泵站設計實例

1、-作者xxxx-日期xxxx泵站設計實例【精品文檔】一、佟莊泵站(一)建設概況及緣由侍嶺項目區(qū)佟莊村地處新沂河南岸，該區(qū)地形地勢起伏較大，地面高程在22.60m18.50m之間，現(xiàn)有耕地2008畝，地處灌區(qū)末稍，灌溉水源緊缺，用水集中時，區(qū)內部分水稻田要等其他區(qū)域水稻栽插完成，才有水過來，但水位較低，農民采用小機小泵自提灌溉各家各戶農田?，F(xiàn)規(guī)劃在佟莊排澇溝新建佟莊電灌站，提水灌溉農田，泵站下采用低壓管道灌溉區(qū)內農田。因此規(guī)劃新建佟莊泵站，利用佟莊排澇溝回歸水，經泵站提灌后進入管道再入各級田間渠道灌溉區(qū)內農田。 (二)設計資料1、 設計標準及設計依據(jù)根據(jù)江蘇省水利廳蘇水農201232號關于印發(fā)江

2、蘇省小型灌溉泵站建設標準（試行）的通知查得小型提水泵站的設計灌水率為2.04.0 m3/(s·萬畝),根據(jù)該區(qū)實際情況以及區(qū)內灌溉經驗，取設計灌溉模數(shù)q灌=2.9m3/(s·萬畝)。2、設計依據(jù)根據(jù)泵站設計規(guī)范（GB 50265-2010）、灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范 (SL482-2011)等進行本次設計。3、建筑物級別：根據(jù)水利水電工程等級劃分與洪水標準，佟莊泵站級別為5級，建筑物使用年限為30年。4、地震設防列度：按中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB 18306-2015）中的中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖（江蘇部分）和中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（江蘇部分）可知，基本地震設

3、計烈度8度，地震峰值加速度0.2g。5、設計水位：根據(jù)節(jié)侍嶺佟莊低壓灌溉管道工程設計中水位推算成果，選取最不利管線，以此推出的水位m作為泵站出水設計水位,計算泵站揚程。以排澇溝在灌溉期的低水位作為泵站進水池設計水位，泵站進、出水水位組合如下：管道進口水位：m。進水池：最高水位m，設計水位m，最低水位m。6、 設計流量：Q=m3/s。泵站工程設計參數(shù)情況具體見表5-26。表5-26 泵站工程設計參數(shù)情況表序號名稱性質灌溉面積（萬畝）灌溉模數(shù)（m3/s/萬畝)設計流量（m3/s）設計凈揚程(m)設計水位（m）進水水位出水水位1佟莊泵站新建0.20080.5267、 工程地質本次借用附近朱嶺支渠地質

4、資料可知，在勘探孔揭露深度范圍內，根據(jù)時代、成因及物理力學性質，該場地內巖土層可分為3層，茲自上而下分述如下：素填土（Q4Ml）:土黃色，松散，稍濕，為人工堤身填土，土質以粉質粘土為主，含植物根莖，堆積時間超過十年。粉質粘土（Q4al）:灰黃色，硬塑，稍有光澤，局部夾有粉土，中等干強度，中等韌性，土質不均勻，分布較穩(wěn)定。含砂姜粉質粘土（Q3al）: 灰黃色，硬塑堅硬，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，可見較多姜結石，中壓縮性，土質不均勻，分布較穩(wěn)定。泵室底板高程為m，以第層含砂姜粉質粘土作為基礎持力層，基礎承載力特征值為fak=270kpa。表5-27 土層承載力允許值成果表土 層 號土層描述容

5、許承載力fao (Kpa)01素填土02粉質粘土25003含砂姜粉質粘土270 (三)機泵選型1、揚程計算：設計凈揚程：H設=出水池設計水位-進水池設計水位=m最高凈揚程: H最高=出水池最高水位-進水池最低水位=m最低凈揚程：H最低=出水池最低水位-進水池最高水位=m2、水泵選型根據(jù)該站的要求，設計凈揚程H凈=m，估計水力損失為凈揚程的10%，則設計總揚程H總=1.1 ×=m，最高總揚程H校核=m。按此揚程查水泵選型樣本，擬選用2臺350HQ-40潛水混流泵，轉速為1450r/min，葉片安裝角度+40，電機功率為45kW³/s，水泵工作性能參數(shù)如下表5-28。圖5-9水

