抽水站設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘　要</b></p><p>　　魏村西抽水站是太湖治理工程中灌排結合的大型泵站。泵站設計流量75m3/s，設計揚程為2.5m。由流量和揚程的大小，選擇5臺2000ZLQ15-2.8型軸流泵。單泵流量為15m3/s。同時配有5臺TL215/21-24型同步電動機。進水流道設計為平面蝸殼式雙向進水流道，出水流道設計平面蝸殼式雙向進水流道，類似倒置平面蝸殼式雙向進

2、水流道。泵站采用的泵房形式為塊基型泵房。泵站設計中對主機應用了先進的微機保護。主變壓器則用了傳統(tǒng)的繼電保護，結合泵站的實際情況,主變壓器選用的是SL9-3150/35。泵站的電力供應是由位于站址西南的變電所架設10kM專線供電，選用35KV的電壓等級。高壓開關柜設置在管理處主控室,低壓開關柜設置在副站房。</p><p>　　關鍵詞：泵站，結構設計，電氣設計</p><p><b&g

3、t;　　ABSTRACT</b></p><p>　　Weicun West pumping station is a large irrigation/drainage pumaing station in harnessing TaiHu lake control key project. The flux of the pumping station is 75m3/s and the head

4、 of the station is 2.5 m. For the characteristics of the discharge and head,I select 5 vertical propeller pumps ,the type of the pump is 2000ZLQ15-2.8 ,and the flux of each pump is 15m3/s .And chose the electric motors w

5、ith the type of tdl215/21-24.The form of incident flow pipe is reversible passage ,which is similar to th</p><p>　　Keywords: pumping station , the structure design，electric design</p><p><b&g

6、t;　　目錄</b></p><p>　　第一部分泵站設計土建部分</p><p><b>　　1 綜合說明3</b></p><p><b>　　1.1興建緣由3</b></p><p>　　1.2工程位置、規(guī)模、作用3</p><p>　　1.3基本資料

7、及工程設計標準3</p><p>　　1.4工程布置和主要建筑物5</p><p>　　1.5機電和金屬結構6</p><p>　　2 設計參數(shù)的確定7</p><p>　　2.1設計流量的確定7</p><p>　　2.2水位分析及特征揚程的確定7</p><p>　　2.3工程設

8、計等級7</p><p><b>　　3 機組選型8</b></p><p>　　3.1 方案比較8</p><p>　　3.2方案的選擇11</p><p>　　4 樞紐布置及進出水建筑物設計13</p><p>　　4.1樞紐布置及站房結構型式13</p><p

9、>　　4.2引河及前池設計13</p><p>　　4.3 進水流道的設計15</p><p>　　4.4出水流道設計18</p><p>　　4.5上下游連接建筑物的形式和布置20</p><p>　　4.6交通和附屬建筑23</p><p><b>　　5 站房設計24</b>

10、;</p><p>　　5.1站房結構型式與布置24</p><p>　　5.2站房平面尺寸的確定25</p><p>　　5.3站房各部分高程的確定26</p><p>　　5.4站房主要結構設計設計31</p><p>　　5.5 水泵工況點的校核34</p><p>　　5.6防

11、滲滲計算39</p><p>　　5.7穩(wěn)定計算43</p><p><b>　　6 結構計算51</b></p><p>　　6.1基本情況51</p><p>　　6.2底板彎矩計算51</p><p>　　6.3配筋計算59</p><p><b&g

12、t;　　7 原始資料62</b></p><p><b>　　7.1概況62</b></p><p>　　7.2氣象資料62</p><p>　　7.3電源情況62</p><p>　　8 主接線設計63</p><p>　　8.1站負荷計算63</p>&l

13、t;p>　　8.2主變的選擇64</p><p>　　8.3供電母線的選擇（35kV架空線的選擇）65</p><p><b>　　8.4主接線65</b></p><p>　　9 短路電流計算67</p><p>　　9.1短路計算布置圖67</p><p>　　9.2各組件電抗

14、計算67</p><p>　　9.3短路點的短路電流計算68</p><p>　　10泵站機組的啟動計算70</p><p>　　10.1計算簡圖70</p><p>　　10.2啟動壓降的計算70</p><p>　　11 電氣設備的選擇72</p><p>　　11.1電動機回路

15、電器設備的選擇72</p><p>　　11.2電纜的選擇75</p><p>　　11.3 6kV電壓互感器開關柜的選擇76</p><p>　　11.46kV母線的選擇78</p><p>　　11.5 6kV母線支持絕緣子和穿墻套管的選擇79</p><p>　　11.6站變開關設備的選擇80&

16、lt;/p><p>　　11.7變低壓側電氣設備的選擇82</p><p>　　11.8 主變高壓側電氣設備的選擇85</p><p>　　11.9 35kV電壓互感器開關柜的選擇88</p><p>　　11.10 35kV側站變的開關柜的選擇89</p><p>　　11.11 35kV母線的選擇92

17、</p><p>　　11.12 35kV母線支持絕緣子的選擇93</p><p>　　12 繼電保護95</p><p>　　12.1電動機保護95</p><p>　　12.2主變的保護98</p><p><b>　　參考文獻100</b></p><p>

18、;<b>　　摘　要</b></p><p>　　魏村西抽水站是太湖治理工程中灌排結合的大型泵站。泵站設計流量75m3/s，設計揚程為2.5m。由流量和揚程的大小，選擇5臺2000ZLQ15-2.8型軸流泵。單泵流量為15m3/s。同時配有5臺TL215/21-24型同步電動機。進水流道設計為平面蝸殼式雙向進水流道，出水流道設計平面蝸殼式雙向進水流道，類似倒置平面蝸殼式雙向進水流道。泵站采用

19、的泵房形式為塊基型泵房。泵站設計中對主機應用了先進的微機保護。主變壓器則用了傳統(tǒng)的繼電保護，結合泵站的實際情況,主變壓器選用的是SL9-3150/35。泵站的電力供應是由位于站址西南的變電所架設10kM專線供電，選用35KV的電壓等級。高壓開關柜設置在管理處主控室,低壓開關柜設置在副站房。</p><p>　　關鍵詞：泵站，結構設計，電氣設計</p><p><b>　　ABST

