灌溉泵站初步设计说明书

灌溉泵站初步设计

设计资料

本站为一明渠引水灌溉站，设计流量1.8m3/s，渠底比降i=1/6000,底宽b=3m，边坡系数m=1.5，糙率n=0.02，最高运行水位551m，最低运行水位550m。进水池设计水位550.5m，最高运行水位550.9m，最低运行水位549.9m，储水池设计水位575.5，最低运行水位575.2m。站址处土质为粘壤土，内摩察角30°，地基允许承载力210KN/m2，多年平均最低气温-8℃，冻土层厚0.35m。该地区有6.3kv高压线经过，交通方便，劳动力充足，建材采购方便。

设计部分

一、水泵选型与设备配套

（一） 水泵选型

根据水泵选型原则按下列顺序进行

1、确定设计流量 设计流量Q=1.8m3/s 2、确定设计扬程

设计扬程H?H净?h损 式中 H净—进水、出水池设计水位差 即：575.5-550.5=25m; h损—管路水头损失，按0.2H净计算。 则H=25+0.2×25=30.00m 3、确定泵型方案

依据泵站设计流量1.8m3/s和设计扬程30.00m。决定选用双吸离心泵。查水泵资料中的水泵性能表得14sh—19与20sh—13A两种泵型均符合要求，作为方案进行比较，它们的性能如表1所列。

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流量Q 扬程型号 转速 n功率 效率轴功电机η（%） 率 功率 85 125 88 82 82 220 85 79 必须汽叶轮直径蚀余量（mm） （m） （kg） 泵重m/h 971 14sh-19 1260 1440 1440 20sh-13A 1870 2230 3L/s H(m) （r/min） 270 350 400 417 520 621 32 26 20 34 31 26 970 1450 100 102 91 164 186 197 6.5 345 875 6 550 2330 表一

4、确定台数及方案比较

结合资料及经验，主泵台数宜为3-9台，用关系式i?Q站/Q泵确定两种泵型所需台数。14sh-19型泵i=1.8/0.35=5.14(台)，取5台；20sh-13 A型泵i=1.8/0.52=3.46（台），取4台。两种泵型相关参数比较见表一。

两种方案比较，选用5台14sh-19型泵方案，虽然台数较多，建设投资较大，且安装高度小，对泵房的通风散热有不利的影响，但其机组重量轻，便于维护和检修；台数较多，流量发生变化是，适应性较强，供水可靠性好，灌溉保证率高；其次，该机组台数较多，单机容量较小，对水量的调节能力大，即使运行中个别机组出现故障，对灌溉影响也较小，所以本站不设备用机组。 (二)动力机配套

包括动力类型选择和机型确定。 1、动力类型选定

利用该地区6.3kv高压线路，采用直接传到的电动机。 2、动力机选配

由水泵厂成套供应或根据水泵额定转速为1450 r/min和配套功率125kw采用js-116-4型防护式双鼠笼型异步电动机5台。 （三）管路配套

包括吸、出水管路的管材、管径及附件选配等内容。 1、吸水管路及附件选配

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（1）管材 铸铁耐久性好，又有一定强度，拟采用法兰式铸铁管。 （2）管径 依据经济流速确定 D?4Q ?v 式中Q—管路中通过的流量，本设计采用水泵铭牌流量0.35m3/s； v—管内控制流速，凭经验，进口喇叭管取1.2m/s，管道内取

1.8m/s，则进口喇叭管直径D?4?0.35?0.61m；

3.14?1.2 管道直径D?4?0.35?0.50m。

3.14?1.8查资料取标准值：进口喇叭管直径620mm，吸水管直径500mm。 （3）管长 凭经验暂拟11.0m。

（4）附件 查资料得：①喇叭管：大头直径620mm，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500mmm，中心线长度1183mm；③偏心渐缩接头：小头直径350mm。大头直径500mm，长度890mm。

2、出水管路及附件选配 包括管径与管路附件的确定。

出水管道直径依据经济流速，计算公式为D?4Q ?v 式中Q—出水管路中通过的流量，取水泵铭牌流量0.35m3/s； v—管内经济流速，凭经验取2.0m/s。 则D出?4?0.35?0.472m，故本设计出水管路直径取500mm。

3.14?2.0管路附件包括：

（1） 泵出口渐扩接管：水泵出口直径0.3m，出水管路直径500mm，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：查资料选用。

（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

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功能，扩散段锥角取12°，管段长度L扩?该渐扩管无标准现货，需定制。 （5） 压力表 一只。 （四）水泵安装高程确定

D大?D小2tan12?/2?238mm，取240mm。

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。 1、沿程水头损失 h沿?10.29n2LQ2 式中n—管道的糙率，查资料铸铁为0.013； 5.33D1120.35?0.094m 5.330.5 L—管道长度11.0m。 则h沿?10.29?0.0132?2、局部水头损失

h局?0.083?D4Q2 式中ζ—管路局部阻力系数，查资料?进?0.2，

?90??0.64，?缩?0.2;

D—局部阻力处管径，查资料得

D进?0.63,D缩?0.35。

0.640.2??0.22???0.35?0.25m 则h局?0.083???4440.50.35??0.63故：h吸?h沿?h局?0.094?0.25?0.34m 3、水泵安装高度

-NPSH） 水泵安装高度采用公式 H允吸?10.09（r-h吸

式中(NPSH)r查表一可知(NPSH)r=6.5m h吸—0.34m

?3.25m则 H允吸?10.09-6.5-0.34。

4、水泵安装高程?a确定

?H允许-k ?a??min式中?min—进水池最低运行水位549.9m；

k—安全值，取0.2m

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则：?a?549.9?3.25-0.2?552.95m。如图一所示。

二、泵房初步设计

包括确定泵房型式、内部设备布置与尺寸拟定等内容。 （一）确定泵房结构型式

卧式离心泵泵房型式取决于水泵有效吸程、水源水位变幅和地下水埋深等因素。 1.水泵有效吸程H效吸值计算

H效吸??a?Z1?Z2??min

式中Z1—水泵基准面至底座距离，查资料0.8m；

Z2—水泵基础高出机坑地面高度，取0.2m。

则H效吸=553.2-0.8-0.2-549.9=2.30m。 2.水源水位变幅?H

水源最高运行水位551m，最低运行水位550m，水位变幅?H=551 – 550 = 1.0m <

H效吸=2.30m。

3.泵房结构型式确定

经简单计算，水泵有效吸程大于水源水位变幅，地下水位较低，决定选用挡土墙式分基型泵房。 （二）内部设备布置

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