6、泵性能曲線圖表5-28 水泵工作性能參數(shù)表(四)水泵工況點校核1、管路損失揚程計算管路阻力參數(shù):喇叭口，90°彎頭=0.70。 局=0.9 S局=s2/m5則h局=S局Q2=m沿程損失計算：水泵出口接m管路后直接接入灌溉管道，灌溉管理損失揚程已計入低壓管道灌溉計算，故此處沿程損失僅計算1.5m泵管。h程= 2n2/d=0.05mh損=h程+h局=m2、揚程校核設計工況點水泵揚程：m查水泵樣本，此時的揚程處于水泵的高效區(qū)，Q =0.263m3/s，=%，選用該泵型滿足設計要求。(五)工程設計1、總體布置佟莊泵站位于佟莊排澇溝邊，為堤身式布置，正向進水，正向出水，為開敞式，出口接低壓管道

7、灌溉主管路。泵站采用一體化智能泵站，泵房尺寸為2.4×2.4m×2間，采用集成式WPC環(huán)保材料。該站選用2臺350HQ-40潛水混流泵，轉速為1450r/min，葉片安裝角度+40，電機功率為45kW。2泵站進出水建筑物及管路設計由于本泵站水源主要為佟莊排澇溝回歸水，故進水池沿排澇溝一側開挖，池底高程為18.0m，低于溝底高程0.5m，便于水流匯集；進水池凈寬為3.5m，長4.0m；出水部分直接接入低壓管道灌溉主管路。（六）電氣設計說明因泵站裝機容量較小，因此采用低壓側計量。詳述如下：1、接入電力系統(tǒng)方式 佟莊泵站設有2臺350HQ-40混流潛水泵，單機功率為45kW，電機

8、電壓等級為0.4kV。本次電氣設計用電采用附近現(xiàn)狀10kV供電線路供電，設計范圍為10kV終端桿以下的內容，包括泵站內電動機控制、保護、動力、照明等內容。2、電氣主接線本工程采用1臺主變，電源側采用單母線接線，電動機低壓母線采用單母線分段接線，主變壓器的高壓側安裝跌落式熔斷器，低壓側安裝斷路器。考慮到安全因素，采用干式變壓器。3、主變容量選擇。初選1臺S11-M-80kVA油浸式變壓器，Ud，變比為。計量方式采用高供低計方式。電動機功率為55kW，啟動電流倍的額定電流，根據(jù)電機樣本，查得電動機的電氣參數(shù)如下表5-30所示：表5-30 電動機參數(shù)表電動機型號數(shù)量（臺）額定電流（A)額定功率（kW

9、)效率（%）功率因數(shù)總裝機容量（kVA）Y315S-811145592電動機總裝機容量計算公式如下：kVA電動機總裝機有功功率PkW。=5根據(jù)上述計算結果在選擇合適的變壓器時，同時要考慮到變壓器自身的損耗，根據(jù)有關設計規(guī)程及設計手冊，將計算過程列表如下表5-31所示：表5-31 全泵站負荷統(tǒng)計負荷名稱平均功率因數(shù)計算負荷有功功率無功功率視在功率主電動機計算負荷主變低壓側負荷主變損耗無功補償泵站總計算負荷根據(jù)變壓器樣本，選擇型號為S11-M-80kVA油浸式變壓器能夠滿足泵站用電需求，該型號變壓器阻抗電壓Ud%=4.0 ，選用連接，變比為kV。本站采用低壓計量方式，因為總裝機容量小于100kVA

10、，根據(jù)相關規(guī)定無需進行無功補償。4、電動機啟動方式的確定根據(jù)已確定的設備配置和接線方案，按一臺80kVA的變壓器拖動一臺電動機運行時的最不利的條件進行計算，母線啟動壓降為：=100×（×1×552×0.8)）/(100×100/4.0) =%由于采用低壓異步電機，電機采用直接啟動方式啟動電流很大，對電網的沖擊非常大，根據(jù)上述母線壓降計算，母線壓降為19.42%，大于容許的15%。因此電機無法直接啟動，為此電機配套軟啟動裝置以滿足啟動要求。5、控制、保護與測量電動機額定電流為114A，電壓等級0.4kV，則變壓器高、低壓側總額定電流為：=114A

