取水泵站毕业设计论文.doc

摘 要泵站工程作为国民经济建设中的一部分，已在机电灌排、跨流域调水、城乡供水、电厂供水及输油系统等工程得到了广泛的应用。为促进工业生产的发展和人民生活水平的提高发挥了重要作用，而离心泵由于其扬程较高，流量范围广，在实际中更是获得了广泛的应用。本设计所设计的为一取水泵站（有隔墩的进水池），其作用是排灌供水，将低处的水输送到高处，供灌溉和饮用，从而实现能量从机械能到势能的转化。本论文为某供水泵站的初步设计，主要根据泵站设计规范对水泵、泵房、进出水池、管路系统及其他配套设施进行了初步的设计，列出了离心泵站设计的一般设计方法及步骤。其中对水泵的选型、水泵的安装高程、泵房的设计和水锤等给出了详细的设计说明及计算步骤，并附有各部分结构示意图和泵站剖面图。从设计结果上来看本设计技术上可行，满足泵站设计规范的要求。关键词：水泵选型 水锤 工作点 安装高程ABSTRACTPumping station as part of the national economic construction has been widely used in irrigation and drainage in mechanical and electrical, water transfer, urban and rural water supply and oil systems. It plays an important role in promoting the development of industrial production and the improvement of living standards，and the centrifugal pump have gained wide application in practice for its higher head and bigger flow range. This design is designed for a water pumping station (with isolated pier into the pool ) , whose role is to drainage and irrigation water supply, will lower the water delivered to the height , for irrigation and drinking , in order to achieve the conversion of energy from mechanical energy to potential energy .This paper preliminary design for a water supply pump station, I basically according to pump station design specification of pump, pump room, in and out pool, pipeline system and other auxiliary facilities for a preliminary design, lists the centrifugal pump station design general design methods and steps. Among them on the pump selection, pump installation elevation, the design and water hammer pump are the details of the design specifications and calculation steps, attached parts structure schematic diagram and pumping stations section. Judging from the design results this design