1、1目 录第一章 综合说明第二章 设计参数的确定第三章 机组选型第四章 进出水布置及进出水建筑物设计第五章 站房设计第六章 出水管路设计第七章 水泵工况点的校核第八章 校核计算参考资料2课程设计及目的和要求通过泵站工程设计，培养学生应用所学知识解决工程实际问题的能力，具体要求：1.综合运用已学过的专业基础课，专业课的知识，完成所给定的泵站工程初步设计阶段设计任务书。通过设计进一步巩固、深化已学知识，扩大知识面，了解和初步掌握小型泵站设计的过程、任务要求及设计方法。2.培养树立正确的设计思想。3.训练收集、应用资料、计算分析、绘制工程设计图和编写设计说明书的能力。4.课程设计应各自独立进行，按期完
2、成任务，提交规定的成果，不得抄袭。第一章 综合说明1-1 兴建缘由徐州某县为满足向大运河补水要求，计划兴建补水泵站一座。1-2 工程位置、规模、作用工程位置选在徐州市某县主要河流旁，规模为一般补水型泵站，主要是为了满足该县向大运河的补水。1-3 基本资料 一、地质条件地面以下土质均为中粉质壤土，夹铁锰质结核，贯入击数 26 击，地基允许承载力 180KPa，内摩擦角 24，凝聚力 26K Pa。地面高程低于下游引水河道堤顶高程 0.5m。2、水位特征值下游水位（m） 上游水位（m）设计运 最低运 最高 设计运 最低运 防洪3行水位 行水位 洪水位 行水位 行水位 水位26.0 25.2 30.
3、6 31.2 31.0 31.7下游引水河道 上游引水河道河底高程（m）河底宽（m）边坡堤顶宽（m）河底高程（m）河底宽（m）边坡堤顶宽（m）24.2 12 12.5 6 28.3 12 12.5 6第二章 设计参数的确定2-1 设计流量的确定设计流量为泵站流量即为 17.1 sm/3初选 7 台水泵，则每台水泵流量为 q=14.5/7 =2.07s/3sm/32-2 水位分析及特征扬程的确定设计扬程=出口设计水位 进口设计水位最大扬程=出口设计水位进口最低运行水位最小扬程=出口最低水位进口最高运行水位 31.26.05.2mH出 设 进 设设maxmin出 设 进ininax4出 进 520
4、1598h泵 设 设2-3 工程设计等级建筑物等级为级第三章 机组选型1.适宜的泵机组台数为 48 台，初步选择 n=7 台。42.单泵流量： Q单 n17.324/ms3-1 方案比较、水泵选型1.根据设计扬程（5.98m）和每台泵的设计流量（2.443 ）可以选用sm/3900ZLB-2.86.8 型和 1000ZLB-8.7 型轴流泵。2.从流量角度考虑，前者流量更接近设计工况下的流量。3.从扬程角度考虑，前者扬程更接近设计工况下的扬程。4.前者在最优工况下的效率为 84.9%，而后者为 80.9%。又两者角度均为-4。.故综合考虑后选择 7 台 900ZLB-2.86.8 型水泵。09
5、00ZLB-2.86.8 型轴流泵的部分工作参数如下：流量 Q 扬程 H 转速 n 效 率 叶轮直径D轴功率 p 叶片安装角2456 L/s 6.7m 490 r/min 84.9% 850 mm 190.4kW -4该泵的喇叭口直径 为 1250mm，高度为 3.1m，水平最大宽度为 1.64m。1D3-2 电机选型maxaxmaxmax7.5%60.756.4mHhH因为水泵的轴功率大于 100kW，所以 K=1.05此处 Q 查水泵叶片角度-2 时的流量，为 2.68m /s0 3 max1.59.826.45209.101KgP kw泵 传 动又水泵厂家推荐使用电机 JSL-14-12
6、 型，其功率为 210kw。所以可选用JSL-14-12 型电动机。此参数如下：水平最大圆直径为 1.25m满载时高度/m额定功率/kw额定电压/V转速/r/min定子电流/A效率功率因素堵转电流额定电流堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩转子转动惯量 kg mA21.87 210 380 494 423.4 93.3% 0.806 5.54 1.37 2.23 42.55电机与水泵采用联轴器直联传动第四章 进出水布置及进出水建筑物设计4-1 进水池设计1.边壁形状确定采用渐开线型的进水池，这样对水泵吸水管管口水力损失 较小2.尺寸确定（1）池宽 B：B =2.5D =2.5 1.25=3.125
7、m（两边的池壁厚取 0.7m）1隔墩厚度取 =0.5m进水池净宽：取 25m1()73.12560.24.875n m（2）悬空高 P：P= （0.50.8）D =0.64 D =0.64 1.25=0.8m1（3）淹没深度 ：喇叭管垂直布置， =（1.01.25）D =1.2 1.25=1.5mshsh1（4）安全超高 ：取 0.5m（5）池深 h:h=P+ + =0.8+1.5+0.5=2.8ms（6）池长 L ：L = ，故取 L =5 D =6.25m1 1157.36428KQmhB1（ Q0.5m /s, K=15）3（7）后壁距 T:T=0.5 D =0.625m1（8）池底高程