11、=。根據(jù)控制柜內電氣設備元件的外形尺寸，低壓控制柜型號選用固定式GGD標準柜。泵站機組運行采用手動控制方式，直接在開關柜上進行操作。控制柜內裝設軟起動裝置，確保電機順利起動。軟起動裝置配有缺相、短路、過載保護等裝置。電氣測量根據(jù)電測量儀表裝置技術規(guī)程要求設置，測量表計選用數(shù)字顯示儀表。6、過電壓保護及接地接地網由自然接地體組成，自然接地體由泵站站身內鋼筋、出水池底板、梁內鋼筋及其它金屬構件組成。同時泵站主廠房屋面四周裝設避雷網，中間形成網格，利用建筑物柱內的主筋引下與泵站底板下的接地網相連，形成整個防雷接地系統(tǒng)，整個接地網接地電阻不大于4歐姆。泵站內所有電氣設備的外殼均須與接地網可靠焊接。7、

12、電工試驗設備泵站配置必要的電氣試驗設備供平常使用，而每年的電氣預防性試驗，可委托有電氣試驗資質的單位進行完成。8、消防設施站房內設置1套手提式干粉滅火器，在電纜溝設防火分隔物，進出廠房的電纜通道用防火包封堵，以隔絕火源。9、電氣設備布置變壓器采用室外桿式安裝方式，做法應滿足35kV及以下客戶端變電所建設標準。低壓開關柜布置在站房內，布置方式應滿足相關規(guī)范要求。二、吳莊泵站(一)建設概況及緣由吳莊項目區(qū)位于新沂河南側，該區(qū)地形地勢起伏較大，地面高程在22.60m18.50m之間，現(xiàn)有耕地1176畝，地處灌區(qū)末稍，灌溉水源緊缺，用水集中時，區(qū)內部分水稻田要等其他區(qū)域水稻栽插完成，才有水過來，但水位

13、較低，農民采用小機小泵自提灌溉各家各戶農田?，F(xiàn)規(guī)劃新建吳莊泵站，提水灌溉農田，泵站下采用低壓管道灌溉區(qū)內農田。因此規(guī)劃新建吳莊泵站，利用吳莊排澇溝回歸水，經泵站提灌后進入管道再入各級田間渠道灌溉區(qū)內農田。 (二)設計資料2、 設計標準及設計依據(jù)根據(jù)江蘇省水利廳蘇水農201232號關于印發(fā)江蘇省小型灌溉泵站建設標準（試行）的通知查得小型提水泵站的設計灌水率為2.04.0 m3/(s·萬畝),根據(jù)該區(qū)實際情況以及區(qū)內灌溉經驗，取設計灌溉模數(shù)q灌=2.9m3/(s·萬畝)。2、設計依據(jù)根據(jù)泵站設計規(guī)范（GB 50265-2010）、灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范 (SL482-20

14、11)等進行本次設計。3、建筑物級別：根據(jù)水利水電工程等級劃分與洪水標準，佟莊泵站級別為5級，建筑物使用年限為30年。4、地震設防列度：按中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB 18306-2015）中的中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖（江蘇部分）和中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（江蘇部分）可知，基本地震設計烈度8度，地震峰值加速度0.2g。5、設計水位：根據(jù)節(jié)侍嶺吳莊低壓灌溉管道工程設計中水位推算成果，選取最不利管線，以此推出的水位m作為泵站出水設計水位,計算泵站揚程。以排澇溝在灌溉期的低水位作為泵站進水池設計水位，泵站進、出水水位組合如下：管道進口水位：m。進水池：最高水位m，設計水位m，最低水位m。8、

15、設計流量：Q=m3/s。泵站工程設計參數(shù)情況具體見表5-26。表5-26 泵站工程設計參數(shù)情況表序號名稱性質灌溉面積（萬畝）灌溉模數(shù)（m3/s/萬畝)設計流量（m3/s）設計凈揚程(m)設計水位（m）進水水位出水水位1吳莊泵站新建0.11760.2169、 工程地質本次借用附近朱嶺支渠地質資料可知，在勘探孔揭露深度范圍內，根據(jù)時代、成因及物理力學性質，該場地內巖土層可分為3層，茲自上而下分述如下：素填土（Q4Ml）:土黃色，松散，稍濕，為人工堤身填土，土質以粉質粘土為主，含植物根莖，堆積時間超過十年。粉質粘土（Q4al）:灰黃色，硬塑，稍有光澤，局部夾有粉土，中等干強度，中等韌性，土質不均勻，