technically feasible, satisfy the requirements of “ Pumping station design of the standards”.Key words: Pump Selection water hammer pump operating point elevation for pump install目 录前言11 绪论21.1 泵站的地位与作用21.2 泵站的现状21.3 泵站工程概论41.4 未来泵站发展的主要目标和具体目标51.5 离心泵的工作原理、分类和构造71.5.1 离心泵的工作原理71.5.2 离心泵的分类和构造81.6 本设计目的及意义92设计基本资料103水泵选型与设备配套113.1 水泵选型113.1.1 确定设计流量113.1.2 确定设计扬程113.1.3 拟选泵型方案113.1.4 确定水泵台数及方案比较123.2 动力机选型及配套123.2.1 电动机的类型选择133.2.2 电动机的功率和转速133.3 管路配套133.3.1 吸水管路及配件选配133.3.2 出水管路及附件选配143.4 确定水泵安装高程153.4.1沿程水头损失153.4.2 局部水头损失153.4.3 水泵安装高程163.5 真空泵选型173.5.1 抽气体积计算173.5.2 真空泵抽气量计算173.5.3 真空度确定183.5.4 真空泵选型183.6水泵汽蚀及预防措施183.6.1 水泵的汽蚀183.6.2 汽蚀的危害及预防措施194 泵房设计214.1 泵房结构型式确定214.1.1 水泵有效吸程效吸值计算214.1.2 水源水位变幅214.1.3 泵房结构型式确定214.2 内部设备布置214.2.1 主机组布置224.2.2 辅助设备布置224.2.3 泵房尺寸拟定255 泵站进出水建筑物305.1 前池305.1.1 平面扩散305.1.2 立面扩散305.1.3 细部构造尺寸30 5.2 进水池315.2.1 型式315.2.2 尺寸确定315.3 出水建筑物345.3.1 出水池设计345.3.2 干渠的设计365.3.3 连接段设计375.3.4 细部构造设计386 管路工程406.1 进水管406.2 出水管路406.2.1 出水管线布置406.2.2 出水管线长度406.2.3 管材与管壁厚度确定416.2.4 镇墩尺寸416.3 泵站管路水锤计算及防护措施427 水泵运行工况分析507.1 水泵运行工作点507.1.1 装置性能参数（、）计算507.1.2 水泵性能参数517.1.3 水泵工作点推求527.2 泵站总流量核算527.3 泵站运行效率538 机组基础尺寸548.1 平面尺寸548.1.1 基础长度548.1.2 基础宽度548.2 立面尺寸548.2.1 水泵基础高度548.2.2 电机基础高度55设计结果56致谢58参考文献59前 言水泵及泵站工程是关系社会发展、国民经济建设和人民生活水平提高的重要基础设施，被广泛应用于城乡给水排水、农业灌溉、防洪排涝等领域。近些年来，水泵技术及泵站工程技术发展迅速，新技术、新产品层出不穷。合理选择水泵，正确设计泵站，科学地使用与管理对充分发挥泵站功能，节约能耗具有重要作用。泵站工程作为我国经济建设中的一个部分，已在机电排灌、跨流域调水、城乡给水排水、电厂供水和灰渣输送、油田注水及输油系统、矿井排水及水煤浆的管道输送等农业、水利、工业等各个部门得到了广泛应用，为促进工农业生产的发展和人民生活水平的不断提高发挥了重要作用。可以预料，随着工农业生产的现代化，泵站工程将会在国民经济各领域获得更加广泛的应用。当前泵站工程应用范围日益扩大，工程规模逐渐增大，向高效益、高效节能、高可靠性、高自动化性发展。设计的目的是使学生在掌握水泵及水泵站基本理论知识的基础上，进一步掌握抽排水工程的工艺设计步骤和设计方法，使学生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。通过本课程设计还可以训练学生工程设计的基本技能，提高其设计计算能力、编写说明书的能力和工程图纸的表达能力。