泵站典型設計(灌溉工程)

1、泵站典型設計（灌溉工程）一、正常取水位的確定通過AA縣水利局多年觀測數(shù)據(jù)，泉點最枯水位不低于1520m左右，因此取水位定在1520m。二、泵站型式選擇由于楊箐泉水出露于巖溶低洼地，汛期水位漲幅達1.5m，提水不需考慮泵站防洪問題。由于泵站附近內地勢較平坦，泵站采用離心泵提水，修建地面式磚混結構泵房，有效利用泵站現(xiàn)有的良好交通、電力、通訊等有利條件。三、泵站水力機械根據(jù)灌區(qū)需水量計算，換算成泵站16h提水流量為80.49m3/h，考慮煙區(qū)灌溉時間短，利用率較低，擬選擇安裝兩臺泵（一用一備）。揚程確定：1、取水高程1520.0m，高位水池底板高程1605.0m,即實際揚程85m.2、上水管長370

2、m，進水管6m，經(jīng)計算水頭損失為4.95m、0.91m。由實際揚程+水頭損失得出總揚程為85+0.91+4.95=91.86m.水泵的選擇泵站設計流量Q=80.49m3/h，安裝兩臺多級單吸分段式離心泵，單臺設計流量Q=80.49m3/h。設計凈揚程為：實際揚程85m+水頭損失5.86m+余量3m=93.86m。水泵參數(shù)如下表：型號 流量Q 轉速n(r/min) 揚程H(m) 效率(%) 功率N(kw) 氣蝕余量(NPSH)r  m³/h L/s    軸

3、功率 電動機功率 JGGC100                                             

4、0;   72-20×5 72 20 1480 108 65 32.4 45 2.5 100 27.8  100 72 37.8  3 126 35  85 70 41.7  4當揚程為93.86m時，流量為80.49m3/h，效率72.4%，可見泵在高效區(qū)運行。 四、水泵安裝高程的確定JGGC 100-20×

5、;5型水泵必需汽蝕余量hc為2.54.0m，為了泵的安全運行，根據(jù)機械工業(yè)部部頒標準JB1040-67規(guī)定，對一般清水泵的臨界氣蝕余量基礎上再加上0.3m的安全余量，即 h=hc+0.3 =2.84.3m。允許吸上真空高度： 式中：pa/吸水面上的實際壓頭，8.96m；pv/抽水實際溫度下的汽化壓頭，0.24m；h允許氣蝕余量，3m；hg進水管的水頭損失，0.86m；經(jīng)計算，所選擇水泵的允許吸上真空高度為3.86m，根據(jù)實際地形情況，選定泵房地面高程為1521.50m，水泵安裝高程為1521.72m，安裝高程與吸水池高差1521.721520=1.72m <Hs =2.84.3

6、m，滿足吸上高度要求，因此泵站安裝高程定為1521.72m。五、水錘壓力計算水錘壓力計算采用帕馬金曲線簡化圖計算停泵水錘，校核管道強度。首先計算出橫坐標值 和參數(shù)2，其中 ；  ； 式中：N0為水泵設計功率，單位kW；GD2為水泵和電機的飛輪慣量之和，單位N.m2；n0為水泵設計轉速，單位r/min；V0為壓力鋼管流速，單位m/s；H0為工作揚程，單位m；a為均質圓形管（e/d<1/20）水擊波傳播速度，單位m/s；d為管徑，單位mm；e為管壁厚度，單位mm；K為水的體積彈性模數(shù)，K=2.06×109pa;；E為管材縱向彈性模數(shù)E=9.81×101

7、0，=K/E=0.02。帶入數(shù)值： =1171.4m/s，  查帕馬金曲線得出口下降壓頭83%×H0=83%×94.5=78.5m，管道中點壓力下降55%×H0=55%×94.5=52.0m，管道中點上升壓頭21.5%×94.5=20.3m，水泵出口上升壓頭37%×94.5=35.0m，水泵最大反轉速度143%n0，水泵最大反轉速度的時間 秒，水泵開始倒流的時間 秒。檢驗管道出口及中點是否發(fā)生水柱分離現(xiàn)象：管道出口h最大=83%< ，此處不會發(fā)生水柱分離。管道中點h最大=55%< ，此處不會發(fā)生水柱分離