16、分布較穩(wěn)定。含砂姜粉質粘土（Q3al）: 灰黃色，硬塑堅硬，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，可見較多姜結石，中壓縮性，土質不均勻，分布較穩(wěn)定。泵室底板高程為m，以第層含砂姜粉質粘土作為基礎持力層，基礎承載力特征值為fak=270kpa。表5-27 土層承載力允許值成果表土 層 號土層描述容許承載力fao (Kpa)01素填土02粉質粘土25003含砂姜粉質粘土270 (三)機泵選型1、揚程計算：設計凈揚程：H設=出水池設計水位-進水池設計水位=m最高凈揚程: H最高=出水池最高水位-進水池最低水位=m最低凈揚程：H最低=出水池最低水位-進水池最高水位=m2、水泵選型根據(jù)該站的要求，設計凈揚程H

17、凈=m，估計水力損失為凈揚程的10%，則設計總揚程H總=1.1 ×=m。按此揚程查水泵選型樣本，擬選用1臺350HQ-40潛水混流泵，轉速為1450r/min，葉片安裝角度00，電機功率為37kW16m³/s，水泵工作性能參數(shù)如下表5-28。圖5-9水泵性能曲線圖表5-28 水泵工作性能參數(shù)表(四)水泵工況點校核1、管路損失揚程計算管路阻力參數(shù):喇叭口，90°彎頭=0.70。 局=0.9 S局=s2/m5則h局=S局Q2=m沿程損失計算：水泵出口接m管路后直接接入灌溉管道，灌溉管理損失揚程已計入低壓管道灌溉計算，故此處沿程損失僅計算1.5m泵管。h程= 2n2/d

18、=0.05mh損=h程+h局=m2、揚程校核設計工況點水泵揚程：m查水泵樣本，此時的揚程處于水泵的高效區(qū)，Q =0.216m3/s，=%，選用該泵型滿足設計要求。(五)工程設計1、總體布置吳莊泵站位于吳莊排澇溝邊，為堤身式布置，正向進水，正向出水，為開敞式，出口接低壓管道灌溉主管路。泵房尺寸為×2.4m，采用普通鋼筋砼結構。該站選用1臺350HQ-40潛水混流泵，轉速為1450r/min，葉片安裝角度00，電機功率為37kW。2泵站進出水建筑物及管路設計由于本泵站水源主要為吳莊排澇溝回歸水，故進水池沿排澇溝一側開挖，池底高程為18.0m，低于溝底高程0.5m，便于水流匯集；進水池凈寬

19、為3.5m，長4.0m；出水部分直接接入低壓管道灌溉主管路。（六）電氣設計說明因泵站裝機容量較小，因此采用低壓側計量。詳述如下：1、接入電力系統(tǒng)方式 吳莊泵站設有1臺350HQ-40混流潛水泵，單機功率為37kW，電機電壓等級為0.4kV。本次電氣設計用電采用附近現(xiàn)狀10kV供電線路供電，設計范圍為10kV終端桿以下的內容，包括泵站內電動機控制、保護、動力、照明等內容。2、電氣主接線本工程采用1臺主變，電源側采用單母線接線，電動機低壓母線采用單母線分段接線，主變壓器的高壓側安裝跌落式熔斷器，低壓側安裝斷路器。考慮到安全因素，采用干式變壓器。3、主變容量選擇。初選1臺S11-M-80kVA油浸式

20、變壓器，Ud，變比為。計量方式采用高供低計方式。電動機功率為55kW，啟動電流倍的額定電流，根據(jù)電機樣本，查得電動機的電氣參數(shù)如下表5-30所示：表5-30 電動機參數(shù)表電動機型號數(shù)量（臺）額定電流（A)額定功率（kW)效率（%）功率因數(shù)總裝機容量（kVA）Y315S-811145592電動機總裝機容量計算公式如下：kVA電動機總裝機有功功率PkW。=根據(jù)上述計算結果在選擇合適的變壓器時，同時要考慮到變壓器自身的損耗，根據(jù)有關設計規(guī)程及設計手冊，將計算過程列表如下表5-31所示：表5-31 全泵站負荷統(tǒng)計負荷名稱平均功率因數(shù)計算負荷有功功率無功功率視在功率主電動機計算負荷主變低壓側負荷主變損耗無功補償泵站總計算負荷根據(jù)變壓器樣本，選擇型號為S11-M-80kVA油浸式變壓器能夠滿足泵站用電需求，該型號變壓器阻抗電壓Ud%=4.0 ，選用連接，變比為kV。本站采用低壓計量方式，因為總裝機容量小于100kVA，根據(jù)相關規(guī)定無需進行無功補償。4、電動機啟動方式的確定根據(jù)已確定的設備配置和接線方案，按一臺80kVA的變壓器拖動一臺電動機運行時的最不利的條件進行計算，母線啟動壓降為：=100×（&