20、RACT</b></p><p>　　Weicun West pumping station is a large irrigation/drainage pumaing station in harnessing TaiHu lake control key project. The flux of the pumping station is 75m3/s and the head of the

21、station is 2.5 m. For the characteristics of the discharge and head,I select 5 vertical propeller pumps ,the type of the pump is 2000ZLQ15-2.8 ,and the flux of each pump is 15m3/s .And chose the electric motors with the

22、type of tdl215/21-24.The form of incident flow pipe is reversible passage ,which is similar to th</p><p>　　Keywords: pumping station , the structure design，electric design</p><p>　　第一篇 泵站土建部分畢業(yè)設

23、計</p><p><b>　　1 綜合說明</b></p><p><b>　　1.1興建緣由</b></p><p>　　根據(jù)太湖治理規(guī)劃，擬于常州市境內魏村興建水利工程樞紐，即為魏村西抽水站。 </p><p>　　1.2工程位置、規(guī)模、作用</p><p>　　魏村西

24、抽水站位于常州市魏村，其包括泵站工程、節(jié)制閘、船閘各一座，共同組成具有防洪、灌溉、供水、航運、水環(huán)境保護等多功能綜合利用工程系統(tǒng)。其中泵站、節(jié)制閘、船閘平行布置，泵站、節(jié)制閘引河。引河系人工開挖，上下游聯(lián)接天然河道德勝河，并分別直通太湖和長江。其建成后為二等大（2）型建筑物，工程級別為二級水工建筑物。 </p><p>　　1.3基本資料及工程設計標準</p><p><b>　

25、　1.3.1自然條件</b></p><p>　　該項工程位于北亞熱帶南部氣候區(qū)，年平均氣溫15.5℃，年平均降雨量1067.8mm。工程處于長江沖積平原，地勢平坦，地下水埋深一般1.5m。</p><p><b>　　1.3.2地質條件</b></p><p>　　表1—1 土層分布情況</p><p>

26、　　根據(jù)江蘇省水利勘測總隊《常州市魏村水利樞紐工程地質勘察報告（施工圖階段）》，站址處土層自上而下分布情況如表1—1。</p><p>　　土壤物理力學指標采用值：</p><p>　　=15°　　　=23kPa =150 kPa =0.3</p><p>　　砌墻后,回填土的物理指標選用值：</p><p>　　=15&#

27、176;　　　=1.15kPa ≮15kN/m2</p><p><b>　　抗滑安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　正常運用期：1.3</b></p><p><b>　　校核運用期：1.1</b></p><p>　　附注：高程系吳淞零點為基準。</p

28、><p>　　1.3.3水位特征值</p><p><b>　　長江側：</b></p><p>　　百年一遇最高高潮位 7.45m</p><p>　　50%頻率高潮平均值 4.94m</p><p>　　97%保證率最低低潮位 2.31m</p><p>　　71年4～10

29、月最低旬平均低潮位 1.65m</p><p><b>　　內河側：</b></p><p>　　解放后出現(xiàn)的最高澇水位5.76m</p><p>　　泵站開機灌溉時，站前高水位 4.31m</p><p>　　泵站開機排澇時，站前水位 3.04m</p><p>　　最低通航水位 2.50m&

30、lt;/p><p><b>　　1.3.4設計參數(shù)</b></p><p>　　泵站具有雙向抽水要求，其抽水能力均為60m3/s,站上并附設汽-10，掛-80單車道公路橋一座。</p><p>　　表1—2 站身穩(wěn)定計算水位組合</p><p>　　表1—3 泵站灌排凈揚程</p><p><b

31、>　　1.3.5設計標準</b></p><p>　　魏村泵站為二等大（2）型建筑物，工程級別為二級水工建筑物。</p><p>　　長江側及內河側引河河底高程0.0m。</p><p>　　附注：節(jié)制閘閘孔凈寬6+12+6=24m；邊墩、中墩厚度1.54=6m,閘室長18m,公路橋橋面高9.50m,泵站、節(jié)制閘間以導流墩相隔。余見樞紐示意圖<

32、;/p><p><b>　　地震：按6度考慮</b></p><p><b>　　1.3.6氣象資料</b></p><p>　　風力：設計按8級風考慮，校核按10級風計算。</p><p>　　最大風速度： 5m/s ；</p><p>　　基本風壓：W=373N/m2；<

33、;/p><p>　　最熱月平均最高溫度： 33.8℃；</p><p>　　最熱月平均氣溫： 33.4℃；</p><p>　　年最高溫度月： 7月；</p><p>　　極端最高氣溫 ：41℃；</p><p>　　極端最低氣溫： -12℃；</p><p>　　最熱月地面：下0.8m處土壤平均溫

34、度： 27℃；</p><p>　　雷暴日數(shù) 35日/年；</p><p><b>　　1.3.7負荷類型</b></p><p>　　泵站年最大負荷利用小時=2000h。</p><p><b>　　1.3.8供電電源</b></p><p>　　由位于站址西南的變電所架設

35、10km專線供電。其輸電電壓為110kV或35kV兩種。最大運行方式時變電所饋電母線的短路容量800MVA，最小運行方式時為600MVA。泵站在計費計量點的功率因數(shù)不應低于0.9。</p><p>　　1.4工程布置和主要建筑物</p><p>　　1.4.1站房形式及主要尺寸</p><p>　　站房采用塊基型站房，站房高度10.8m(樓面至屋頂大梁),水泵房高度

36、11.02m,底板尺寸：25.2×30.4m2</p><p>　　1.4.2進出水流道</p><p>　　流道采用平面蝸殼式雙向進出水流道，流道長20m,寬5.6m,中間設0.6m寬的隔墩。</p><p>　　1.4.3進出水建筑物</p><p><b>　?。?）上下游引河</b></p>

37、<p>　　長江側、內河側引河均為底寬43.5米，高程0.00，邊坡1：3</p><p><b>　?。?）前池</b></p><p>　　前池長22m,其中斜坡段14m,斜坡i=0.23。</p><p>　　1.4.4西岸上下游連接建筑物</p><p>　　上下游連接建筑物選用反翼墻及扶壁式擋土墻

