(整理)离心泵站设计

离心泵站设计

一、 设计资料

本站为一明渠引水的灌溉站，设计流量为1m3/s,渠底比降i=1/6000，底宽b为2.1m，边坡系数m=1.5,糙率n=0.025,最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m。进水池设计水位217.18m。站址处土壤为黏土壤，干容重12.74～16.66kN/m3,湿容重17.64kN/m3,凝聚力19.6kPa，土壤内摩擦角25°，地基允许承载力[P]=215.6kPa。灌溉季节最高气温39℃，最高水温25℃。冬季最低气温﹣8℃，冻土层厚度0.3m。水源边有南北向公路经过，路旁有10kV高压线，供电容量足够。当地主要有石料、黄沙等建筑材料可供使用。

二、 水泵选型与设备配套

（一）

水泵选型

根据水泵选型原则按下列顺序进行。 1. 确定设计流量 设计流量Q=1m/s。 2. 确定设计扬程 设计扬程H=H净+h损。

式中 H净—进出水池设计水位差，即217.48－192.18=25.3（m）。 H损—管路水头损失，按0.2H净估算。 则H=25.3+0.2×25.3=25.3+5.06=30.36（m）。 3. 确定泵型方案

依据泵站设计流量1m3/s和设计扬程30.36m,决定选用双吸离心泵。查水泵资料中的水泵性能表得14Sh-19，作为方案进行比较，它的性能如附表1所列。 4. 确定台数及方案比较

依据泵站设计流量1m3/s，主泵台数宜为3～9台，用关系式i=Q站/Q泵确定两 种泵型所需台数。14Sh-19型泵i=1/0.35=2.9(台)，取3台。见附表1。 （二）动力机配套

包括动力类型选择与机型确定。

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3

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1. 动力类型选定

利用站址附近10kV电力线路，采用直接传动的电动机。 2. 动力机选配

由水泵厂成套供应或根据水泵额定转速为1450r/min和配套功率125kV查电机资料选择，采用JS-116-4型防护式双鼠笼型异步电动机5台，其技术性能如附表2所列。

附表1泵型方案性能

型号 流量Q 扬程H 转速n 功率 轴功率P 电机功（Kw） 率（kW） 效率允许吸重量（L/s） （m） （r/min） 上真空（kg） （%）高度Has(m) 270 32 26 22 1450 99.7 102 105 125 85 88 82 3.5 898 14Sh-19 350

400 附表2 JS-116-4型电机性能

额定功率额定电压 额定时 转速电流 效率 功率因（A） （%） 数 cos 92.0 0.89 重量 （kg） （kW） （V） （r/min） 155 380 启动电流额定电流 6.3 启动转矩额定转矩 1.6 最大转矩 额定转矩1470 285 2.0 1090

（三）管路配套

包括吸、出水管路的管材、管径及附件选配等内容。 1.吸水管路及附件选配

（1） 管材。铸铁耐久性好，又有一定强度，拟选用法兰式铸铁管。 （2） 管径。依据经济流速确定。 D4Q 精品文档

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式中Q——管路中通过的流量，本设计采用水泵铭牌流量0.35m3/s；

——管内控制流速，凭经验，进口喇叭管处取1.2m/s，管道内取1.8m/s。 则进口喇叭管直径D40.350.61(m)

3.141.2 管道直径D40.350.50(m)

3.141.8查资料取标准值：进口喇叭管直径630mm，吸水管路直径500mm。 （3） 管长。凭经验暂拟11.0mm。

（4） 附件。查资料得：①喇叭管：大头直径630mm，小头直径500mm，长度 310mm；②双法兰90弯头：考虑用挡土墙式进水池，选用R=700mm，内径500mm，中

心线长度1183mm；③偏心渐缩接头：小头直径350mm，大头直径500mm，长度890mm；④真空表：一只。

2.出水管路及附件选配 包括管径与管路附件确定。

出水管道直径依据经济流速，计算公式为： D4Q 式中Q——出水管路通过流量，取水泵铭牌流量0.35m3/s；

——管内经济流速，凭经验取2.0m/s；

则

D出40.350.427（m)

