灌溉泵站初步設(shè)計說明書

1、第第 頁灌溉泵站初步設(shè)計設(shè)計資料本站為一明渠引水灌溉站，設(shè)計流量1.8m3/s，渠底比降i=1/6000，底寬b=3m,邊坡系數(shù)m=1.5,糙率n=0.02,最高運(yùn)行水位551m,最低運(yùn)行水位550m。進(jìn)水池設(shè)計水位550.5m，最高運(yùn)行水位550.9m，最低運(yùn)行水位549.9m，儲水池設(shè)計水位575.5,最低運(yùn)行水位575.2m。站址處土質(zhì)為粘壤土，內(nèi)摩察角30，地基允許承載力210KN/m2，多年平均最低氣溫-8，凍土層厚0.35m。該地區(qū)有6.3kv高壓線經(jīng)過，交通方便，勞動力充足，建材采購方便。設(shè)計部分一、水泵選型與設(shè)備配套（一）水泵選型根據(jù)水泵選型原則按下列順序進(jìn)行1、確定設(shè)計流量1

2、、確定設(shè)計流量設(shè)計流量Q=1.8m3/s2、確定設(shè)計揚(yáng)程設(shè)計揚(yáng)程H=H+h式中H進(jìn)水、出水池設(shè)計水位差凈損凈即：575.5-550.5=25m;h一管路水頭損失，按0.2H計算。損凈貝UH=25+0.2X25=30.00m3、確定泵型方案依據(jù)泵站設(shè)計流量1.8m3/s和設(shè)計揚(yáng)程30.00m。決定選用雙吸離心泵。查水泵資料中的水泵性能表得14sh19與20sh13A兩種泵型均符合要求，作為方案進(jìn)行比較，它們的性能如表1所列。型號流量Q揚(yáng)程H(m)轉(zhuǎn)速n(r/min)功率效率n(%)必須汽蝕余量（m）葉輪直徑（mm）泵重(kg)m3/hL/s軸功率電機(jī)功率971270321008514sh-191

3、260350261450102125886.534587514404002091821440417341648220sh-13A187052031970186220856550233022306212619779表4、確定臺數(shù)及方案比較結(jié)合資料及經(jīng)驗，主泵臺數(shù)宜為3-9臺，用關(guān)系式iQ/Q確定兩種泵型所需站泵臺數(shù)。14sh-19型泵i=1.8/0.35=5.14（臺），取5臺；20sh-13A型泵i=1.8/0.52=3.46（臺）,取4臺。兩種泵型相關(guān)參數(shù)比較見表一。兩種方案比較，選用5臺14sh-19型泵方案，雖然臺數(shù)較多，建設(shè)投資較大，且安裝高度小，對泵房的通風(fēng)散熱有不利的影響，但其機(jī)組

4、重量輕，便于維護(hù)和檢修；臺數(shù)較多，流量發(fā)生變化是，適應(yīng)性較強(qiáng)，供水可靠性好，灌溉保證率高；其次，該機(jī)組臺數(shù)較多，單機(jī)容量較小，對水量的調(diào)節(jié)能力大，即使運(yùn)行中個別機(jī)組出現(xiàn)故障，對灌溉影響也較小，所以本站不設(shè)備用機(jī)組。（二）動力機(jī)配套包括動力類型選擇和機(jī)型確定。1、動力類型選定利用該地區(qū)6.3kv高壓線路，采用直接傳到的電動機(jī)。2、動力機(jī)選配由水泵廠成套供應(yīng)或根據(jù)水泵額定轉(zhuǎn)速為1450r/min和配套功率125kw采用js-116-4型防護(hù)式雙鼠籠型異步電動機(jī)5臺。（三）管路配套包括吸、出水管路的管材、管徑及附件選配等內(nèi)容。1、吸水管路及附件選配（1）管材鑄鐵耐久性好，又有一定強(qiáng)度，擬采用法蘭式鑄

