离心泵站设计一、 设计资料本站为一明渠引水的灌溉站，设计流量为1m3/s,渠底比降i=1/6000，底宽b为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217.18m。站址处土壤为黏土壤，干容重12.7416.66kN/m3,湿容重17.64kN/m3,凝聚力19.6kPa，土壤内摩擦角25，地基允许承载力P=215.6kPa。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、黄沙等建筑材料可供使用。二、 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=1m3/s。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217.48192.18=25.3（m）。 H损管路水头损失，按0.2H净估算。 则H=25.3+0.225.3=25.3+5.06=30.36（m）。3. 确定泵型方案依据泵站设计流量1m3/s和设计扬程30.36m,决定选用双吸离心泵。查水泵资料中的水泵性能表得14Sh-19，作为方案进行比较，它的性能如附表1所列。4. 确定台数及方案比较依据泵站设计流量1m3/s，主泵台数宜为39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=1/0.35=2.9(台)，取3台。见附表1。（二）动力机配套包括动力类型选择与机型确定。1. 动力类型选定利用站址附近10kV电力线路，采用直接传动的电动机。2. 动力机选配 由水泵厂成套供应或根据水泵额定转速为1450r/min和配套功率125kV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5台，其技术性能如附表2所列。 附表1泵型方案性能型号流量Q（L/s）扬程H （m）转速n（r/min）功率效率（%）允许吸上真空高度Has(m)重量（kg）轴功率P（Kw）电机功率（kW）14Sh-19270350400322622145099.7102105125858882 3.5898 附表2 JS-116-4型电机性能额定功率（kW）额定电压（V） 额定时重量（kg）转速（r/min）电流（A）效率（%）功率因数cos155380147028592.00.896.3 1.6 2.0 1090（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（1） 管材。铸铁耐久性好，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Q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，凭经验，进口喇叭管处取1.2m/s，管道内取1.8m/s。 则进口喇叭管直径 管道直径查资料取标准值：进口喇叭管直径630mm，吸水管路直径500mm。（3） 管长。凭经验暂拟11.0mm。（4） 附件。查资料得：喇叭管：大头直径630mm，小头直径500mm，长度 310mm；双法兰弯头：考虑用挡土墙式进水池，选用R=700mm，内径500mm，中心线长度1183mm；偏心渐缩接头：小头直径350mm，大头直径500mm，长度890mm；真空表：一只。2.出水管路及附件选配包括管径与管路附件确定。出水管道直径依据经济流速，计算公式为： 式中Q出水管路通过流量，取水泵铭牌流量0.35m3/s；管内经济流速，凭经验取2.0m/s； 则 本设计出水管路直径取0.5m。 管路附件包括水泵出水口渐扩管、闸阀、管路出口渐扩管和拍门等。(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。在拍闷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，管段长度，取0.24m。该渐扩管无标准现货供应，要定制。（5） 压力表。一只。（四）水泵安装高程确定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 式中 管道的糙率，查资料铸铁为0.013； L管道长度11.0m 则 2.局部水头损失 式中管路局部阻力系数，查资料得，；局部阻力处管径，查资料得 则 3.水泵安装高度 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 水泵允许吸上真空高度3.5m； 水泵安装出水面大气压，本设计海拔200mm，查资料得10.1m； 工作水温为时的饱和蒸汽压力，查资料得0.355m； 水泵进口处流速， 则 ，取3.16 4.