的類別 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)等情況 按相關(guān)規(guī)范選用 40 4 雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算公式 Q qF 其中 為徑流系數(shù)F為匯水面積q為暴雨強(qiáng)度 其中 P為暴雨的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 年 t為降雨歷時(shí)其他參數(shù)為地方參數(shù) 41 二 特征水位1 灌溉 供水泵站進(jìn)水水位 1 防洪水位從河流 湖泊及水庫(kù)取水的泵站 當(dāng)泵房直接擋洪時(shí) 其防洪水位應(yīng)滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求 按泵站建筑物級(jí)別確定 當(dāng)泵站引水建筑物設(shè)有防洪閘 泵站不直接擋洪時(shí) 可不考慮防洪水位的作用 42 2 設(shè)計(jì)水位從河流 湖泊及水庫(kù)取水的灌溉泵站其設(shè)計(jì)水位取歷年灌溉期取水源保證率為85 95 日平均或旬平均水位從河流 湖泊及水庫(kù)取水的供水泵站的設(shè)計(jì)水位取水源保證率為95 97 日平均或旬平均水位從渠道取水的 取渠道通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)的水位作為設(shè)計(jì)水位 設(shè)計(jì)水位是計(jì)算泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程的依據(jù) 43 3 最高運(yùn)行水位從河流 湖泊取水的灌溉泵站 取重現(xiàn)期為5 10年一遇洪水的日平均水位 供水泵站取重現(xiàn)期為10 20年一遇洪水的日平均水位作為最高運(yùn)行水位 泵站從水庫(kù)取水時(shí) 根據(jù)水庫(kù)調(diào)節(jié)性能論證確定從渠道取水時(shí) 取渠道通過(guò)加大流量時(shí)的水位作為最高運(yùn)行水位最高運(yùn)行水位是確定泵站最低揚(yáng)程的依據(jù) 44 4 最低運(yùn)行水位從河流 湖泊及水庫(kù)取水時(shí) 灌溉泵站取歷年灌溉期水源保證率為95 97 的最低日平均水位 供水泵站取水源保證率為97 99 的最低日平均水位作為最低運(yùn)行水位從渠道取水時(shí) 取渠道通過(guò)最小流量時(shí)的水位最低運(yùn)行水位是確定水泵安裝高程以及泵站最高揚(yáng)程的依據(jù) 45 平均水位從河流 湖泊 水庫(kù)取水時(shí) 灌溉泵站取灌溉期多年日平均水位 供水泵站取水源多年日平均水位作為平均水位 從渠道取水時(shí) 取渠道通過(guò)平均流量時(shí)的水位上述各種水位皆為水源的水位 水泵的進(jìn)水池對(duì)應(yīng)的各種水位根據(jù)上述水位 扣除從水源處至水泵進(jìn)水池的水力損失后得到 46 2 灌溉 供水泵站的出水池水位 1 最高水位當(dāng)出水池接河道時(shí) 取河道的校核洪水位 當(dāng)接渠道時(shí) 取與泵站最大流量相對(duì)應(yīng)的水位作為最高水 渠道的校核水位 最高水位用于確定出水池池頂高程 2 設(shè)計(jì)水位灌溉泵站按灌溉設(shè)計(jì)流量及灌區(qū)控制高程要求推算到泵站出水池的水位供水泵站取與泵站設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的水位設(shè)計(jì)水位用于確定泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程 47 3 最高運(yùn)行水位取與泵站最大運(yùn)行流量對(duì)應(yīng)時(shí)的水位 當(dāng)出水池后為渠道時(shí) 最高運(yùn)行水位即為最高水位 4 最低運(yùn)行水位可取泵站最小運(yùn)行流量相對(duì)應(yīng)的水位 最小單泵運(yùn)行流量對(duì)應(yīng)的水位 當(dāng)出水池后接的輸水河道有通航要求時(shí) 取低運(yùn)行水位取滿足通航要求的最低水位 5 平均水位按泵站運(yùn)行期的多年日平均水位確定 或按通過(guò)平均流量時(shí)的水位確定 48 3 排水泵站進(jìn)水池水位 1 最高水位取排水泵站建成后重現(xiàn)期10 20年一遇的內(nèi)澇水位作為排水泵站的進(jìn)水池水位 2 設(shè)計(jì)水位以排水區(qū)約占90 95 排水區(qū)面積的澇水能被排除為原則推算到進(jìn)水池的水位排水區(qū)有較集中的調(diào)蓄容積時(shí) 由調(diào)蓄區(qū)的設(shè)計(jì)水位推算到進(jìn)水池的水位聯(lián)合運(yùn)行的排水泵站的后級(jí)泵站按前進(jìn)泵站的出水池水位推算到進(jìn)水池的水位 49 3 最高運(yùn)行水位由排水區(qū)允許的最高澇水位推算到進(jìn)水池的水位或者由調(diào)蓄區(qū)的最高水位 前級(jí)泵站的出水池最高運(yùn)行水位推算到站前進(jìn)水池的水位 4 最低運(yùn)行水位最低運(yùn)行水位應(yīng) 滿足作物對(duì)最高地下水位的要求 作物不受地止水害時(shí)允許的最高地下水位 滿足調(diào)蓄區(qū)預(yù)降水位的要求滿足鹽堿地區(qū)控制地下水位的要求 50 5 平均水位一般按進(jìn)水池的設(shè)計(jì)水位來(lái)確定4 排水泵站的出水池水位 1 防洪水位按出水池的建筑物級(jí)別來(lái)確定 2 設(shè)計(jì)水位采用重現(xiàn)期為5 10年一遇的外河3 5d平均水位作為設(shè)計(jì)水位 具體按各地的排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定 51 3 最高運(yùn)行水位容泄區(qū)水位變幅較小時(shí) 可取容泄區(qū)設(shè)計(jì)洪水位 當(dāng)容泄區(qū)水位變幅較大時(shí) 取重現(xiàn)期10 20年一遇洪水的3 5d平均水位 當(dāng)容泄區(qū)為感潮河段時(shí) 取重現(xiàn)期10 