3476 水泵站课程设计
3476 水泵站课程设计,水泵,课程设计
11 引水渠断面设计设引水渠宽为 b,矩形断面,i=0.0005,n=0.025,m=0,按最佳水力断面设计 b=2hQ 设 =2.5m3/s时mimnhm 354.120/125.0.12)( 8/13/ 38/32/35 b70.4.shQvm/68.35.12属于渠道中正常流速范围图 1 图 2 图 3 渠底高程为:26-1.354=24.646m23m保持 b 不变,取 b=2.7m,计算通过 流量,23m 水位时的sm/6.03 minhhbA7.2xR. 6.05.27.05.1721 2/13/32 hhiRnAQ试算得 h=0.51m 渠底高程为 23-0.51=22.49 m校核最高水位为 27m时 Q= 是否能通过 sm/3=2.74.51=12.177bA1h2R= 039.5147.21 smAiRnQ /3/46.17.25./ /2/3 2满足过水要求2 进、出水池水位2.1出水池水位确定设计水位为 60m,断面形式同引渠,矩形断面 n=0.025,i=0.0005,当为设计水位时,设计流量 2.5 采用水力最佳断面,b=2.7m,h=1.354m,灌区渠首的渠底高程为:60-时 ,sm/31.354=58.646m 当 Q=3 由试算得,h=1.51m Q=0.6 由试算得,h=0.51m时 , 时 ,sm/3所以出水池水位为:最高运行水位为 58.646+1.51=60.156m,最低运行水位为 58.646+0.51=59.156m渠顶高程为 60.156+0.51=60.666m 图 42.2进水池水位确定引渠坡降 i=0.0005,为明渠均匀流,引渠粗糙系数 n=0.025,设渠长为 100m,局部阻力系数干渠出口 =0.1,拦污栅 =0.3,前池进口 =0.4 123当 Q=0.6m 时 v =s/31 smAQ/4.075.6gh 08.92.)3.(2131 )(局 Q=2.5m 时 ,s/3 smAQv/65.075.2gh 029.82.)43.10(321 )(局 59.0总当 Q=3m 时, =s/33v3smAQ/247.05.43 mghv025.89247.)03.1(321 )(局 m5.2.02总进水池水位为 最高水位为 27-0.0525=26.948m 设计水位为 26-0.0529=25.947m 最低水位为 23-0.0580=22.942m3 扬程计算3.1根据进、出水池水位确定最大、最小、设计扬程最大扬程 60.156-22.942=37.209m 为maxH设计扬程 60-25.947=34.053m为设最小扬程 59.156-26.948=32.208m为min3.2管路水头损失取净扬程的 10%泵站的扬程为 Hmin=(1+0.1)32.208=35.429H设=(1+0.1)34.053=370458Hmax= (1+0.1)37.209=40.9304 机组选型选泵初选两方案方案一:6 台 500s59B,扬程 41m,对应单台流量 1800 可满足用水要求(NPSH)为sm/34.5m。方案二:5 台 500s59A,扬程 41m时,对应单台流量 2160 ,可满足用水要求(NPSH)为s/34.5m。结合比较两个方案,初定方案一,即采用 6台 500s59B,转速 n=970r/min,单台配套4315kw,6000v,Y400-46-6 型电机,水泵进口 500mm ,出口 350mm,初步考虑 Q=0.6 ,采sm/3用两台变速调节,同时增加泵站的给水灵活性。 5 管路布置,确定水泵的安装高程水泵进口 500mm,进水管大一个规格,取为 600mm ,水泵出口 350mm,出水管大一个规格,取为 550mm ,验算 Q=3 ,进水管 v=sm/3 smdQ/769.10.143/1出水管 v= /5.2./2均符合要求5.1选择进水管管件,查(给水排水设计手册 (中国建筑工业出版社,1986.7 出版) ,得各局部阻力系数 i喇叭口 D=1.5 mD90156.1钢 管 焊 接 弯 头。90.2偏 心 渐 缩 管56d83水泵入口 0.14拦污栅 55.2初设吸水管入口至水泵进口长度为 12m当 Q= 0.6 , , sm/3 06.1.42/1v 53.16.0432/2vmghi .89)(.(89)()856.0(2 局m dLn 0243.).()6.0(12.(2.18.1353.5 吸 28.0总h当 Q= ,sm/3 mgvhi 691.082)5.(30.1(8.92)76()01.8.56.0(2 局5mdLnh 068.)5.()6.0(12.