水泵与水泵站课程设计说明书姓名：雷政锋学号： 2014158105班级： 20141581班指导老师：何军日期：2017年9月9日目录1.设计目的及任务 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计任务 (3)2.基本资料 (4)2.1地质条件 (4)2.2水位特征值 (4)3.设计内容 (4)3.1设计参数 (4)3.1.1计算设计流量 (4)3.1.2确定特征扬程 (5)3.1.3 确定工程设计等级 (7)3.2机组选型 (9)3.2.1水泵台数确定 (9)3.2.2电机选型 (10)3.3进水布置及进出水建筑物 (10)3.3.1前池设计 (10)3.3.2进水池设计 (12)3.3.3出水池设计 (15)3.3.4 出水池的结构 (17)3.4泵房设计 (17)3.4.1泵房布置 (17)3.4.2泵房尺寸 (18)3.4.3泵房各部分高程 (19)3.4.4起重设备选配 (20)3.5出水管路设计 (21)3.5.1出水管路管径的确定 (21)3.5.2出水管路的材料 (21)3.5.3管路的布置 (21)3.5.4管路的管长 (21)3.5.5出水管中心的高程 (22)3.5.6管路阻力系数S的计算 (22)3.5.7管路特性曲线的确定 (23)1.设计目的及任务1.1设计目的（1）初步运用所学课本知识，进行实际的水泵泵站设计，从中学习泵站设计中的基本知识，设计原则，步骤及注意事项等。
（2）掌握泵站设计中水泵的选型，泵房设计等设计方法。
对水泵的工作原理、构造、运行工况、给水泵站和排水泵站等内容有深刻的了解与认知，具体掌握水泵的计算、选型、校核、方案比较等基本设计原理和方法。
（3）通过中小型泵站的设计，了解大型泵站的初步规划、设计的基本原则和方法，掌握水泵的基本理论和基本性能，熟悉水泵选型的基本原则和方法，了解泵站工程规划应遵循的一般原则，掌握泵站建筑物的设计方法，奠定泵站工程的设计、施工和科学管理的基础，提高应用所学知识解决实际工程问题的能力。
（4）培养自己动手能力，文档处理能力，制图能力，提高自身综合水平，学会应用规范、手册与文献资料，掌握设计原则、方法等步骤；培养和提高计算能力、设计和绘图水平。
（5）从专业技能与专业素质的角度，综合考虑实际工程应用，将理论知识的系统性与实践能力培养相结合、课堂教学与实践教学相结合重要性，更是着力培养勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力1.2设计任务为满足某农业区排涝需要，拟修建一排水泵站，根据基本资料完成该泵站的设计任务。
2.基本资料2.1地质条件地面以下土质均为中粉质壤土，夹铁锰质结核，贯入击数26击，地基允许承载力180KPa，内摩擦角24°，凝聚力26Kpa。
2.2水位特征值泵房形式采用墩墙式湿室型泵房，地面高程低于下游引水河道堤顶高程0.5m。
3.设计内容3.1设计参数3.1.1计算设计流量农田排水包括排涝和排渍两部分，所谓排涝即排除因降雨而引起的农田积水，以减少淹水时间和深度。
确定排涝泵站设计流量前，需要首先明确排涝设计标准；排涝设计标准是指设计暴雨情况下，为避免洪涝所允许的最长排水历时，一般包括设计暴雨频率、降雨历时、排水天数、设计外江水位频率等；目前我国各地都制订了自己的排涝设计标准，大多为5-10年一遇的设计暴雨3d排完。
排水泵站排涝设计流量及其过程线，可根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等综合分析计算确定，排涝模数法在国内应用较多，基本原理是根据经验先确定排涝模数，在乘以排水面积，得出排涝设计流量。