20年一遇的3 5d平均潮水位 4 最低運(yùn)行水位可取容泄區(qū)歷年排水期最低水位或者最低潮水位的平均值 5 平均水位取容泄區(qū)排水期多年日平均水位或多年日平均潮水位 52 三 特征揚(yáng)程1 設(shè)計(jì)揚(yáng)程按泵站進(jìn)出水池的設(shè)計(jì)水位進(jìn)行計(jì)算得到 設(shè)計(jì)揚(yáng)程是選泵的主要依據(jù) 在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下必須保證設(shè)計(jì)流量的要求2 平均揚(yáng)程一般按進(jìn)出水池的平均水位進(jìn)行計(jì)算得到 或者通過(guò)計(jì)算泵站運(yùn)行期的加權(quán)平均靜揚(yáng)程后推算得到平均揚(yáng)程是泵站運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的情況 應(yīng)保證在平均揚(yáng)程下 水泵在高效區(qū)運(yùn)行 53 3 最高揚(yáng)程按泵站出水池最高運(yùn)行水位 進(jìn)水位最低運(yùn)行水位計(jì)算確定 水泵在最高揚(yáng)程運(yùn)行時(shí) 必須保證水泵機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定 4 最低揚(yáng)程按出水池的最低運(yùn)行水位和進(jìn)水池的最高運(yùn)行水位確定 水泵在最低揚(yáng)程下運(yùn)行時(shí) 也應(yīng)保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性 水泵不氣蝕 54 第六章灌排泵站工程規(guī)劃 第一節(jié) 概述第二節(jié)提水灌排區(qū)的劃分第三節(jié)站址選擇第四節(jié)泵站主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定第五節(jié)泵站工程經(jīng)濟(jì)分析 自學(xué) 第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 55 第六節(jié)泵站樞紐建筑物布置 灌溉 供水 泵站樞紐由引水 進(jìn)水 泵房 出水及輔助建筑物等組成 常用布置形式為 有引渠布置 見(jiàn)圖 和無(wú)引渠布置還要根據(jù)具體要求增減必要的建筑物 如由多沙河流取水時(shí) 應(yīng)在引渠段上設(shè)沉沙及沖沙構(gòu)筑物等 具體布置形式要結(jié)合水源及站址地形 地質(zhì)條件等進(jìn)行確定 如 水源岸坡較緩 水源距出水地較遠(yuǎn) 常布置成有引渠式 必要時(shí) 引渠前設(shè)防洪進(jìn)水閘 56 57 又如 水源岸坡較陡 且水位變幅不大時(shí) 常布置成無(wú)引渠式 泵站直接面對(duì)水源取水 有時(shí) 雖然水源水位變幅大 但由于岸坡較陡 引渠開(kāi)挖不便 且無(wú)較理想的站址條件時(shí) 也建成無(wú)引渠式布置 此時(shí)泵房埋深較大 還有如 從水庫(kù)中取水的泵站的布置形式見(jiàn)圖 58 59 60 61 排水泵站的樞紐布置形式有 1 分建式 泵站與自排閘分開(kāi)建筑2 合建式 即自排閘與泵站合建一處有多種形式 見(jiàn)圖 62 63 64 65 66 67 第七章機(jī)組設(shè)備選型與配套 第一節(jié)水泵選型一 選泵的依據(jù)泵站的設(shè)計(jì)流量 與揚(yáng)程 及其變化規(guī)律是選泵的主要依據(jù) 要素 二 選泵的原則1 滿足流量和揚(yáng)程及其變化的要求 2 水泵機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中 水泵工作點(diǎn)的效率最高 即水泵長(zhǎng)期遠(yuǎn)行時(shí)工作點(diǎn)應(yīng)處于其高效區(qū)間內(nèi) 3 按所選的水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)設(shè)計(jì)的水泵站 要求設(shè)備和土建的投資最小 多方案進(jìn)行比較 4 便于操作維修 管理費(fèi)用少 5 其他 如泥沙的影響 水源性質(zhì)的影響 產(chǎn)品的易維修性與質(zhì)量等 68 選泵時(shí) 應(yīng)注意使 出現(xiàn)最小揚(yáng)程時(shí) 水泵不汽蝕 出現(xiàn)最大揚(yáng)程時(shí) 滿足最小供水流量的要求 出現(xiàn)設(shè)計(jì)揚(yáng)程時(shí) 由于這種情況出現(xiàn)的時(shí)間較多 水泵應(yīng)處于最高效率點(diǎn)附近工作 使水泵經(jīng)常運(yùn)行效率較高 另外 在整個(gè)工作范圍內(nèi) 工作點(diǎn)應(yīng)處于水泵推薦的高效范圍內(nèi) 短時(shí)超出是允許的 69 三 水泵臺(tái)數(shù)及單機(jī)流量的確定水泵站的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程確定后 一般應(yīng)先考慮使用哪一類水泵 通常 揚(yáng)程較低而流量較大的排澇泵站 應(yīng)選用軸流泵 而揚(yáng)程較高流量較小的灌溉站一般選離心泵 揚(yáng)程介于兩者之間時(shí) 選用混流泵 軸流泵的揚(yáng)程一般為 m以下 混流泵的揚(yáng)程一般為 m 20m 離心泵通常在這之上 水泵臺(tái)數(shù)的選定時(shí)應(yīng)考慮 70 使用要求 需水均衡時(shí) 臺(tái)數(shù)少 型號(hào)單一 需水不均衡時(shí) 臺(tái)數(shù)多 且型號(hào)也多 以配合使用 考慮設(shè)備費(fèi)用 運(yùn)行費(fèi)用 及土建工程造價(jià)臺(tái)數(shù)少 單機(jī)容量大 效率較高 臺(tái)數(shù)多 單機(jī)容量小 效率較低 同時(shí) 也影響進(jìn) 出水構(gòu)筑物的工程量 一般臺(tái)數(shù)多 造價(jià)高 管理維修 臺(tái)數(shù)少 機(jī)型單一 便于維修 反之不便 總之 還應(yīng)結(jié)合水泵的生產(chǎn)制造能力和水平 