3.142.0本设计出水管路直径取0.5m。

管路附件包括水泵出水口渐扩管、闸阀、管路出口渐扩管和拍门等。 (1) 泵出口渐扩接管。水泵出口直径0.3m，出水管路直径0.5m，查

资料选用长度为690mm、小头直径300mm、大头直径500mm的标准正心铸铁渐扩管。

(2) 闸阀。选用内径为500mm\\长度为700mm、公称压力为100N/cm2的Z48T-10型闸阀。

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(3) 拍门。停机时用拍门防止池水倒流，查资料选用内径为550mm的拍门。 （4）管路出口渐扩管。在拍闷与管路间设置正心渐扩管，以降低出口流速，回收动能，扩散段锥角按经验取12，管段长度

L扩D大D小550500238(mm)，取0.24m。该渐扩管无标准现货供应，

2tan/22tan12/2要定制。

（5） 压力表。一只。 （四）水泵安装高程确定

吸水管路水头损失按沿程水头损失和局部水头损失分别计算后相加而得。

1. 沿程水头损失

h沿10.2n92LD5.33Q2

式中 n——管道的糙率，查资料铸铁为0.013； L——管道长度11.0m 则 h沿10.290.013 2.局部水头损失 h局0.0832110.50.094（m) 5.330.352D4Q2

式中——管路局部阻力系数，查资料得进0.2，900.64，缩0.2；

D——局部阻力处管径，查资料得D进0.63m，D缩0.35m

（h局0.0830.20.640.20.3520.25（m)444）0.630.50.35

则

h吸h沿h局0.0940.250.34(m) 3.水泵安装高度

H允吸H'sah吸s22g

式中Hsa'——修正后的允许吸上真空高度，本设计工作水温与水面大气压均超过标准值。用公式

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Hsa'Hsa(10.33pa)(汽0.24)修正 gg Hsa——水泵允许吸上真空高度3.5m；

Pa——水泵安装出水面大气压，本设计海拔200mm，查资料得10.1m； gP汽——工作水温为25C时的饱和蒸汽压力，查资料得0.355m； g

s——水泵进口处流速，s4Q40.353.64(m/s) 22D3.140.353.155(m)，取3.16 则 Hsa'3.5(10.3310.1)(0.3550.24） H允吸3.6423.160.343.160.340.682.14(m)

19.624.水泵安装高程▽a确定

aminH允吸K 式中min——进水池最低运行水位191.58m； K——安全值，取0.2m

则a191.582.40.2193.52(m)，取193.5m 如附图1所示

193.50191.58水泵安装示意图

（五）真空泵选型

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1.抽气体积计算

充水段体积用公式VLD2/4分段计算。

（1） 渐缩接管体积V1。

0.50.353.140.42520.425(m),L缩0.89m,则V10.890.13(m3) D取平均值

24（2） 渐扩接管体积V2。

0.50.33.140.420.4(m),L扩0.69m,则V20.690.09(m3) D取平均值

24（3） 管路段体积V3。

D为0.5m，L值包括竖直段、水平段、90°弯头段，暂估13m

3.140.52132.55(m3) 则V34闸阀前抽气充水管段总体积为V泵V1V2V30.130.092.552.77(m3)

（4） 泵壳体积V泵

3.140.3521.10.11(m3） V泵 4（m3）1台套机组需抽气体积V2.770.112.88

2.真空泵抽气量计算 Q气KVHa(m3/min)

T(HaHs)式中Q气——抽气量, m3/min； V——抽气体积2.88m3;

T——抽水时间，取4min；

K——漏气系数，取1.1；

Ha——水泵安装处大气压，海拔200.0m查资料得10.1mH2O(101kPa)；

Hs——进水池最低水位至泵顶间垂直距离，查资料得：

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193.5-191.58+0.511=2.43（m） 则 Q气1.12.8810.1 1.04（m3/min）（410.12.43） 5台套机组抽气量Q气51.045.2 （m3/min）3.真空度确定

真空度Hs4.真空泵选型

根据5台套机组的抽气总量为5.2m3/min和真空度为141.18mmHg，查资料选取SZ-3型水环式真空泵两台，其中一台为备用泵。其性能为附表3所列。

附表3 水环式真空泵性能 型号 SZ-3

抽气量真空度转速配套电机功重量（kg） 1.921000 141.18（mmHg）13.6(m3/min) （mmHg） 76 760 （r/min） 率（kw） 1450 30 463 11.5 0.5 三、泵房初步设计

