杏彩官方登陆:泵站设计计算书

　　博斯腾湖位于我国新疆巴音郭楞蒙自治州境内。其上游为开都河、下游为孔雀河。故博斯腾湖既是开都河水系和焉耆盆地地面径流的归宿地，又是孔雀河的发源地。多年以来孔雀河水道狭窄，芦苇丛生，博斯腾湖水出流不畅，沿岸湖宽水浅，湖面蒸发损失很大（年蒸发量约为10亿m3），因而造成孔雀河灌区农业用水不足，整个焉耆盆地地下水位升高，土壤盐渍化严重。因此巴音郭楞蒙古自治州粮食产量一直较低。每年均由国家调进粮食。由于孔雀河枯水季节流量小，故不能满足下游两个水电站发电的需水量。其中铁门关水电站5×8500kw 机，只能运行一台，石灰窑水电站2×3000＋2×3200kw机也不能满足机组的发电量。同时由于湖面蒸发损失的增加，近20年以来，博湖的水质也发生了很大的变化，湖水的矿化度1958年为0.383～0.390g/L，而1981年6～8月的平均矿化度为1.8g/L。22年中平均每年增高0.064g/L博湖已由淡水湖变为微咸湖，水质变坏的趋势，近几年更为严重。为此，决定在博湖的西南面，孔雀河口以东约两公里处建设泵站，目的在于：1.根据焉耆盆地治碱、排水，降低地下水位的要求，保证湖水位低于1046m高程；2.调节孔雀河流量，满足库尔勒和塔里木两灌区灌溉用水的需要;3.保证铁门关水电站和石灰窑电站枯水期的发电流量,满足负荷要求,冬季不要限电;4.促进湖水循环,防止湖水继续咸化,同时限制地下水位升高,减轻土壤盐渍化程度。博湖泵站建成后,可兼收排水、灌溉、发电、保护水质四方面的效益,一举而数得。

　　细砂渗透系数K＝4.08－10.00m/昼夜，地下水矿化度高达24.25－26.037g/L，并含有侵蚀性CO2，CO2含量为10.75－161.75mg/L，对普通水泥有侵蚀性。博湖水矿化度如前所述，不含CO2。

　　1．山间盆地与峡谷区：海拔3000－4500m，气候严寒，年平均气温－5.1℃，年最低气温－40.5℃（发生在一月）。雨量多，年降水量300mm，集中于6、7、8三个月。冬季长5个月，最大动土深4.4m，最大风速20m/s，多为西北风。

　　2．焉耆盆地：海拔1048－1200m，气候冰爽，年平均气温8.6℃，年最高气温38.8℃(发生在八月)，最低气温－35.2℃（发生在一月），无霜期平均为145天，日照时树平均为3174小时，年降水量66mm，年蒸发量1983mm，最大风速20m/s，多为西北风，积雪期31天，冻土深1.05 m，不宜种冬麦。

　　3．库尔勒平原：海拔800－950m，受塔里木沙漠气候影响，性气候显著，冬寒夏热，年平均气温10.7℃，年最高气温43.1℃(发生在八月)，年最低气温－32.7℃（发生在一月）。年降水量61.2mm，年蒸发量2668.3mm，日照时数为3001小时，无霜期长，平均为195天，适宜种植棉花及复种玉米。最大风速16m/s，多为西北风，并有来自沙漠的旱风，出现在4－5月份，积雪期32天，冻土深0.65m。

　　博湖泵站是铁门关、石灰窑两级电站的水源泵站,并兼负降低博斯腾湖水位、灌溉库尔勒地区农田的任务,参照铁门关水电站那个主体

　　2．能源：泵站用电由铁门关水电站供给，在铁门关水电站的110kV 升压站接网，用53公里110kV架空输电线．交通、建材：本地交通方便，陆路可通汽车，水路可通船舶；建筑材料可以保证供应,砂石料更可就地取材。

　　根据本地区具体条件，选择站的面积小，拆迁房屋较少，工程造价低。考虑到水流顺直，地基稳定，防洪安全，交通便利，施工方便等要求，站址确定如图所示，在该区域地形开阔、岸坡适宜、有利于工程布置，并且地质良好，能满足正面进水和正面出水的要求。