本设计是取水泵站设计（有隔墩的进水池），由于本人是第一次做此类设计，肯定做的不尽人意，希望老师同学多多指点！另外还要衷心的感谢自己的辅导老师对我的辅导和教育！1 绪论1.1泵站的地位与作用人类社会从使用简单的提水工具到现代水泵虽然经历了漫长的发展过程，但随着以电气化为标志的第一次技术革命的兴起，水泵的应用领域迅速扩展，其技术水平亦日臻完善。当今时代，无论是工业、农业、国防及科学技术，对泵的使用已十分普遍。例如：农业的灌溉与排涝，城市的给水与排水，石油的开采与输送，火电厂巾的锅炉给水、废汽冷凝、药液投放及灰渣排送，化工、医药、食品行业各种液体的配送及处理，机械制造业中的冷却、润滑及液压传动，以及江河疏浚、水力施工、水力采矿、水力输送等。包括现代交通工具(火车、汽车、飞机、轮船)和大型兵器(火炮、坦克、舰艇)以及火箭、飞船、航天飞机等尖端技术，都要用到各种各样的泵。可以毫不夸张地说，现代社会几乎找不到一个不使用泵的部门或地方。正因为确了现代泵及泵站技术，才使得各类产业向大规模、自动化、集约化发展，才形成了现代意义上的大都市及城镇，人们可以很方便地享用清洁的生产和生活用水。至于水泵及水泵站在农业上的作用则更为显著，提水灌排工程与自流灌排工程相比，一般无需修建大型的蓄水或引水建筑物，受水源、地形、地质等条件的影响较小，具有通用性强、一次投资少、工期短、受益快等优点。在大多数情况下，它能最大限度地满足生产之需要。据统计，我国现有各类农业灌排泵站50余万座，总装机容量达7000万kw，抽水能力为30万m³/s年平均提水量约1500亿m³，承担了我国55的农业灌溉面积和36的农田排涝面积的供排水任务。由此可见，水泵及水泵站在我国农业生产中所占的地位分重要。1.2泵站的现状建国以来，我国泵站工程建设取得了举世瞩目的成就，其作用和地位已经成为无可争辩的事实。然而，由于泵站工程表现出来的效益主要为公益，财务收益很差，加上政府部门投入有限，管理体制不顺，以至使泵站行业出现尴尬局面。工程失修、设备老化，已严重威胁泵站的正常运行，这一情况已引起党和政府各级领导的关注和重视。我国泵站主要存在以下主要问题：（1）设计不合理，建设标准低。规划设计不合理，工程效益降低，泵站流量减少，机泵效率下降的问题严重。不少泵站的进出水设计不合要求。特别是进水设计不规范，造成进水条件恶化，汽蚀、振动、漩涡的产生使水泵效率和工作性能急剧下降。九十年代以来，我国对大江大河进行了大力度的治理，大幅度地提高了堤防、涵闸、河道的防洪标准，在应对特大洪涝灾害时有了可靠保障。而与此形成对照的是，许多泵站防洪标准偏低，不少大型泵站一般仅能达到五年一遇到十年一遇的标准。目前，已达标的灌排面积中由于工程老化灌排标准也在逐年降低。 （2）老化失修严重。六七十年代兴建的泵站，至今已运行了三十年以上，主机组严重老化，电气设备绝缘性能下降，安全可靠性明显降低。许多淘汰过时的设备，给泵站的安全生产和经济运行带来巨大威胁。建筑物工程年久失修，碳化、裂缝、沉陷、破损严重，故障频繁发生，维修周期越来越短；闸阀、压力管道锈蚀、腐蚀严重，造成爆裂隐患，严重影响了泵站安全运行和效益的发挥。致使泵站效率不断下降，成本不断上升，管理费用不断增长，不少泵站已到了难以为继的状况，有些泵站的机组已多年不能正常运行。（3）能源消耗超标。我国机电灌排年均耗电160亿kW·h，年均耗油200万t。我国大中型泵站平均装置效率仅4050，能源单耗高达6-7kW·h/(kt·m)，距部颁标准电力泵站每台机组要求能源单耗5kW·h/（kt·m）相差甚远。据甘肃省统计，334处大中型电灌工程大部分装置效率在3040之间，能源单耗在96.8kW·hkt·m。浙江省全省的泵站平均装置效率为32，年耗电4亿kW·h，按部标准每年浪费用电1亿kW·h。（4）效益衰减，抗灾能力减弱。由于设备损坏严重，泵站的设备完好率和运行可靠性大大降低，抵御自然灾害能力大大减弱。在应对特大洪涝灾害面前重大事故频发，不少泵站面对滔滔洪水不能开机运行。江湖演变、泥沙淤积，加之水情和雨情恶化，汛期长江洪水顶托，使外河水位不断抬高，泵站提排扬程增加。