38、</p><p>　　1.5機電和金屬結構</p><p>　　1.5.1 抽水站一座</p><p>　?。?）主機泵安裝2000ZLQ15—2.8軸流泵配套TDL215/21—24 800kW電動機五臺套，總裝機容量4000kW，抽水能力75m3/s。</p><p>　?。?）變配電工程（包括套閘、節(jié)制閘和樞紐管理處用電）</p&

39、gt;<p>　　1)主變 35/6.3kV 4000kVA一臺</p><p>　　2)站變 35/0.4 kV 200kVA一臺、6/0.4kV 200各kVA一臺</p><p>　　3)高低壓開關等電氣設備</p><p>　　1.5.2金屬結構設備</p><p>　　上下游進出水流道均采用快速閘門，共16扇，

40、進水流道選用QPPYⅠⅠ232—8型液壓啟閉機10臺。出水流道選用QPPYⅠⅠ225—8型液壓啟閉機10臺。在泵站上下游各設單軌懸掛式清污機二臺，柵體傾角90o。</p><p><b>　　2 設計參數(shù)的確定</b></p><p>　　2.1設計流量的確定</p><p>　　由設計任務書可知泵站具有雙向抽水的要求，其向長江抽排流量位75m

41、3/s，向內河提灌流量為75m3/s。</p><p>　　2.2水位分析及特征揚程的確定</p><p>　　由表1-2的特征水位可推知泵站灌排凈揚程，如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 泵站灌排凈揚程</p><p>　　由于泵站以抽排澇水為主，故以抽水時的正常凈揚程加上估計的水頭損失所得水位進行機組的選型，以其最大揚程進行校

42、合電機是否超載，并校合灌溉補水正常運行時工況點是否在高效區(qū)。</p><p><b>　　2.3工程設計等級</b></p><p>　　魏村西泵站為二等大（2）型建筑物，工程級別為二級水工建筑物。</p><p><b>　　3 機組選型</b></p><p><b>　　3.1 方案

43、比較</b></p><p><b>　　3.1.1方案選擇</b></p><p>　　由于該泵站以排澇為主，故以排澇水位進行選泵。初步估算水力損失為0.6m，則由</p><p>　　得=1.9+0.6=2.5m</p><p>　　由于只有一臺原型泵即該泵站正在用的=2.05m; =187.5 r/mi

44、n 可供參考，另配有南水北調工程所用的模型泵，故此處將選出一模型泵與正在用的原型泵進行比較。</p><p><b>　　3.1.2方案一</b></p><p>　　選用5臺2000ZLQ15-2.8型泵。m3/s，，則有</p><p>　　單泵流量 =75/5=15m3/s</p><p><b>　　3

45、.1.3方案二</b></p><p>　　選用三臺泵 泵的單寬流量 =75/3=25m3/s，通過先選模型泵再根據(jù)相似條件得原型泵的尺寸。</p><p>　　模型泵的選?。焊鶕?jù)《水泵及水泵站》中水泵的相似律可知比轉速是水泵進行分類和性能比較的綜合判據(jù)，隨著比轉速的變化，水泵發(fā)生一些有規(guī)律的變化。故要使模型泵與原型泵具有相似的工況，應選比轉速與原型泵相似的模型泵。</p

46、><p>　　假設=150r/min</p><p><b>　　由《水泵及水泵站》</b></p><p><b>　　原型泵=1376</b></p><p>　　選用模型泵時應選擇相近的，故</p><p>　　選用一模型泵mm，r/min</p><p

47、>　　其在高效區(qū)時 H=3.7m ; Q=385 L/s</p><p>　　此時模型泵的==1230</p><p>　　若將葉片調至此時有=3.2m ; =370L/s</p><p>　　=13451367 </p><p>　　原型泵與模型泵的近似相等。</p><p><b>　

48、　故該模型泵可選</b></p><p>　　由《水泵與水泵站》中水泵的相似律知識有</p><p><b>　　0.8</b></p><p>　　得=2.56m 取為2.6m</p><p><b>　　有</b></p><p><b>　　，

49、又有</b></p><p>　　根據(jù)，，將模型泵的性能曲線轉化為原型泵的性能曲線，如圖3-1</p><p>　　圖3-1由模型泵轉得到的原型泵性能曲線</p><p>　　故可向廠家訂購三臺D=2.6m ; n=150r/min 原型泵，其在正常水位下運行時工況點在高效區(qū)內。</p><p><b>　　3

50、.1.4方案比較</b></p><p>　　由《水泵及水泵站》中的水泵動力機配套知識有</p><p>　　(1)三臺2.6m的泵</p><p>　　計算過程中參考圖3-1</p><p>　　由性能曲線可得在設計工況 （A點）</p><p><b>　?。?+15%）</b>&

51、lt;/p><p>　　=3.51×（1+15%）=4.04m</p><p><b>　　kW</b></p><p>　　當m 時，m3/s （B點）</p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　kW</b></

52、p><p>　　(2) 五臺2.05m 的泵</p><p>　　由性能曲線得，在設計工況，（A點）</p><p><b>　?。?+15%）</b></p><p>　　=3.51×（1+15%）=4.04m</p><p><b>　　kW</b></p&g

53、t;<p>　　當m 時，，m3/s（B點）</p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　kW</b></p><p>　　圖3-2 2000ZLQ15-2.8型水泵綜合性能曲線</p><p><b>　　3.2方案的選擇</b><

54、;/p><p>　　根據(jù)《水泵及水泵站》中水泵選型有</p><p>　　水泵選型的原則：1）充分滿足一定的設計標準內供排水及灌溉要求；</p><p>　　2）水泵在運行中效率高；</p><p>　　3）水泵運行安全，汽蝕性能好；</p><p>　　4）機電設備及土建投資費用低；</p><p&g

55、t;　　5）運行和管理和維修方便。</p><p>　　水泵臺數(shù)太少，機電設備運行效率高，管理人員和相對費用也較低，能源消耗和運行費用較省。但臺數(shù)太少難以適應流量的變化要求，運行調度不方便，當水泵發(fā)生故障時影響較大。</p><p>　　臺數(shù)多，適應性強保證率高，但臺數(shù)過多，水泵過小，效率過地能耗較高，運行成本高，不便管。</p><p>　　大中型泵站一般取4~8