(28.1028.10 2353.5 吸 759.0总h5.3计算管路阻力系数d(mm) l(m) n直管 600 12 0.012 263.013.52dlns吸 程名称(规格) 数量 48.吸 局 部d=900喇叭口 1 0.1 0.064900弯头 d=600 1 1.0 0.64d=600/500偏心渐缩管 1 0.2 0.128水泵入口 1 1.0 0.64附件拦污栅 1 0.3 0.192吸水管合 计 s 吸 =s 吸沿程 +s 吸局部 =1.927d(mm) l(m) n直管 550 57 0.012 9.103.52dlns吸 程名称(规格) 数量 48吸 局 部d=550带闸阀 1 0.06 0.054d=350/550渐阔管 1 0.42 0.37945 弯头02 0.5 0.902d=550淹没式出口 1 1.0 0.902附件伸缩器 3 0.21 0.57出水管合 计 s 出 = s 出沿程 +s 出局部=6.15合 计 s 总 =6.15+1.927=8.077表一5.4据海拔高程及水温对 H进行修正:海拔高程,最低水位时为 22.942m,查水泵及泵站(西安理工大学栾鸿儒主编,中国水利电力出版社,1993.6 版) 表 43得 mH3.10大 气由表 41气温 40.5度, mrp75.0汽 吸 损进汽气吸 损允 吸 hgvrpHhgvHsasa 212, 吸 损汽气吸 损进汽气进 hNPSHrpvrvNPS rr )(0)(10 226当 Q=3 时,水泵的安装高程为:22.942+10.3-0.75-4.5-0.759=27.233msm/3当 Q=0.6 时,水泵的安装高程为:26.948+10.3-4.5-10+10-0.75-0.28=31.72m两者取小值,故水泵的安装高程为 27.233m计算水泵的工况点,进行工况校核6 进行进出水管布置,并计算各阻力系数出水管路布置见泵中的轴线剖面图,列表计算管路阻力系数,见表一,计算管路的水头损失 。 ,S一定,假设不同的52/987.106.38.5msS总 2SQh流量,求出相应的 h,采用数解法求解泵的工况点,设 (查给水排水工程设计BAH手册 4 给水排水设备 ( 李金根主编,中国建筑工业出版社 ,1996 年版) 得两点(1400,46) 、 (2020,32)22)36014(6BAQ 22)360(Q解方程得 A=58.90 B=85.45 所以 , 45.890.H2987.5.4QH联立方程得水泵的工况点(1846,36.42)在高效区范围内,设计流量时开 5台泵即可满足要求。当 时,开 6台泵,其工况点由数解法来确定:smQ/1083,泵的工况点(1725,39.27)同样在高效区范内22987.0.45.9. Q当 时, 得泵的工况点s/63 22987.0.345.80. Q(1914,34.74)同样在高效区范围内,但由于 时,开 1台泵不满足要求,开 2台泵效太低,故sm/2163开 2台泵,然后进行工况调节。采用变速调节(数解法),代入 ,得 H=38.02m22987.0.3QSQHB净 sm/360/18代入 B点的相似抛物线方程得: 522/4.)/0(.hHKB联立 (1) , (2)24.45.89.7得 Q=1226.7, H=49m ,由相似比定律 min/9.8537.126091 rQnCB即将水泵的转速调节到 860r/min 即可满足要求7确定泵房位置的结构形式7.1在泵站中轴线上选 2个点,比较确定泵房位置点 1:输水干渠岸边,自此处取水,可不修引渠,减少开挖量,取水条件好,但是在同等条件下,管道长度加大,投资大,且管路损失大,以后的运行量也多。点 2:30m 高程附近布置泵房,在此处布置,引渠和管路长度相当,且符合地形条件,同等条件下布置,靠近出水池,缩短了管路长度,减少了管路损失,降低了运行量,但处于变坡上,通风采光条件可能不好。综合考虑布置原则,选择点 2布置泵房及枢纽7.2泵房内部结构形式拟定选择单级双吸离心泵卧式机组,水源水位变幅 4m,站址附近地质条件较好,地下水位埋深5m,且无断层和破碎带,选择分基型泵房建设8 泵房内部布置及尺寸拟定8.1主机组采用一列式布置,即主机组位于同一列直线上,见泵房平面图(1)单间长度计算水泵基础长度 b=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347m,机组长度为 b=3.51m. 两者取大值 b=3.51m机组净距 ,得机组中心距 ,所以主机房长度为ml9.