(完整版)某抽水泵站设计本科毕业设计

本科毕业论文（设计）

题目：某抽水泵站设计

院（系）：金坛学习中心专业：土木工程

指导教师：李洪年职称：高级工程师评阅人：职称：

2006 年11 月

本科生毕业论文（设计）原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究设计及取得的设计成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对与我一同工作的同志对本设计所做的任何贡献表示了谢意。

毕业论文作者（签字）：

签字日期：年月日

中文摘要

某市拟拆除土桥旧站，新建一座抽水站，作为江堤达标建设的附属配套工程，兼挡洪、灌溉、排涝于一体，设计流量22m3s。该站的主要任务是与十二圩泵站联合运行，抽引江水，补给淮水水源的不足，解决该市境内13个乡近50万耕地的灌溉用水，并结合仪扬河以南圩区64平方公里面积的排涝任务，要求在上下游水位组合允许时，能实现自流和自排，保证该地区社会与经济的可持续发展。

本设计泵站以灌溉为主，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

考虑泵站的多重任务，本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有占地面积小、节省工程投资、便于集中管理等优点。

本设计泵站以灌溉为主，兼有挡洪、排涝任务，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

本设计采用正向进水前池，前池的水流方向和与进水池的水流方向一致，水流的流态平顺，池的结构简单、施工方便。

本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够使水流从前池进入水泵叶轮室的过程中更好地转向和加速，为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有占地面积小、节省工程投资、便于集中管理等优点；缺点是对进水流道设计要求较高，否则，容易增加阻力损失，进水流道易产生涡带，导致水泵及站房振动，严重时可能危及机组和站身安全。

本设计将检修间和配电间分别布置在泵房的两端。

在泵站排涝期间，为防止水草等杂物进入进水流道，在内河侧设置清污机，以保证泵站的有效运行。清污机具有自动化程度高、工作效率高等优点。

关键词:泵站灌溉

Abstract

Some cities intend to dismantle the old station of soil bridge , one Xin Jian pump station , are 22 m3s blocking flood , irrigation , draining waterlogged farmland in an integral whole , designing rate of flow concurrently as the affiliation auxiliary projects that the river dike builds up to the standard. Be the major task standing's turn to be to unite with twelve country fair pump stations working , to shrink to attract river water, deficiency replenishing Huaihe River water with a irrigation resolving that city within the territory uses water , join draining waterlogged farmland spreading River 64 square kilometers to the south country fair area area combining with an instrument the mission, can realize the sustainable development flowing by itself and swear to owe area society and economy from the row when requiring that water level combination allows in upper lower reaches,. Originally, design that the pump station gives first place to irrigation , belong to the medium-sized pump station , select and use a piece

Consider multiple pump station mission , design is adopted two-way pass in and out of streams saying that self quotes from a row in order to satisfying a pump station ,and two-way request carrying water. Enter streams being able to be that the water pump provides fine water-entering condition. Two-way runner arrangement field area merit such as small , economizing project investment ,

centralized management easy to.

Design that the pump station gives first place to irrigation originally , simultaneously, waterlogged farmland the mission, belongs to the medium-sized pump station ,

select and use a piece base the architectural pump front pool, front pool streams direction and the streams direction with entering pool are consistent, the

streams stream state smooth-going, the pool structure is simple , construction is convenient

Design is adopted two-way pass in and out of streams saying that self quotes from a row in order to satisfying a pump station ,and two-way request carrying water. Enter streams being able to make streams before, get lost much better and speed up providing fine water-entering condition, for the water pump in pool entrance water pump impeller room process. Two-way runner arrangement field area merit such as small , economizing project investment , centralized management easy to; The shortcoming is to say that design demand is , may endanger the aircraft crew and station body safety when grave.

