水泵站

水泵站课程设计任务书及指导书班级：水文与水资源工程姓名：学号：天津农学院水利工程学院二O一五年十二月-2-（一组）一、设计任务根据所提供资料完成莘庄灌溉泵站初步设计，写出设计说明书和绘制设计工程图。主要设计内容如下1.泵站工体枢纽布置；2．确定泵站设计流量；3．确定泵站设计扬程；4．水泵机组选型，泵轴线安装高程确定；5．水泵站站址选择；6．泵房设计及辅助设备选型；7．进水池、前池设计，引水渠道断面设计；二、基本资料1．建站目的丰锋农场内有一块19000亩岗田，多年来因缺水灌溉而减产。规划决定利用场内水源高家淀，兴建一座灌溉泵站提水上岗，同时进行土地平整和科学种田，全部岗田即可建成丰产田。2．工程位置本工程经勘测确定位于岗田东侧坡脚处靠近莘庄镇北边，该处地形如图所示。计划用明渠引水至坡脚出，在岗地适当位置建出水池，以控制全部岗地灌溉。3.本区种植冬小麦，兼重棉花等经济作物。灌溉用水率为每万亩0.85m3/s，干渠首控制水位217.38，最低水位217.08。高家淀水量充沛，淀中有部分水生植物，水质优良，正常水位192.3m，最高水位192.7m，最低水位191.7m。4、土质及其他土为粘壤土，干容重12.74～16.66kN/m3,湿容重17.64kN/m3,凝聚力19.6kN/m3,土壤内摩擦角25°，地基允许承载力[P]=215.6kN/m2。回填土凝聚力不计，内摩擦角20°。灌溉季节最高气温37℃，最高水温25℃。冬季最低气温-8℃，冻土层厚度0.3m。高家淀底高程190.0m，淀边有南北向公路经过，路旁有10kV电源线。场内自产石料、黄砂等建筑材料可供使用。水泵及电动机，根据需要从参数资料中选择。三、设计成果要求1.设计说明书一份（包括计算），要求书面整洁、文理通顺、论证合-3-理、层次分明、计算无误。2.设计图纸两张：要求布置合理、图面整洁、按绘图规定制图泵站枢纽布置图（在站址地形图上绘出），泵站平面图、剖面图四、设计指导（一）资料分析熟悉下列资料：站址地形，地质及水文地质条件，水源水位及变化，灌溉用水，当地建筑材料，交通条件，动力资源，社会经济状况。（二）工程概况：1．建站缘由,充分建站必要性和可能性.2．设计资料分析：把所需资料摘录下来3．工程概述（三）枢纽布置及Ｑ、Ｈ的确定1．总体布置：站址选择，进出水方式的选择，机房形式的选择，绘制泵站总体布置图。2．Ｑ设，Ｈ设的确定。（四）水泵型号、台数，动力机的选择用设计扬程初选水泵的型号，用灌溉设计流量初选水泵的台数。根据水泵的型号确定电动机的型号。（五）管路配套：包括进出水管路的管材、管径及附件选配等内容。（六）安装高程的确定根据选定的水泵拟定水泵进出水管路及附件，进行水泵工作点校核。满足要求时，求出水泵的吸水高度[H吸]，然后根据进水池最低水位确定水泵的安装高程。（七）、泵房设计：1．内部布置，平面尺寸的确定，及泵房各控制高程的推求。2．进水管路布置及布设方式的确定。3．进水建筑物，出水建筑物设计。4．其它建筑物或构件的设计。课程设计的目的在于:（1）使所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以便于巩固和扩大所学的专业知识；（2）培养独立分析，解决实际问题的能力；（3）提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力；-4-（4）为适应工作需要打一下的基础。考虑美观以及便于施工等要求，根据可能和合理方案进行技术经济比较选定工程枢纽的布局，建筑物的结构型式，材料和施工方法等。参考资料：水泵与水泵站江苏水利专科学校沙鲁生主编水泵及水泵站杨凌职业技术学院程汉勋主编机电排灌设计手册中国水利水电出版社北195195200205210215220220225高家淀站址地形图天津农学院水利工程系-5-天津农学院水泵站课程设计说明书专业班级：水文与水资源工程组号：第小组姓名：学号：时间：2015年12月7日-12月11日天津农学院水利工程学院-6-目录1基本资料——————————————————————81.1建站目的—————————————————————81.2工程位置—————————————————————81.3水位、土质状况及其他———————————————82设计成果要求————————————————————83泵站工体枢纽布置——————————————————83.1泵站枢纽布置———————————————————83.2进出水方式选择——————————————————84确定设计流量————————————————————95确定设计扬程————————————————————95.1进水池水位推求——————————————————95.2冲淤校核————————————————————95.3引渠底高程————————————————————105.4进水池水位————————————————————105.5出水池水位————————————————————105.6设计扬程确定———————————————————106水泵选型与设备配套—————————————————106.1水泵选型—————————————————————106.2动力机配套————————————————————117管路配套——————————————————————117.1吸水管路设计———————————————————117.2水泵安装高程确定—————————————————127.3起重设备选配———————————————————137.4泵房初步设计——————————————————137.5内部设备布置———————————————————138进水建筑物设计———————————————————188.1进水池——————————————————————188.2前池———————————————————————199出水建筑物设计——————————————————209.1出水池——————————————————————209.2出水池尺寸确定——————————————————20-7-9.3出水池平面尺寸———————————————————209.4输水干渠断面设计——————————————————209.5连接端设计—————————————————————21附：泵房规划图————————————————————22-8-1基本资料1.1建站目的丰锋农场内有一块19000亩岗田，多年来因缺水灌溉而减产。