净 mlbl41.50净所以实选主机房长度为lbnl 0932.3415)6(2)10 (主35m,单间长度为 5m ,共 7间(2)泵房高度 7654321 hhhH其中 m3.1.0m3.138.15mh58.06B9.8,85ax4 机泵 7代入得,H=6.47m, 取 H=7.5m 如图所示8图 5(3 )泵房跨度 64321bb m35.01)560(2所以泵房跨度为:mb.0)50(24b=2.5+0.35+1.64+0.55+0.54+3=8.73m, 取 9m ,考虑选用 DL型,载重 50吨的吊车,宽度为 7.5m,吊车配套电动葫芦 ,380V,50HZ,3 相1CD电,带动电动机型号 ZDY12-4,功率 2 KW,转速为 r=1380r/min泵房跨度如图所示:8.0图 68.2辅助设备选择和布置(1)配电:室外设 6000v-380v变电站,接入配电室,配电室中安装 6个配电柜,供 6台泵使用,另立 2个配电柜,接附近照明电路,满足泵站其它生活用电要求。配电间的高程为:28.233m,按一间布置结构配电柜接出的电缆接到各台泵上,电缆挂在交通道下。(2)检修:检修间按一间布置,靠近山墙一侧设 3m宽大门,检修间的高程为:28.233m。(3)交通:主交通道设在出水一侧,宽为 1.6m;副交通道设在进水一侧,宽为 1.8m;交通间的高程为:28.233m9(4)充水:采用水环式真空泵,考虑抽气量与真空度其中 K=1.5, T=5min, slVTKQ/05.4365927.11气V由下图中闸阀前所有空气体积确定7.13401.2.7吸吸 Hm32 92.4)5.0.6.(6. mV选两台 SZ-2型真空泵,互为备用,其配套动力 10KW,转速为 1450r/min, (查给水排水设计手册 第 11册 常用设备 )(5)起重:采用单梁式吊车,可控制泵房任意布置,以 5吨考虑,选用 DL型跨度为 9m ,配套 380v,50HZ 的三相电 型的电动葫芦, 型 电动机。ICD412ZDYKW8.9(6)排水:主泵房内设排水沟,并设地面排水单坡坡降 i=1/100,在排水沟尽头设沟接外部集水井,其中沟宽 20cm,深为 20cm,将水汇集与井内,通过排水泵排入进水池。(7)通风:通风量计算 )/9.1024635940.186180 hkjNZQ(机 考虑太阳辐射 )(机 jQ/.2.泵房内降温所需空气量: hKgtCG/9.358604.12( )()外内单个房间一面窗户所需 hKg/768排进窗户选型:下排窗采用竖轴板式进风窗,开启 90度,阻力系数 37.21上排窗采用竖轴板式进风窗,开启 90度,阻力系数进风窗 111/(84.2360出 )进 hAGj排风窗 2出 )进p(其中 0169.8273519.出 018.9731.进.出进 5.np10由右图的:6.123.41A892 35.402.1h风9.6.1262.1,7.1h图 7hKgGJ /8317./09.84.23.30p /76.262116 满足通风要求。9 设计进出水建筑物,布置支、镇墩及管路9.1引渠设计见 19.2进水池设计(1)进水池宽 B由泵房进水管路确定 B,C=0.9m,S=3 , 以mD7.2903, DCSn 16.29.0)16(2)1(0 含 5个宽为 0.5m的隔墩,可做绿化。 (2)进水池长确定: mBhKQLs 74.21635.二者取大值得:L=4.86mTDL84.095.4.0隔墩长为 4.86m,且前端作成流线形,以改善泵的进水条件。如图所示图 8(3)悬空高度: ,满足要求。mh3.072.98.0悬(4)淹没深度: s5111(5)后墙距: T=0.9 m81.09(6)进水池池深 HH6.57.)42.26(3.170 9.3前池设计前池将引渠和进水池前后衔接起来,其扩散角为 =30o为正向进水前池(1)池长 L及边壁形式确定,如图示L= mtgtbBo2.5127.6 图 9(2)前池池底纵向坡度 i前池前 16.8m段高程同引渠渠底高程,后 8.4m作成 i=0.2的坡段连接进水池 (3)翼墙形式前池翼墙形式断面同引水渠挡土墙断面9.4出水池设计综合考虑灌溉要求,该出水池宜设成侧向出水池(1) 池深确定:管口下缘至池底距离 P=0.2m出水池底板高程 底 = min-(Cmin+D0+P)=59.15-(0.163+0.55+0.21)=58.237m出水池池顶高程 顶 = max+h=60.15+0.5=60.65m(2)池宽 B确定 098.15.8920gDVFr 0205DCFBr图 10020CBr管口上缘的最小淹没深度 gV210minsAQV/6.5.01432.20 mC163.0892.min12=0205DCFBr m634.25.0198.5.2B4D0=2.2m 取 B=2.634m(3)池长确定L=L2+L1+L1=0.5+2.5+28.1=31.11m(4)出水池与干渠衔接收缩角取 30o 过度段长度 mtgtbBLoog 53.1276.5 紧靠过渡段的一段干渠,由于水流紊乱,易冲刷, 图表 10应进行护砌,长度 L