据统计，湖区汛期外河水位普遍提高1.02.0m，造成泵站扬程加大，机组超负荷运行，产生剧烈震动，排水流量减少，效率急剧下降，有的泵站在高洪水位时被迫停机。（5）技术落后，自动化程度不高。泵站普遍缺少自动化监控设施和基本的信息化手段，泵站机组不匹配，不能实现优化运行，优化调度。泵站管理技术落后，加上后期管理设施改造经费不足，投资匮乏，淘汰的管理设施得不到及时的更新。从整体而言，泵站相对我国水电、电力等行业，泵站管理手段更为落后和滞后，西部地区与我国东南部省份的泵站相比，甚至在东南一些省的不同地区，管理手段差距明显，与现代化管理的要求相差甚远。（6）站区生态环境破坏严重。长期以来泵站更新改造资金投入严重不足，维修资金缺乏，运行费用无保障，泵站生产生活设施落后，周围荒山坡地，水质污染，站区生态环境破坏严重。很多泵站没有与外界相连的站区标准道路,交通不便；基层站效益差，职工生活困难，住房简陋，无法满足工程正常运转的需求。这些问题已经引起党和政府各级领导的关注和重视，可以预料，这些问题将会得到有效解决。1.3 泵站工程概论 泵是一种能量转换机械，它将外施于它的能量再转施于液体，是液体能量增加，从而将其提升或压送到所需之处。用以提升、压送水的泵称之为水泵。为此，除水泵本身之外，还必须有配套的动力设备、附属设备、管路系统和相应的建筑物等组成一个总体。这一总体工程设施称为水泵站。泵和泵站类型繁多，应用广泛。在农田水利工程中，主要用于灌溉、排水和乡镇的供水中。我国利用现代机械提水大约始于20世纪初，江苏、天津等地陆续兴建了一些小型的泵站。利用煤油机带动龙骨水车和小型水泵抽水灌田和排涝。1924年江苏常州郊区安装了一台口径为150mm，的离心泵，由20kw的电动机带动提水，是我国电力提灌的先例。直到1949年现代机械灌溉面积只有37 8万亩。占当时总灌溉面积的1.6%。新中国成立以来，随着工农业生产的发展，科学技术的进步，我国泵站建设也进入了新的发展历程。目前全国已建成农业灌排泵站50多万座，提灌面积已达4亿多亩，为促进农业生产发挥了重要作用。我国北方广大地区，地表水缺乏，因此从60年代起，大力开发利用地下水资源，已打机井200多万眼，安装各型井泵每年提取井水约400亿500亿m3，井灌面积约1.7亿亩，约占这一地区总灌溉面积的1/3，对促进农业稳产高产、扭转“南粮北调”的局面起了重要作用。为了从根本上解决我国北方水资源短缺的问题，跨流域的“南水北调”工程已经在实施之中，其中东线调水工程从已建成的江苏江都枢纽泵站首期抽取江水500m3/s北上，输水线路长646km，沿岸将兴建20余座大型泵站共15个梯级，提升40余米，把水送至黄河以南广大地区，二期工程将抽水流量加大到700m3/s，穿越黄河，引入天津等市输水线路总长1150km，在调水工程中泵站发挥着重大作用。但是由于泵和泵站是耗能设施，据统计其耗电量约为全国总用电量的20%。因此如何从泵的设计、制造和应用等各个环节研究，以进一步提高其性能、效率；从泵站工程上，如何加强规划，精心设计，对现有泵站如何改善经营管理，进行技术革新、挖潜改造，以提高其经济效益，减少耗能，降低抽水成本等，是迫切需要解决的重要课题。国外在泵站建设上也有较长的历史，早在本世纪40年代末50年代初，美国就利用其大古力水电站的廉价电力为兴建的大古力泵站提水供电。一级泵站扬程94m，装机12台，总抽水流量460m3/s，灌溉面积625万亩。随后在60年代后期又开始兴建加利福尼亚州的“北水南调”综合利用水利工程，除防洪、发电、供水、旅游外，主要用以灌溉加州滨海地区农田。该工程包括12座大型泵站，其中最大的爱梯门斯顿泵站装置大型立式四级离心泵14台，一次扬程高达587m，单机流量8.9m3/s，单机功率约6.7万千瓦，总功率84万Kw,是当今世界上最大的泵站。苏联于1973年基本完工的卡尔申提灌工程7级扬水，累计扬程156m，灌溉面积525万亩。另外日本神奈川的饭泉泵站，安装4台口径为1.6m的大型双吸离心泵，扬程82m，总流量24.1 m3/s，装机容量达到2.4万千瓦。