水泵与水泵站课程设计说明书

水泵与水泵站课程设计说明书学院：XXXXXXX学院班级：农业水利工程XXXX班指导老师：XXX姓名：XXX学号：XXXXXXXXXX目录一、灌溉泵站课程设计任务书示例 (1)1.1设计任务 (1)1.2.设计资料 (1)1.3要求 (2)二、灌溉泵站课程设计指导书 (3)2.1熟悉资料 (3)2.2枢纽布置 (3)2.3设计流量的计算 (3)2.3.1毛灌水率 (3)2.3.2机灌灌水率 (4)2.3.3设计流量 (4)2.4确定水泵的设计扬程 (5)2.4.1平均实际扬程 (5)2.4.2水泵的设计扬程 (6)2.5机组选型 (7)2.5.1水泵选型 (7)2.5.2选择动力机及传动设备 (9)2.6计算经济管径 (10)2.7水泵安装高程 (10)2.8确定泵房结构形式 (12)2.9泵房内部布置及各部分尺寸拟定 (12)2.9.1相对位置的确定 (12)2.9.2泵房内部布置 (12)2.9.3泵房各部分尺寸的确定 (13)2.10进出水建筑物等的设计与布置 (16)2.10.1引渠 (16)2.10.2前池 (16)2.10.3进水池 (17)2.10.4出水建筑物 (19)2.10.5支墩 (21)2.10.6镇墩 (21)2.10.7其他布置： (21)2.11.计算水泵工作点，进行工况校核，泵站运行调节 (23)2.11.1水泵工作点的确定与工况校核 (23)2.11.2水泵运行调节 (23)2.12泵站整体稳定分析 (24)2.13按设计任务要求绘制设计图、编写设计说明书 (24)一、灌溉泵站课程设计任务书示例1.1设计任务某灌溉泵站设计。

1.2.设计资料1.2.1基本情况。

本区地势较高，历年旱情比较严重，粮食产量低。

根据规划，拟从附近湖中扬水灌溉该区的6.7万亩农田，使之达到高产、稳产的目的。

机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。

灌区缺少灌溉制度，现参考附近老灌区的灌水经验，制定出本灌区灌溉保证率为75%的灌溉制度。

设计毛灌水率如表1所示。

表1 设计年内毛灌水率灌水时间（日/月）1/3-15/4 16/4-10/6 11/6-30/7 1/9-30/9 15/11-10/12 灌水率[L/（s·千亩）] 30.00 22.00 16.5 22.5 30.751/500的站地地形图（从略）1.2.2地质及水文资料。

根据可能选择的站址，布置6个钻孔。

由地质柱状图（从略）明显的看出，3m以内表土主要是粘壤土，经土工试验，得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角为ϕ，承载力为200KN/m2。

=35站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右（系黄海高程）。

1.2.3气象资料。

夏季多年平均旬最高气温为C34，春、秋季干旱少雨，年平均降雨量为524mm，降雨年内分配极不均匀，每年7、8、9月的降雨量占全年降雨量的80%以上。

年平均无霜期为200天左右，多年平均最低气温为C 8 ，最大冻土深度为0.44m。

平均年地面温度为C 15，平均年日照时数为2600.4h。

累计年平均辐射总量为527.41kJ/cm，平均日照百分率为59%。

热量和积温都比较丰富，能满足一年两熟作物生长的需要。

1.2.4水源。

灌区西北有一湖泊，是规划灌区的水源，其水量充沛。

灌溉保证率为75%时的湖泊月平均水位如表2所示。

表2 湖泊月平均水位（保证率75%）月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12水位308.9 308.9 309.2 309.3 309.5 309.7 312.0 312.0 313.2 309.8 309.8 308.9 （m）灌溉保证率为90%时，灌溉时间旬平均最低水位为308.8m。

5年一遇的旬平均最高水位达312.5m，夏季多年旬平均最高水温为C23。

1.2.5其他资料（1）根据规划，为保证扬水后自流灌溉，出水池水位均不应低于327m。

（2）站址附近有6.3kV高压电力通过，已经有关部门批准，可供泵站使用。

（3）该地区劳动力充足，交通方便，除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的特殊材料外，当地可提供砖、石、瓦、木材等建筑用材。

（4）根据机电设备的运行特性，每天按24h运行设计。

1.3要求要求每个同学独立完成泵站设计中初设阶段的部分内容，成果包括设计图纸和设计说明书。

1.3.1图纸（1）枢纽平面布置图（在1/500地形图上绘出）。

（2）泵房平面图，泵房纵、横剖面图。

1.3.2设计说明书（1）概述建站目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准。

（2）机电设备选择的依据和计算。

（3）泵站各建筑的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。

（4）泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。

（5）验证机组选择的合理性，并说明其在使用中应注意的问题。

二、灌溉泵站课程设计指导书2.1熟悉资料对所建站的基本情况要做到心中有数，并对资料进行科学分析。

2.2枢纽布置因为缺少地形资料，故省略。

2.3设计流量的计算2.3.1毛灌水率为了便于选择同型号水泵，作出灌水率图，按以下原则将灌水率图修正成等阶梯形状，具体修改原则如下：（1）灌水日期的移动或者灌水时间的变动，不应影响作物的正常需水（变动天数不超过2-3天）。