5、鐵管。（2）管徑依據(jù)經(jīng)濟(jì)流速確定D=、:也兀v式中Q一管路中通過的流量，本設(shè)計采用水泵銘牌流量0.35m3/s；v管內(nèi)控制流速，憑經(jīng)驗，進(jìn)口喇叭管取1.2m/s，管道內(nèi)取4x0351.8m/s，則進(jìn)口喇叭管直徑D=.一=0.61m；3.14x1.2管道直徑D義350.50m。3.14x1.8查資料取標(biāo)準(zhǔn)值：進(jìn)口喇叭管直徑620mm，吸水管直徑500mm。（3）管長憑經(jīng)驗暫擬11.0m。（4）附件查資料得：喇叭管：大頭直徑620mm，小頭直徑500mm，長度310mm；雙法蘭90彎頭，考慮用擋土墻式進(jìn)水池，選用R=700mm，內(nèi)徑500mmm，中心線長度1183mm；偏心漸縮接頭：小頭直徑350

6、mm。大頭直徑500mm，長度890mm。2、出水管路及附件選配包括管徑與管路附件的確定。出水管道直徑依據(jù)經(jīng)濟(jì)流速，計算公式為D-、:絲兀v式中Q一出水管路中通過的流量，取水泵銘牌流量0.35m3/s；v管內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速，憑經(jīng)驗取2.0m/s。:4x035則D.40.350.472m，故本設(shè)計出水管路直徑取500mm。出3.14x2.0管路附件包括：（1）泵出口漸擴(kuò)接管：水泵出口直徑0.3m，出水管路直徑500mm，查資料選用長度為690mm，小頭直徑300mm，大頭直徑500mm的標(biāo)準(zhǔn)正心鑄鐵漸擴(kuò)管。（2）閘閥：查資料選用。（3）拍門：停機(jī)時用拍門防止池水倒流，查資料選用內(nèi)徑為550mm的拍門。

7、管路出口漸擴(kuò)管：在拍門與管路間設(shè)置正心漸擴(kuò)管，以降低出口流速，回收功能，擴(kuò)散段錐角取12功能，擴(kuò)散段錐角取12,管段長度L擴(kuò)DD仃大小-=238mm,取240mm。2tan12。/2該漸擴(kuò)管無標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)貨，需定制。壓力表一只。（四）水泵安裝高程確定吸水管路水頭損失按沿程水頭損失和局部水頭損失分別計算后相加而得。1、沿程水頭損失h=10.29n2Q2式中n一管道的糙率，查資料鑄鐵為0.013；沿D5.33L一管道長度11.0m。貝Uh=10.29x0.0132x-20.352=0.094m沿0.55.332、局部水頭損失h=0.083三Q2式中Z一管路局部阻力系數(shù)，查資料C=0.2,TOC o 1-

8、5 h z局D4進(jìn)C=0.64,C=0.2；90縮D一局部阻力處管徑，查資料得D=0.63,D=0.35。進(jìn)縮(02064021則h=0.083x-0+064+1x0.352=0.25m局10.6340.540.354)故：h=h+h=0.094+0.25=0.34m吸沿局3、水泵安裝高度水泵安裝高度采用公式3、水泵安裝高度水泵安裝高度采用公式H=10.09(-NPSH)-h允吸r吸式中（NPSH）查表一可知（NPSH）=6.5mh0.34m吸則H=10.09-6.5-0.34=3.25m。4、水泵安裝高程4、水泵安裝高程V確定aV=V+H-kamin允許式中V一進(jìn)水池最低運(yùn)行水位549.9m

9、；mink-安全值，取0.2m貝U：V=549.9+3.25-0.2=552.95m。如圖一所示。a立MajLA因一二水森犒群翻3隹m）二、泵房初步設(shè)計包括確定泵房型式、內(nèi)部設(shè)備布置與尺寸擬定等內(nèi)容。（一）確定泵房結(jié)構(gòu)型式臥式離心泵泵房型式取決于水泵有效吸程、水源水位變幅和地下水埋深等因素。.水泵有效吸程H值計算效吸H=VZZ-V效吸a12min式中Z水泵基準(zhǔn)面至底座距離，查資料）.8m；1Z水泵基礎(chǔ)高出機(jī)坑地面高度，取0.2mo2則H=553.2-0.8-0.2-549.9=2.30m效吸.水源水位變幅AH水源最高運(yùn)行水位551m,最低運(yùn)行水位550m,水位變幅AH=551550=1.0m2