包括确定泵房型式、内部设备布置与尺寸拟定等内容。 （一）确定泵房结构形式

卧式离心泵泵房形式取决于水泵有效吸程、水源水位变幅和地下水埋深等因素。 1. 水泵有效吸程H效吸值计算

H效吸aZ1Z2min

式中 Z1——水泵基准面至底座间距离，查资料得0.56m； Z2——水泵基础高出机坑地面高度，取0.1m 则H效吸=193.5-0.56-0.1-191.58=1.26(m) 2.水源水位变幅△H

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水源最高运行水位192.7m，最低运行水位191.7m，水位变幅 △H=192.7-191.7=1.0(m)﹤H效吸=1.26m。 3.泵房结构型式确定

经简单计算，水泵有效吸程大于水源水位变幅，地下水位较低，决定选用挡土墙式分基型泵房。 （二）内部设备布置

包括主机组、配电设备等辅助设施的布置。 1.主机组布置

为减小泵房长度与进水池宽度，从而减少工程量，5台套机组采用双列交错布置。查资料得机组平面尺寸如下：轴向总长度2.555m，氺泵进出口间距1.1m，水泵轴向长度1.271m，管路中心线稍偏一侧0.58m，如附图2所示。查资料得：设备顶端到墙面净距0.7m，设备顶端间净距0.8m，平行设备间净距1.0m，本设计纵横净间距一律取1.0m。主机组布置如附图3所示。本机组间总长为2.555×5+0.8×4+2×0.7=17.375（m），取17.5m。进、出水管路平行布置。

管口中心水泵电机附图2 主机组外形平面尺寸示意图精品文档

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附图3 主机组平面布置示意图（单位：m）

2.辅助设备布置

包括配电间、检修间、电缆沟、排水槽、充水设备、通道、起重机等设施。 （1） 配电间。本设计拟配备7块（其中主机组5块、照明与真空泵机组1 块，总盘1块）BSL-1型纸压成套不靠墙配电柜。标准尺寸为柜宽0.9m、柜厚0.6m、柜高2.14m。为不增加泵房跨度，不影响主机间通风采光，配电间布置于泵房进线一端，沿泵房跨度方向一排布置。柜后留0.8m检修空间，柜前留1.5m运行操作空间，两侧各留0.8通道，则配电间所需跨度B=7×0.9+2×0.8=7.9(m)。所需开间L电=0.8+0.6+1.5=2.9（m），配电间平面尺寸如附图4所示。

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配电间平面尺寸示意图单位（m）

（2） 检修间。检修场地布置在泵房内相对于配电间的另一端，其面积以能 放下并拆卸一台电动机为原则。电动机拆卸所需要轴向长度为（2.55-1.271）×2=2.57(m)在四周留0.7m空当，便于活动，其实际所需面积为（2.57+2×0.7）2 =15.76（m2）

（3） 电缆沟。室内动力用线路均暗熬于地面加盖沟槽中，以不占用泵房面 积为原则。本设计电缆沟布置在泵房出水侧的主通道下，沟槽至电机间的线路用埋低钢管敷设。沟槽截面按15根电缆数设计，其尺寸如附图5所示。

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电缆沟截面尺寸

（4） 排水槽。为保持泵房机坑地面干燥，需及时排除主泵运行时填料函滴 水和闸阀漏水，拟设置地面明沟排水系统。其中断面稍大的明沟沿泵房纵向布置于进水侧墙边，低坡3﹪，坡向泵房一端；断面稍小的明沟沿各主管线主机组基础布置，以1﹪的底坡坡向大沟槽，布置型式与沟槽断面尺寸如附图6所示。

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机坑排水沟槽尺寸与布置

（5） 充水设备。本设计采用两台水环式真空泵装置，供启动抽气充气时用。 真空泵机组布置于主机组间进水侧两端的空地上，不占泵房面积。基础离墙0.5m，抽气管线贴地面沿主泵管线布置，排气口通至布置于机组旁的储水箱。

（6） 通道。泵房内主通道宽1.8m，布置于泵房得出水侧，与泵房两端得配 电间、检修间接通；工作便道宽0.7m，布置于泵房得进水侧，与配电间、检修间用踏步梯连接。