水泵安装高程a确定 式中进水池最低运行水位191.58m； 安全值，取0.2m则，取193.5m 如附图1所示（五）真空泵选型1.抽气体积计算充水段体积用公式分段计算。（1） 渐缩接管体积。D取平均值（2） 渐扩接管体积。D取平均值（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则闸阀前抽气充水管段总体积为（4） 泵壳体积 1台套机组需抽气体积2.真空泵抽气量计算 式中抽气量, ； V抽气体积2.88; T抽水时间，取4min； K漏气系数，取1.1；水泵安装处大气压，海拔200.0m查资料得10.1m(101kPa)；进水池最低水位至泵顶间垂直距离，查资料得： 193.5-191.58+0.511=2.43（m）则 5台套机组抽气量3.真空度确定 真空度4.真空泵选型根据5台套机组的抽气总量为5.2和真空度为141.18mmHg，查资料选取SZ-3型水环式真空泵两台，其中一台为备用泵。其性能为附表3所列。 附表3 水环式真空泵性能型号抽气量真空度（mmHg）转速（r/min）配套电机功率（kw）重量（kg）SZ-311.50.576760 1450 30 463三、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）确定泵房结构形式卧式离心泵泵房形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. 水泵有效吸程值计算 式中 水泵基准面至底座间距离，查资料得0.56m； 水泵基础高出机坑地面高度，取0.1m则=193.5-0.56-0.1-191.58=1.26(m)2.水源水位变幅H水源最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m，水位变幅H=192.7-191.7=1.0(m)H效吸=1.26m。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）内部设备布置包括主机组、配电设备等辅助设施的布置。1.主机组布置为减小泵房长度与进水池宽度，从而减少工程量，5台套机组采用双列交错布置。查资料得机组平面尺寸如下：轴向总长度2.555m，氺泵进出口间距1.1m，水泵轴向长度1.271m，管路中心线稍偏一侧0.58m，如附图2所示。查资料得：设备顶端到墙面净距0.7m，设备顶端间净距0.8m，平行设备间净距1.0m，本设计纵横净间距一律取1.0m。主机组布置如附图3所示。本机组间总长为2.5555+0.84+20.7=17.375（m），取17.5m。进、出水管路平行布置。2.辅助设备布置包括配电间、检修间、电缆沟、排水槽、充水设备、通道、起重机等设施。（1） 配电间。本设计拟配备7块（其中主机组5块、照明与真空泵机组1块，总盘1块）BSL-1型纸压成套不靠墙配电柜。标准尺寸为柜宽0.9m、柜厚0.6m、柜高2.14m。为不增加泵房跨度，不影响主机间通风采光，配电间布置于泵房进线一端，沿泵房跨度方向一排布置。柜后留0.8m检修空间，柜前留1.5m运行操作空间，两侧各留0.8通道，则配电间所需跨度B=70.9+20.8=7.9(m)。所需开间L电=0.8+0.6+1.5=2.9（m），配电间平面尺寸如附图4所示。（2） 检修间。检修场地布置在泵房内相对于配电间的另一端，其面积以能放下并拆卸一台电动机为原则。电动机拆卸所需要轴向长度为（2.55-1.271）2=2.57(m)在四周留0.7m空当，便于活动，其实际所需面积为（2.57+20.7）2 =15.76（m2）（3） 电缆沟。室内动力用线路均暗熬于地面加盖沟槽中，以不占用泵房面积为原则。本设计电缆沟布置在泵房出水侧的主通道下，沟槽至电机间的线路用埋低钢管敷设。沟槽截面按15根电缆数设计，其尺寸如附图5所示。（4） 排水槽。为保持泵房机坑地面干燥，需及时排除主泵运行时填料函滴水和闸阀漏水，拟设置地面明沟排水系统。其中断面稍大的明沟沿泵房纵向布置于进水侧墙边，低坡3，坡向泵房一端；断面稍小的明沟沿各主管线主机组基础布置，以1的底坡坡向大沟槽，布置型式与沟槽断面尺寸如附图6所示。（5） 充水设备。本设计采用两台水环式真空泵装置，供启动抽气充气时用。真空泵机组布置于主机组间进水侧两端的空地上，不占泵房面积。基础离墙0.5m，抽气管线贴地面沿主泵管线布置，排气口通至布置于机组旁的储水箱。（6） 通道。泵房内主通道宽1.8m，布置于泵房得出水侧，与泵房两端得配电间、检修间接通；工作便道宽0.7m，布置于泵房得进水侧，与配电间、检修间用踏步梯连接。（7） 起重设备。本设计较大的单件设备是电机1090kg，其次是泵898kg。安装检修拟选用手动单轨小车进行。查资料选用SG-2型单轨小车为宜，其技术性能如附表4所示。另选用14.7kN的手动葫芦与之配套，葫芦技术性能如附表