印度约有2800万ha的提水灌溉面积，约占全国总灌溉面积的50%，主要开采地下水，打井利用井泵提灌。1.4未来泵站发展的主要目标和具体目标泵站工程的发展趋势有如下几个方面的特点：（1）应用范围日益扩大以往，泵站工程多用于农业灌溉排水和城市给水排水。随着近代工业的迅速发展，水泵站用于锅炉给水，用于循环冷却水系统(已成为火电厂和核电站等工业企业中不可缺少的组成部分)，用于流体输送工艺流程(在化工、造纸、食品、制药等)方向的应用也日益广泛。石油、煤炭等的管道输送也发展很快。在工程施工中，基坑排水、井点排水、混凝土的拌合和管道输送、水力开挖土方及泥浆输送等都具有广泛的发展前途。这些都离不开水泵和泵站。（2）工程规模逐渐增大随着工农业生产的不断发展，泵站工程的规模也在逐渐增大。近年来，除量大、面广的泵站工程外，主要发展动向是“高、大、深”，即在高扬程、大流量及深井提水方面发展很快。目前，我国灌溉用泵的单泵扬程已达240 m，低扬程大流量泵站中单泵流量已达100 m³/s，深井提水的最大深度已达250 m。从单泵容量看，已从800 kw发展到8000kw。由于工农业生产的需要，大型泵站工程将会逐渐增多。（3）高效节能的要求更高过去，泵站工程的建设考虑工农业生产的需要和节约工程投资方面的问题较多，很少考虑泵站工程的能量消耗和运行费用，致使不少泵站工程长期处于低效工况下运行。这不仅增加了能量消耗，而且把节省下来的投资转嫁给了运行费用。近年来，特别是自原水利电力部颁布八项技术经济指标以来，对全国的很多泵站进行了测试和普查。结果表明，泵站效率普遍较低。因此，全国开展了一系列泵站节能技术方面的研究和规模较大的技术改造工作，并取得了明显的经济效益。与此同时，机械部门推出了一批节能产品，水利部门在规划设计、安装检修、运行管理等各个环节采取措施，尽可能提高泵站效率，减少泵站能耗。（4）更加讲究投资效益泵站的投资主要包括工程建设中的投资和工程建成后每年的运行费用。工程效益主要是指泵站在发展工农业生产和提高人民生活水平方面发挥的效益，包括经济效益和社会效益。近年来，不少泵站工程开始重视泵站工程的投入产出，运用系统工程的观点和方法，以及优化理论解决工程投资、运行费用和工程效益之间的关系，从而使泵站的水平明显提高。（5）安全可靠要求更高 随着多级泵站提水、抗洪抢险以及工业企业工艺流程的需要，对泵站工程的安全可靠性的要求也愈来愈高。例如大范围的农田和城镇排水、矿井排水的可靠性，不仅会影响工农业的产量，而且会给人民群众的生命财产造成很大威胁。对火力发电厂，一旦循环泵站因故障停止供水，将可能迫使汽轮发电机组本能正常工作而造成重大事故。因此，对泵站工程，特别是其中的机电设备的可靠性，以及泵站在反常运行中的各种危害和防护措施已引起人们的普遍关注。（6）自动化水平正在不断提高由于机组容量的不断增大、泵站工程的安全可靠性和节约能源的要求的不断提高，靠人工手动操作是难以满足要求的。国外已有不少泵站已经实现了自动控制。在我国也有不少泵站开始重视这方面的研究和实施。泵站自动化的主要内容包括巡回检测、自动记录、事故报警和优化控制等。泵站自动化水平的不断提高，无疑将对泵站工程技术水平和管理水平发挥重要作用。1.5 离心泵的工作原理、分类和构造1.5.1 离心泵的工作原理具有弯曲叶片的叶轮安装在固定不动的蜗壳型的泵壳内，泵壳分别与出水管和吸水管相连。在开始抽水前，泵内和吸水管中先灌满水（吸水管底部的底阀是防止水倒泻入吸水池中）。当动力机通过泵轴带动叶轮高速转动时，叶轮中的水也随着一起高速旋转，由于水的内聚力和叶片与水的摩擦力不足以形成维持水流旋转运动的向心力，沿叶片离心而去的水流的圆周速率越来越大，最后被高速甩出进入泵壳中，再经扩散锥管减速将大部分动能转换为压能经出水管扬至高处。在水流向外缘的提升同时，叶轮中心附近形成真空，但吸水池水面作用着大气压力，吸水管中的水在此压差的作用下，立即填补所空出的空间而进入叶轮，由于叶轮的不断旋转，水就源源不断地甩出和吸入形成连续的扬水作用。设液体随叶轮旋转做圆周运动的角速度为，则距转轴为r、质量为dm的液体质点A所受的向心力 Fx = dm*2r,而想象的离心力与向心力大小相等、方向相反。