及供應(yīng)等諸多因素 綜合考慮后 確定適當(dāng)?shù)乃门_(tái)數(shù) 及各臺(tái)泵的流量 71 四 水泵的結(jié)構(gòu)型式臥式 立式或斜式五 水泵型號(hào)根據(jù)以上分析后確定的各臺(tái)泵的大致流量及設(shè)計(jì)揚(yáng)程 與水泵樣本或水泵性能綜合型譜圖去查找符合要求的水泵型號(hào) 若無(wú)符合要求的水泵時(shí) 可對(duì) 四 中確定的水泵臺(tái)數(shù)及單泵流量進(jìn)行調(diào)整后再選 也可對(duì)樣本中的水泵進(jìn)行調(diào)節(jié) 切削 調(diào)速 變角 后使用 六 進(jìn) 出水管道設(shè)計(jì)按所選水泵及泵房結(jié)構(gòu) 布置水泵的進(jìn) 出水管路 含出水或進(jìn)水建筑物 計(jì)算管路水力損失曲線 h 繪出管路系統(tǒng)特性曲線 72 七 求水泵運(yùn)行工作點(diǎn)并校核由 六 并結(jié)合水泵的性能曲線 分析各臺(tái)水泵的運(yùn)行工況點(diǎn) 在最大揚(yáng)程時(shí) 是否滿足必需的最小流量要求 設(shè)計(jì)揚(yáng)程時(shí) 是否滿足設(shè)計(jì)流量的要求 是否會(huì)發(fā)生氣蝕 動(dòng)力機(jī)是否會(huì)發(fā)生超載等 若所選水泵不能安全運(yùn)行 會(huì)出現(xiàn)氣蝕 流量太大或過(guò)小 效率太低 偏離水泵設(shè)計(jì)工況點(diǎn)太遠(yuǎn) 等 都應(yīng)重新設(shè)計(jì)管路或重新選泵 也可進(jìn)行調(diào)節(jié) 73 歸納一下 選泵的原則有1 滿足流量和揚(yáng)程及其變化的要求 2 水泵機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中 水泵工作點(diǎn)的效率最高 即水泵長(zhǎng)期遠(yuǎn)行時(shí)工作點(diǎn)應(yīng)處于其高效區(qū)間內(nèi) 3 按所選的水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)設(shè)計(jì)的水泵站 要求設(shè)備和土建的投資最小 4 便于操作維修 管理費(fèi)用少 選泵的主要步驟有 1 確定泵站的設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程2 根據(jù)泵站的工作特點(diǎn) 調(diào)度要求 綜合考慮水泵效率 設(shè)備費(fèi)用 工程費(fèi)用等諸要素 確定水泵的臺(tái)數(shù)并選擇泵型3 依據(jù)所選泵型進(jìn)行泵站的內(nèi)外部布置 確定進(jìn)出水管路及附件4 進(jìn)行水力計(jì)算 并確定水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)5 進(jìn)行工況校核 74 八 選泵要點(diǎn) 注意事項(xiàng) 選泵就是要確定水泵的型號(hào)和臺(tái)數(shù) 對(duì)于各種不同功能的泵站 選泵時(shí)考慮問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)有所不同 一般可歸納如下 1 大小兼顧 調(diào)配靈活對(duì)給水系統(tǒng)中供水泵站 其用水量 所需的水壓是逐年 逐日 逐時(shí)地變化 選泵時(shí)不能僅僅只滿足最大流量和最高水壓時(shí)的要求 還必須全面顧及用水量的變化 75 2 型號(hào)整齊 互為備用從泵站運(yùn)行管理與維護(hù)檢修的角度來(lái)看 如果水泵的型號(hào)太多則不便于管理 一般希望能選擇同型號(hào)的水泵并聯(lián)工作 這樣無(wú)論是電機(jī) 電器設(shè)備的配套與貯備 管道配件的安裝與制作均會(huì)帶來(lái)很大的方便 對(duì)于水源水位變化不大的取水泵站 管網(wǎng)中設(shè)有足夠調(diào)節(jié)容量的網(wǎng)前水塔 或高地水池 的送水泵站以及流量與揚(yáng)程比較穩(wěn)定的循環(huán)水泵站 均可在選泵中采用本要點(diǎn)給予側(cè)重考慮 當(dāng)全日均勻供水時(shí) 泵站可以選2 3臺(tái)同型號(hào)的水泵并聯(lián)運(yùn)行 而對(duì)于采用分級(jí)供水的泵站 則需要選用多型號(hào) 多臺(tái)數(shù)的水泵搭配運(yùn)行 以適應(yīng)供水量及供水壓力的變化要求 必要時(shí) 設(shè)置一定數(shù)量的調(diào)速水泵 76 3 近遠(yuǎn)期相結(jié)合 特別是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展活躍的地區(qū)和年代 以及擴(kuò)建比較困難的取水泵站中 可考慮近期用小泵大基礎(chǔ)的辦法 近期用小泵 遠(yuǎn)期換大泵或者采用土建一次到位 機(jī)組分期安裝 4 大中型泵站需作選泵方案比較 工程造價(jià) 投資 運(yùn)行效率 費(fèi)用 維護(hù)管理 調(diào)度等方面比較 77 九 選泵時(shí)應(yīng)考慮的其他因素 1 水泵的構(gòu)造形式對(duì)泵房的大小 結(jié)構(gòu)形式和泵房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)形式的影響 因而對(duì)泵站的造價(jià)有較大的影響 2 應(yīng)保證水泵的正常吸水條件 3 應(yīng)選用效率高的水泵 盡量采用大泵 4 合理選用備用泵 5 選用系列泵和定型生產(chǎn)的泵 78 選泵應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 歸納起來(lái) 選泵應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 在滿足最大工況要求的條件下 應(yīng)盡量減少能量的浪費(fèi) 2 合理地利用各水泵的高效率段 3 盡可能選用同型號(hào)泵 使型號(hào)整齊 互為備用 4 盡量選用大泵 但也應(yīng)按實(shí)際情況考慮大小兼顧 靈活調(diào)配 