灌溉泵站设计Word文档格式.docx
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站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右(系黄海高程)。
3气象资料
夏季多年平均旬最高气温34C,春、秋季干旱少雨,年平均降雨量为524mm降雨年内分配极不均匀,每年7、89月的降雨量占全年降雨量的80%以上。
年平均无霜期为200天左右,多年平均最低气温为-8C,最大冻土深度为o.44m。
平均年地面温度为15C,平均年日照时数为2600.4h。
累积年平均辐射总量为527.41kJ/cm,平均日照百分率为59%。
热量和积温都比较丰富,能满足一年两熟作物生长的需要。
4水源
灌区西北有一湖泊,是规划灌区的水源,其水量充沛。
灌溉保证率为75%
时的湖泊月平均水位如表2所示。
表2湖泊月平均水位(保证率为75%)
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
水位(m
308.9
309.2
309.3
309.5
309.7
312.0
313.0
313.2
309.8
灌溉保证率为90%寸,灌溉期间旬平均最低水位为308.8m。
5年一遇的旬平
均最高水位达312.5m,夏季多年旬平均最高水温为23E。
5其它
根据规划,为保证扬水后自流灌溉,出水池水位均不应低于327m
站址附近有6.3kV高压电力线通过,已经有关部门批准,可供泵站使用。
该地区劳动力充足,交通方便。
除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的特殊材料外,当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。
根据机电设备的运行特性,每天按20h运行设计。
6要求
完成泵站设计中初设阶段的部分内容,成果包括设计图纸和设计说明书。
(1)图纸
1)枢纽平面布置图(绘制在地形图上)
2)泵房平面图,泵房纵、横剖面图。
(2)设计说明书
1)概述建站目的,设计任务,资料分析,设计所依据的规范和标准。
2)机电设备选择的依据和计算。
3)泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。
4)泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。
5)验证机组选择的合理性,并说明其在使用中应注意的问题。
6)必要的附图、附表、参考文献。
(3)枢纽中心线
因所给资料不足,无法知道控制区面积如何,但是根据资料可知,该地区高差不大,总体呈上升趋势,没有坡升坡降的情况,于是拟定采用单站集中控制方式。
同时,采用正向进水、正向出水的建筑物布置型式。
初步拟定枢纽中心线。
拟定情况如图2所示(在原地形图的基础上绘制)。
图2枢纽中心线布置图
泵站设计
1泵站主要设计参数
(1)设计水位
出水池水位327.0米,水源设计最低水位308.8米,5年一遇的旬平均最高水
位312.5米。
(2)泵站设计流量:
为了便于选择同型号水泵,按以下原则将灌水率图修正成等阶梯形状,
具体如下
1)灌水日期的移动或者灌水时间的变动•不应影响作物的正常需水(变
动天数不超过2—3天)。
2)每次灌水的灌水率数值不应相差太大(最小灌水率不应小于最大值的40%),以便渠道流量比较平稳,泵站机组利用率较高。
3)修正后的灌水率应适应我国目前的管理水平,对旱作灌区,一般的灌水率在20~351/(s•干亩)之间。
图3灌水率图
(3)按每天开机19小时,将修正后的毛灌水率换算成机灌灌水率
公式为q机=q设*24/t机
式中q机修正后的设计毛灌水率.1/(s•千亩);
t机一一机组每天开机的小时数。
表3设计年内毛灌水率
1/3-15/
16/4-10/
11/6-30/
15/11-10/1
毛灌水率(l/(s•千
亩))
机灌水率
37.89
27.79
20.84
28.42
38.84
图4机灌灌水率图
(4)取灌水率图中之最大的灌水率来计算泵站的设计流量,其计算公式为Q设=qmax机3/渠系
式中qmax机修正后的最大灌水率.I/(S•千亩);
3――设计的灌溉面积.千亩;
渠系一一渠系水利用系数(%。
Q设=38.84*67/0.65=4003.5l/s
2泵站设计扬程估算
(1)泵站设计的水源水位;
最高水位;
313.2;
最低水位;
308.9;
设计水位;
312.5;
最低运行水位;
灌溉保证率为90%寸,灌溉期间旬平均最低水位为308.8
出水池按最低要求327m
设计净扬程;
327-312.5=14.5m
最高净扬程;
327-308.8=18.2m
最低净扬程;
327-313.2=13.8m
(2)计算平均实际扬程,公式为
—H实iQiti
'
Qiti