此离心力对质点所作的功为 dl = dm2rdr,全部液流从叶轮进口到出口所作的功为 l = dm2rdr = G(u12 u22 )/2g.此离心力对单位水重所作的功为 Hl = (u12 u22 )/2g(扬程)，也就是由于惯性离心力所能扬水的高度。离心泵在启动前一定要充满水才能工作，因水的质量比空气约大800倍，如果启动前泵中不能满水，尽管叶轮高速旋转，由于空气质量轻，惯性极小，所以排出的空气有限，泵中空气压力和作用在下水面的外界大气压力相差很小，在这样小的压差下，水是无法压入泵中的。 1.5.2 离心泵的分类和构造离心泵根据其转轴的立卧，可分为卧式离心泵和立式离心泵；根据其轴上叶轮数目多少可分为单级和多级两类；根据水流进入叶轮的方式分又有单侧进水和双侧进水之别。 （1）单吸单级卧式离心泵所谓单吸是指水从叶轮一侧吸入的，其流量较小，一般属于小型泵。但其型号较多，而结构则大同小异。其构造特点是叶轮固定在转轴的一端，支承其重量的轴承位于轴的另一端，受力有如悬臂梁，故又称悬臂式离心泵。（2）双吸单级卧式离心泵Sh型双吸单级卧式离心泵的结构特点是：第一，水从叶轮的两侧进入，即有两个进水口，所以称“双吸”，然后汇合流入一个蜗壳中。叶轮实质上是由两个共用后轮盘的单吸叶轮所组成，这样在同样叶轮外径的情况下流量可增大一倍，所以大中型离心泵多采用此种结构类型，同时水的轴向推力可自行平衡；第二，叶轮联同泵轴由两端的轴承支承，要求轴有较高的抗弯、抗拉强度，否则因轴挠度大，运行时易发生振动，甚至烧坏轴承和断轴事故；第三，泵壳分为上下两部分，上部为泵盖，下部为泵体，两部分用螺钉相互连接；第四，水泵的进水和出水均在一个方向上且垂直于泵轴，这有利于泵和进、出水管的布置与安装。（3）多级卧式离心泵多级卧式离心泵结构特点是，将多个叶轮串装在一根转轴上，轴上叶轮数即代表泵的级数。如果每一级叶轮的扬程为Hi,则n级泵的总扬程为H = Hi；如所有叶轮相同，则H = nHi。级数越多扬程越高，所以它主要用于高扬程或高压泵站中。（4）自吸式离心泵在卧式离心泵中有一种只向泵中灌少量的水，启动后就能自行上水的泵称为自吸式离心泵。它启动简单，移动方便，在我国喷灌中应用较多。其所以能自吸是由于它的泵体部分构造和一般离心泵不同，主要表现在：泵的进水口高于泵轴；在泵的出水口设有较大的气水分离室；一般都具有双层泵壳。1.6 本设计目的及意义本论文为某供水泵站的初步设计。本论文主要根据泵站设计规范对水泵泵型、泵房、进出水池、管路系统及其他配套设施进行了初步的设计研究，列出了离心泵站设计的一般设计方法及步骤。其中对水泵的选型、水泵的安装高程、泵房的设计和水泵的运行工况等给出了详细的设计说明及计算步骤，并附有各部分结构示意图和泵站剖面图。研究涉及问题有泵的效能发挥，其流量、扬程能否满足实际供水需要，怎样进行水量的调节，管、泵、池的相互关系及影响如何，这些问题的解决取决于泵的工作特性和其管路特性等。在此给出了离心泵站设计的一般方法和步骤，其中主要包括水泵的选型、泵站效率、管路的布置以及工作点的确定；泵的汽蚀解决或降低问题，主要就是确定合理地安装高程问题。另外设计还涉及了管路中水锤的计算以及通过何种方法降低水锤。其次在泵站工程中我们应注意的问题有：（1）提水和蓄水相结合：很多大型灌区都兴建了大型蓄水池，在非灌水期，泵站向蓄水池注水，这样既可以蓄能发电，又可以适当扩大灌溉面积提高设备利用率和工程经济效益。（2）农业提灌和工业供水相结合。很多泵站提水工程都是多目标服务的，例如可以兼顾城镇生活和工业用水等。（3）电力提灌和水能开发相结合：由于提灌需要消耗巨大能量，因此应考虑大型提灌工程和水电工程一起开发，利用水电站廉价的电力，发展提灌，从而降低成本，增加效益。（4）注意加强水利资源的统一规划，把跨流域、跨地区的调水工程的泵站提水纳入到总体规划之中，充分发挥水资源的综合效益。