泵站设计过程

讨论]泵站设计步骤的一点粗浅看法

一、经验与建议：

1、大型抽水站以江苏、湖北二地搞得较多，江苏这几年搞了解台站、淮安二站等，有成功的经验也有值得引以为戒的。

2、大型水泵生产厂家以上海水泵厂和无锡水泵厂

新型泵种特别是潜水泵以江苏亚太集团、高邮水泵厂为多。

二、设计步骤：

1、首先收集资料，确定设计流量、特征水位、丰枯水期情况，泵站等级。站址选择。

2、泵型选择，这一点较关键，将决定建筑物的形式。采用新型泵应作水工模型试验。一般到南京水科院或扬州大学水建学院（严教授泵站设计规范起草者）或武汉大学（原水利电力大学）。

3、总体布置，泵房、进出水建筑物、专用变电站，其他控制建筑物，管理设施，交通通讯等。引水形式。水流复杂的大型泵站应通过水工模型试验论证。

4、泵房设计

主要是各层高程尺寸确定，机电设备位置布置。主厂房与副厂房布置。目前随着水工建筑物美观要求，泵房的外观建筑设计应予以重视，应有较丰富建筑学知识设计人员设计。

（1）机组布置间距满足吊装和泵房内部交通要求。

（2）水泵层、电机层高度确定。满足布置及安装要求。

（3）辅机，电器设备，管道、电缆道注意不要相互干扰。

（4）吊装设备确定。

（5）泵房门窗、屋面、消防、噪音、通风、采暖要求满足要求。

（6）防渗排水设施，也是关键点。

（7）大体积砼裂缝控制，不要用泵送砼，特别是流道，大体积砼，非裂不可。施工图应标明这一要求。

（8）流道设计。应水流平顺。

主要计算项目：

（1）泵房稳定分析。抗滑稳定，深层滑动（软基）、组合滑裂面滑动抗滑稳定（岩基），抗浮稳定。

（2）地基承载力计算、持力层、软弱下卧层计算。最终沉降量计算。

确定地基处理方案。本人现搞泵站采用了灌注桩结合水泥深层搅拌桩（仅作安全储备）

可能液化土层或湿陷性黄土地基应特别注意，要处理！！！！！

地基问题请大家一定要注意！！！

（3）主要结构计算

一般可按平面结构计算，必要时可按空间结构计算。

主要：A、底板按弹性地基梁计算，注意边荷载的考虑。

B、进水和出水流道，根据结构布置，断面形状按单孔或多孔框架结构计算。对称时，可按对称框架进行计算。

双向流道，分别按肘形进水流道和直管式出水流道进行计算。

C、机墩计算：考虑动荷载影响。对于立式机组需按单自由度悬臂梁进行共振幅和动力系数验算。

卧式机组可只进行垂直振幅验算。均对大型机组而言。

D、排架、吊车梁计算

E、抗震计算，对于地震基本烈度7度及以上地区。设抗震措施。

5、进出水建筑物设计

（1）引河与当地地形水文地质与工程地质有关。注意边坡稳定，流量要求，需计算。

（2）前池、进水池，必要时，作水工模型实验确定。一般宜正向，注意水流流态。

（3）进出水流道根据泵型、泵房、扬程、出水池水位变化断流方式综合考虑。

（4）出水管道：地基、镇墩、管型、管材、伸缩节、岔管，需作管道结构分析。镇墩要作抗滑、抗倾稳定、地基承载力计算。

（5）出水池与压力水箱

地形地基要好，压力水箱要建在坚实地基上。

6、水力机械与辅助设备

（1）主泵选型

应满足流量、扬程、不同时期供排水的要求。平均扬程时应在高效区工作最高与最低扬程时应能安全工作。机泵台数宜3~9台以方便管理。台数太少则一旦发生机器故障则影响使用。台数太多，不便管理且可能增加土建工程造价。

叶轮名义直径若大于等于160cm的轴流泵和混流泵应有装置模型试验资料，关键！！！！

轴功率的确定，以选取配套电动机。

（2）进水管道及泵房内出水管道，主要有平面与高程尺寸的要求，流速要求。穿墙管和伸缩节选取。

（3）水锤计算与防护

这一点很重要一定要重视！！！应进行特征线计算并严格按规范要求。

（4）真空、充水系统

主要对于有虹吸出水流道的轴流泵站和混流泵站及卧式泵叶轮淹没深度低于3/4时。注意密封性能。

（5）排水系统

排水沟，排水泵设置。

（6）供水系统

采用水塔或沉淀池。主要有冷却、润滑、密封、消防及生活用水。应作用水量计算。

（7）空压机系统

根据需要设高低压系统，至少应有2台，以备用。

（8）供油系统

根据需要，设置，透平油、绝缘油。

（9）吊装设备及机修设备

选择合适的起重设备，设置检修间。

（10）通风与采暖

根据当地气候及泵房形式，对空气参数的要求确

1、泵站地点选择：

本次设计中取水点位于城市东边的江，按照上游取水原则，应选择在上游。根据

实际情况知道上游有一支流汇入，由于支流流量小，有断流的概率，因而选择在河流干道。由于支流的汇入会在交汇处产生沙洲，所以取水口应设计在交汇处一下400米以上

2、流量的设计：

任务书上已经给出了城市所需的用水量，只需换成立方米每小时或者立方米每秒（便于后面查相关数据用，《常用资料》中是以立方米每小时和升每秒给出数据 i 的) 流量还要乘以1.1的自用水系数，因为静水处理还需要消耗一部分水

3、自流管、压水管、吸水管、输水干管的选择

（1）自流管，是指河中取水口到泵房吸水间的那段管子，水流是因为二者之间的液面高差产生的

这段管子有一个要求：流速要大于0.6---1.0米/秒，这是为了产生一个冲淤流速，防止泥沉淀堵住管子，为了施工的方便，这段管子可以是可输水干管的一样，但是管中流速也不应该太大，以免产生过大水损

（2）吸水管，也就是吸水间吸水口到水泵吸人口的那段管子。需要按照经济流速进行设计（经济流速的来由，我现在也还不知道）由是V=Q/S 和 S=（3.14*D*D） /4 得出

（3）压水管，也就是水泵出水口到输水干管之间的那段管子，也是一样按照经济流速来进行设计的（老师给的那个经济流速有些偏大，课本中有相关的内容）

（4）输水干管，也就是泵房到静水厂的那段管子，一般采用双管运行，这样可以比较安全运行，管径可以选择比压水管的大50到100mm,当然如果运行的不仅仅是两台水泵时，应该另当考虑，应该也可以按照略小于经济流速的速度进行求解

4、扬程的设计

由于洪水位出现的概率为1%，比较小，因而在本次设计中只考虑常水位和枯水位情况下的扬程

（1）静扬程的设计

假设自流管一根检修，另一根通过75%的流量，这时可以通过查《常用资料》找到相关的水力坡降系数 i 求得静扬程（从吸水间液面到静水厂的高差）是