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文檔簡介
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
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