通过本次毕业设计，使得我对离心泵的基本结构与构造，工程中水泵的选型、各部分配件的作用及使用方法有了一个较为深刻的认识，同时对泵站设计规范等也有了一个初步了解，此外，还特别对水泵选型进行了详细的比较计算以及对泵站管路工程中水锤应用了目前较精确且常用的特征线解法进行了初步的推导与只记，掌握了其原理及在管路和泵站中的应用，最后通过AUTO-CAD软件将设计结果出图。2设计基本资料本站为一明渠引水的灌溉站，设计流量为Q=2.8m3/s，渠底比降i=1/6000，底宽b=2.1m，边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m。进水池设计水位192.18m，最高运行水位192.58m，最低运行水位191.58m。出水池设计水位213.88m，最低运行水位213.58m。站址处土壤为黏壤土，干容重12.7416.66kN/m3，湿容重17.64 kN/m3，凝聚力19.6kPa，土壤内摩擦角25°，地基允许承载力P=215.6 kPa。灌溉季节最高气温39，最高水温25，冬季最低气温-8，冻土层厚度0.3m。水源边有南北向公路经过，路旁有10kV高压线，供电容量足够。当地主要有石料、黄砂等建筑材料可供使用。3 水泵选型与设备配套3.1 水泵选型水泵选型就是根据灌排所需的流量和扬程及其变化规律，遵循水泵选型原则以确定离心水泵的型号及台数等.3.1.1 确定设计流量由设计资料可得设计流量为Q = 2.8m3/s.3.1.2 确定设计扬程设计扬程H=H净+H损。式中H净进、出水池设计水位差，即213.88-192.18=21.7（m）H损管路水头损失,根据单泵流量范围，查水泵进口直径与流量对照表查出管道直径范围，再对照管路水头损失估计表，可取为0.2H净。则H = (1+0.2)H净=1.2×21.7=26m）.3.1.3 拟选泵型方案依据泵站设计流量2.8m³/s和设计扬程26m，由于我国IS型单吸单级离心泵适用范围是：流量3.6-400m3/h,扬程5125m；Sh型单级双吸离心泵适用范围是：流量126-12500m3/h，扬程9140m.显然应选用Sh单级双吸离心泵。查水泵资料中的水泵性能表得14Sh-19与20Sh-13A两种泵型均符合这次方案设计的要求。作为方案进行比较，它们的性能如附表1所列。附表1泵型方案性能比较型号流量(L/s)扬程H（m）转速n（r/min）功率效率（%）必须汽蚀余量(NPSH)r（m）重量（kg）轴功率（kW）电机功率（Kw）14Sh-19270350400322622145099.71021051328588823.589820Sh-13A41752062134.43125.89701641861972208285794.023303.1.4 确定水泵台数及方案比较依据泵站设计流量1.6m³/s，主泵台数宜为38台，根据关系式n=Q站/Q泵确定两种泵型所需台数。n=2.8/0.35=8（台），取8台；20Sh-13A型泵n=2.8/0.52=5.38(台)，取6台。两种泵型方案性能比较见附表1。两种噶方案机组台数相近，从基建角度， 8台方案投资可能性大些，安装高程也较小，对泵房的散热有不利影响，但它的机组重量轻，便于维护和检修，流量的变化适应性也较强，两者比较，各有利弊，本设计决定选用8台14Sh-19型泵这一方案。3.2 动力机选型及配套灌排泵站中最常用的动力机是电动机和柴油机，由于站址附近有10KV电力线路，故本设计动力机选择采用电动机。电动机的选择，根据电源容量的大小和电压等级，水泵的轴功率和转速，以及所采用的传动方式等条件确定采用电动机的类型、容量、电压和转速等。3.2.1 电动机的类型选择根据其功率大小，现选取JS系列异步电动机，即双鼠笼型转子异步电动机。3.2.2 电动机的功率和转速根据14Sh-19型水泵额定转速为1450r/min和配套132kW查电机资料选择，采用JS-116-4型防护式双鼠笼型异步电动机8台，其技术性能如附表3所列。附表3 JS-116-4型电动机性能额定功率（kW）额定电压（V）额定情况启动电流/额定电流启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量（kg）转速（r/min）电流（A）效率(%)功率因数cos155380147028592.00.896.31.62.010903.3 管路配套包括吸、出水管路的管材、管径及附件选配等内容。