10、0%,符合要求。泵房面積25.2x9（6）屋蓋。本設(shè)計采用雙坡面斜屋蓋，屋面坡角取30。，屋架為銜架結(jié)構(gòu)，其高度為tan30。x9.5/2=2.45。泵房立面尺寸如圖十一所示。圖十一減痂尺寸示耨彈住m）三、進(jìn)水建筑物設(shè)計（一）進(jìn)水池i型式采用半敞開式檔土墻進(jìn)水池2尺寸確定包括平立面與細(xì)部結(jié)構(gòu)等尺寸（1）立面尺寸池底高程V池底高程V,用下式計算V=Vhh底min12式中V.一進(jìn)水池最低運(yùn)行水位549.9mmh一進(jìn)水管喇叭口懸空高低取0.5m1。一進(jìn)水管端喇叭口最小淹沒深度取0.9m2則V=549.9-0.5-0.9=548.5m底池頂高程V。取泵房外地面高程，本設(shè)計取554.0m。頂2)平面尺寸

11、池寬B。用下式計算B=(n-1)L+2L01式中n一進(jìn)水管X路根數(shù)，本設(shè)計方案為5根L相鄰兩進(jìn)水管中心間距，本設(shè)計方案為3.24m0L一邊管中心至池側(cè)壁距離。取水管中心至隔墩距離，隔墩厚度為0.5m,則邊管1中心至池壁距離為(3.24-0.5)/2=1.37m貝lB=(5-1)X3.24+2XI.37=15.7m(2)池長L用經(jīng)驗公式L=4.5D+T進(jìn)式中T一進(jìn)水喇叭管與后池壁凈距取0.5。進(jìn)則L=4.5X0.63+0.5X0.63=3.15m,取3.2m,進(jìn)水池平面尺寸如圖十三所示國十三進(jìn)水池平面尺寸示意圖嬋位E)(2)細(xì)部構(gòu)件尺寸水池三邊擋土墻臨水，擋土面為砌塊石重力式墻，其斷面尺寸如附圖

12、所示。護(hù)底用M5砂漿砌石，厚0.4m,喇叭管附近護(hù)底厚增至0.6m,并在其頂面現(xiàn)澆0.1m混領(lǐng)土，防止塊石因吸水而松動。池后壁至泵房外墻間距離，考慮施工時泵房大放腳要建在原狀土上的原則，假定開挖線坡度為1:1,并留有必要的余地，確定檔土后墻與泵房外墻間凈距為5.0mo(二)前池目十曲斛池卵部槌對示葬(W：m)前池是引渠與進(jìn)水池連接的過渡段，其設(shè)計要考慮平立面平順擴(kuò)散1平面擴(kuò)撒取決于擴(kuò)撒角a值和底坡i的比值的大小。本設(shè)計采用傾斜池壁，池長用下式計算廠(B-b)/2tan(a/2)式中B一進(jìn)水池寬度15.7mb引渠底寬3ma平面擴(kuò)散角，取經(jīng)驗值30貝UL=(15.7-3)/2=23.70(m)W2

13、4.0mtan(30/2)2立面擴(kuò)散取決于引渠和進(jìn)水池的底高程與前池長度。要求前池靠近進(jìn)水池一段的底坡為0.20.3以穩(wěn)定流態(tài)引渠末端渠底高程548.85m,進(jìn)水池池底高程548.5m,高差A(yù)H=548.85-548.5=0.35m前池長度為24.0m,貝Ui=AH/L=0.35/24=0.150.2.不符合規(guī)定要求在不改變平面擴(kuò)散角的前提下，為滿足前池對底坡的要求，擬在靠近進(jìn)水池一段做成標(biāo)準(zhǔn)底坡i=0.25,其余池段與引渠底坡相同，則標(biāo)準(zhǔn)底坡段長度為L=0.35/0.25=1.4(m)3細(xì)部構(gòu)造尺寸前池的坡面與進(jìn)水池壁面間用八字形重力式翼墻連接。翼墻軸線與水流方向間夾角取45.翼墻斷面為漸變