56、臺。</p><p>　　故由配套總功率進行比較得選用五臺的較為經濟，另外從運輸安裝的方便性來看選用五臺較為適中。</p><p><b>　　3.3電機選型</b></p><p>　　確定配套功率時，必須按照水泵工作范圍內最大軸功率來計算。配套軸功率的計算式如下：</p><p><b>　　kW</

57、b></p><p>　　其中為水泵工作范圍內對應的最大軸功率。（泵型的選擇中已計算）</p><p>　　根據(jù)前面的方案的比較已選擇5臺2.05m的水泵，其單臺所需配套功率為598kW，為安全起見選擇TDL215/21-24型同步電動機，其額定功率為800kW。電機得技術參數(shù)參數(shù)見下表：</p><p>　　表3-1 TDL215/21-24型同步電動機技術

58、參數(shù)</p><p>　　4 樞紐布置及進出水建筑物設計</p><p>　　4.1樞紐布置及站房結構型式</p><p><b>　　4.1.1樞紐布置</b></p><p>　?。?）此站的泵站樞紐中泵站工程部分主要有：引河、前池、站房、出水池、輸水河道。</p><p><b>

59、　　（2）站房的定位</b></p><p>　　由《泵站工程》中站址的選擇有</p><p>　　泵站站址的選擇一般考慮以下幾個方面：</p><p>　　1）站址應選擇在排灌區(qū)內最優(yōu)的地形位置上，對于排灌結合的泵站為了減少泄水建筑物的工程量，站址宜靠近外河堤；</p><p>　　保證取水、排水方便；</p>&

60、lt;p>　　3）泵站站房應盡量設置在堅實的地基上，如遇流沙和淤泥層，應作必要的地基處理。</p><p>　　4）泵站盡量建在交通便利初；</p><p>　　5）站址地形要開闊，有利于泵站建筑物的布置與施工，有利于以后的改建；</p><p>　　6）考慮綜合利用的要求。</p><p>　　根據(jù)以上的要求以及魏村水利樞紐處的地形，

61、將站址選在得勝河東南側地面高程為9.5m處。</p><p>　?。?）泵站樞紐的布置</p><p>　　由《泵站工程》,雙向流道閘站結合型式，站房向外靠近并將之置于堤身中，利用站身擋外河水位，從而省去防洪閘，則工程量較省。這種泵站是站身直接擋水，所以適用揚程較低，內外水位變化幅度不大的場合。綜合考慮各種因數(shù)魏村西站采用雙向流道閘站結合型式。</p><p>　　

62、4.1.2站房結構型式</p><p>　　由《泵站工程》站房的結構型式主要與進、出水的變化幅度、水泵機組的類型和結構、工程地質條件有關。</p><p>　　因上文樞紐布置采用雙向流道閘站結合型式，即站身直接擋水。故采用塊基型泵房。</p><p>　　由《泵站工程》知，進水流道有：肘形進水流道、平面蝸殼進水流道、簸箕形進水流道、雙向進水流道。其中平面蝸殼進水流道

63、寬度比肘形稍寬，但其顯著的優(yōu)點流道的高度較小，可以抬高站房的底板高程。開挖量深度低。此外，這種流道施工較為方便，而而且流道與流道之間需要填充的混凝土量較少，因此對節(jié)省工程投資，加快工程進度等有明顯的優(yōu)點。而魏村西站內外河水位相差較小，揚程較低，也適合用蝸殼形流道。</p><p>　　綜合考慮魏村西站采用塊基型，平面蝸殼雙向進水流道。</p><p>　　4.2引河及前池設計</p&

64、gt;<p>　　4.2.1前池的型式</p><p>　　由《泵站工程》前池分為兩大類，即為正向進水式和側向進水式。</p><p>　　因此處不受地理條件的限制，為得到較好的水力條件采用正向進水式。</p><p>　　4.2.2前池尺寸的確</p><p>　　為了進入流道的水流較為穩(wěn)定，前池的前8米取為平直段</p

65、><p><b>　　擴散角</b></p><p>　　由《泵站工程》可知擴散角是影響前池尺寸和水流流態(tài)的主要因素。擴散角過小會增大池長，工程量和造價也隨之增大；擴散角較大，主流可能會產生脫壁、偏折，池內產生回流和旋渦，使池中水流不暢順。根據(jù)有關試驗和工程經驗，前池擴散角采用。</p><p><b>　　河底縱向坡度</b>

66、;</p><p>　　由《泵站工程》可知底坡過大會惡化水泵的進水條件，其次回增大水力損失，底坡過緩，則土方開挖量增大，綜合水力和工程要求，池底坡度一般采用</p><p>　?。?）由于河底高程為0.00m，進水流道底板高程為-3.22米，為使池的底坡，</p><p>　　擴散角，將前池的傾斜段長度=14m，前池的寬度=44m。</p><p

67、>　　由于流道底版垂直水流的長度為36.4m，進行底坡和擴散角的驗算</p><p><b>　　由池長的計算公式</b></p><p>　　故底版設計滿足要求，具體尺寸見圖`</p><p><b>　　圖4-1前池尺寸圖</b></p><p>　　4.2.3引河的設計</p>

68、;<p>　　由魏村水利樞紐示意圖知：下游的河堤有兩曾不同的高程，分別為5.5m和7.5m；上游的河堤也有兩層不同的高程，分別為6.0m和9.5m ；上下游的河底高程都為0.0m，此處取引渠的護坡坡度為1：3。泵站段的引渠寬度已經確定為43.6m。其采用35cm的漿砌塊石護坡，黃砂、塊石各10cm。由以上的數(shù)據(jù)可得引渠的尺寸圖</p><p>　　圖4-5引河斷面尺寸圖</p><