5 h值變化大 則可選不同型號(hào)泵搭配運(yùn)行 6 保證吸水條件 照顧基礎(chǔ)平齊 減少泵站埋深 7 考慮必要的備用機(jī)組 8 考慮泵站的發(fā)展 實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合 9 盡量選用當(dāng)?shù)爻膳a(chǎn)的水泵型號(hào) 79 第二節(jié)電動(dòng)機(jī)與水泵的配套 一 電動(dòng)機(jī)的選擇一般應(yīng)綜合考慮以下四個(gè)方面的因素 1 根據(jù)所要求的最大功率 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速選用電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的額定功率要稍大于水泵的設(shè)計(jì)軸功率 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大于水泵的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)和水泵的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)基本一致 2根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率大小 參考外電網(wǎng)的電壓決定電動(dòng)機(jī)的電壓 80 3 根據(jù)工作環(huán)境和條件決定電動(dòng)機(jī)的外形和構(gòu)造形式 不潮濕 無(wú)灰塵 無(wú)有害氣體的場(chǎng)合 如地面式泵站 可選用一般防護(hù)式電動(dòng)機(jī) 多灰塵或水土飛濺的場(chǎng)合 或有潮氣 滴水之處 如較深的地下式泵站中 宜選用封閉扇冷式電動(dòng)機(jī) 防潮式電動(dòng)機(jī)一般用于暫時(shí)或永久的露天泵站中 臥式水泵配用臥式電動(dòng)機(jī) 立式水泵配用立式電動(dòng)機(jī) 81 4 根據(jù)投資少 效率高 運(yùn)行簡(jiǎn)便等條件 確定所選電動(dòng)機(jī)的類型 82 二 泵站內(nèi)的輔助設(shè)備泵房的內(nèi)部設(shè)備分為主機(jī)組和輔助設(shè)備兩類 主機(jī)組包括水泵及其動(dòng)力機(jī) 輔助設(shè)備包括電氣 充水 排水 通風(fēng) 起重 計(jì)量等設(shè)備 83 電氣設(shè)備 主要為變配電設(shè)備及自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng) 充水設(shè)備 是當(dāng)水泵為非自灌式工作方式下 起動(dòng)水泵時(shí)的引水設(shè)備 常用水環(huán)式真空泵充水 引水 起重設(shè)備 滿足設(shè)備的起吊安裝 要保證最大設(shè)備能從載重汽車上被卸下 并起吊至安裝地點(diǎn) 或拆卸時(shí) 能起吊運(yùn)出 按最重設(shè)備的重量及泵房?jī)?nèi)的設(shè)備布局合理選擇 起重設(shè)備的布置時(shí) 泵房的結(jié)構(gòu)及泵房高度有較大的影響 84 排水設(shè)備 用于排除機(jī)房?jī)?nèi)的滲漏等產(chǎn)生的積水 通風(fēng)與采暖設(shè)備 當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足設(shè)備散熱要求而將使泵房?jī)?nèi)溫升高時(shí) 應(yīng)安裝通風(fēng)設(shè)備 埋深較大 空間狹小 機(jī)組容量大時(shí) 一般均需要通風(fēng)設(shè)備 計(jì)量設(shè)備 用于測(cè)量泵站的工作流量 某些有要求的泵站安裝 對(duì)于泵站主機(jī)組即水泵及其動(dòng)力設(shè)備的布置要求為 在滿足安裝 檢修 安全運(yùn)行的條件下 盡量縮小泵房面積 85 攔污與清污設(shè)備 為攔截水面或水中的固體漂浮物或者污物 保證水泵的安全運(yùn)行 通常應(yīng)在泵站的進(jìn)水側(cè)設(shè)置攔污柵并配置清污機(jī)進(jìn)行機(jī)械清污 86 第八章進(jìn)水建筑物 第一節(jié)取水建筑物一 取水口的位置要滿足 1 取水口要靠近用水區(qū)的中心地帶 減少引水和輸水長(zhǎng)度 降低工程投資2 取水口處地基穩(wěn)定 地質(zhì)情況良好 避開(kāi)不良地質(zhì)段3 取水口宜設(shè)置在水流條件好的順直河段上 87 4 取水口宜設(shè)置在有支流匯入的河段的上游或者對(duì)岸5 考慮與河道上其他人工建筑物間的相互影響6 考慮水質(zhì)問(wèn)題 如咸潮的影響 二 取水口形式1 岸邊進(jìn)水閘 泵房無(wú)需防洪 2 取水頭部 墩式 箱式 樁架式 懸臂式 88 第二節(jié)引水建筑物 泵站的引水建筑物包括 進(jìn)水閘 引渠 引水管或引水涵洞 有的還有沉砂池及沖排砂設(shè)施 依水源及站址處地形條件 水質(zhì)特點(diǎn)等 有不同的組成及布置 引水建筑物的作用就是 把水引入泵站前池及進(jìn)水池 起連接作用 89 一 引水渠 當(dāng)泵房遠(yuǎn)離水源岸邊時(shí) 常建引水渠引水至泵站前池及進(jìn)水池 一 要求 設(shè)計(jì)時(shí) 以泵站的最大流量作為引渠的設(shè)計(jì)流量 保證有足夠的輸水能力 設(shè)計(jì)按明渠均勻流設(shè)計(jì) 水質(zhì)要符合要求 渠首及渠道沿線有時(shí)要設(shè)攔污柵和沉砂 沖砂等設(shè)施 防止有害的泥砂及污物 固體 進(jìn)入前池 運(yùn)行要安全可靠 渠道應(yīng)穩(wěn)定 不沖不淤 有時(shí)還要做防滲處理 90 二 布置布置上要保證水泵有較好的吸水條件 條件許可時(shí) 應(yīng)將引渠 前池 進(jìn)水池的對(duì)稱中心線布置在一條直線上 引渠在進(jìn)入前池前 一般要求有一段足夠長(zhǎng)的直引渠段 以保證流態(tài)較好 但受地形等條件的限制 有時(shí)是難以做到的 此時(shí)要特別關(guān)注水流的流態(tài) 必要時(shí) 應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?