14、形。護(hù)底與護(hù)坡均采用M5砂漿砌石，厚度為0.4m,下設(shè)0.1m厚砂石墊層進(jìn)水建筑物形成與尺寸如圖十五所示。四、出水建筑物設(shè)計包括出水池、輸水渠及出水管的設(shè)計內(nèi)容。(一)出水池1、型式根據(jù)站址地形,本設(shè)計采用開敞式側(cè)向儲水池,用出口拍門阻止池水倒泄。2、尺寸確定1)立面尺寸(1)池頂高程V頂V=V+h式中Vmax一出池水最高水位，本設(shè)計為575.5m。頂max超h超一安全超高，查資料取576.0m。則=573.V5+0.3=573.8,取576.0m頂(2)池底高程V：底V=V-(h+D+P)式中min一儲水池最低運(yùn)行水底min淹出位，本設(shè)計為575.2mD出水管漸擴(kuò)出水口直徑，本設(shè)計為0.55

15、m出P一出水管漸擴(kuò)出口上緣最小淹沒深度，要求不小于兩倍出水口流速水頭,本設(shè)計取3倍出口流速水頭。h淹二二2,、24Q22gf4h淹二二2,、24Q22gf4x口35丫13.14x0.552)19.62=0.33mV-=217.18-(0.33+0.55+0.2)=216.1m平面國十五壯劇翻秸尺寸出水池立面尺寸如附圖16所示。2)平面尺寸(1)池長L：L=nD+(n-1)S+L2+(56)D出出式中n一入池出水口管路根數(shù)，本設(shè)計為5根。S一出水管口凈間距，即兩倍管口直徑，即0.55m.L2一邊管口至池側(cè)壁間凈距。取一個出水管口直徑，即0.55m則L=5X0.55+(5T)XI.1+0.55+(

16、5-6)X0.55=10.4511.0m取11.00moT75/6.0國十九麻地支獻(xiàn)寸祕區(qū)(單位m(2)池寬B：B=Bl+(n-l)D出式中B1一邊管出口處出寬，擬取4二4義。0.55=2.20m出則B=2.20+(5-1)X0.55=4.40mo出水池平面尺寸17所示。(二)輸水干渠斷面設(shè)計(1)按明渠均勻流設(shè)計，黏土邊坡系數(shù)m取1.5。渠床糙率n取0.02,底坡i取1/3500。用計算法確定渠道設(shè)計水深h和渠底寬b分別為h=1.02mb=1.5m。(2)設(shè)計水位及最低運(yùn)行水位，出水池與水干渠用過渡連接段，過渡段水頭損失估算為0.1m。則輸水干渠水位為：設(shè)計水位575.5-0.1=575.4

17、m最低運(yùn)行水位575.2-0.1=575.1m(3)渠底高程：渠底高程為575.4-1.02=574.38m堤頂高程。本設(shè)計與水池頂齊平，取576.0m(三)連接段設(shè)計1.平面尺寸(1)收縮段長度L縮：,(Bb)/2L縮tan(a/2)式中B一出水池寬度4.4mb輸水干渠干渠底寬1.5mb一平面收縮角，憑經(jīng)驗取45(4.4-1.8)/2則L3.14m，取3.1m縮tan(45/2)(2)干渠護(hù)砌段長度L護(hù)。根據(jù)經(jīng)驗本設(shè)計取5倍渠道設(shè)計水渠。L.=5X護(hù)1.02=5.1m2.立面尺寸池水底高程為574.12m，渠首底部高程為574.38.高差H=574.38-574.12=0.26m。擬在水池尾