　　博斯滕湖水泵站属于低扬程、大流量的情况，且扬程变化较大，故初步选用全调节轴流泵。根据设计扬程选择水泵型号。

　　方案的比较：对于方案三机组台数较多不经济，而且流量与设计流量相差超过5%故舍弃，对于方案一虽然台数流量基本满足条件但台数是偶数台不利于对称开启，综合考虑选择第二种方案的泵型。

　　泵房结构型式多样，常采用的有分基型、干室型、湿室型和块基型。其中块基型适用于大中型水泵站，该泵房结构整体性好，可以适应各种地基条件，最适合博斯腾湖泵站的设计情况。

　　块基型泵房按其是否直接挡水及与堤坊的连接关系可分为堤身式和堤后式两种。堤身式出水流道短，建筑物等级高，一般与防洪标准一致，扬程较小时采用此形式比较经济，因此将其作为首选方案。堤身式泵房又因其出水流道的不同而分为堤身虹吸式和堤身直管式和堤身屈膝式。堤身虹吸式泵房虽然断面复杂，施工较为困难，但运行可靠，检修容易，为确保安全可靠采用该方案比较合适。

　　1)转轮中心线至底板的距离H与转轮直径D的比值H/D越大则进口流速分布越均匀，同时相应增加工程难度与造价故暂定H/D=2

　　4）进水流道底板一般未平底，但往往将流道进口段底板向上翘起，其上翘角为5°--12°，一般多采用8°--10°

　　5）进水流道顶板的仰角一般根据进水池最低水位高程确定，要求顶板上缘淹没在最低水位，国内泵站多采用肘形进水流道，其α角多为20°左右。

　　6）进水流道进口段出口断面高度hk不宜过大，以免引起脱流通常取值范围以（0.8—1.1）D为宜。

　　7）中部弯曲段的内外侧一般分为不同心圆弧构成。弯曲段内外侧的曲率半径不宜太小，外侧半径RO以大致等于D为宜，内侧半径R2以（0.35—0.45）D为宜。

　　出水流道分为虹吸式、直管式、屈膝式、猫背式以及双向出水等几种。其中虹吸式和直管式较为常用。直管式出水流道设计施工简单，但由于其断流采用拍门或快速闸门，水流速度大，导致水力损失也较大，而且拍门受工艺限制常有事故发生，运行不如虹吸式可靠。虹吸式出水流道水头损失小，断流方式简单可靠，维修操作工作量小。适用于出水池水位变幅不大的立式或斜式低扬程泵站，综合考虑以上因素，决定采用虹吸式出水流道。

　　出水流道采用虹吸式出水流道一般由扩散段出水弯管，上升段，驼峰段，下降段，出口段等部分组成，分别确定各部分的形状和尺寸。

　　其中：▽高是出水池最高水位，为1050.2米；δ为安全超高，一般在0.1 ～ 0.3m之间，这里选取为0.2米）

　　由水泵样本曲线可得H ～Q 曲线和η～Q 曲线；再由S 推求出H r ～Q 、H min ～Q 和H max ～Q 曲线如图

　　B ：为池宽，为31.42m ； Q ：为水泵设计流量,为40s m /3； K ：为秒换水系数，指进水池最小容积与水泵设计流量的

　　为了布置栏污栅和检修闸，将进水流道向引渠方向延长一段。即将前池与隔墩直接相连，可取进水池长度为5.0m 。 2.引渠

　　引渠：指的是连同水源（或排水区）与泵房的明渠也称泵站的引水渠。其主要作用有：1）可以使泵房尽可能的接近供水区（或容泻区）以减少输水管道长度，从而节省工程投资和能量损耗。2）为水泵正向进水提供条件。3）可以避免泵房与水源直接接触，从而简化泵房结构和方便施工。4)多泥沙的水源中抽水的泵站，还可以提供设置沉沙池的场所并为前池利用自流沙提供必要的高程。 引渠的断面采用梯形形式

　　梯形度宽拟为b=20 m ；由于引渠处土层为细沙，边坡系数取为m=2.25；由于渠道平整顺直，养护良好，糙率取为n=0.0225；渠道流量为40m 3/s ，初步拟定渠道底坡为i=