（7） 起重设备。本设计较大的单件设备是电机1090kg，其次是泵898kg。 安装检修拟选用手动单轨小车进行。查资料选用SG-2型单轨小车为宜，其技术性能如附表4所示。另选用14.7kN的手动葫芦与之配套，葫芦技术性能如附表5所列。

附表4 SG-2型单轨小车技术性能 起重量（kN） 提升高度运行速度 （m） 精品文档

手拉力 工字钢型号 总重量（kg） （m/min） (kN) 精品文档

19.6

3～10 4.5 0.147 30a 58 附表5 手动葫芦技术性能

起重量（kN） 提升高度起重链直径 起重拉力 （m） 14.7 2.5 （mm） 7.5 （kN） 0.4 36 43×33×24 毛重（kg） 尺寸（mm） 选配得SG-2型单轨小车沿泵房纵向平行布置于两列主机组轴线上方，设两套起重设备。 （三）泵房尺寸

包括平、立面尺寸与主要构件细部尺寸。 1.泵房平面尺寸

（1）长度L。用下式计算 LL主L电L检

式中 L主——主机间长度，经布置为17.5m； L电——配电间开间，经布置为2.9m； L检——检修间开间，经布置为3.97m； 则 L=17.5+2.9+3.97=24.37(m)

以进出水管路不穿墙柱为原则，取每一开间3.6m，共7间房。泵房总长度调整为7×3.6=25.2(m)。除配电间和主机间尺寸2.9+17.5=20.4(m)不作变动外，检修间实际长度为25.2-20.4=4.8(m)。 （2）跨度B。用下式计算

Bb0b1b2b3b4b5b6b7

式中 b0——列主泵进口至另一列主泵出口距离，经布置为1.1+1.0+1.1=3.2(m) b1——偏心渐缩接管长0.89m；

b2——工作通道宽0.7m； b3——排水沟槽宽0.3m；

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b4——正心渐扩接管长0.69m； b5——渐扩接管与闸阀间短管长0.5m； b6——闸阀长度0.7m； b7——主通道宽1.8m。

B=3.2+0.89+0.7+0.3+0.69+0.5+0.7+1.8=8.78(m)

取9.0m。主通道宽度调整为2.02m，其余尺寸不变。泵房跨度尺寸如附图7所示。泵房平面尺寸如附图8所示。

泵房跨度尺寸示意图 附图7 泵房跨度尺寸示意图(m) 精品文档

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检修间配 电 间泵房平面尺寸示意图 附图8 泵房平面尺寸示意图（m）

2.泵房立面尺寸

包括主机间地面、主通道地面与房顶等控制高程。 （1） 主机间地面高程主。用下式计算

主aZ1Z2193.50.560.1192.84(m) （2） 主通道地面高程道。与配电间、检修间地面齐平。由 道管h'h\"D/2

式中管——水泵出水口中心高程，查资料为193.19m；

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h'——电缆沟与出水管立交净间距，取0.15m； h\"——电缆沟高度，考虑壁厚5cm，取0.55m； D——出水管路直径0.5m。

则道=193.19+0.15+0.55+0.5/2=194.14(m)

考虑管壁厚度等因素，取194.20m。立交关系尺寸如附图9所示。

电缆沟193.19192.84出水管主通道与电缆沟立交尺寸示意图 附图9 主通道与电缆沟立交尺寸示意图（单位：m） （3） 泵房外地面高程。出水侧室外地面高程与主机间地面齐平，其余三边室外

地面高程整修成低于室内主通道地面0.2m，即194.20-0.2=194.0(m)。 （4） 泵房顶高程。由检修间地面至房顶间净高度确定。泵房高度H由起重设备

控制，用下式计算

Hh1h2h3h4h5

式中 h1——安装好的最高主机组高出检修地面尺寸或大型板车高度，两者中取大值，本设计主机组顶高程194.01m，低于检修间地面，因此按大型板车高度0.8m确定；

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h2——板车面至最高吊物底净距，凭经验取0.4m； h3——最大起吊件高度，本设计为水泵，其高度为1.07m；

