河北工程大学毕业设计说明书

河北工程大学毕业设计说明书毕业设计题目：提水泵站设计系部：资源系专业：农业水利工程学号：100270135学生姓名：杨航指导老师：王书吉1.综合说明1.1兴建缘由东风渠为水源，泵站从东风渠抽水，到出水池，再通过民有总干渠向下分水来灌溉当地灌区。

1.2设计流量与水位资料经规划设计，确定本提水泵站的设计流量为10m3/s。

泵站上、下游水位组合资料见表1.1。

表1.1 工程水位情况工况下游水位（m）上游水位（m）最低扬程44.2948.20设计扬程43.1548.45最高扬程43.0048.501.3建筑物等级泵站设计流量10m3/s，根据规范，泵站等别为三等，泵站规模为中型，泵站建筑物等级为3级。

1.4工程地质资料站址处土壤为粘壤土，容重为1.38g/cm3，凝聚力18.7kPa，地基允许承载力[P]=213.7kPa。

灌溉季节最高气温40℃，最高水温26℃，冬季最低气温-9℃，冻土层厚度0.35m，水源边有东西向公路经过，路旁有10kv高压线，供电容量足够。

当地有石料、砂等建筑材料可供使用。

2.设计参数确定2.1设计流量的确定经规划设计资料，确定本提水泵站设计流量为10m3/s。

2.2水位分析与特征扬程的确定设计扬程：H设=H设上－H设下= 48.45- 43.15=5.3m;最大扬程：H高=H最高上－H最低下= 48.50- 43.00=5.5m;最低扬程：H低=H最低上－H最高下= 48.20- 44.29=3.91m。

3.水泵的选型与配套由于水泵的选型是动力机、传动及辅助设备等的配套、泵站工程建筑物设计以及经济运行的重要依据。

水泵的选型不合理不仅会增加工程投资，而且会降低水泵的运行效率，增加泵站能耗和运行费用。

所以，水泵的选型必须十分重视。

水泵的基本选型原则主要有：（1）必须满足生产需要的流量和扬程要求； （2）水泵应在高效范围内运行；（3）水泵在长期运行中，泵站的效率较高，能量消耗少，运行费用低； （4）按所选的水泵型号和和台数建站，工程投资应较少；（5）在设计标准的各种工况下，水泵机组能正常安全运行，即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象；（6）便于安装、维修和运行管理。

3.1水泵选型资料根据该泵站灌溉的需要，泵站总设计流量为10m 3/s ，H 净=5.3m ，H max =5.5m ，估计水力损失为净扬程的20%，则水泵的设计扬程为H 泵设=5.3×1.2=6.36m ，最大扬程为H 最大=5.5×1.2=6.6m 。

3.2水泵选型方案3.2.1第一组方案1、水泵选型：选择8台水泵，查高邮水泵厂水泵选型样本，选择600HLB-9，叶片安放角度0 ，设计扬程时所对应的流量为1.0m 3/s ，效率为86.0%，平均扬程时水泵在高效区运行。

2、电动机选型：确定水泵的配套功率时，必须按照水泵工作范围内最大轴功率来计算。

配套功率按下式计算：水泵的配套功率为： )(1000kW gQHKN drp mt ηηρ=式中：Q—为水泵工作范围内对应于最大轴功率的最大流量，（m3/s）；H—为水泵工作范围内对应于最大轴功率的扬程，（m）；K—为动力机备用系数，按参考书《水泵与水泵站》表6-1选取；pη—为水泵在最不利工作扬程下的效率（％）；drη—为传动效率（％）。

电动机的功率备用系数K值泵站功率（kw）≤2021~50 51~300 >300备用系数k 1.25 1.20 1.15 1.10Q=0.94m3/s，H最大=5.5×1.2=6.6m,K=1.15(按水泵轴功率>100kW查用)，p 85.2%η=，%ηdr100=。

水泵的配套功率Nmt=82.1kW。

配套电动机选择：动力机YL4501-6（额定功率130kW，额定转速980r/min，电动机重1.65t）。

drη—为传动效率。

图3.13.2.2第二组方案1、水泵选型：选择4台水泵，查高邮水泵厂水泵选型样本，选择900HLB-10，叶片安放角度︒0，设计扬程时所对应的流量为2.2m3/s，效率为87%，平均扬程时水泵在高效区运行。

2、电动机选型：Q=2.0m3/s，H最大=5.5×1.2=6.6m,K=1.15(按水泵轴功率>100kW查用)，p 85.2%η=，%100=dr η。

水泵的配套功率N mt =174.6kW 。

配套电动机选择：动力机选择4台YSL5005-10（额定功率280kW,额定转速590r/min ，电动机重2.538t ）。

图3-24.枢纽布置及泵站结构形式4.1泵站枢纽布置东风渠为水源，泵站从东风渠抽水，到出水池，再通过民有总干渠向下分水来灌溉当地灌区。

因此，站址宜选在灌区的高处。

根据地形布置、拟建泵站站址及水源水流方向等，各方案枢纽如图4.1、4.2 所示前池进水池及泵房出水管出水池引河灌溉干渠图4.1 方案一枢纽布置图前池进水池及泵房出水管出水池引河灌溉干渠图4.2 方案二枢纽布置图4.2泵房结构形式的选择泵房是泵站的主要建筑物，用以安装主机组、辅机设备、机电设备及部分管路，为机组的安装，维修运行提供良好的工作环境。