18、部(即收縮段首部)設(shè)置0.26的垂直坎，作為立面連接設(shè)計如附圖18所示。國十尢排池揩槌斷面尺寸示翅嶂位m）（四）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計出水建筑物修建在半填半挖的坡地上，因土質(zhì)較好，故出水池壁采用C15混凝土重力式結(jié)構(gòu)。與出水管接觸部位設(shè)寬，0.2m的阻水環(huán)防止?jié)B水。每根水管上方留直徑為50mm的通氣孔，能使管中空氣自由出入。池底用C15混凝土澆筑，與擋水墻分離，界縫處設(shè)置止水片。擋水墻斷面各部尺寸如附圖18所示。收縮段邊坡做成漿砌塊石扭曲面結(jié)構(gòu)。護(hù)底厚0.4m，底下砂石墊層厚0.1m。出水建筑物結(jié)構(gòu)如附圖19所示。（五）出水管路設(shè)計包括管線布置、管長、管材與承壓能力確定和鎮(zhèn)墩尺寸等內(nèi)容。.出水管線布置根

19、據(jù)出水池和泵房設(shè)計，出水管線擬采用收縮式布置。管線平行出泵房經(jīng)起坡鎮(zhèn)墩后，在坡面上收縮，經(jīng)坡頂鎮(zhèn)墩后再平行入出水池。.出水管線長度按實(shí)地布置確定。經(jīng)計算出水管口中心線標(biāo)高為574.95m，進(jìn)口中心線（即水泵吐出口中心線）標(biāo)高為549.21m，坡面坡度為1：2.4。管坡擬修整為1：2.5。則坡面管段長度為（574.95-549.21）X2.5=64.35m。過坡頂鎮(zhèn)墩后的水平管段，考慮出水池?fù)跛畨Σ灰颂拷驴?，故?0.00m。坡腳處起坡鎮(zhèn)墩前水平管段，考慮泵房室內(nèi)布置及施工場地等因素，取13.0m。則出水管線總長度為64.35+10.0+13.0=87.35m。.管材確定管材與管路規(guī)格。查資

20、料選用低壓鑄鐵管，起坡鎮(zhèn)墩與頂坡鎮(zhèn)墩間承插式管，其余處用法蘭式管。.鎮(zhèn)墩尺寸根據(jù)管路流量、管徑、內(nèi)壓狀況及管坡等因素，查資料得起坡鎮(zhèn)墩尺寸如附圖20所示。頂坡鎮(zhèn)墩尺寸如附圖21所示。其中起坡鎮(zhèn)墩為單獨(dú)鎮(zhèn)墩，頂坡為聯(lián)合鎮(zhèn)墩。須知，對初擬墩體經(jīng)計算后最終確定尺寸，并驗算其穩(wěn)定性。五、機(jī)組基礎(chǔ)尺寸（一）平面尺寸.基礎(chǔ)長度LLNl+C+T+0.5式中1水泵軸向地腳螺孔中心距，查資料14Sh19型泵為0.48m；C電機(jī)軸向地腳螺孔中心距，查資料JS1164型電機(jī)為0.59m；T一機(jī)組軸向相鄰兩地腳螺孔中心距，查資料本設(shè)計為0，917m（含彈性聯(lián)軸器軸向間隙4mm）。則L=0.48+0.59+0.917+0.5=2.487(m),取2.5m。.基礎(chǔ)寬度BB=E+0.5(m)式中E電機(jī)或水泵垂直軸向地腳螺孔中心距，取兩值中較大者。查資料本設(shè)計取電機(jī)數(shù)值0.62m。則B=0.62+0.5=1.12(m)。(二)立面尺寸.水泵基礎(chǔ)高度HH=L+t-0.08(m)栓式中L栓水泵地腳螺栓長度，本設(shè)計取20d;t一地腳螺栓下端至基礎(chǔ)底面距離，本設(shè)計取0.15m;D一水泵地腳螺栓直徑，比