h4——吊索垂直尺寸，取水泵轴向尺寸的0.85倍，水泵轴向尺寸为1.27m，则0.85×1.27=1.1(m)；

h5——起重吊钩在最高位置时，吊钩至屋架底梁间距。由30a号工字钢高

度30cm和SG-2型单轨小车高度（含吊钩）63cm确定为0.93m。

则H=0.8+0.4+1.07+1.10+0.93=4.3(m)，取4.5m。板车面至吊物底净空为0.60m。如附图10所示。

附图10 泵房高度确定示意图 （单位：m）

3.主要构件细部尺寸

包括墙体、门窗和屋盖等房围护结构。

（1） 墙体。泵房采用砖砌墙体，墙厚为0.24m,墙柱尺寸为0.5m×0.5m，墙垛 突出在室外。

（2） 墙基。采用砖砌大放脚基础，顶部设钢筋混凝土底梁，墙体砌筑其上。 （3） 过梁与圈梁。在门窗洞上方设置钢筋混凝土过梁，宽与墙体厚相等，梁高 为0.2m，长度超过门窗宽0.8m。在檐口处设置钢筋混凝土圈梁。宽度与过梁相同，梁高取0.3m。

（4） 门。泵房设大小门各一扇，其中大门为3.0m宽、3.0m高的木质双扇外开

门，布置于检修间一端的山墙上；小门为1.2m宽、2.4m高的单扇木质内开门，布置于配电间一端的山墙上，与主通道成一直线。

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（5） 窗。为满足采光、通风和散热等要求，在泵房进出水两侧墙体上，每间房

各设上下两层式窗户，上层为对流窗户，2.1m宽、0.7m高；下层为采光窗户，2.1m宽、1.4m高，共2.1m高。窗户底离检修间地面1.0m。

窗户要求2.12.11461.740.272227

泵房面积25.29226.822﹪＞20﹪，符合要求。

（6）屋盖。本设计采用双破面斜屋盖，屋面坡角取25°，屋架为衍架结构，其高度为tan25°×9.5/2=2.2(m)。泵房立面尺寸如附图11所示。

梁过梁194.20192.84底梁 附图11 泵房立面尺寸示意图（m）

四、进水建筑物设计

包括进水池与前池两部分。 （一）进水池 1.型式

采用半开敞式挡土墙进水池。 2.包括平、立面与细部结构等尺寸。 1）立面尺寸

（1）池底高程底。用下式计算：

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底minh1h2 式中min——进水池最低运行水位191.58m；

h1——进水管端喇叭口悬空高度，取0.8D进=0.8×0.63=0.504(m),取0.5m； h2——进水管端喇叭口最小淹没深度，取1.5D

进

=1.5×0.63=0.945(m),取

0.9m。

则底=191.58-0.5-0.9=190.18(m)

（2）池顶高程顶。取泵房外地面高程。本设计为194.0m，进水池立面尺寸如附图12所示。

194.00191.58190.18附图12 进水池立面尺寸示意图 （单位：m）2）平面尺寸

（1）池宽B。用下式计算

（n-1)L02L1 B

式中n——进水管路根数，本设计方案为5根；

L0——相邻两进水管中心间距，本设计为3.24m；

L1——边管中心至池侧壁距离。取水管中心线至隔墩距离，隔墩厚为0.5m，

则边管中心至池壁距离为（3.24-0.5）/2=1.37(m)。 则B=（5-1）×3.24+2×1.37=15.7（m）。 （2）池长L。用经验公式 L4.5D进T

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式中 T——进水喇叭管与后池壁净距，取0.5D进。

则L=4.5×0.63+0.5×0.63=3.15（m）,取3.2m。进水平面尺寸如附图13所示。

附图13 进水池平面尺寸示意图 （单位：m）

3.细部构件尺寸

水池三边挡土一边临水，挡土面为浆砌块石重力式墙，其断面尺寸如附图14所示。护底用M5砂浆砌石，厚0.4m，喇叭管附近护底厚增至0.6m，并在其顶面现浇0.1m混凝土，防止块石因吸水而松动。池厚壁至泵房外墙间距离，考虑施工时泵房大放脚要建在原状土上的原则，假定开挖线坡度为1：1，并留有必要的余地，确定挡土后墙与泵房外墙间净距离为5.0m。