经验公式：Q=q*F式中：q---设计排涝模数；F---排水面积泵站抽排面积按如下方式选取：（60+个人学号倒数第三位）km2排水模数（排水率）按如下方式选取：（+）m3/s/km2选取泵站抽排面积为：60+1=61km2；排水模数为：（3+0）/10+5/100=0.35m3/s/km2设计流量=排水面积*排水模数=61*0.35=21.35 m3/s。
3.1.2确定特征扬程3.1.2.1特征水位水位特征值（1）泵站进水池水位①设计水位：下水位设计运行水位26.0m。
②平均水位：取与设计水位相同的水位26.0m。
③最高运行水位：下水位最高洪水位30.0m。
④最低运行水位：下水位最低运行水位25.0m。
（2）泵站出水池水位①设计水位：上水位设计水位31.0m。
②平均水位：最低运行水位与防洪水位的和的平均值31.15m。
③最高运行水位：上水位防洪水位31.8m。
④最低运行水位：上水位最低运行水位30.5m。
3.1.2.2 特征扬程在水泵尚未选型，管道尚未配套的情况下，难以准确计算出管道的沿程和局部水力损失；因此，在已知设计流量和净扬程的前提下，可根据可能选用的水泵的流量、净扬程和拟采用的管路布置方式，凭经验或参考相似泵站估计水力损失；故本设计中，拟定整个水力损失在0.7m左右。
①设计扬程：应按泵站进、出水池设计水位差，并计入水头损失确定31.0-26.0+0.7=5.7本设计值为5.7m。
②平均扬程：按泵站进、出水池平均水位差，并计入水头损失确定31.15-26.0+0.7=5.85本设计值为5.85m。
③高扬程：按泵站出水池最高运行水位与进水池最低运行水位之差，并计入水头损失确定31.8-25.0+0.7=7.5。
本设计值为7.5m。
④最低扬程：应按泵站进水池最高水位与出水池最低运行水位之差，并计入水头损失确定30.5-30.0+0.7=1.2。
本设计值为1.2m。
表3-3排水泵站特征扬程3.1.3 确定工程设计等级排水泵站应根据装机流量与装机容量分等。
表3-4排水泵站分等指泵站的设计流量为27.28m3/s，因此确定泵站的等别为Ⅲ等。
泵站规模中型。
根据表3-5泵站建筑物级别划分确定该泵站建筑物的级别，及永久性建筑物和临时建筑物的建筑物级别；表3-5泵站建筑物级别划分据上表可知该排水泵站的永久性建筑物中主要建筑物级别为3级，永久性建筑物中次要建筑物级别为4级，临时性建筑物的级别为5级。
根据表3-6泵站建筑物的级别可以查出该排水泵站的泵站建筑物的防洪标准。
表3-6泵站建筑物的防洪标准据上表可知该排水泵站的主要建筑物的防洪标准按30年一遇的洪水设计，100年一遇的洪水校核；次要建筑物的防洪标准按20年一遇的洪水设计，50年一遇的洪水校核；临时性建筑物的防洪标准按10年一遇的洪水设计，20年一遇的洪水校核。
一般情况下，设计扬程小于10m，宜选轴流泵；5～20m时选混流泵较好；20～100m时应首选单级离心泵；大于100m时，可选多级离心泵。
水泵类型通常根据地区特点和泵站性质来选择；对于排水泵站，一般扬程较低时，常选用混流泵和轴流泵，当扬程低于10m时，常选用轴流泵；本设计的设计扬程为5.0m，故选用轴流泵，且多用于立式或卧式。
根据泵站的特征扬程，从水泵综合型谱图上选择符合要求的水泵。
按照泵站的设计流量和单泵流量，确定不同原型号水泵台数，使它们满足：=∑Q i n iQ设依据上述要求，对泵型进行确定，选择1200ZLB—85型立式轴流泵。