導(dǎo)流 調(diào)整流態(tài) 91 二 引水管及引水涵洞引水管 岸邊水流不符合取水要求 需從離岸較遠(yuǎn)處取水時(shí)采用 引水涵洞 當(dāng)河岸有交通要求時(shí) 或堤岸較高不宜設(shè)引水渠時(shí) 可設(shè)引水涵洞引水 92 第三節(jié)進(jìn) 出水建筑物 泵站的進(jìn)水建筑物主要是前池和進(jìn)水池 及大型軸流水泵的進(jìn)水流道 出水建筑物主要有出水池 壓力水箱及大型軸流泵的出水流道和斷流裝置等 進(jìn)水 出水建筑物應(yīng)滿足 進(jìn)水建筑物要有足夠的進(jìn)水能力 引水流態(tài)良好 出水建筑物要有足夠的泄水能力 對(duì)渠道 河道 不沖不淤 盡量減少水力損失 水流應(yīng)平順 防止突然變向 出流最好采用淹沒(méi)出水 并選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn) 出口流速 在滿足安全運(yùn)行的條件下 工程造價(jià)應(yīng)盡量低 還應(yīng)滿足水工建筑物的一般要求 強(qiáng)度 剛度 穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單 施工要方便 便于運(yùn)行管理和維修 93 一 前池 前池的作用前池是引渠和進(jìn)水池之間的連接建筑物 它的作用是 1 使水流平順的擴(kuò)散 將引渠的水流均勻地送至進(jìn)水池 為水泵工作提供良好的吸水條件 2 當(dāng)水泵流量迅速改變時(shí) 如增加啟動(dòng)機(jī)組 或突然有機(jī)組停機(jī)時(shí) 前池的容積可起一定的調(diào)節(jié)作用 從而減小前池和引渠中的水位波動(dòng) 3 前池流速小 也有一定的沉砂作用 94 前池的形式按水流方向分 正向進(jìn)水前池 側(cè)向進(jìn)水前池 前池的來(lái)水方向與進(jìn)水池的進(jìn)水方向一致時(shí) 為正向前池 前池的來(lái)水方向與進(jìn)水池的進(jìn)水方向正交或斜交時(shí) 為側(cè)向前池 正向前池水流條件好 側(cè)向前池水流條件不好 95 96 97 正向前池的尺寸 正向前池計(jì)算用圖 98 b 為引渠的底寬 為進(jìn)水池的寬度 為前池?cái)U(kuò)散角 其大小對(duì)池中流態(tài)影響較大 同時(shí)對(duì)前池的長(zhǎng)度有較大的影響 由水泵吸水要求及布置確定 而b由引渠設(shè)計(jì)確定 均一定 所以當(dāng) 較大時(shí) 較短 工程量小 占地面積也小 但水流條件不好 在池兩側(cè)易形成回流 當(dāng) 較小時(shí) 較長(zhǎng) 工程量大 占地面積也大 但水流條件好 一般按水流的天然擴(kuò)散角確定 工程上常取 20 40 99 前池的底坡i i過(guò)大 水流會(huì)產(chǎn)生縱向回流 使水泵吸水條件變差 影響運(yùn)行效率 i小 水力條件好 但工程量增加 工程上一般取i 0 2 0 3由于前池與進(jìn)水池在連接處的底部高程必須等于進(jìn)水池池底高程 而前端與引渠連接處的底部高程也等于引渠渠底高程 而 又是一定的 按 b 確定 此時(shí) 若不能滿足i 0 2 0 3時(shí) 可做成復(fù)式池底 前池的長(zhǎng)度 100 側(cè)向前池的尺寸 和b同前側(cè)向進(jìn)水前池一般均設(shè)置導(dǎo)流措施 其形態(tài)及尺寸一般須經(jīng)模型實(shí)驗(yàn)確定 前池的構(gòu)造地基較好時(shí) 一般采用 水泥沙漿砌石或干砌石護(hù)底 護(hù)坡 厚度通常為 m 地基較差且地下水位較高或堤后式泵房時(shí) 其底部應(yīng)加做反濾層 以防止產(chǎn)生管涌 影響安全 101 二 進(jìn)水池 進(jìn)水池中的水流流態(tài)及對(duì)水泵的影響進(jìn)水池即為水泵或進(jìn)水管 進(jìn)水流道 進(jìn)水的建筑物 其水流流態(tài)應(yīng)均勻穩(wěn)定 無(wú)旋流 進(jìn)水池中 由于水深等影響 其中可能出現(xiàn)的旋渦類型主要有 a 表面出現(xiàn)凹陷渦 b 出現(xiàn)漏斗狀斷續(xù)進(jìn)氣渦 c 出現(xiàn)貫通渦 d 柱狀渦 102 把有少量空氣進(jìn)入時(shí) 即出現(xiàn)第二種漩渦時(shí) 的淹沒(méi)水深稱為臨界淹沒(méi)水深hsc 設(shè)計(jì)時(shí) 要求h淹 hsc 臨界淹沒(méi)水深受到較多因素的影響 與吸水管口的流速 懸空高度 后壁距 池壁形式等都有關(guān)系 一般是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定 最小淹沒(méi)水深以臨界淹沒(méi)水深為極限 且不得小于0 5 1 0m當(dāng)最小淹沒(méi)水深不能滿足不小于臨界淹沒(méi)水深的要求時(shí) 可以采取一些工程措施防止池內(nèi)產(chǎn)生有害的旋渦并通過(guò)吸水管帶氣進(jìn)入水泵 103 進(jìn)水池尺寸 1 邊壁形式和后壁距進(jìn)水池的邊壁形式主要有如下圖所示的矩形 多邊形 半圓形 圓形 馬蹄形和蝸殼形等幾種 矩形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但拐角處易形成回流 多邊形和半圓形消除了拐角 不易產(chǎn)生回流 但吸水管與池壁間仍有可能形成回流 圓形結(jié)構(gòu)受力條件好 但其內(nèi)水流紊亂 流態(tài)不好 但可防止泥沙在池內(nèi)的淤積 多用于多沙水源的泵站 馬蹄形和蝸殼形水力條件較好 但施工難度大 只用于大型軸流泵機(jī)組 104 為了防止在吸水管和池壁間形成回流 影響水泵進(jìn)水和效率 應(yīng)該控制后壁距T T值越小越好 但考慮到安裝和水泵的吸水要求 一般取T 0 3 0 5 D進(jìn) 必要時(shí) 在吸水管和池壁間加裝隔斷 2 進(jìn)水池中最小水深 min hs 其中 hs按 hsc確定 3 為懸空高度P 進(jìn) 4 池寬 一般按 B 進(jìn)確定 當(dāng)一池內(nèi)有兩根吸水管時(shí) 吸水管的中心距也按此B值確定 105 