（二）

前池

前池引渠与进水池连接的过渡段，其设计要考虑平、立面平顺扩散。 1.平面扩散

取决于扩散角a值和底坡i值的大小。本设计采用倾斜池壁，池长用下式计算

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（Bb)/2 L

tan(/2)式中 B——引水池宽度15.7m； b——引水底宽2.1m；

a——平面扩散角，取经验值30°。 则L(15.72.1)/225.37(m)，取25.0m；

tan(30/2)2.立面扩散

取决于引渠和进水池的底高程与前池长度。要求前池靠近进水池一段的底坡为0.2～0.3，以稳定流态。

引渠末端渠底高程190.53m，进水池池底高程190.18m，高差△H=190.53-190.18=0.35（m）。

前池长度为25.0m，则i=△H/L=0.35/25=0.014＜0.2。不符合规定要求。 在不改变平面扩散角的前提下，为满足前池对底坡的要求，拟在靠近进水池一段做成标准底坡i=0.25，其余池段与引渠底坡相同，则标准底坡段长度为L=0.35/0.25=1.4(m)。 3.细部构造尺寸

前池的坡面与进水池壁面间用八字形重力式翼墙连接，翼墙轴线与水流方向间夹角取45°。翼墙断面为渐变形。护底与护坡均采用M5砂浆砌石，厚度0.4m，下设0.1m厚砂石垫层。

进水建筑物形式尺寸如附图15所示。

194.00193.00190.53190.181：1.1：1.551：1.51：4附图15 进水池建筑物形式与尺寸图（单位m）精品文档

1：1.5

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五、出水建筑物设计

包括出水池、输水渠及出水管路的设计等内容。 （一）出水池 1.型式

根据站址地形，本设计采用开敞式侧向出水池，用出口拍门阻止池水倒泄。 2.尺寸确定 1）立面尺寸 （1）池顶高程顶：

顶maxh超

式中max——出水池最高水位，本设计为217.48m； h超——安全超高，查资料取0.5m

则 顶217.480.5217.98(m)，取218.0m； （2）池底高程底：

底min(h淹D出P)

式中 min——出水池最低运行水位，本设计为217.18m； D出——出水管渐扩出口直径，本设计为0.55m； P——出水管渐扩出口下缘至池底净距，取0.2m；

h淹——出水管渐扩出口上缘最小淹没深度，要求不小于两倍出口流速水头。本设计取3倍出口流速水头。

4Q240.352)()22D出h淹333.140.550.33(m)

2g19.62(则 底217.18(0.330.550.2)216.1(m) 出水池立面尺寸如附图16所示。

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218.00217.48217.18216.57216.10附图16 出水池立面尺寸示意图（单位m）2）平面尺寸

（1）池长L：LnD出(n1)SL2(5~6)D出 式中 n——入池出水管路根数，本设计为5根；

S——出水管口净间距，即两倍管口直径，即

L2——边管口至池侧壁间净距，取一个出水管口直径，即为0.55m。

则L=5×0.55+（5-1）×1.10+0.55+（5～6）×0.55=10.45～11.00(m),取11.00m （2）池宽B：

BB1(n1)D出

式中 B1——边管出口处池宽，拟取4D出40.552.20(m) 则 B2.20(51)0.554.40(m)

出水池平面尺寸如附图17所示。

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附图17 出水池平面尺寸示意图（单位:m）

（二）输水干渠断面设计

（1）按明渠均匀流设计。黏土边坡系数m取1.5；渠床糙率n取0.025；底坡i取1/3500。用试算法确定渠道设计水深h和渠底宽b分别为h=1.05m，b=1.8m （2）设计水位及最低运行水位。出水池与输水干渠用过渡段连接，过渡段水头损失估算为0.1m，则输水干渠水位为： 设计水位 217.48-0.1=217.38(m) 最低运行水位 217.18-0.1=217.08(m) （3）渠底高程。渠底高程为217.38-1.05=216.33(m) （4）堤顶高程。本设计与出水池顶齐平，取218.0m （三）连接段设计 1.平面尺寸

（1）收缩段长度L缩：

L缩(Bb)/2

tan(/2)式中 B——出水池宽度4.4m b——输水干渠底宽1.8m

a——平面收缩角，凭经验取45°。 则 L缩(4.41.8)/23.14(m)，取3.1m

tan(45/2)（2）干渠护砌段长度L护。根据经验本设计取5倍渠道设计水深，

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L护51.055.25(m)