3.3.1 吸水管路及配件选配1. 管材；铸铁管耐久性好，又有一定强度，拟选用法兰式铸铁管。2. 管径；依据经济流速确定。式中管路中通过的流量，本设计采用水泵铭牌流量0.35m³/s；管内控制流速，查泵站设计规范，进口喇叭管处流速范围一般在1.01.5m/s，取1.2m/s，管道内流速一般在1.52.0m/s,取1.8m/s。则进口喇叭管直径(m)管道直径(m) ，取吸水管路直径500mm。查泵站设计规范知：进口喇叭管直径宜大于或等于1.25倍进水管直径，取为630mm，3 管长；凭经验暂拟11.0m4 附件。包括喇叭管、90°弯头、偏心渐缩接头和真空管。（1） 喇叭管：大头直径630mm，小头直径500mm，长度310mm；（2） 双法兰90°弯头：考虑用挡土墙式进水池，选用R=700mm，内径500mm，中心线长1183mm；（3） 偏心渐缩接头：大头直径500mm，小头直径350mm,长度890mm：（4） 真空表：一个。3.3.2 出水管路及附件选配其中包括管材、管径与管路附件确定。1管材：泵吐出管至下镇墩上方采用钢管，下镇墩上方至上镇墩下方采用预应力钢筋混凝土管，上镇墩下方至出水口采用钢管。2管径：出水管道直径依据经济流速，计算公式：式中出水管路通过流量，取水泵铭牌流量0.35m³/s；管内经济流速，查泵站设计规范取2.0m³/s。则（m）本设计出水管路直径取0.50m。3管路附件：包括水泵出水口渐扩管、闸阀、管路出口渐扩管、压力表和拍门等。（1）泵出口渐扩接管。水泵出口直径0.3m，出水管路直径0.5m，查资料选用长度为690mm、小头直径300mm、大头直径500mm的标准正心铸铁渐扩管。（2） 闸阀。选用内径为500mm、长度为700mm、公称压力为100N/cm²的Z48T-10型闸阀。（3）拍门。停机时用拍门防止池水倒流，查资料选用内径为550mm的拍门。（4） 管路出口渐扩管。在拍门与管路间设置正心渐扩管，以降低出口流速，回收动能，扩散段锥角按经验取12°，管段长度（mm），取0.24m。该渐扩管无标准现货供应，要定制。（5） 压力表一个。3.4 确定水泵安装高程水泵安装高程用安表示，安必须满足水泵在设计规定的任何条件下工作都不产生汽蚀，尽可能改善泵房施工条件、降低土建费用的要求。可用下式求出：安=进+H允吸式中进进水池最低运行水位191.58m.由于吸水管路水头损失按沿程水头损失和局部水头损失分别计算后相加而得。3.4.1沿程水头损失 h沿 = 10.29n2LQ2/D5.33其中 n吸水管道的糙率，铸铁为0.013. L管道长度，取为11.0m.则 （m）3.4.2 局部水头损失 h局 = 0.083Q2/D4其中 局部损失系数，查得进=0.2，90 =0.64，缩=0.2. D局部阻力处管径，查得D进=0.63m, D90 =0.5m, D缩=0.35m.则 h吸 = h沿 + h局 = 0.094+0.253=0.347(m)3.4.3 水泵安装高程 式中 修正后的允许吸上真空高度，本设计工作水温与水面大气压均超过标准值。用公式修正；其中：Hsa水泵允许吸上真空高度3.5m;水泵安装处水面大气压，本设计海拔200m，查资料得10.1m； 工作水温为25时的饱和蒸汽压力，查资料得0.355m；水泵进口断面的平均流速，此时采用吸水管偏心渐缩段流速。则 ，取3.16m。又水泵安装高程 安=进+H允吸= 191.58 + 2.14=193.72m,取为193.70m. 则水泵安装高程示意图如附图2所示：附图2 水泵安装高程示意图3.5 真空泵选型3.5.1 抽气体积计算充水段体积利用公式V =进行分段计算。1 渐缩接管体积；D取平均值（m），=0.89m,则。2 渐扩接管体积；D取平均值，则。3 管路段体积；D为0.5m，L值包括竖直段、水平段、90°弯头段，暂估13m，则。闸阀充气水管段总体积为4 泵壳体积。一台套机组需抽气体积。3.5.2 真空