69、;p>　　引河的尺寸應該滿足過流能力，其流速應該滿足不淤，不沖的要求。</p><p>　　4.3 進水流道的設計</p><p>　　主要參考《給水排水設計手冊》、《魏村泵站雙向進水流道設計》（論文）、《泵站工程》</p><p>　　圖4-6進水流道長度方向尺寸圖</p><p>　　4.3.1流道高度H(即葉輪中心線到進水流道底版

70、的距離)</p><p>　　由《魏村泵站雙向進水流道設計》及《泵站工程》，可知</p><p>　　其中為水泵葉輪中心線至水泵坐環(huán)法蘭面的高度，對于一定的水泵其值一定。由葉輪直徑=2.05m，取為1.41m。</p><p>　　為喇叭管的高度，一方面影響流道高度，一方面影響水流條件。越大，流道出口的流速</p><p>　　布越易得到調整

71、，但增大的值又增大了的值，根據(jù)經驗平面蝸殼式雙向進水流道， =0.5∽0.65取=1.1m，有=0.56。</p><p>　　平面蝸殼式雙向進水流道， =0.4∽0.6 取=0.9m，有=0.42</p><p>　　=1.41+1.1+0.9=3.41m。</p><p>　　4.3.2喇叭管進口直徑的確定</p><p>　　由《泵站工

72、程》可知越大，進口流速越小，水力損失越小。但增大后也要適當增加喇叭管的高度，以改善喇叭管的流態(tài)。同時，因為增大后，減小了喇叭管的進口流速，相應地也應該降低蝸殼內的平均流速，從而要增大及吸水室的寬度，以至引起機組寬度的增大，從而影響工程量。</p><p>　　故根據(jù)《魏村泵站雙向進水流道設計》，平面蝸殼式雙向進水流道， =1.4∽1.5，取=3m，有=1.046</p><p>　　4.3

73、.3流道的寬度</p><p>　　圖4-7進水流道寬度方向的尺寸</p><p>　　如圖，根據(jù)《魏村泵站雙向進水流道設計》</p><p>　　按環(huán)行柱面流速分布均勻條件確定流道的寬度</p><p>　　蝸殼斷面的高度=0.8∽1.0，取=1.86m，則有=0.91</p><p>　　蝸殼上壁面傾斜角=，取&l

74、t;/p><p>　　平面蝸殼式雙向進水流道=（2.58∽3.0），取=5.6m</p><p>　　由圖得=（5.6-3）/2=1.3m</p><p><b>　　4.3.4進口段</b></p><p>　　=5.6m，進水流道的進口流速=0.8∽1.0m/s，取為0.9m/s</p><p>

75、　　則有m，取為3.0m</p><p>　　因進口要作成圓弧，高度可能略有變化。</p><p>　　進口段蓋板直線漸縮上翹角設計中應與出水流道擴散角，流道進口斷面綜合考慮， 太大易使流道長度過短，站房結構布置困難，此處取為。</p><p><b>　　則有</b></p><p>　　4.3.5流道長度流道長度&l

76、t;/p><p>　　流道的長度應根據(jù)土建設計和金屬結構布置確定。此處考慮水泵層的主通道的寬度取為2.8m（符合運輸最大件的要求），泵座部分所占的空間約為3.8m（由水泵的大小決定），由于上文中已確定進口的高度和進口段蓋板直線漸縮上翹角，通過計算進水流道的長度即流道進口到葉輪中心線的距離為10m。</p><p>　　4.3.6導水錐和喇叭管的線性設計</p><p>

77、　　由《泵站工程》中平面蝸殼流道的設計可知：</p><p>　　由上面確定、、以后，就可以確定相對于水泵葉輪中心線的喇叭口及站房底板頂面高程；再根據(jù)水泵座環(huán)內徑、輪轂直徑、喇叭口直徑，就有了喇叭管和導水錐的各控制尺寸，可以繪出喇叭管和導水錐的形狀曲線?？梢赃x擇一定的橢圓曲線或圓弧曲線，畫出喇叭管和導水錐的曲線，然后在繪出流速變化曲線加以驗證，也可以先假定流速的變化規(guī)律曲線，據(jù)此求出各過水斷面的面積，由面積變化規(guī)

78、律先初擬喇叭管的曲線，在求出導水錐的曲線。此處簡化，直接根據(jù)有關資料確定大概滿足要求的喇叭管和導水錐的曲線，不在</p><p>　　用流速變化曲線進行驗證。</p><p><b>　　導水錐的線型設計</b></p><p>　　為了得到較好的流態(tài),導水錐的線型采用1/4橢圓弧，取導水錐的下部直徑與喇叭管進口直徑相同即為3m ，上部直徑與水

79、泵的輪轂直徑相同即為0.65m。</p><p>　　y軸同上，x軸位于泵軸所在直線以下，距離為=1.1+0.9-1.86=0.14m</p><p>　　橢圓方程為 ，其中 =（3-0.65）/2=1.175 ；</p><p><b>　　=1.86m</b></p><p>　　則有橢圓的方程為 </p&g

80、t;<p>　　由橢圓方程可作導水錐的曲線。</p><p>　　（2） 喇叭管的線型設計</p><p>　　喇叭管的線型同樣采用1/4橢圓弧, 同樣以距泵軸所在直線1.5m垂直線為y軸，以葉輪中心線所在直線為x軸，則有橢圓的中心為（0，0）,橢圓弧軸方向的軸長=1.1m</p><p><b>　　則有橢圓的方程為</b>&l

81、t;/p><p>　　平面蝸殼式雙向進水流道喇叭管與泵座直錐相切，由幾何關系可得直錐方程為 </p><p><b>　　帶入橢圓方程得</b></p><p>　　由相切關系得 則=0.32m </p><p><b>　　則有橢圓方程為 </b></p><p>　　根據(jù)橢圓

82、方程可作1/4圓弧，即為喇叭管曲線。</p><p>　　4.3.7進水流道尺寸圖</p><p>　　根據(jù)前面的計算設計得進水流道的立面尺寸如下。</p><p>　　圖4-8進水流道的具體尺寸圖</p><p><b>　　4.4出水流道設計</b></p><p>　　主要參考《泵站工程》、