n=(45)h=51.5=7.5m出水池长度,如图 119.5挡土墙尺寸验算(一)引渠挡土墙验算挡土墙高 H =5.5m,墙背倾斜 =14 o,填土表面水平(=0) ,墙内摩擦角 =23 o,填土为粗沙, =35o,r =19KN/m3,地基承载力f=22t/m3=216kpa(1) 初定挡土墙尺寸,如图(取单宽 1m)墙自重 5013504505013W=(0.5+1.78)2.5+0.53.424=177.6KN 图 12(2) 土压力计算用库仑土压力理论,计算作用于墙上的主动土压力 P a=0.5H 2Ka=0.5195.520.38=109KN/m土压力的竖向分力Pay=Pasin(+)=P asin37o=65.6KN/m土压力的水平分力Pax=Pacos(+)=P acos37o=87.06 KN/m(3)抗滑稳定计算 =0.5Ks= 1.3 安全38.106.8751axyW(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=2.08m,P ay的力臂 b=2.76m,P ax的力臂 h=1.83mKt = 1.5 安全46.38.1067725.1hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=177.6+65.6=243.2KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 61.2.43830.76508.26173o 偏心距 e= 1.3 安全4.175.1086439axyPW(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=2.105m,P ay的力臂 b=3.22m,P ax的力臂 h=2.37mKt = 1.5 安全24.37.2516840.39hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=399+141.6=540.6KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 6.16.54037.2518231.2393o 偏心距 e= 1.3 42.168.235014axyW安全 图 14(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=0.875m,P ay的力臂 b=1.31m,P ax的力臂 h=0.98mKt = 1.5 安全1.398.06231475.hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=60+14.8=74.8KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 65.08.7498.62315.06163o 偏心距 e= B/6=0.2819.065.28.1xB4o 基底边缘应力Pmax(min)= KPaBeAN3.47.168.7415o 要求满足下列公式0.5(P max+Pmin)=0.5(74.74+14.3)=44.5KPaf=216KPaPmax=74.741.2f=259KPa故所选挡土墙尺寸满足要求9.6进出水管路布置及镇墩,支墩设计(1) 管路布置详图见泵轴线剖面及泵站平面布置图(2)镇墩尺寸拟定查给水排水工程设计手册 第 10册 ,其平面立面如下图 15 图 16(3)镇墩设在管道的转弯处共两个 使平立面结合一起,支墩设置在每隔 10m一道,并抹润滑油使摩擦力小一些,管路应明铺10机组基础设计及校核101 机组基础尺寸确定长度 L=a+b+c+0.6=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347宽度 B=0.71+0.5=1.21厚度 水泵部分 H =L 螺 - (0.050.08)+(0.20.3)=0.5-0.08+0.3=0.72m17电动机部分 H=H +0.8-0.4=1.12m 102 基础校核:电动机质量 2420Kg 水泵质量 2747Kg(1)地基承载力校核F 合 x=15174.5x=27470.29+10007.51.3735+24202.247x = 1.32me=B/2x=0.354.347.506135.48917maxin Pmax87.5in12kp满足地基承载力要求。