规划决定利用场内水源高家淀，兴建一座灌溉泵站提水上岗，同时进行土地平整和科学种田，全部岗田即可建成丰产田。1.2工程位置本工程经勘测确定位于岗田东侧坡脚处靠近莘庄镇北边，该处地形如图所示。计划用明渠引水至坡脚出，在岗地适当位置建出水池，以控制全部岗地灌溉。1.3水位、土质状况及其他本区种植冬小麦，兼重棉花等经济作物。灌溉用水率为每万亩0.85m3/s，干渠首控制水位217.38，最低水位217.08。高家淀水量充沛，淀中有部分水生植物，水质优良，正常水位192.3m，最高水位192.7m，最低水位191.7m。土为粘壤土，干容重12.74～16.66kN/m3,湿容重17.64kN/m3,凝聚力19.6kN/m3,土壤内摩擦角25°，地基允许承载力[P]=215.6kN/m2。回填土凝聚力不计，内摩擦角20°。灌溉季节最高气温37℃，最高水温25℃。冬季最低气温-8℃，冻土层厚度0.3m。高家淀底高程190.0m，淀边有南北向公路经过，路旁有10kV电源线。场内自产石料、黄砂等建筑材料可供使用。水泵及电动机，根据需要从参数资料中选择。2设计成果要求2.1设计说明书一份（包括计算），要求书面整洁、文理通顺、论证合理、层次分明、计算无误。2.2设计图纸两张：要求布置合理、图面整洁、按绘图规定制图。泵站枢纽布置图（在站址地形图上绘出），泵站平面图、剖面图。3泵站工体枢纽布置3.1泵站枢纽布置从提供的资料中可知：高家淀正常水位为192.3m，灌溉干渠首控制最低水位为217.08m，其水位差为24.78m，属高扬程范围，适宜选用离心泵，并初步采用分基型泵房。站址范围内土质为粘壤土，地基承载力较大。泵房位置主要考虑进出水条件和土方开挖量及当地已有建筑物状况等因素。经方案比较，泵房拟定位于高家淀南侧距水流一定的距离内。3.2进出水方式选择根据站址地形、地质、水源、水位、水位变化、泄水区水位、最优选择，本泵站采用正向进水，正向出水，站闸合建式的集中布置形式。-9-北195195200205210215220220225高家淀4确定设计流量Q=AqA—灌区灌溉面积、万亩、本设计为1.9万亩；Q—灌溉用水率，m3/[(s·万亩)]，本设计为0.85[m3/(s·万亩)]。则Q=1.90.85=1.615m3/s。5确定设计扬程5.1进水池水位推求引渠断面设计：按明渠均匀流方法计算。取边坡系数m=1.5,糙率n=0.025,底坡i=1/6000,用试算法确定水深h与底宽b。设h=1.1m，b=2.1m，计算通过流量Q。过水断面积W=（b+mh）h=(2.1+1.51.1)1.1=4.125m2。湿周X=b+2h21m=2.1+21.125.11=6.07m。水力半径R=XW=07.6125.4=0.68m。谢才系数C=n16/1R=025.010.686/1=37.521m/s。引渠断面示意图流量Q=WCRi=4.12537.56000168.0=1.65m3/s1.615m3/s,符合要求。5.2冲淤校核-10-实际流速V实=WQ=125.465.1=0.4m/s。不冲流速V不冲=KQ0.1式中K——不冲流速系数，粘壤土取0.62；Q——引渠设计流量，为1.65m3/s。.则V不冲=0.621.650.1=0.65m/s60.4m/s,符合要求。，5.3引渠底高程则渠首底高程191.7—1.1—0.05=190.55,渠末底高程190.55—11060001=190.53，渠首进口水面降落估算为5cm.5.4进水池水位5.5出水池水位出水池与灌溉干渠用过渡段连接，过渡段水头损失估算为0.1m，则出水池水位为控制水位217.38+0.1=217.48m;最低水位217.08+0.1=217.18m;5.6设计扬程确定H=H净+h损H净=218—192.3+0.07=25.77m；H损=0.2H净则H=25.771.2=30.92m。6水泵选型与设备配套6.1水泵选型根据水泵选型原则按下列顺序进行。6.1.1确定泵型方案依据泵站设计扬程30.92m，查水泵资料中的水泵性能表得14Sh—19泵型符合要求6.1.2确定各方案台数用关系式i=Q站/Q泵确定两种泵型所需台数。14Sh—19型泵i=1.615/0.27=5.96台，取7台经过综合比较，本机组重量轻，便于维护和检修，流量的变化适应性也较强，因此.本设计决定选用7台14Sh—19型泵这一方案。特征水位淀中水位(m)引渠水面坡降(m)拦污栅损失(m)进水池水位(m)最高192.7110×1/6000=0.020.05192.58正常192.3192.18最低191.7191.58-11-泵型方案性能表泵型号流量总扬程转速功率泵效率允许吸上真空高度（米）叶轮直径泵重量米3/时升/秒（米）（转/分）轴功率电动机功率（%）（毫米）（千克）14SH-1997227032145099.7132135853.535089812603502610288144040022105826.2动力机配套包括动力类型选择与机型确定。6.2.1动力类型选定利用站址附近10KV电力线路，本设计用电力拖动。6.2.2配套功率N配计算N配=K传轴N式中K=1.05；N轴=135KW；传取0.995。则N配=1.05135/0.995=142.46KW。6.2.3确定机型根据水泵额定转速为1450r/min和配套功率142.46KW，查电机资料得：选JS116-4型电动机JS116-4型电机