83、《給水排水設計手冊》。</p><p>　　由《泵站工程》平面蝸殼型雙向進水流道可知</p><p>　　平面蝸殼雙向出水流道類似倒置的平面蝸殼進水流道，故只需求出以下的控制尺寸即可得平面蝸殼雙向出水流道的尺寸圖。</p><p>　　4.4.1流道底版高程的確定</p><p>　　由《泵站工程》，知：</p><p&g

84、t;　　由有關資料知流道出口的淹沒深度太大會降低出水池底板的高程，增加工程造價。淹沒深度過小有可能產生汽蝕，影響流態(tài)。對于平面蝸殼雙向出水流道根據(jù)大量的實驗有：</p><p><b>　　=（1∽2）</b></p><p>　　為出口流速控制在1.2m/s 左右，此處取為1.2m/s</p><p>　　=0.07∽0.15m 取為0.14

85、m</p><p>　　為正常抽澇排水水時內河側的水位，由《泵站工程畢業(yè)設計任務書》可知=3.94m</p><p><b>　　取底版高程為m</b></p><p>　　4.4.2流道的寬度</p><p>　　為了上下的銜接，出水流道的寬度取同進水流道，僅是蝸殼壁面傾斜角。</p><p>

86、　　并且寬度方向中的m,m</p><p>　　4.4.3中部高度的確定</p><p>　　中部流速控制在1.5m/s左右， =5.6m</p><p>　　則有=m/s，取為1.8m</p><p>　　4.4.4 流道出口高度的確定</p><p>　　出水流道出口處的流速控制在1.2m/s左右</p>

87、;<p>　　則有 m，取為2.3m</p><p>　　此時的流速為1.22m/s</p><p>　　4.4.5叭管進口直徑的確定</p><p><b>　　同進水流道</b></p><p><b>　　4.4.6導水錐</b></p><p><

88、b>　　同進水流道</b></p><p>　　4.4.7流道長度流道長度</p><p>　　流道長度流道長度即流道進口到葉輪中心線的距離，具體計算過程同進水流道，最終取為10m。</p><p>　　4.4.8導水錐和喇叭管的線性設計</p><p>　　(1) 喇叭管的線型設計</p><p>

89、　　采用1/4橢圓弧并以距泵座所在直線1.5m垂直線為軸，以 泵座所在直線為軸，則有橢圓的中心為（0，0），橢圓弧軸方向的軸長 =1.2m</p><p><b>　　則有橢圓的方程為</b></p><p>　　平面蝸殼式雙向進水流道喇叭管與泵座直錐相切，由幾何關系可得直錐方程為y=4.7x-1.88 </p><p><b>　

90、　帶入橢圓方程得 </b></p><p>　　由相切關系得 則=0.35m </p><p><b>　　則有橢圓方程為 </b></p><p>　　根據(jù)橢圓方程可作1/4圓弧，即為喇叭管曲線，</p><p>　　(2) 導水錐的線型設計</p><p>　　y軸同上，x軸位于泵

91、軸所在直線以下，距離為=0.9+0.9-2.1=0.3m</p><p>　　橢圓方程為 ，其中 =（3-0.65）/2=1.175 ；=1.8m</p><p><b>　　則有橢圓的方程為 </b></p><p>　　由橢圓方程可作導水錐的曲線。</p><p>　　綜合得出水流道的具體尺寸如下圖</p>

92、;<p>　　圖4-9 出水流道的具體尺寸圖</p><p>　　4.5上下游連接建筑物的形式和布置</p><p>　　4.5.1連接建筑物的布置</p><p>　　由《水工建筑物》中兩岸連接建筑物的知識可知：上下游翼墻的布置采用反翼墻的形式，所謂反翼墻是翼墻自底板向上下游延伸一段距離，然后轉彎插入堤岸內，轉彎圓弧的半徑約為m，為了使水流擴散均勻上

93、下游翼墻每側平均擴散角宜采用，如水流易脫離翼墻表面。由上面有關數(shù)據(jù)的限制初步設計反翼墻的延伸段到進水池的末端，而轉彎圓弧的半徑為2.4m，擴散角為。其布置基本能夠滿足要求。</p><p>　　4.5.2兩岸連接建筑物的結構形式和尺寸</p><p>　　由《水工建筑物》可知：兩岸連接建筑物主要是擋土墻。其形式有重力式、懸臂式、空箱式及連拱空箱式等五種。其中各種擋土墻的適用情況和經濟高度不

94、同。</p><p>　　根據(jù)上游的地面高程為9.5m，下游的地面高程為7.5m，，根據(jù)總體布置圖可知各擋土墻所需的埋深不同，故不同位置的擋土墻的高度不同。通過計算所需擋土墻的高度有；14m、12m、10.5m、8.5m、6.4m、4.3m。由于各種擋土墻的經濟高度不同，故前4種高度選擇選擇扶壁式擋土墻，且用鋼筋混凝土結構，后2種選用重力式擋土墻。</p><p>　　由《水工建筑物》知：

95、對于扶壁式擋土墻，直墻與底板所需要的厚度與扶壁間距成正比。對于鋼筋混凝土結構，為了施工方便間距不宜小于30.m，一般為3.0~4.5m。為了適應不均勻沉降，可以把3~6跨作為一段，每段長10~20m，段與段之間設有沉降縫。扶壁厚度多為30~40cm，如扶壁很高，下部厚度可以適當加大。直墻頂厚一般為15~20cm，但不宜小于12cm。底板寬度為，前趾長度為，底板厚度為。對于重力式擋土墻，其各部分的尺寸在書中也有說明，此處不在詳細說明。由上

96、述的要求以及擋土墻所需的高度得各種擋土墻的具體尺寸。</p><p>　　(1) m的扶壁式擋土墻</p><p>　　圖4-10擋土墻尺寸（1）</p><p>　?。?）m的扶壁式擋土墻</p><p>　　圖4-11擋土墻尺寸（2）</p><p>　　（3）m的扶壁式擋土墻</p><p&g

97、t;　　圖4-12擋土墻尺寸（3）</p><p>　?。?）的扶壁式擋土墻的尺寸</p><p>　　圖4-13擋土墻尺寸（4）</p><p>　?。?）m的重力式擋土墻</p><p>　　圖4-14擋土墻尺寸（5）</p><p>　?。?）m的重力式擋土墻</p><p>　　圖4-1

98、5擋土墻尺寸（6）</p><p>　　4.6交通和附屬建筑</p><p><b>　　4.6.1交通設計</b></p><p>　　由《水工建筑物》波高hl= 其中v為計算風速，D為吹程</p><p>　　由基本資料，v=25=10m/s， D=533.4=167m=0.167km</p><

99、;p>　　hl= 0.50.0166105/40.1671/3=0.029m </p><p>　　由《水工建筑物》，橋面高程較最高水位應有0.5m的安全超高，故橋面高程最低值</p><p>　　Hmin=H最高水位+0.029+0.5=H最高水位+0.529</p><p>　　由長江側，內河側最高水位分別為7.