(2)共振校核 强迫震动频率 w= =101.9S-1602基础竖向振动频率 z= =37.28mcF=0.3660.75 满足要求9.102837w水平向振动频率 x= 31.15fc=0.3050.75 所以满足要求9.1053wx振幅校核:A2= = =0.018170.15m)(2mP228.379.10.3504满足要求11 引水渠断面设计设引水渠宽为 b,矩形断面,i=0.0005,n=0.025,m=0,按最佳水力断面设计 b=2hQ 设 =2.5m3/s时mimnhm 354.120/125.0.12)( 8/13/ 38/32/35 b70.4.shQvm/68.35.12属于渠道中正常流速范围图 1 图 2 图 3 渠底高程为:26-1.354=24.646m23m保持 b 不变,取 b=2.7m,计算通过 流量,23m 水位时的sm/6.03 minhhbA7.2xR. 6.05.27.05.1721 2/13/32 hhiRnAQ试算得 h=0.51m 渠底高程为 23-0.51=22.49 m校核最高水位为 27m时 Q= 是否能通过 sm/3=2.74.51=12.177bA1h2R= 039.5147.21 smAiRnQ /3/46.17.25./ /2/3 2满足过水要求2 进、出水池水位2.1出水池水位确定设计水位为 60m,断面形式同引渠,矩形断面 n=0.025,i=0.0005,当为设计水位时,设计流量 2.5 采用水力最佳断面,b=2.7m,h=1.354m,灌区渠首的渠底高程为:60-时 ,sm/31.354=58.646m 当 Q=3 由试算得,h=1.51m Q=0.6 由试算得,h=0.51m时 , 时 ,sm/3所以出水池水位为:最高运行水位为 58.646+1.51=60.156m,最低运行水位为 58.646+0.51=59.156m渠顶高程为 60.156+0.51=60.666m 图 42.2进水池水位确定引渠坡降 i=0.0005,为明渠均匀流,引渠粗糙系数 n=0.025,设渠长为 100m,局部阻力系数干渠出口 =0.1,拦污栅 =0.3,前池进口 =0.4 123当 Q=0.6m 时 v =s/31 smAQ/4.075.6gh 08.92.)3.(2131 )(局 Q=2.5m 时 ,s/3 smAQv/65.075.2gh 029.82.)43.10(321 )(局 59.0总当 Q=3m 时, =s/33v3smAQ/247.05.43 mghv025.89247.)03.1(321 )(局 m5.2.02总进水池水位为 最高水位为 27-0.0525=26.948m 设计水位为 26-0.0529=25.947m 最低水位为 23-0.0580=22.942m3 扬程计算3.1根据进、出水池水位确定最大、最小、设计扬程最大扬程 60.156-22.942=37.209m 为maxH设计扬程 60-25.947=34.053m为设最小扬程 59.156-26.948=32.208m为min3.2管路水头损失取净扬程的 10%泵站的扬程为 Hmin=(1+0.1)32.208=35.429H设=(1+0.1)34.053=370458Hmax= (1+0.1)37.209=40.9304 机组选型选泵初选两方案方案一:6 台 500s59B,扬程 41m,对应单台流量 1800 可满足用水要求(NPSH)为sm/34.5m。方案二:5 台 500s59A,扬程 41m时,对应单台流量 2160 ,可满足用水要求(NPSH)为s/34.5m。结合比较两个方案,初定方案一,即采用 6台 500s59B,转速 n=970r/min,单台配套4315kw,6000v,Y400-46-6 型电机,水泵进口 500mm ,出口 350mm,初步考虑 Q=0.6 ,采sm/3用两台变速调节,同时增加泵站的给水灵活性。 5 管路布置,确定水泵的安装高程水泵进口 500mm,进水管大一个规格,取为 600mm ,水泵出口 350mm,出水管大一个规格,取为 550mm ,验算 Q=3 ,进水管 v=sm/3 smdQ/769.10.143/1出水管 v= /5.2./2均符合要求5.1选择进水管管件,查(给水排水设计手册 (中国建筑工业出版社,1986.7 出版) ,得各局部阻力系数 i喇叭口 D=1.5 mD90156.1钢 管 焊 接 弯 头。90.2偏 心 渐 缩 管56d83水泵入口 0.14拦污栅 55.2初设吸水管入口至水泵进口长度为 12m当 Q= 0.6 , , sm/3 06.1.42/1v 53.16.0432/2vmghi .89)(.(89)()856.0(2 局m dLn 0243.).()6.0(12.(2.18.1353.5 吸 28.0总h当 Q= ,sm/3 mgvhi 691.082)5.(30.1(8.92)76()01.8.56.0(2 局5mdLnh 068.)5.()6.0(12.