8、。配套電動機為異步電動機，電動機的最大允許轉速為1.25 n0，在1.25 n0情況下允許歷時2min，但由于水泵最大反轉轉速為1.43 n0，在停泵后1.57s即達到最大反轉速度，因此應在出水管道設緩閉式逆止閥，同時安裝彈簧全啟封閉式安全閥，公稱壓力1.6Mpa。六、主接線方案本工程可從楊箐水源附近就近接電，附近有10KV高壓線路到達，泵站輸電線路共長約1.0km，泵站主接線方案采用主變壓器經(jīng)過跌落式熔斷器及隔離開關與電網(wǎng)相連接，隔離開關除作為檢修時隔離電源的設備外，還用來接通、斷開空載變壓器。變壓器二次側經(jīng)由自動空氣開關與控制柜母線排相連接。七、變壓器容量選擇根據(jù)泵站設計規(guī)范，變壓器容量可

9、按下式計算：Sb1.05×0.8×(K1ped/ncos+ K2ped/ncos),式中K1、K2為同時系數(shù)；ped為電機功率，單位KW；n為電動機效率；cos為電動機功率因數(shù)，根據(jù)公式Sb1.05×0.8×(K1ped/ncos+K2ped/ncos)進行計算?？紤]到照明用電以及控制柜用電，選擇滿足泵站要求的變壓器。可得泵站Sb57.9KVA選配63KVA的變壓器一臺，架設10KV輸電線路1.0km。主要用電負荷為：水泵45kw，其它用電5.0kw，總用電負荷為50kw。八、提水管道設計提水管道從楊泉泉水水源直接提水到高位水池，凈揚程為85m，管材采用

10、鋼管。1、進水管計算（1）管道直徑采用公式： 計算。式中：Q泵的設計流量（m3/s）， 取Q=0.0224m3/s（單機）輸水管設計流速（m/s），規(guī)范規(guī)定=1.52m/s，取1.5 m/s經(jīng)計算，輸水管徑D=0.138m，根據(jù)實用五金手冊的熱軋無縫鋼管選擇DN146，=6mm，經(jīng)計算管道的過水流速為1.59m/s。（2）水頭損失計算輸水管道水頭損失根據(jù)水力學計算手冊進行計算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公式計算：            式中：L鋼管的長度；  6m

11、0;        D鋼管的內徑，0.146-0.006×2=0.134m                   n鋼管管材的糙率  0.011       i局部水頭損失系數(shù)之和； 經(jīng)計算，進水管管道沿程水頭損失hf=0.23m，局部水頭損失為hj=0.68m

12、。由此得進水管道總水頭h=hf+hj=0.91m。2、出水管計算根據(jù)審查意見上水管按興仁縣魯?shù)A營鄉(xiāng)、雨樟鎮(zhèn)片區(qū)2009年度煙水配套工程總規(guī)劃的需水量確定取兩臺泵同時工作時提水流量計算提水管。管道直徑采用公式： 計算。式中：Q提水管設計流量（m3/s）， 取Q=0.0448m3/s（工作運行）。提水管設計流速（m/s），取=1.5m/s經(jīng)計算，輸水管徑D=243mm，選提水管DN250的熱軋無縫鋼管，管道內流速為1.41m/s。（2）壓力鋼管管壁厚度計算  鋼管管壁厚度采用公式 計算。  式中：Hj設計管段的計算水頭（m）；Hj=94.5m；   

13、;      D0鋼管的內徑（cm）；D0=23.4（D=250,初取=8mm）；         C銹蝕厚度（cm）；C=0.2；  估算鋼材的允許應力（kg/cm2）；=1000    縱向焊縫焊接應力減弱系數(shù)。取=1經(jīng)計算，=0.12cm，根據(jù)規(guī)范的構造要求，管壁最小厚度為6mm，綜合考慮其他因素取=0.8cm。（3）水頭損失計算提水管道水頭損失根據(jù)水力學計算手冊進行計算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公式計算：

14、0;           式中：L鋼管的長度；370m         D鋼管的內徑，0.25-0.008×2=0.234m                   n鋼管管材的糙率  0.011 i局部水頭損失系數(shù)之和；6經(jīng)計算，管道沿程水頭損失hf=3.93m，局部水頭損失為hj=1.02m。由此得總水頭損失h=hf+hj=4.95m。提水凈揚程為85m，總揚程為0.91+4