100、45m，5.76m，綜合考慮節(jié)制閘等因素，站上附設汽-10、掛-80單車道公路橋一座，其中長江側工作橋（公路橋）橋面高程9.5m，與長江江堤高程一致，橋面寬5.0 m；內河側工作橋面寬1.35m，橋面高程8.0m，與電機層相平。</p><p><b>　　4.6.2附屬建筑</b></p><p>　　節(jié)制閘閘孔凈寬6+12+6=24m；邊墩、中墩厚度1.54=6m

101、，閘室長18m。泵站節(jié)制閘間以導流墩相隔。</p><p><b>　　5 站房設計</b></p><p>　　5.1站房結構型式與布置</p><p>　　5.1.1站房的結構</p><p>　　由《泵站工程》中站房的結構型式的內容可知</p><p>　　大中型對進水條件要求較高，通常采用

102、專門設計的有壓進水流道取代其金屬吸水管道或無壓進水池。同時為了增強站房的整體性，把流道的上蓋板、站墩、底板整體澆筑，形成一個塊基礎，同時增加站房的穩(wěn)定性。</p><p>　　該站選擇了5臺2000ZLQ15-2.8型水泵。屬于中型泵站，故為了得到較好的穩(wěn)定性設計塊基型站房。</p><p>　　綜上所述同時結合前面的流道設計，該站為立式軸流泵，平面蝸殼雙向流道整體式泵房。</p&g

103、t;<p>　　5.1.2站房的平面布置</p><p>　?。?）在機房的進線端另設配電間。</p><p>　　這種布置不僅可以縮小機房跨度，而且使電機層顯得整齊美觀。</p><p>　　因為平面蝸殼雙向流道的特殊型式，其水泵部件不可以從電動機中部直接吊出，故將吊物孔和樓梯設置在機房的一端，此處將它們設置在內河側。</p><

104、p>　　孔的大小根據(jù)最大構件的外形尺寸決定。運輸時的最大構件為葉輪，葉輪的直徑為2.05m，考慮吊裝時操作人員有足夠的空間。</p><p><b>　?。?）樓梯的設計。</b></p><p>　　根據(jù)《房屋建筑學》中樓梯的知識：</p><p>　　樓梯的寬度考慮兩個人通過時，通常不小于mm，此處取m。</p><

105、;p>　　平臺的寬度,此處靠近吊物孔一端的平臺mm，靠近墻體一端的。</p><p>　　考慮水泵層通道與其的連接的特殊性（具體的參看水泵層圖），mm。</p><p>　　根據(jù)常用適宜踏步尺寸表以及樓梯的常見坡度范圍為，每跑通常為3~18步。</p><p>　　此處樓梯的踢面高取為160mm，踏步寬為250mm，則坡度為。</p><p

106、>　　電機層到聯(lián)軸器層設為二跑，每跑10步。</p><p>　　聯(lián)軸器層到水泵層設為四跑，每跑8步。</p><p><b>　?。?）檢修間的布置</b></p><p>　　由《泵站設計規(guī)范》知大中型泵站檢修間多置在機房的一端，長度等于機組中心距的倍。</p><p>　　因機組的中心距為7.6m，故此處取檢

107、修間的長度為8.1m?？缍韧姍C層。</p><p><b>　?。?）攔污柵</b></p><p>　　由《泵站工程》知攔污柵設于檢修門外側。攔污柵最好使用扁鐵制作，寬度順水流放置。除邊框以外，少用槽鋼和角鐵，以減小水頭損失。攔污柵柵條的間隙，主要根據(jù)所在河流漂浮物的數(shù)量和類別決定；同時根據(jù)水泵口徑參照有關規(guī)范決定。</p><p>　　此

108、處選取攔污柵時主要根據(jù)進水單流道的寬度和進口高度在《泵站畢業(yè)設計參考資料》下冊中查得。由于魏村西站進水流道進口的，單寬mm，故所選的攔污柵的具體尺寸：，mm，柵格厚度mm，柵格的凈距mm，柵格傾斜角，柵格形狀斷面系數(shù)。</p><p>　　5.2站房平面尺寸的確定</p><p>　　站房的長度由于流道的寬度已知，=5.6m中墩=1m，邊墩=1.2m，因為有五臺機組為防不均勻沉降分兩條沉降

109、縫，縫兩端的墩厚1m，故站房總的長度L=36.4m。</p><p>　　站房的跨度要考慮吊車的放置，吊車的跨度有一定的規(guī)格，此處選站房的跨度B=12m。</p><p>　　5.2.1各類長度的確定</p><p><b>　?。?）主廠房的長度</b></p><p>　　由電機層平面示意圖可見主廠房的長度包括各機組

110、段長度的總和和檢修間和樓梯間長度。</p><p>　　圖5-1 站房平面示意圖</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　式中 為邊側機組中心到機房端墻的距離，4.0m。</p><p>　　為包括縫墩的機組中心距，

111、7.6m</p><p>　　為不包括縫墩的機組的中心距，6.6m</p><p>　　分別為包括縫墩和不包括縫墩的中心距的個數(shù)</p><p>　　為樓梯間的長度3.9m</p><p><b>　　為檢修間的長度9m</b></p><p>　?。?）聯(lián)軸器層的長度、水泵層長度</p&g