(28.1028.10 2353.5 吸 759.0总h5.3计算管路阻力系数d(mm) l(m) n直管 600 12 0.012 263.013.52dlns吸 程名称(规格) 数量 48.吸 局 部d=900喇叭口 1 0.1 0.064900弯头 d=600 1 1.0 0.64d=600/500偏心渐缩管 1 0.2 0.128水泵入口 1 1.0 0.64附件拦污栅 1 0.3 0.192吸水管合 计 s 吸 =s 吸沿程 +s 吸局部 =1.927d(mm) l(m) n直管 550 57 0.012 9.103.52dlns吸 程名称(规格) 数量 48吸 局 部d=550带闸阀 1 0.06 0.054d=350/550渐阔管 1 0.42 0.37945 弯头02 0.5 0.902d=550淹没式出口 1 1.0 0.902附件伸缩器 3 0.21 0.57出水管合 计 s 出 = s 出沿程 +s 出局部=6.15合 计 s 总 =6.15+1.927=8.077表一5.4据海拔高程及水温对 H进行修正:海拔高程,最低水位时为 22.942m,查水泵及泵站(西安理工大学栾鸿儒主编,中国水利电力出版社,1993.6 版) 表 43得 mH3.10大 气由表 41气温 40.5度, mrp75.0汽 吸 损进汽气吸 损允 吸 hgvrpHhgvHsasa 212, 吸 损汽气吸 损进汽气进 hNPSHrpvrvNPS rr )(0)(10 226当 Q=3 时,水泵的安装高程为:22.942+10.3-0.75-4.5-0.759=27.233msm/3当 Q=0.6 时,水泵的安装高程为:26.948+10.3-4.5-10+10-0.75-0.28=31.72m两者取小值,故水泵的安装高程为 27.233m计算水泵的工况点,进行工况校核6 进行进出水管布置,并计算各阻力系数出水管路布置见泵中的轴线剖面图,列表计算管路阻力系数,见表一,计算管路的水头损失 。 ,S一定,假设不同的52/987.106.38.5msS总 2SQh流量,求出相应的 h,采用数解法求解泵的工况点,设 (查给水排水工程设计BAH手册 4 给水排水设备 ( 李金根主编,中国建筑工业出版社 ,1996 年版) 得两点(1400,46) 、 (2020,32)22)36014(6BAQ 22)360(Q解方程得 A=58.90 B=85.45 所以 , 45.890.H2987.5.4QH联立方程得水泵的工况点(1846,36.42)在高效区范围内,设计流量时开 5台泵即可满足要求。当 时,开 6台泵,其工况点由数解法来确定:smQ/1083,泵的工况点(1725,39.27)同样在高效区范内22987.0.45.9. Q当 时, 得泵的工况点s/63 22987.0.345.80. Q(1914,34.74)同样在高效区范围内,但由于 时,开 1台泵不满足要求,开 2台泵效太低,故sm/2163开 2台泵,然后进行工况调节。采用变速调节(数解法),代入 ,得 H=38.02m22987.0.3QSQHB净 sm/360/18代入 B点的相似抛物线方程得: 522/4.)/0(.hHKB联立 (1) , (2)24.45.89.7得 Q=1226.7, H=49m ,由相似比定律 min/9.8537.126091 rQnCB即将水泵的转速调节到 860r/min 即可满足要求7确定泵房位置的结构形式7.1在泵站中轴线上选 2个点,比较确定泵房位置点 1:输水干渠岸边,自此处取水,可不修引渠,减少开挖量,取水条件好,但是在同等条件下,管道长度加大,投资大,且管路损失大,以后的运行量也多。点 2:30m 高程附近布置泵房,在此处布置,引渠和管路长度相当,且符合地形条件,同等条件下布置,靠近出水池,缩短了管路长度,减少了管路损失,降低了运行量,但处于变坡上,通风采光条件可能不好。综合考虑布置原则,选择点 2布置泵房及枢纽7.2泵房内部结构形式拟定选择单级双吸离心泵卧式机组,水源水位变幅 4m,站址附近地质条件较好,地下水位埋深5m,且无断层和破碎带,选择分基型泵房建设8 泵房内部布置及尺寸拟定8.1主机组采用一列式布置,即主机组位于同一列直线上,见泵房平面图(1)单间长度计算水泵基础长度 b=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347m,机组长度为 b=3.51m. 两者取大值 b=3.51m机组净距 ,得机组中心距 ,所以主机房长度为ml9.