5 池長(zhǎng) L KQ BhK為秒換水系數(shù) 進(jìn)水池最小有效容積與水泵流量的比值 K 15 30 泵站中最大水泵的設(shè)計(jì)流量 池寬h 最小水深同時(shí) 應(yīng)滿足 進(jìn)即 進(jìn) 是吸水管中心到進(jìn)水池前緣的長(zhǎng)度 106 3 進(jìn)水池中的防渦措施當(dāng)進(jìn)水池?zé)o法滿足上述尺寸要求時(shí) 為了防止池內(nèi)產(chǎn)生各種漩渦 可以采取如下措施 107 4 進(jìn)水池構(gòu)造建于泵房前的進(jìn)水池 構(gòu)造簡(jiǎn)單 池邊墻可為直立或斜坡式 可采用漿砌石擋土墻或護(hù)坡 池底一般采用 砂漿塊石護(hù)砌 厚度 m 在吸水管附近應(yīng)加厚或澆砼 建在泵房下的進(jìn)水池 同時(shí)是泵房的水下基礎(chǔ)建筑 按相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求 通過(guò)計(jì)算確定其材料和尺寸 108 三 出水池和壓力水箱出水池和壓力水箱都是連接泵站壓力水管 即水泵出水管 與干渠或泄水區(qū) 湖泊 河流 等的建筑物 出水池為開(kāi)敞式 常用于泵站上水位變幅不大的灌溉泵站中 壓力水箱為封閉式 且后面一般還接有壓力出水總涵管 常用于外河水位變幅較大的排水泵站或排灌結(jié)合泵站中 當(dāng)采用出水池時(shí) 由于水位變幅的關(guān)系 而造成出水池側(cè)墻很高 工程量很大 施工困難的場(chǎng)合 均應(yīng)采用壓力水箱 109 一 出水池出水池的作用是消除壓力水管出流的余能 使水流平順地流入渠道 出水池的形式 按水流方向分 a 正向出水b 側(cè)向出水c 多向出水 110 按壓力水管出流方式分 a 淹沒(méi)式出流式 b 自由式出流式 c 虹吸式出流自由出流式 壓力水管的出口位于出水池最高水位以上 停機(jī)后 出水池的水不會(huì)向出水管倒流 但浪費(fèi)了揚(yáng)程 淹沒(méi)出流 壓力管的出口淹沒(méi)于出水池水面以下 不會(huì)造成揚(yáng)程浪費(fèi) 但停機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)水流倒灌 應(yīng)采取必要而適當(dāng)?shù)臄嗔鞔胧?拍門 虹吸管出流 溢流堰式 快速閥門 止回閥等 111 出水池的尺寸正向出水池各部尺寸主要有 池長(zhǎng)L 池長(zhǎng)一般是按消能理論由經(jīng)驗(yàn)公式推求 池寬 單機(jī) 0多機(jī) n 0 a n n 出水管數(shù) 墩墻的厚度 0 出水管出口直徑a 出水管邊緣到池壁的距離 a 0 但不少于 m 112 出水池各部高程 池頂高程 頂 高 h 安全超高 m 池底高程 底 低 h淹min 最小淹沒(méi)深度h淹min V0 出口流速P 出水管口下緣到池底的距離 m 113 出水池與渠道的連接收縮角 可計(jì)算收縮段的長(zhǎng)度側(cè)向出水池的計(jì)算 同學(xué)們可參閱有關(guān)資料 出水池的構(gòu)造地基較好時(shí) 可采用漿砌塊石結(jié)構(gòu) 地基較差時(shí) 可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量建于挖方上 必須建于填方上時(shí) 應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 114 二 壓力水箱壓力水箱按照出流方向分正向和側(cè)向 按水箱的平面形狀來(lái)分 有梯形和矩形 按結(jié)構(gòu)有無(wú)隔墩和有隔墩等種形式 1 水泵 2 出水壓力水管 3 拍門 4 壓力水箱 5 壓力涵管 6 伸縮縫 7 防洪閘 8 河堤 防洪堤 115 116 117 第九章泵房 泵房是安裝水泵主機(jī)組 輔助設(shè)備 電氣設(shè)備及其他設(shè)備的建筑物 是泵站中的主體建筑物 泵房設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括 泵房類型的選擇泵房的布置泵房的穩(wěn)定分析與結(jié)構(gòu)計(jì)算 118 泵房設(shè)計(jì)應(yīng)滿足 在保證安裝 運(yùn)行 檢修等前提下 泵房尺寸最小在可能的各種荷載及其組合作用下 滿足整體穩(wěn)定要求其他如滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度剛度要求 地下部分的防滲要求 符合建筑物的防火 照明 通風(fēng) 采光采暖等 119 一 分基型分基型 即機(jī)組的基礎(chǔ)與泵房的基礎(chǔ)是分開(kāi)的 僅在地面式泵房中采用 一般為單層結(jié)構(gòu) 第一節(jié)泵房的結(jié)構(gòu)類型與適用場(chǎng)合 120 121 二 干室型泵房 干室型 泵房的底板及機(jī)組的基礎(chǔ)及泵房地下部分的墻體形成一個(gè)不透水的干室 水泵機(jī)組布置在干室內(nèi)工作 一般為二層結(jié)構(gòu) 地下層 即干室 布置水泵機(jī)組 管道 閘閥等 地上層布置控制柜 配電柜 起重設(shè)備等 地下層一般為混凝土結(jié)構(gòu) 上層為鋼筋混凝土梁柱及磚砌墻體結(jié)構(gòu) 采用立式機(jī)組時(shí)為三層結(jié)構(gòu) 122 123 124 125 126 127 三 濕室型泵房 濕室型 其地下部分存在一進(jìn)水的吸水室 水泵布置在吸水室內(nèi)工作 一般為二層結(jié)構(gòu) 地下部分為吸水室 濕室 及水泵室 并布置出水管路等 地面層 上層 為電機(jī)層 該種結(jié)構(gòu)一般為立式機(jī)組采用 濕室型結(jié)構(gòu)相對(duì)于干室型 減小了泵房浮托力及滲透壓力 有利于泵房穩(wěn)定 128 墩墻式濕室型泵房 129 130 四 塊基型泵房 塊基型泵房主要用于口徑大于1200mm的大型水泵 該型式泵房自身重量很大 抗浮和抗滑穩(wěn)定性好 其結(jié)構(gòu)整體性好 可適用于各種地基條件 特別是當(dāng)需要泵房擋水時(shí) 更為有利 131 132 133 134 第二節(jié)泵房的內(nèi)部布置 一 水泵機(jī)組的布置水泵機(jī)組的排列是泵站內(nèi)布置的重要內(nèi)容 