泵的各种参数如下表所示：1000ZLB—7型立式轴流泵参数3.2机组选型3.2.1水泵台数确定排水泵站因其设计流量及变化过程具有大而快的特点，因此应采用多台数的方式，一般当流量小于4m3/s时，可采用2台；当流量大于4m3/s，选用不少于3台较好。
排水泵站设计流量为21.35 m3/s，所选1000ZLB—7型立式轴流泵的单泵流量为2.866 m3/s，可选择水泵台数为8台，则最大流量为22.928m3/s。
（注：水泵并联布置，需要选择9台水泵，一台备用）3.2.2电机选型当功率介于100～300kW之间，可采用新型Y系列异步电动机或YR系列异步电动机。
结合所选轴流泵的参数，主要是功率满足要求，已知1000ZLB—7型立式轴流泵轴功率为228.1kw，因此选择Y355M2-2型电机型电机，电动机功率为315kw，一台水泵对应一台电动机，满足要求，其参数如下表所示：Y355M2-2型电机参数3.3进水布置及进出水建筑物3.3.1前池设计根据水流方向，前池分为正向进水前池和侧向进水前池两大类。
正向进水前池的主要特点是形状简单，施工方便，池中水流比较平稳。
因此当地形条件允许时应尽量采用正向进水前池。
本设计采用正向进水前池。
⑴池扩散角前池扩散角是影响前池流态及尺寸大小的主要因素；正向进水的前池，扩散角不应大于40°，由于引渠和前池中水流一般为缓流，所以其边壁扩散角可大于20°正向进水的前池，根据有关试验和实际经验，前池扩散角可取α=20°~40°。
本设计取值为30°⑵前池池长当引渠末端底宽b和进水池宽度B已知且前池边壁为直线形时，根据已选定的前池扩散角 用下式计算前池长度L：L=B−b（3-4）2tanα2设引渠末端底宽b=8m，进水池宽度B=15.47m。
前池边壁为直线形，按照公式计算可得L= 13.94m。
⑶底纵向坡度引渠末端高程一般比进水池底高，前池除了平面扩散外，池底往往做成向进水池方向倾斜的纵坡。
综合水力和工程经济条件，池底坡度应采用i=1/3～1/5。
因此取值为i=1/4。
⑷池翼墙形式前池与进水池连接的边墙称翼墙,翼墙的形式有直立式、斜立式、圆弧式、扭曲面等形式。
翼墙多建成和前池中心线成45°夹角的直立式翼墙，其平面图如右图（图3-1）图3-1 翼墙平面图⑸前池的整体结构前池的边坡和池底一般用水泥砂浆块石护砌，护砌厚度为0.3-0.5m。
对于排涝泵站，地基多为粉砂质土壤，在外河与出水池高水位作用下，水可能会在前池渗出，水流可能带出土壤颗粒，造成管涌，甚至引起流土影响泵站安全；故应注意进行基础渗透计算和防渗处理。
3.3.2进水池设计⑴进水池的形状进水池有矩形、多边形、半圆形和平面对称蜗形。
多边形和半圆形边壁有利于消除拐角处的漩涡，但同时也容易形成周向回流流动；矩形边壁便于施工，在中小型泵站中运用较多，这种形式的进水池在拐角处和水泵的后壁容易产生漩涡，也容易受前池流态的影响，在池中产生回流或圆周运动；多边形和半圆形边壁有利于消除拐角处的漩涡，但同时也容易形成周向回流流动；上述这三种形式都需要控制后壁墙。
马鞍形和蜗壳型边壁对防止漩涡和周向回流都有好处，但因设计和施工比较麻烦上述这三种形式都需要控制后壁墙。
马鞍形和蜗壳型边壁对防止漩涡和周向回流都有好处，但设计和施工比较麻烦。
因此本设计采用矩形。
⑵进水池的布置形式进水池是水泵进水管直接从中取水的水工建筑物，一般布置在前池与泵房之间或泵房之下（对湿室型泵房）。
它的作用是为水泵提供良好的进水条件，在检修水泵或进水管路时截断水流，并在水泵运行时起拦污作用。