净 mlbl41.50净所以实选主机房长度为lbnl 0932.3415)6(2)10 (主35m,单间长度为 5m ,共 7间(2)泵房高度 7654321 hhhH其中 m3.1.0m3.138.15mh58.06B9.8,85ax4 机泵 7代入得,H=6.47m, 取 H=7.5m 如图所示8图 5(3 )泵房跨度 64321bb m35.01)560(2所以泵房跨度为:mb.0)50(24b=2.5+0.35+1.64+0.55+0.54+3=8.73m, 取 9m ,考虑选用 DL型,载重 50吨的吊车,宽度为 7.5m,吊车配套电动葫芦 ,380V,50HZ,3 相1CD电,带动电动机型号 ZDY12-4,功率 2 KW,转速为 r=1380r/min泵房跨度如图所示:8.0图 68.2辅助设备选择和布置(1)配电:室外设 6000v-380v变电站,接入配电室,配电室中安装 6个配电柜,供 6台泵使用,另立 2个配电柜,接附近照明电路,满足泵站其它生活用电要求。配电间的高程为:28.233m,按一间布置结构配电柜接出的电缆接到各台泵上,电缆挂在交通道下。(2)检修:检修间按一间布置,靠近山墙一侧设 3m宽大门,检修间的高程为:28.233m。(3)交通:主交通道设在出水一侧,宽为 1.6m;副交通道设在进水一侧,宽为 1.8m;交通间的高程为:28.233m9(4)充水:采用水环式真空泵,考虑抽气量与真空度其中 K=1.5, T=5min, slVTKQ/05.4365927.11气V由下图中闸阀前所有空气体积确定7.13401.2.7吸吸 Hm32 92.4)5.0.6.(6. mV选两台 SZ-2型真空泵,互为备用,其配套动力 10KW,转速为 1450r/min, (查给水排水设计手册 第 11册 常用设备 )(5)起重:采用单梁式吊车,可控制泵房任意布置,以 5吨考虑,选用 DL型跨度为 9m ,配套 380v,50HZ 的三相电 型的电动葫芦, 型 电动机。ICD412ZDYKW8.9(6)排水:主泵房内设排水沟,并设地面排水单坡坡降 i=1/100,在排水沟尽头设沟接外部集水井,其中沟宽 20cm,深为 20cm,将水汇集与井内,通过排水泵排入进水池。(7)通风:通风量计算 )/9.1024635940.186180 hkjNZQ(机 考虑太阳辐射 )(机 jQ/.2.泵房内降温所需空气量: hKgtCG/9.358604.12( )()外内单个房间一面窗户所需 hKg/768排进窗户选型:下排窗采用竖轴板式进风窗,开启 90度,阻力系数 37.21上排窗采用竖轴板式进风窗,开启 90度,阻力系数进风窗 111/(84.2360出 )进 hAGj排风窗 2出 )进p(其中 0169.8273519.出 018.9731.进.出进 5.np10由右图的:6.123.41A892 35.402.1h风9.6.1262.1,7.1h图 7hKgGJ /8317./09.84.23.30p /76.262116 满足通风要求。9 设计进出水建筑物,布置支、镇墩及管路9.1引渠设计见 19.2进水池设计(1)进水池宽 B由泵房进水管路确定 B,C=0.9m,S=3 , 以mD7.2903, DCSn 16.29.0)16(2)1(0 含 5个宽为 0.5m的隔墩,可做绿化。 (2)进水池长确定: mBhKQLs 74.21635.二者取大值得:L=4.86mTDL84.095.4.0隔墩长为 4.86m,且前端作成流线形,以改善泵的进水条件。如图所示图 8(3)悬空高度: ,满足要求。mh3.072.98.0悬(4)淹没深度: s5111(5)后墙距: T=0.9 m81.09(6)进水池池深 HH6.57.)42.26(3.170 9.3前池设计前池将引渠和进水池前后衔接起来,其扩散角为 =30o为正向进水前池(1)池长 L及边壁形式确定,如图示L= mtgtbBo2.5127.6 图 9(2)前池池底纵向坡度 i前池前 16.8m段高程同引渠渠底高程,后 8.4m作成 i=0.2的坡段连接进水池 (3)翼墙形式前池翼墙形式断面同引水渠挡土墙断面9.4出水池设计综合考虑灌溉要求,该出水池宜设成侧向出水池(1) 池深确定:管口下缘至池底距离 P=0.2m出水池底板高程 底 = min-(Cmin+D0+P)=59.15-(0.163+0.55+0.21)=58.237m出水池池顶高程 顶 = max+h=60.15+0.5=60.65m(2)池宽 B确定 098.15.8920gDVFr 0205DCFBr图 10020CBr管口上缘的最小淹没深度 gV210minsAQV/6.5.01432.20 mC163.0892.min12=0205DCFBr m634.25.0198.5.2B4D0=2.2m 取 B=2.634m(3)池长确定L=L2+L1+L1=0.5+2.5+28.1=31.11m(4)出水池与干渠衔接收缩角取 30o 过度段长度 mtgtbBLoog 53.1276.5 紧靠过渡段的一段干渠,由于水流紊乱,易冲刷, 图表 10应进行护砌,长度 