它決定泵房建筑面積的大小 一 布置原則 機(jī)組布置時(shí) 原則上 為了保證水泵有較好的進(jìn)水 出水條件 提高泵效 布置時(shí) 應(yīng)盡量使水泵的進(jìn) 出水順直 同時(shí)為了水泵不發(fā)生氣蝕 能安全運(yùn)行 應(yīng)使水泵有較好的吸水條件 為了便于機(jī)組的安裝 維修與運(yùn)行管理 機(jī)組間要留有足夠的空間 為了減少管路的水頭損失 布置時(shí) 應(yīng)使管道的長(zhǎng)度最短 彎頭 接管等管路附件少 整齊 美觀 135 二 機(jī)組排列形式有以下幾種 1 縱向排列 各機(jī)組軸線平行單排并列 136 適用 主要用于單吸式離心泵機(jī)組 或以單吸式泵為主的泵站中 因?yàn)閱挝奖脼檩S向進(jìn)水 頂端出水 采用這種布置形式 可使管線順直 減小泵房尺寸 采用縱向排列時(shí) 機(jī)組間各部尺寸應(yīng)滿足以下要求 1 不設(shè)檢修間的小型泵站泵房大門口要求通暢 既能容納最大的設(shè)備 水泵或電機(jī) 又有操作余地 其場(chǎng)地寬度一般用水管外壁和墻壁的凈距A值表示 A等于最大設(shè)備的寬度加lm 但不得小于2m 對(duì)大 中型泵站 均要求設(shè)置檢修間 檢修間應(yīng)設(shè)置于泵房大門一端 且至少設(shè)一間 其開(kāi)間 柱間距 應(yīng)等同于泵房開(kāi)間 以使屋面板型號(hào)尺寸統(tǒng)一 便于施工 137 2 水管與水管之間的凈距B值應(yīng)大于0 7m 保證工作人員能較為方便地通過(guò)3 水管外壁與配電設(shè)備應(yīng)保持一定的安全操作距離C 當(dāng)為低壓配電設(shè)備時(shí)c值不小于1 5m 高壓配電設(shè)備C值不小于2m 4 水泵外形凸出部分與墻壁的凈距D 須滿足管道配件安裝的要求 但是 為了便于就地檢修水泵 D值不宜小于1 0m 如水泵外形不凸出基礎(chǔ) D值則表示基礎(chǔ)與墻壁的距離 138 5 電機(jī)外形凸出部分與墻壁的凈距E 應(yīng)保證電機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時(shí)能拆卸 并適當(dāng)留有余地 E值一般為電機(jī)軸長(zhǎng)加0 5m 但不宜小于3m 如電機(jī)外形不凸出基礎(chǔ) 則E值表示基礎(chǔ)與墻壁的凈距 6 水管外壁與相鄰機(jī)組的突出部分的凈距F應(yīng)不小于0 7m 如電機(jī)容量大于55kw時(shí) F應(yīng)不小于1 0m 139 機(jī)組的中心距根據(jù) 或F及機(jī)組 基礎(chǔ) 的寬度可計(jì)算機(jī)組的中心距 設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)取相鄰機(jī)組之間的最大中心距作為所有相鄰機(jī)組之間的中心距 可通過(guò)調(diào)整 或F實(shí)現(xiàn) 此中心距即為泵房柱間距 柱間距應(yīng)與屋面板長(zhǎng)度相匹配 泵房的長(zhǎng)度可通過(guò)機(jī)組的臺(tái)數(shù) 柱間距 檢修間 配電間 值班室等設(shè)置情況確定出來(lái) 140 二 橫向排列 適用側(cè)向進(jìn) 出水的水泵 如單級(jí)雙吸臥式離心泵Sh型 SA型水泵 141 橫向排列與縱向排列的比較 142 機(jī)組之間各部尺寸要求 1 水泵凸出部分 基礎(chǔ) 到墻壁的凈距Al A1 最大設(shè)備的寬度加1m 但A1 2m 2 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B1 Bl不宜小于3m 3 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距Dl Dl不宜小于1m 143 4 電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距C1 C1 電機(jī)軸長(zhǎng)十0 5m 但是 低壓配電設(shè)備應(yīng)Cl 1 5m 高壓配電設(shè)備C1 2 0m 5 水泵基礎(chǔ)之間 電機(jī)與水泵凸出部分 的凈距E1值與C1要求相同 E1 C1 6 為了減小泵房的跨度 也可考慮將吸水閥門設(shè)置在泵房外面 144 三 橫向雙行排列 適用在泵房中機(jī)組較多時(shí) 這種布置形式兩行水泵的轉(zhuǎn)向相反需配置不同轉(zhuǎn)向的水泵機(jī)組 145 總結(jié) 為了保證泵站的工作可靠 運(yùn)行安全和管理方便 在布置機(jī)組時(shí) 應(yīng)遵照以下規(guī)定 146 為了保證泵站的工作可靠 運(yùn)行安全和管理方便 在布置機(jī)組時(shí) 應(yīng)遵照以下規(guī)定 147 為了保證泵站的工作可靠 運(yùn)行安全和管理方便 在布置機(jī)組時(shí) 應(yīng)遵照以下規(guī)定 148 為了保證泵站的工作可靠 運(yùn)行安全和管理方便 在布置機(jī)組時(shí) 應(yīng)遵照以下規(guī)定 149 二 水泵機(jī)組的基礎(chǔ) 機(jī)組 水泵和電動(dòng)機(jī) 安裝在共同的基礎(chǔ)上 基礎(chǔ)的作用是支承并固定機(jī)組 使它運(yùn)行平穩(wěn) 不致發(fā)生劇烈振動(dòng) 更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷 因此 對(duì)基礎(chǔ)的要求是 1 堅(jiān)實(shí)牢固 除能承受機(jī)組的靜荷載外 還能承受機(jī)械震動(dòng)荷載 2 要澆制在較堅(jiān)實(shí)的地基上 不宜澆制在松軟地基或新填土上 以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷 150 基礎(chǔ)的作用是固定機(jī)組 基礎(chǔ)的平面尺寸與機(jī)組是否帶底座有關(guān) 基礎(chǔ)尺寸的確定 對(duì)帶底座的水泵 基礎(chǔ)尺寸 長(zhǎng)度 底座長(zhǎng)度 0 15 0 20 m 螺孔寬度方向上間距b1 0 15 20 m 地腳螺柱長(zhǎng)度l 0 15 20 