　　。 本次计算也可采用VB 计算程序，具体程序过程见最后部分。 根据以下六个公式可列出以下计算表：

　　前池分为正向进水和侧向进水两种。由于本站站址所决定，进水方向和出水方向为一个方向为好，而且正向进水流态平顺且形式简单，施工方便，故综合考虑采用正向进水方式。 二）前池尺寸确定 （1） 前池扩散角

　　前池扩散角α应小于临界扩散角临界α=20°～40°，由于引渠和前池中水流一般为缓流，故其扩散角可大于20°，取α=20° （2） 前池长度

　　由于引渠末端底部高程一般比进水池底部高，因此，引水渠和进水池连接时，前池的形状不仅在平面上扩散，在剖面上也有一个向进水池方向倾斜的纵坡i ，其值i=△H/L,△H 为引渠末端底部与进水池底部的高差，L 为前池长度。为了使流态更好，且节省工程量，将前池底部前段做成水平，靠近进水池的后段做成斜坡，此时取i=0.1。 斜坡段长度L 1为: L=△H/i=（1040.65-1038.6）/0.1=20m

　　一般出水池都比渠道宽，为了使水流平顺地进入渠道，在出水池与渠道之间采用一渐变的衔接段。根据经验，α=20～45度之间较好。

　　引渠和前池要有翼墙衔接起来，前池翼墙有直立式、倾斜式及圆弧式。直立式翼墙可以获得良好的流态，并且便于施工，应用广泛，所以本站采用直立式翼墙衔接。又由于进水池处的水深很大，即翼墙的长度就很大，故采用空腔式翼墙。

　　泵房是装设水泵主机组，辅助设备，电机设备及其他设备的建筑物，主要作用是为了电机设备及运型管理人员提供良好的工作条件，泵房是泵站中的主体建筑物。泵房基础结构形式不同，通常分为：分基式，干室型，湿室型，块基式。泵站采用块基式泵房，因为对于口径较大（大于1200mm）水泵为满足水泵的进水流态的要求，通常需要采用专门的进水路道，块基型泵房整体重量大，抗浮和抗滑性能好，能够抵挡较大的外水压力。

　　块基型泵房一般由电机层，连轴节层，水泵层和进水流道层四层组成，将这四层组成的这部分泵房称为主泵房。

　　泵房的宽度又称泵房的跨度，应根据水泵，阀门和所配置的其他管件的数量和尺寸以及水泵及机组的布置形式，并满足设备安装检修及运行维护通道或交通通道布置的要求确定。主厂房的宽度应由电机或风道最大尺寸及上下游侧运行维护通道所求的尺寸确定。B1为操作盘柜背面与吊车柱之间的净距=1.2m ， b2为操作盘柜的厚度，b3为配电盘柜到吊物孔边缘的距离。

　　起重机的起重重量取10t 跨度由厂方宽度初步确定为10.5m 起重机的技术规格选择，单钩式起重机的主要尺寸如下：

　　小车轨距：2000mm ，大车轮距：400mm ，小车轮距：1400mm ，大梁底面至轨道面距离：26 ，起重机最大宽度 5000mm ，轮面至起重机顶端的距离 1743mm ，轨道中心至起重机外短距离230mm ，轨道至缓冲器距离725mm ，车轮中心至缓冲器外端距离450mm ，吊物至轨面距离323mm。

　　本站采用在上游侧吊运设备，由于水泵轴为最长的部件，故以水泵轴长确定厂房高度。各个部分的高度:

　　H6屋架下弦与行车顶面的距离一般为0.3-0.5m，本站取0.4m。从电机层地面到屋架下弦总高度为：

　　为了便于管理人员往来走动，于进水或出水侧设有走道。本站采用的电机层主通道设在进水侧，宽度 2.2m；水泵层主通道要可以运水泵的最大部件（本站为水泵60度弯管，尺寸为2.6m×1.8m），故主通道设在出水侧（虹吸式出水流道的下部有较大空间），宽度3.5m，进水有宽1.5m的巡视通道。

　　巡视通道门；出水侧门要可以运输水泵最大部件，尺寸为2.6m×1.8m，应设有3.5m宽、4.2m高的主通道门。

　　在虹吸式处水流道下部，为了节约混凝土降下部分成两层挖成空腔，在上层空腔内开设2.2m宽、3.8m高的门，下部设有1.1m宽、1.9m高的门。

　　为了满足通风要。