L n=(45)h=51.5=7.5m出水池长度,如图 119.5挡土墙尺寸验算(一)引渠挡土墙验算挡土墙高 H =5.5m,墙背倾斜 =14 o,填土表面水平(=0) ,墙内摩擦角 =23 o,填土为粗沙, =35o,r =19KN/m3,地基承载力f=22t/m3=216kpa(1) 初定挡土墙尺寸,如图(取单宽 1m)墙自重 5013504505013W=(0.5+1.78)2.5+0.53.424=177.6KN 图 12(2) 土压力计算用库仑土压力理论,计算作用于墙上的主动土压力 P a=0.5H 2Ka=0.5195.520.38=109KN/m土压力的竖向分力Pay=Pasin(+)=P asin37o=65.6KN/m土压力的水平分力Pax=Pacos(+)=P acos37o=87.06 KN/m(3)抗滑稳定计算 =0.5Ks= 1.3 安全38.106.8751axyW(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=2.08m,P ay的力臂 b=2.76m,P ax的力臂 h=1.83mKt = 1.5 安全46.38.1067725.1hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=177.6+65.6=243.2KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 61.2.43830.76508.26173o 偏心距 e= 1.3 安全4.175.1086439axyPW(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=2.105m,P ay的力臂 b=3.22m,P ax的力臂 h=2.37mKt = 1.5 安全24.37.2516840.39hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=399+141.6=540.6KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 6.16.54037.2518231.2393o 偏心距 e= 1.3 42.168.235014axyW安全 图 14(4)抗倾覆验算自重 W的力臂 a=0.875m,P ay的力臂 b=1.31m,P ax的力臂 h=0.98mKt = 1.5 安全1.398.06231475.hbaxy(5)地基承载力验算1o 作用在基础底面上的总竖向力N=W+Pay=60+14.8=74.8KN2o 合力作用点与墙前距 o点的距离x= mNhPbWaaxy 65.08.7498.62315.06163o 偏心距 e= B/6=0.2819.065.28.1xB4o 基底边缘应力Pmax(min)= KPaBeAN3.47.168.7415o 要求满足下列公式0.5(P max+Pmin)=0.5(74.74+14.3)=44.5KPaf=216KPaPmax=74.741.2f=259KPa故所选挡土墙尺寸满足要求9.6进出水管路布置及镇墩,支墩设计(1) 管路布置详图见泵轴线剖面及泵站平面布置图(2)镇墩尺寸拟定查给水排水工程设计手册 第 10册 ,其平面立面如下图 15 图 16(3)镇墩设在管道的转弯处共两个 使平立面结合一起,支墩设置在每隔 10m一道,并抹润滑油使摩擦力小一些,管路应明铺10机组基础设计及校核101 机组基础尺寸确定长度 L=a+b+c+0.6=0.58+1.167+1.0+0.6=3.347宽度 B=0.71+0.5=1.21厚度 水泵部分 H =L 螺 - (0.050.08)+(0.20.3)=0.5-0.08+0.3=0.72m17电动机部分 H=H +0.8-0.4=1.12m 102 基础校核:电动机质量 2420Kg 水泵质量 2747Kg(1)地基承载力校核F 合 x=15174.5x=27470.29+10007.51.3735+24202.247x = 1.32me=B/2x=0.354.347.506135.48917maxin Pmax87.5in12kp满足地基承载力要求。(2)共振校核 强迫震动频率 w= =101.9S-1602基础竖向振动频率 z= =37.28mcF=0.3660.75 满足要求9.102837w水平向振动频率 x= 31.15fc=0.3050.75 所以满足要求9.1053wx振幅校核:A2= = =0.018170.15m)(2mP228.379.10.3504满足要求
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