m 151 對(duì)不帶底座的機(jī)組 應(yīng)按水泵和電機(jī)的地腳螺孔間距 0 m來(lái)確定其平面尺寸 高度確定同前 b 0 m L 0 m l 0 15 20 m 500 700mm基礎(chǔ)頂面一般高于室內(nèi)地坪100 200mm基礎(chǔ)底面應(yīng)高于地下水位 分基型泵房 152 基礎(chǔ)的校核 地基承載力校核基礎(chǔ)應(yīng)力小于地基允許承載力 考慮動(dòng)荷的影響 地基允許承載力須進(jìn)行折算 可參考有關(guān)規(guī)范 共振校核使基礎(chǔ)自振頻率 與基礎(chǔ)強(qiáng)迫震動(dòng)頻率 之比滿足 0 75或 1 25防止共振 振幅校核振幅a 0 15mm 簡(jiǎn)化校核方法 可按基礎(chǔ)的總重量 2 5 4 0 倍機(jī)組的重量 注 以上校核是對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)而言的 分基型 對(duì)于地下式或半地下式泵房 由于機(jī)組的基礎(chǔ)與泵房底板連為一體 故無(wú)需進(jìn)行上述校核 而主要是校核泵房整體穩(wěn)定和地基應(yīng)力 153 三 輔助設(shè)備的布置 配電間和檢修間的布置 配電設(shè)備可布置在主機(jī)房一端的配電間內(nèi) 也可不設(shè)配電間 而將配電設(shè)備布置在主機(jī)房的側(cè)面 設(shè)配電間時(shí) 一般將配電間設(shè)于泵房一端 遠(yuǎn)離泵房主大門一端 優(yōu)點(diǎn)是 不因布置配電設(shè)備而使跨度加大 也不會(huì)象一側(cè)式布置時(shí) 影響機(jī)房的通風(fēng)和采光 缺點(diǎn)是 機(jī)組較多 泵房較長(zhǎng)時(shí) 電纜較長(zhǎng) 且不便監(jiān)視較遠(yuǎn)端機(jī)組的運(yùn)行 一側(cè)式布置的優(yōu)缺點(diǎn)與上相反 154 對(duì)分基型泵房 配電間的地板高程應(yīng)略高于主機(jī)房的地板高程 防止電氣配電設(shè)備受潮 其他結(jié)構(gòu)型式的泵房配電設(shè)備都布置于上層泵房 室內(nèi)地板高于室外地面 m 配電間有高壓配電間和低壓配電間 高壓一般都獨(dú)立設(shè)置 低壓可獨(dú)立設(shè)置也可附設(shè)在泵房?jī)?nèi) 設(shè)獨(dú)立配電室時(shí) 其室內(nèi)外交通應(yīng)符合規(guī)范要求 要設(shè)置單獨(dú)對(duì)外開(kāi)的門 高壓室 門寬 m門高 m低壓室 門寬 m門高 m高壓配電室高度為 m 凈高不應(yīng)小于 m 155 配電室的內(nèi)部布置應(yīng)滿足 柜前過(guò)道寬應(yīng)不小于 低壓柜 m 高壓柜3m 背后維護(hù)式距墻凈距 m配電間的面積 主要取決于配電柜的數(shù)目和尺寸 及必要的操作空間 配電間里布置的配電柜 控制柜 計(jì)量柜 功率因素補(bǔ)償柜等 按需要和規(guī)定設(shè)置 156 檢修間的布置一般布置在機(jī)房大門一端 以方便車輛進(jìn)出 其面積應(yīng)能放下機(jī)房?jī)?nèi)最大的設(shè)備 并留有適當(dāng)?shù)臋z修空間 小型泵站可不設(shè)檢修間 利用機(jī)組間空地檢修 檢修間與配電間均可采用與主廠房同開(kāi)間 相同柱間距 的尺寸 泵房主大門的尺寸 一般要求能通過(guò)載重汽車 寬x高的比例為3600 x4200或3300 x3600 157 3 交通道的布置便于通行和搬運(yùn)的設(shè)備 寬度不少于 m 主通道一般沿泵房長(zhǎng)度方向和布置在出水側(cè) 4 電纜的布置可用電纜架在墻上或布置于電纜溝內(nèi) 電纜溝應(yīng)防潮 防水并加蓋蓋板 5 充水設(shè)備的布置如采用真空泵時(shí) 一般布置于墻角或主機(jī)管道之間的空地上 不增加泵房的面積 6 排水設(shè)備的布置在泵房里應(yīng)設(shè)置排水溝 排水井及排水泵排除水泵水封閉的滲水及其他各類泵房滲水 檢修時(shí)放空管道和泵體內(nèi)的積水等 158 7 起重設(shè)備 當(dāng)最大部件不超過(guò) 噸時(shí) 可不設(shè)固定式起重設(shè)備 降低泵房高程 當(dāng)需要設(shè)置固定式起重設(shè)備時(shí) 應(yīng)根據(jù)最大設(shè)備的重量 選擇適當(dāng)?shù)钠鹬卦O(shè)備 如手動(dòng) 電動(dòng)單軌滑車 橋式行車或單梁行車 此時(shí) 泵房高度應(yīng)滿足起重設(shè)備起吊重物之需要來(lái)計(jì)算確定 8 通風(fēng)設(shè)備泵房的通風(fēng)分自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng) 自然通風(fēng)一般是在泵房縱向側(cè)墻上設(shè)置高低窗 窗子的面積不小于泵房地面面積的 最好為 自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí) 應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng) 風(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定 159 第三節(jié)吸水管路與壓水管路 吸水管路和壓水管路是泵站的重要組成部分 正確設(shè)計(jì) 合理布置與安裝吸 壓水管路 對(duì)于保證泵站的安全運(yùn)行 節(jié)省投資 減少電耗有很大的影響 本節(jié)將分別就吸水管路和壓水管路的要求 設(shè)計(jì) 布置與敷設(shè)等問(wèn)題作介紹 160 第三節(jié)吸水管路與壓水管路 一 對(duì)吸水管路的要求吸水管路布置應(yīng)盡量短 附件 彎頭等要盡量少 為保證吸水管路的安全運(yùn)行 還要求 吸水管漏氣 將破壞泵內(nèi)真空 使水泵出水減少 嚴(yán)重時(shí) 將使水泵斷流不出水 吸水管在走向布置上 不得產(chǎn)生積氣現(xiàn)象 否則會(huì)影響過(guò)水能力 也會(huì)造成水泵工作不穩(wěn)定 要求吸水管沿水流方向其內(nèi)壁面是上升的 如圖所示 吸