112、t;<p>　　由站房的縱剖面圖可知聯(lián)軸器層和水泵層都是比主廠房少一個檢修間的長度，故有</p><p><b>　　m</b></p><p>　　5.2.2各類寬度的確定</p><p>　?。?）電機層的寬度的確定</p><p>　　電機層的寬度主要由電機蓋板直徑和兩個主通道組成。由于電機已定，其蓋

113、板的尺寸已定，此處為4.2m。根據(jù)《泵站設計規(guī)范》為了有足夠的安裝、維修空間，主通道的寬度不小于2.5m，同時考慮上部起重機的跨度都是有一定的等級（參考《泵站畢業(yè)設計資料》下冊），一般為9.5m，10.5m等，故綜合考慮取電機層的凈寬為12m。</p><p>　?。?）聯(lián)軸器的寬度的確定</p><p>　　由站房的剖面布置圖得，此處將聯(lián)軸器的凈寬度設計成與電機層的凈寬相等，即為12m&

114、lt;/p><p><b>　　水泵層寬度的確定</b></p><p>　　由站房的剖面圖可知，流道的形狀尺寸已確定了水泵層的寬度，流道總長為20m，兩混凝土的厚度各為1m，得水泵層的寬度為18m。</p><p>　　5.3站房各部分高程的確定</p><p>　　主要參考《泵站設計規(guī)范》，《泵站工程》。</p&g

115、t;<p>　　5.3.1電機層底板高程的確定</p><p>　　由《泵站工程》可知：</p><p>　　電機層地面高程根據(jù)聯(lián)軸器位置高程和電動機的軸伸長度決定，同時為了為了便于布置主機的通風道，考慮到安裝、巡視、檢查的要求，在決定電機層高層時尚要注意以下要求：</p><p>　?。?）注意使排風道出口高于進口最高水位，即</p>

116、<p><b>　　m</b></p><p>　　先假定風道的高度為1m（根據(jù)經驗偏大）</p><p><b>　　m</b></p><p>　　為安全超高 ，此建筑物為二等建筑物由《水工建筑物》得 =0.5m</p><p>　　為進口最高水位，4.95m</p>&

117、lt;p>　?。?）聯(lián)軸器層的凈空高度范圍必須開門做通道以利安裝、檢查，并與開有吊物孔的機組位置連通，因此不得小于2.5m。</p><p>　　電機下部的凈空高度也有一定的要求，如果此兼做巡回通道用，其凈高不得小于2.0m，如不做通道用，也不得小于1.0m。</p><p>　　為安全超高 ，此建筑物為二等建筑物由《水工建筑物》得 =0.5m</p><p>

118、;　?。?）同時電機層的高程還要考慮上游高水位的影響，計算出上游的浪高，同安全超高比較，取值大者，</p><p><b>　　浪高D的確定</b></p><p>　　為風速, =5m/s</p><p>　　為吹程=544.8=224m,B為河道平均寬度</p><p>　　=0.4m＜=0.5m ，則有</p

119、><p><b>　　m</b></p><p>　　為出口最高水位，7.45m</p><p>　　5.3.2葉輪中心高程</p><p>　　由《泵站工程》知：水泵安裝高程根據(jù)進口最低運行水位和水泵的汽蝕性能決定，有</p><p><b>　　為進口最低運行水位</b>&l

120、t;/p><p><b>　　為水泵允許凈吸程</b></p><p>　　水泵不能安裝過高，過高則增大了吸程，從而導致水泵進口處的有效利用壓力過低，則水體進入葉輪后可能汽化，發(fā)生汽蝕。對于大型軸流泵，多為負值，即要求水泵葉輪安裝在最低水位以下，則有</p><p>　　此處由已選的泵型，根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，取m</p><p&

121、gt;　　5.3.3出水流道的上板高程</p><p>　　根據(jù)前面出水流道的設計時此高程已確定。m</p><p>　　5.3.4水泵地面高程</p><p>　　由〈泵站工程〉中水泵層地面高程的確定可知，確定要兩方面的要求：首先根據(jù)水泵結構和檢修拆裝的方便，確定泵坑的高程如果以此高程作為而擋水前墻處流道頂板又能滿足結構強度要求時，則可以以作為；如果流道頂板不能滿

122、足要求，則可以抬高泵坑四周高程，并以此高程作為水泵地面高程。此處由于流道的形狀尺寸已經確定，故將進水流道蓋板高程增加一個混凝土的厚度，因為上部還要承受上部水的重量，故混凝土的厚度取為0.5m。由上面的敘述可知這樣做是偏安全的。</p><p>　　=0.19-1.41+0.14+0.5=-1.36m，</p><p>　　5.3.5進水流道下底面高程</p><p>

123、;　　由進水流道的設計過程中已經計算出葉輪中心到進水流道底板的距離m</p><p><b>　　m</b></p><p>　　5.3.6吊鉤極限位置的確定</p><p><b>　　L為長件的長度</b></p><p>　　而為安全操作間距，對于大型機組取為0.5m</p>&

124、lt;p>　　為起重繩索的垂直長度</p><p>　　對于泵軸,b0為泵軸的直徑，m, =0.22m</p><p>　　=5.9+0.5+0.22=6.62m</p><p>　　對于電機，為電機的寬度，m</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　取

125、大值得m</b></p><p>　　即吊鉤的最低的位置需比電機層地面高6.62m。</p><p>　　5.3.7起重設備的選取</p><p><b>　?。?）起重機的選取</b></p><p>　　根據(jù)《泵站畢業(yè)設計參考資料》上冊，可知：</p><p>　　泵房內其重設備的

126、選擇，首先根據(jù)泵站具體情況確定起重設備的參數(shù)，這些參數(shù)包括起吊重量、吊車跨度及起升高度等，然后根據(jù)這些參數(shù)在起重樣本中選取所需要的設備。起重機跨度根據(jù)設備布置每隔0.5m選定，主鉤提升高度安裝時將水泵轉輪吊入水泵層的條件決定。吊運部件與固體物之間的距離，垂直方向不小于0.5m，水平方向不小于04m，吊車頂與廠房屋頂大梁之間的凈距不小于0.3m。</p><p>　　此站機房的跨度為12m，電機層到水泵層的高度約為