2.立面尺寸 池底高程为

216.1m，渠首底部高程为

216.33m，高差

0.23m的H216.3321m6。拟在出水池尾部（即收缩段首部）设置.1垂直坎，作为立面连接设计。 （四）细部构造设计

出水建筑物修建在半填半挖的坡地上，因土质较好，故出水池池壁采用C15混凝土重力式结构。与出水管接触部位设置宽0.2m的阻水环，防止渗水。每根水管上方留直径为50mm的通气孔，能使管中空气自由出入。池底用C15混凝土浇筑，与挡水墙分离，界缝处设置止水片。挡水墙断面各部尺寸如附图18所示。

收缩段边坡做成浆砌块石扭曲面结构。护底厚0.4m，底下砂石垫层厚0.1m。护砌段采用0.3m厚的干砌块石护坡护底。砂石垫层取0.1m厚。 出水建筑物整体结构如附图19所示。

218.0217.48217.18216.57216.1附图18 出水池挡水墙断面尺寸示意图（单位:m）精品文档

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218.00217.00216.10扭面216.331—1剖视图1：1.51：1.5111：1.5平面图附图19 出水池建筑物整体结构示意图（单位m）（五）出水管路设计

包括管线布置、管长、管材和承压能力确定和镇墩尺寸等内容。 1. 出水管线布置

根据出水池和泵房设计，出水管线拟采用收缩式布置。管线平行出泵房经起坡镇墩后，在坡面上收缩，经坡顶镇墩后再平行入出水池。

2.出水管线长度

按实地布置确定。经计算出水管口中心线标高为216.57m，出水管进口中心线（即水泵吐出口中心线）标高为193.19m。实地坡面破度为1：2：4。管坡拟修整为1：2：5，则坡面管段长度为（216.57-193.19）×2.5=58.45(m)。过坡顶镇墩后的水平管段，考虑出水池挡水墙不宜太靠近坡口，故取10.00m。坡脚处起坡镇墩前水平管段，考虑泵房室内外布置及施工场地等因素，取13.0m。则出水管线总长度为58.45+10.0+13.0=81.45(m)。 3.管材与承压能力确定

管材根据管路实际承压状况选定。

（1）水锤压力估算。出水管路上不设置逆止阀，水泵处管段承受的水锤压力可按正常工作压力的0.5倍估算。正常工作压力按净水头的1.15倍估算，则正常工作压力H=1.15×（217.48-193.19）=27.93mH2O（279.3kPa），水锤压力：

H0.5H0.527.9313.97mH2O（139.7kPa）

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（2）总工作压力。水泵处出水管路最大工作总压力为正常工作能力与事故停泵水锤压力之和，即H总HH27.9313.9741.90mH2O(419.0kPa)。 （3）管材与管路规格。本设计管路最大内水压力为419.0kPa，查资料选用Dg500的低压铸铁管，其公称压力为441kPa。起坡镇墩与顶坡镇墩间用承插式管，其余处用法兰式管。

4.镇墩尺寸

根据管路流量、管径、内压状况及管破等因素，查资料得起镇墩尺寸如附图20所示。顶坡镇墩尺寸如附图21所示。其中起坡镇墩为单独镇墩，顶坡为联合镇墩。须知，对初拟墩体经计算后最终确定尺寸，并验算其稳定性。

11附图20 a附图20 b附图20 c附图20 d

六、水泵运行工况分析

包括用图解法推求泵运行工作点、校核泵站总流量及估算泵站效率等内容。

（一）水泵运行工作点推求

1.装置性能参数（H需、Q）计算

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H需H净SQ2H净(S沿S局)Q2 式中 H净——泵站净扬程，本设计为25.3m；

S沿——管路沿程阻力参数，用公式S沿10.29n2L/D5.33计算； S局——管路局部阻力参数，用公式S局0.083/D4局计算； Q——通过管路的流量，m3/s；

n——管路材料糙率，查资料得铸铁管为0.013； D——管路直径0.5m；

L——管线长度，经计算进水管路为11.64m，出水管路为81.45m； ——管路局部阻力系数，查资料得：进水管路系统为

进口0.2、900.64、缩0.2，出水管路系统为

扩0.2、阀0.1(全开)、220.26、出0.2、拍1.5；

D局——局部阻力系数相应流速处管径，其中渐缩接管为0.35m，渐扩接管为0.3m，进口喇叭为0.63m，拍门处为0.55m，其余各处为0.5m。 则

11.6481.456.51（s2/m5）5.330.5

0.20.21.50.640.120.260.20.2S局0.08344440.540.30.350.630.55S沿10.290.01320.08324.6913.331.2716.3923.36 0.08379.046.56(s2/m5)