泵房设计原则：（1）泵房必须满足设备布置、安装、运行及检修的要求；（2）满足结构布置和整体稳定要求，各构件具有足够的强度和刚度，安全可靠；（3）满足通风、采暖及采光的要求，符合防潮、防火、防噪音等技术规定；（4）泵房内外交通便利，便于管理；（5）厂房设计时应注意建筑造型，做到合理紧凑，实用美观，并与环境协调。

本泵站拟采用墩墙式湿室型泵房。

泵房共分为上层的电机层，和下层的水泵层两层，结构较为简单。

该泵房进水条件好，各机组可以单独检修，互不干扰。

本地的地质条件较好，能够满足承载力要求，而且站址所在地交通方便，材料等资源充足，综合以上分析石安河第三泵站采用墩墙式湿室型泵房。

5.主要建筑物设计5.1前池设计一般泵站进水池的宽度比引渠底宽大，因此需要在引渠和进水池之间设一连接段，这就是前池。

其作用是为了保证水流在从引渠流向进水池的过程中能够平顺的扩散，为进水池提供良好的流态。

本站采用进水条件较好的正向进水前池。

前池尺寸的确定：5.2前池扩散角前池扩散角α是影响前池进水流态及其尺寸的主要因素，根据实际工程经验，前池扩散角的取值一般为︒︒40~20。

本工程取30α︒=。

5.3第一组方案5.3.1前池池长2.250.6*6526.78m 302tan2tan22B b L α-+-===︒5.3.2池底纵向坡度由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。

因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。

引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：∆h=0.52m ，为减小挖方，前池21.58m 做成平直段，高程和引渠底一致，后5.2m 做成倾斜段，边坡系数：1/10i = 5.4第二组方案5.4.1前池池长3.750.6*3522.02m 302tan2tan22B b L α-+-===︒5.4.2池底纵向坡度由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。

因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。

引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：∆h=1.435m,为减小挖方，前池14.37m 做成平直段，高程和引渠底一致，后7.65m 做成倾斜段，边坡系数： 1/5i =5.5前池构造在泵站防渗排水设计时，常在前池的下面布置排水系统，即在前池底下铺设水平滤层（包括排水），并在前池中设排水孔。

渗流由滤层搜集，在通过排水孔排至下游。

这样，作用在前池底面的渗压水头几乎为零。

前池底板为混凝土结构，厚20cm 。

反滤层共设三层，第一层为碎石，厚20cm ，第二层为瓜子石，厚10cm ，底三层为中砂，厚10cm 。

排水孔的孔径为5cm ，孔间距1m ，按梅花形布置。

5.6进水池设计5.6.1第一组方案进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。

主要作用是进一步调整从前池进入的水流，为泵进口提供良好的进水条件。

另外还要设置拦污栅门槽，检修门槽，以方便拦污和检修作用的发挥。

进水池边壁的形式及主要几何参数的确定:进水池采用开敞式矩形“W”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。

所选泵型的喇叭口直径D =750m ，以此来确定进水池各部分尺寸。

5.6.2进水池的宽度330.75 2.25m i B D ==⨯=5.6.3悬空高度的确定悬空高度指吸水喇叭管进口至进水池底部的距离，其值对喇叭管附近的流态和土建投资的影响都非常显著。

悬空高度的确定与所用喇叭管的进口直径有一定得关系，较大的喇叭管所需悬空高度较小，而较小的喇叭管几口直径则需要较大的悬空高度。

通常C 取0.8)D ~(0.6：取0.8m 。

5.6.4后壁距的确定本工程采用“W”型后壁。

在各种形状的进水池中，平面对称蜗形的后壁形状比较符合流线形状，水流条件好。

由于蜗形后壁的隔舌靠近进水管进口，可以起到限制水流环绕进水管旋转地作用，漩涡和环流都不易发生，具有良好的水力条件，可获得满意的进水流态。

平面对称蜗形进水池后壁轮廓线的设计（参照《中小型泵站设计与改造技术》）：设计方法：采用双圆弧线绘型法，此法适应于进水池宽度B 大于2D 的平面对称蜗形后壁。

设计步骤：先根据喇叭口直径D 作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半B/2 为半径，以进水管中心O 圆心在后侧作一半圆。

在1-1 直线上找出一点O 1，以O 1 为圆心，R 为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以O 为圆心所作的半圆弧相切，另一端与进水池中心线相切。

由几何关系可以看出：R =22B D 4B-错误！未找到引用源。

=0.5mT=R+D/2=0.875m 取T=0.88m5.6.5 进水池长度LBh KQ L =式中：K —秒换水系数，流量较大时通常取（30～50）s ； Q —单台水泵的设计流量，m 3/s ； B —进水池的宽度，m ；h —最低运行水位所对应的水深，m 。

由于该泵站流量较大，K 取40；Q =1.0m 3/s ；B =2.25m ；h =1.72m 。

计算出L=10.34m ，取11m 。

5.6.7站房平面设计（1）站房宽度确定计算得：B =7.5+0.2×2+0.36×2=8.62m（2）站房长度的确定：进水池中墩厚取0.6m ，边墩厚取0.8m ，站房每间的长度为4.0m ，共5间.另外加一间检修间长4m ，配电间长4m 。

站房净长为：7×2.25+8.0+0.6×4+0.8×2+0.36×2=29.67m 站房采用框架结构，屋顶采用钢筋混凝土板梁结构。