式中h实i——相应时段ti时的出水池水位与进水池水位之差,m
Qi——相应时段ti时的泵站供水流量,1/s,;
ti――不同灌溉时段的泵站工作天数,天。
表4实际扬程计算表
灌水时间(日/
月)
机灌灌水率
(l/(s•千亩))
供水流量1/s
3905.6
2864.5
2148.1
2929.4
4003.5
Qti
175752
157547.5
107400
87882
100087.5
H实iQit
3122527.2
3036357.8
H实H实iQjti=i7.636m
Qil
(3)确定水泵的设计扬程,公式为:
H设=H实+"
△h损心(1+k)H实
式中△h损——管路沿程和局部水头损失。
m
K――管路水头损失占平均实际扬程的百分比,其值可按表课本5-2
初定。
取k=20%
H设=H实+EAh损〜(1+k)H实=21.163m
3初步选泵
(1)水泵选型的原则。
具体如下。
1)在设计扬程下,能满足设计流量的要求,
2)当实际扬程变化时,水泵能在高效区内工作,
3)在能够适应灌溉流量变化的前提下,尽量选用较大的水泵,以减少台数,节省基建、维修费用。
另外大泵的效率较高。
4)在一个泵站中,尽可能选用同型号的水泵。
5)如进水池的水位变化幅度较小时、优先选用卧式机组。
6)在满足流量和扬程的前提下,尽量选用吸水性能好的水泵。
(2)主泵类型的选择。
因为此泵站的设计扬程为21.163m,设计流量为4003.51/s查《水泵站
设计示例与习题》中的水泵性能表得种泵型均符合扬程要求,作为比较方
案,进行经济性能等方面的优选。
其性能如表所示:
表5泵型方案性能
(3)确定主泵台数
■Qd
有关系式■,可据此确定两种泵型所需的台数。
Q泵
-Qd
型泵■台,取台。
.Qd
型泵■台,取台。
(4)拟合流量过程曲线
按选定的水泵型号和台数,在流量过程线上拟合,当选择水泵型台数为
时,拟合后的流量过程线和设计流量过程线配合较好,故说明选择方案可以满足流量变化过程的要求。
故本设计选用型泵这一方案是合理的。
所以选用
台型泵,其中为备用。
4动力机组配套选型
由于在站址有高压输电线路通过,靠近电源,故动力类型选配电动机。
(1)电动机配套功率N配计算
N轴
其计算公式如下:
N配二K-
传
式中:
K—动力备用系数,取1.1;
N轴一水泵工作范围内的最大轴功率,查前表得kW;
传一传动效率,水泵转速为r/min,初步假定用同步转速r/min的异步
电动机直接传动,则取为。
算得N配二K轴。
(2)确定机型
根据水泵额定转速r/min和配套功率kW,配套电机
5水泵机组的布置与基础
本设计采用的是台系列泵,因此机组布置采用横向排列方式。
机组基础采用混凝土基础,混凝土容重丫=23520N/m,机组的基础深度计算
公式为
(2.2)
,机组总
门3.0W
II—
LB丫
式中,W—机组总重量(N),
l—基础长度(m,
B—基础宽度(m),
Y—基础所用材料的容重(N/m)0
查给水排水设计手册,得到型水泵机组的基础平面尺寸为
重量为2550kg,则根据公式(2.2)计算出其基础深度为1.29m.
6管路水头损失计算
由于钢管的强度高,接口可焊接,密封性远胜于铸铁管,因此吸水管路和出
水管(泵房内)均采用壁厚为10mm勺钢管,敷设在泵房地板上。
压水管采用球墨铸铁管。
每台水泵均有单独的吸水管,深入进水池中
(1)吸水管路和压水管路中水头损失的计算
管路沿程水头损失可按比阻法计算,对于钢管,计算公式如下
刀hf=EAk1k2LQ
式中,昭一钢管壁厚不等于10mm寸的修正系数,对于本次设计k1—1k3—管中平均流速小于1.2m/s的修正系数
A—比阻值
管路局部水头损失计算公式如下:
刀hm—刀Z
2g
式中,Z—局部水头损失系数
因此,管路总水头损失刀hs—Ehf+Ehm0
(2)吸水管路水头损失的计算
1)沿程水头损失计算
沿程水头损失用下式计算h沿^。
.引2#^©
2式中n—管道内壁糙率,铸
铁为0.013;
L—管道长度11.0m;
D—管道直径950mmQ-管道设计流量1.1吊/s。
则计算可得。
2)局部水头损失计算
局部水头损失用下式计算h局=0.0834Q2式中'
—管路局部阻力系
D4
数,查资料得:
进=0.2,90=0.64,缩二0.2;
D—局部阻力处管径,查资料
得:
D进=1.2m,D缩=0.8m;
其余符合同上。
则得。
则吸水管路水头损失为:
h吸二h沿•h局二0.0230.1^0.139m
7水泵安装高度Hg计算
本设计工作水温与水面大气压均超过标准值,用公式
孔丨-汕1-(10.33-ha)-(介-0.24)计算修正后的允许吸上真空高度LhJ'
,
〔Hs】一水泵允许吸上真空高度7.5m;
ha—大气修正值,海拔m,查资料得m;
ht—工作水温C,则查资料得m;
算得IHJ」Hs1-(10.33-ha)-(ht-0.2
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