SS沿S局6.516.5613.07(s2/m5)装置性能参数按方程式H需25.313.07Q2计算。 2.水泵工作点推求

用图解法将水泵性能曲线与装置特性曲线用同一比例绘制于同一角坐标内，两曲线交点即为工作点，或者用扣损法在水泵流量～扬程（Q～H）曲线上减去相应流量值下的SQ2值得流量～净扬程（Q～H净）曲线，根据净扬程即可直接查出工作点下的流量，再往上找出相应流量下的水泵扬程。这样，也可求出水泵工作点。

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各水位组合下水泵装置运行工作点参数如附表6所列。 附表6 14Sh-19型泵装置运行工况表 出水池水位（m） 217.48 进水池水位（m） 192.58 净扬程（m） 24.9 总扬程（m） 26.5 流量（L/S） 345 192.18 191.58 25.3 26.9 340 25.9 27.4 332.5 217.18 192.58 192.18 24.6 27.35 346.5 25.0 26.65 342.5 191.58 25.6 27.15 335 101.20 87 轴功率（kW） 101.75 101.63 101.25 101.88 101.25 效率（%）

（二）泵站总流量校核

88 87.5 87 88 87.5 从水泵运行工况表可知：最大净扬程25.9m时流量值最小为332.5L/s，则泵站最小总流量为5×332.5=1662.5L/s﹥1.6m3/s，符合要求。

计算表明：在任何水位组合下，泵站总流量均能满足灌溉所需，水泵工作点始终在高效范围内运行，设计完全符合要求。 （三）泵站效率估算 泵站效率按下式计算：

站泵机传管池

式中 泵——水泵运行效率，在设计净扬程下查附表6得87.5%。

机——电动机运行效率，查资料得电机负载运行效率为92.6%，本设计电机负载率为101.63/115.0=0.884﹥0.75，原效率可不折减。

传——机组间传动效率，本设计为弹性联轴器直接传动，查资料取0.995；

管——管路运行效率，查附表6得设计扬程下为25.3/26.9=0.94； 池——水池运行效率，干渠首与水源水位差为217.38-192.3=25.08(m),泵站设计净扬程为25.3m，水池效率为25.08/25.3=0.99。

则 站=0.875×0.926×0.995×0.94×0.99=0.75×100%=75%﹥54.4%，符合规

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定指标要求。

七、机组基础尺寸

（一）平面尺寸 1.基础长度L

L≥l+C+T+0.5(m)

式中 l——水泵轴向地脚螺孔中心距，查资料14Sh-19型泵为0.48m； C——电机轴向地脚螺孔中心距，查资料JS-116-4型电机为0.59m； T——机组轴向相邻两地脚螺孔中心距，查资料本设计为0.917m（含弹性联轴器轴向间隙4mm）。

则 L=0.48+0.59+0.917+0.5=2.487（m）,取2.5m。 2.基础宽度B

B=E+0.5 (m)

式中 E——电机或水泵垂直轴向地脚螺孔中心距，取两值中较大者。查资料本设计取电机数值0.62m。 则B=0.62+0.5=1.12 (m) （二）立面尺寸 1.水泵基础高度H

H=L栓+t-0.08 (m)

式中 L栓——水泵地脚螺栓长度，本设计取20d；

t——地脚螺栓下端至基础底面距离，本设计取0.15m；

d——水泵地脚螺栓直径，比地脚螺栓孔直径小3mm，查资料14SHh-19型泵地脚螺孔直径为34mm,则d=34-3=31(m)。 则 H=20×0.031+0.15-0.08=0.69(m) 2.电机基础高度H′ H′=H + h –h′

式中 H——水泵基础高度0.68m；

h——水泵轴心线至底脚面距离，查资料得14Sh-19型泵为0.56m； h′——电机轴心线至底脚面距离，查资料得JS-116-4型电机为0.375m。 则H′=0.69 + 0.56 -0.375=0.875(m)。

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