泵站设计实例

一、佟庄泵站

(一)建设概况及缘由

侍岭项目区佟庄村地处新沂河南岸，该区地形地势起伏较大，地面高程在22.60m～18.50m之间，现有耕地2008亩，地处灌区末稍，灌溉水源紧缺，用水集中时，区内部分水稻田要等其他区域水稻栽插完成，才有水过来，但水位较低，农民采用小机小泵自提灌溉各家各户农田。现规划在佟庄排涝沟新建佟庄电灌站，提水灌溉农田，泵站下采用低压管道灌溉区内农田。

因此规划新建佟庄泵站，利用佟庄排涝沟回归水，经泵站提灌后进入管道再入各级田间渠道灌溉区内农田。

(二)设计资料

1、设计标准及设计依据

根据江苏省水利厅苏水农[2012]32号《关于印发〈江苏省小型灌溉泵站建设标准〉（试行）的通知》查得小型提水泵站的设计灌水率为2.0～4.0 m3/(s·万亩),根据该区实际情况以及区内灌溉经验，取设计灌溉模数q灌=2.9m3/(s·万亩)。

2、设计依据

根据《泵站设计规范》（GB 50265-2010）、《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》(SL482-2011)等进行本次设计。

3、建筑物级别：

根据《水利水电工程等级划分与洪水标准》，佟庄泵站级别为5级，建筑物使用年限为30年。

4、地震设防列度：

按《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2015）中的《中国地震动反应谱特征周期区划图》（江苏部分）和《中国地震动峰值加速度区划图》（江苏部分）可知，基本地震设计烈度8度，地震峰值加速度0.2g。

5、设计水位：

根据5.2.1.2节侍岭佟庄低压灌溉管道工程设计中水位推算成果，选取最不利管线，以此推出的水位31.33m作为泵站出水设计水位,计算泵站扬程。以排涝沟在灌溉期的低水位作为泵站进水池设计水位，泵站进、出水水位组合如下：

管道进口水位： 31.33m 。

进水池：最高水位19.50m ，设计水位19.0m ，最低水位18.80m 。 6、设计流量

根据5.2.1.2节确定该站设计流量：Q=0.526m 3/s 。 泵站工程设计参数情况具体见表5-26。

表5-26 泵站工程设计参数情况表

7、工程地质

本次借用附近朱岭支渠地质资料可知，在勘探孔揭露深度范围内，根据时代、成因及物理力学性质，该场地内岩土层可分为3层，兹自上而下分述如下：

①素填土（Q 4Ml ）:土黄色，松散，稍湿，为人工堤身填土，土质以粉质粘土为主，含植物根茎，堆积时间超过十年。

②粉质粘土（Q 4al ）:灰黄色，硬塑，稍有光泽，局部夹有粉土，中等干强度，中等韧性，土质不均匀，分布较稳定。

③含砂姜粉质粘土（Q 3al ）: 灰黄色，硬塑～坚硬，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，可见较多姜结石，中压缩性，土质不均匀，分布较稳定。泵室底板高程为17.60m ，以第③层含砂姜粉质粘土作为基础持力层，基础承载力特征值为f ak =270kpa 。

表5-27 土层承载力允许值成果表

(三)机泵选型

1、扬程计算：

设计净扬程：H

设

=出水池设计水位-进水池设计水位=12.33m

最高净扬程: H

最高

=出水池最高水位-进水池最低水位=12.53m

最低净扬程：H

最低

=出水池最低水位-进水池最高水位=11.83m

2、水泵选型

根据该站的要求，设计净扬程H

净

=12.33m，估计水力损失为净扬程的10%，

则设计总扬程H

总=1.1 ×12.33=13.563m，最高总扬程H

校核

=13.75m。按此扬程查

水泵选型样本，拟选用2台350HQ-40潜水混流泵，转速为1450r/min，叶片安装角度+40，电机功率为45kW，单台泵流量为0.263m³/s，水泵工作性能参数如下表5-28。

图5-9水泵性能曲线图

表5-28 水泵工作性能参数表

(四)水泵工况点校核 1、管路损失扬程计算 管路阻力参数:

40.0827/S d ξ=局局

喇叭口20.0=ξ，90°弯头ξ=0.70。 ∑ξ局=0.9 S 局=4.96s 2/m 5 则h 局=S 局Q 2=0.34m 沿程损失计算：

水泵出口接1.5m 管路后直接接入灌溉管道，灌溉管理损失扬程已计入低压管道灌溉计算，故此处沿程损失仅计算1.5m 泵管。

h 程= 10.29LQ 2n 2/d 5.33=0.05m h 损=h 程+h 局=0.39m 2、扬程校核

设计工况点水泵扬程：=+=损净h H H 12.72m

查水泵样本，此时的扬程处于水泵的高效区，Q =0.263m 3/s ，η=80.1%，选用该泵型满足设计要求。

(五)工程设计 1、总体布置

佟庄泵站位于佟庄排涝沟边，为堤身式布置，正向进水，正向出水，为开敞

式，出口接低压管道灌溉主管路。泵站采用一体化智能泵站，泵房尺寸为2.4×2.4m×2间，采用集成式WPC环保材料。

该站选用2台350HQ-40潜水混流泵，转速为1450r/min，叶片安装角度+40，电机功率为45kW。

2泵站进出水建筑物及管路设计

由于本泵站水源主要为佟庄排涝沟回归水，故进水池沿排涝沟一侧开挖，池底高程为18.0m，低于沟底高程0.5m，便于水流汇集；进水池净宽为3.5m，长4.0m；出水部分直接接入低压管道灌溉主管路。

（六）电气设计说明

因泵站装机容量较小，因此采用低压侧计量。详述如下：

1、接入电力系统方式

佟庄泵站设有2台350HQ-40混流潜水泵，单机功率为45kW，电机电压等级为0.4kV。本次电气设计用电采用附近现状10kV供电线路供电，设计范围为10kV 终端杆以下的内容，包括泵站内电动机控制、保护、动力、照明等内容。

2、电气主接线

本工程采用1台主变，电源侧采用单母线接线，电动机低压母线采用单母线分段接线，主变压器的高压侧安装跌落式熔断器，低压侧安装断路器。

考虑到安全因素，采用干式变压器。

3、主变容量选择。

初选1台S11-M-80kVA-10/0.4kV油浸式变压器，U d%=4.0，D.yn11，变比为10/0.4kV。计量方式采用高供低计方式。

电动机功率为55kW，启动电流为6.6倍的额定电流，根据电机样本，查得电动机的电气参数如下表5-30所示：

电动机总装机容量计算公式如下：