（2）各次灌水的灌水率数值不应相差太大（最小灌水率不应小于最大值的40%），以使渠道流量比较平稳，泵站机组利用率较高。

（3）修正后的灌水率应适应我国目前的管理水平，对旱作灌区，一般的灌水率在20～35 L/(s·千亩)之间。

修正后毛灌水率图如图1。

图1 修正后毛灌水率图2.3.2机灌灌水率按每天开机小时数，将修正后的毛灌水率换算成机灌灌水率机q ，绘制机灌灌水率图。

公式为：机设机t q q 24=………………………………⑴ 式中 设q ——修正后的设计毛灌水率，L/(s ·千亩)； 机t ——机组每天开机的小时数，h 。

因为机组每天运行时间等于24h ，代入数据，求得：设机q q =，从而机灌灌水率图与修正灌水率图相同，此处作图省略。

2.3.3设计流量取灌水率图中最大的灌水率来计算泵站的设计流量设Q 。

公式为：ω⋅=设设max q Q ……………………………⑵式中 设max q ——修正后的最大灌水率，L/(s ·千亩)； ω——设计的灌水面积，67=ω千亩。

代入数据，求得：设计流量s L q Q /25.20606775.30=⨯=⋅=ω设设。

此时，化标准单位可得： h m Q /9.74163=设 2.4确定水泵的设计扬程2.4.1平均实际扬程 计算平均实际扬程公式为： ∑∑=ii ii i tQ t Q H H 实实…………………………⑶式中 i H 实——相应时段i t 时的出水池水位与进水池水位之差，m ；i Q ——相应时段i t 时的泵站供水流量，L/s ； i t ——不同灌溉时段的泵站工作天数，天。

具体计算过程见表3。

表3 平均实际扬程计算表 月份 1 2 3 4 5 6 水位H （m ） 308.9 308.9 309.2 309.3 309.5 309.7 灌水率q i[L/(s ·千亩)]0 0 30 3022 22 2216.5H 实i 18.1 18.1 17.8 17.717.5 17.3t i 0 0 31 15 15 31 10 20 Q i 0 0 2010 2010 1474 1474 1474 1105.5 H 实i t i Q i 0 0 39.87 19.12 14.16 28.7 9.17 13.84 Q i t i 0 0 2.24 1.08 0.80 1.64 0.530.86月份 7 8 9 10 11 12 水位H （m ）312.0312.0313.2309.8309.8308.9灌水率q i[L/(s ·千亩)]16.5 0 22.5 0 30.75 30.75 H 实i 15 15 13.8 17.2 17.2 18.1 t i 31 0 30 0 1610Q i 1105.5 0 1507.5 0 2060.25 2060.25 H 实i t i Q i 18.45 0 22.49 0 20.47 13.39 Q i t i1.231.631.190.74注：I .)327(m H H H H i i =-=实 II .ωi i q Q = III .6.199=∑i ii Q t H实 IV .88.11=∑ii tQ由表格计算可得：m 8.1688.1166.199==实H 2.4.2水泵的设计扬程确定水泵的设计扬程，公式为：实损实设H k h H H ∑+≈∆+=)1(………………⑷式中 损h ∆——管路沿程和局部水头损失，m ；k ——管路水头损失占平均实际扬程的百分比，其值可 按表4初定，取k=0.05。

表4 k 值 选 择）（实m H水泵规格水泵出口直径（mm ）<200 200～350 >350 <10 0.3～0.5 0.2～0.4 0.1～0.25 10～30 0.2～0.4 0.15～0.30 0.05～0.15 >300.1～0.30.1～0.20.03～0.10注：扬程低或直径小者用大值，反之用小值。

代入数据，求得：设计扬程：m 65.178.1605.01)1(=⨯+=+=）（实设H k H 。

2.5机组选型2.5.1水泵选型 （1）水泵选型的原则a .在设计扬程下，能满足设计流量的要求。

b .当实际扬程变化时，水泵能在高效区内工作。

c .在能够适应灌溉流量变化的前提下，尽量选用较大的水泵，以减少台数，节省基建、维修费用，另外大泵的效率较高。

d .在一个泵站中，尽可能选用同型号的水泵。

e .如进水池的水位变化幅度较小时，优先选用卧式机组。

f .在满足流量和扬程的前提下，尽量选用吸水性能好的水泵。

（2）水泵优选根据修正后的灌水率图，取最大灌水率为： )/(75.30max 千亩设⋅==s L q q 最大设计流量为： h m Q /9.74163=设所以水泵初选台数方案有四种：方案一：4台24sh28水泵（1台备用）；方案二：5台20sh-13A水泵（1台备用）；方案三：6台20sh19水泵（1台备用）；方案四：7台14sh-19A水泵（1台备用）。

讨论两种方案的可行性及优选，见表5。

表5 水泵台数方案初选比较方案一方案二方案三方案四台数3+1(备用) 4+1（备用）5+1（备用）6+1(备用) 型号24sh28 20sh-13A 20sh19 14sh-19A 水泵扬程H 21m 26m 27m 20m 流量Q 2880m3/h 2230m3/h 1620m3/h 1440 m3/h 轴功率N 195kW 186kW 148kW 94kW 配套功率P 220kW 220kW 190kW 125kW 额定转速n 970r/min 970r/min 970r/min 1450r/min 效率η84.5% 85% 80% 82%允许吸上真空高度2.5m 4m 4m3.5mHs叶轮直径D 450mm 550mm 465mm 345mm 总流量Q总8640m3/h 8920m3/h 8100m3/h 8640m3/h，较设计流量在上述四种方案中，方案二由于h89203=mQ/总偏大较多，造成水资源浪费和运行费用的剧增，显然=74163m9.hQ/设不合理。