8、 ：由所选水泵安装图可得池底高程为进 水 池 底 231()25.(.08)2.9h m进 水 池 底 低由此可知引渠与进水池落差为 24.222.91.3m，进水池要在引渠基础上往下挖 1.3m（9）管口距进水池边壁距离 A： 取 0.94m11.2509375D（10）管口之间距离 S： 1.87m64-2 前池设计1.类型确定由水流方向可以确定前池的类型为正向进水式2.扩散角 确定前池扩散角一般采用 20到 40，此处采用 35o3.尺寸确定（1）池长 L： 取 20.6m2510.623tantBbm（2）池底纵向坡度 i：由于前池较长，纵坡只设置在靠近进水池的一段，i=0.24-3
9、出水池设计1.类型确定由水流方向可以确定出水池的类型为正向出水式2.尺寸确定（水面漩滚法）7出水管管径 : = =0.84 =1.31m 取标准管径 1.30m0DKQ单 2.43（出水管采用铸铁管，K=0.84 ）出口流速 02204.1.8/3vms单（1） 管口下缘至池底距离 P：一般为 1020cm，在此取 15cm（2） 管口上缘最小淹没深度 =（23 ） =minsh20vg21.80.39m（3） 出水池宽度 B=取 28.7m0(1)(2)6.7(1.32.)8.71nDb（ ：隔墩厚度，0.2m，b:出水管至边墩或池壁的距离， ）0bD（4） 出水池底板高程 min0=-s底
10、 低 （ h+P） =31.-.31-05=29.m（5） 出水池池顶高程 h.76.顶 高（Q6 ， ）3/s.6（6）管口上缘最大淹没深度 ： =上游防洪水位-上游引水河道河底高程s- 031.728.3105.94DPm（7）池长 L8上游引水河道高程 28.3m5.2m，输送流量为s/317.22 17.1m /s,满足要求。机组台数：17.1/2.46=6.96 台，故取 7 台。s/m337-2 泵站效率预测水泵运行效率，在设计工况下 。=83.%泵电机运行效率， 。91.电 机机组传动效率，弹性联轴器传动取 。9.5联管路效率， 。=0.7管水池效率， 。95%池16则，0.83
11、.910.5.970.56.%4.站 泵 池 联 管电 机高于国家标准，符合规定要求。结论，由以上设计可知，水泵定为 900ZLB-2.86.8 型-4 的轴流泵，电机定为 JSL-14-12 型 210kW 的电机，各需 7 台。第八章 校核计算8-1 校核气蚀性能Hs=HaHv hsv=10 hsvh损 h损42423390.67.041svnQhmHs=100.4797.04=2.48m0，安装在水面以上，符合气蚀性能。8-2 校核电机功率210KW,满1.059.812.465.713.21030KgQHP KW泵 传 动足要求。8-3 站房稳定性分析1.渗透稳定演算在前池底部设置有梅
12、花形防渗孔。上游防洪水位 31.7m，下游最低运行水位 25.2m，渗径系数 C：中砂有反滤层系数为 5C31.7-25=3.mLH计 （ ）实际渗径长度1714.75(28.17)6.253.2.5mL满足要求。2.站房运行期间稳定计算结构容重：钢筋混凝土 23.52 ，纯混凝土 21.56 ，浆砌块石3/KNm3/KNm22.54 ，砖墙 16.66 ，检修工作桥栏杆3/ 3/0.49KN/m，钢窗 0.392 ，钢门 0.441 ，木门 0.14722/。2/KNm设备重量：水泵 29.4KN/台，电机 32.34 KN/台，工字钢 0.587KN/m，配电柜 2.45KN/块。泵房稳定
13、计算表：2.基底压应力计算（1）偏心距 e= m14.078532-.（2）基底压应力计算 180kpkp8.52.76*140.2*.ax ）（P180kpkp3)85.761(.20*85.7MINP不均匀系数 .2.4pminax3.抗滑系数5.10167*fKc HG）（183 参考资料1、泵站设计规范 GB/T50265-972、水闸设计规范 SD133-843、水工混凝土结构设计规范 SL/T191-964、防洪标准 GB50201-945、水利工程水力计算规范 SL104-956、提防工程设计规范 GB50286-987、灌溉与排水工程设计规范 GB20288-998、土工合成材
14、料应用技术规范 GB50290-989、水利水电工程设计洪水计算规范 SL44-9310、建筑桩基技术规范 JGJ94-9411、建筑设计防火规范 GBJ16-8712、水利水电工程设计防水规范 SDJ278-9013、小型水利水电工程设计图集抽水站分册 水利电力出版社 1983.514、水工设计手册（3） 水利电力出版社 1984.815、水工设计手册（8） 水利电力出版社 1984.1116、给水排水设计手册（11） 中国建筑工业出版社 1986.1217、水力计算手册 水利出版社 1980.1218、水土混凝土结构设计手册 中国水利出版社 1999.119、沈阳迈主编 江都排灌站（第三版） 水利电力出版社 198620、大型电力排灌站 水利电力出版社 1984.1221、严登丰主编 泵站工程 中国水利电力出版社 2003.1122、河海大学编 泵站毕业设计参考资料 1986