Design the both ends will overhaul a room and arranging respectively among power

distribution in the pump drains

waterlogged farmland, be prevent waterweeds from waiting for varia entrance to enter

streams saying, effective operation setting up clear filth machine,

to ensure that the

pump stands in inland river side. Clear filth machine automation

degree Irrigation

目录

第一章工程提要 (1)

第二章设计依据与基本资料 (2)

第三章水泵选型与工况校核 (4)

第一节水泵选型 (4)

第二节动力机选配 (5)

第三节水泵工况校核 (6)

第四章枢纽总体布置............................ 错误！未定义书签。第五章泵房设计................................ 错误！未定义书签。

第一节选定泵房结构形式.................... 错误！未定义书签。

第二节泵房尺寸拟定........................ 错误！未定义书签。

第三节泵房主要构件材料和尺寸 (8)

第六章进出水建筑物设计 (14)

第一节进水流道的设计 (14)

第二节出水流道的设计 (15)

第三节引渠的设计 (15)

第四节前池的设计 (16)

第七章泵房附属设施选择 (17)

第一节起重设备 (17)

第二节配电柜 (17)

第三节电缆沟 (18)

第四节起动供水设施 (18)

第五节检修工作桥 (19)

第六节清污机 (19)

第七节闸门与启闭机 (19)

第八章泵房整体稳定计算 (22)

第一节渗透稳定验算 (22)

第二节地基容许承载力计算 (23)

第三节泵房基底压应力计算 (24)

第四节泵房抗滑稳定计算 (30)

第五节泵房稳定计算成果汇总 (31)

第九章结构计算 (31)

第一节底板内力计算 (32)

第二节底板配筋计算 (35)

结束语 (36)

致谢词 (37)

参考文献： (39)

第一章工程提要

某市拟拆除土桥旧站，新建一座抽水站，作为江堤达标建设的附属配套工程，兼挡洪、灌溉、排涝于一体，设计流量22m3s。该站的主要任务是与十二圩泵站联合运行，抽引江水，补给淮水水源的不足，解决该市境内13个乡近50万耕地的灌溉用水，并结合仪扬河以南圩区64平方公里面积的排涝任务，要求在上下游水位组合允许时，能实现自流和自排，保证该地区社会与经济的可持续发展。

本设计泵站以灌溉为主，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

考虑泵站的多重任务，本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有占地面积小、节省工程投资、便于集中管理等优点。

第二章设计依据与基本资料

一、地形资料

见灌区水利枢纽图及站址地形图。

二、水位资料

水位资料见表2－1。

表2－1 设计水位资料

三、地基土壤资料

经钻探分析，站址处地质情况见表2－2。

表2－2 设计地质资料

四、其它资料

1. 设计标准：Ⅱ级水工建筑物；

2. 抗震标准：地震烈度7级；

3. 该地区离市区较近，附近有35千伏电力线穿过。站区内有公路干线，建筑材料及机电设备均可运至工地。

第三章水泵选型与工况校核

第一节水泵选型

（1）确定泵型方案

水泵的选型一般有以下几条原则：

①充分满足一定设计标准内供排水及灌溉要求；

②水泵在运行中效率高；

③水泵运行时安全，汽蚀性能良好；

④机电设备及土建投资费用低；

⑤运行、管理和维修方便。

考虑灌溉情况，泵站净扬程为：

H

净=▽

内河

－▽

长江

=4.4－0.8=3.6m

查《水泵与水泵站》表7-1，可取管路损失为净扬程的15%，则泵站设计扬程为：

H

设

= H净×(1+15%)=3.6×1.15=4.14m

泵站最小扬程为：

H min =▽

内河

－▽

长江

=2.6－0.8=1.8m

泵站最大扬程为：

H max =▽

内河

－▽

长江

=4.4－0.0=4.4m

根据设计扬程和设计流量，查轴流泵资料（高邮水泵厂）可得：900ZLB —100型泵，转速为485rmin，叶角为+4o；1300ZLBQ—70型泵，转速为375rmin，叶角为0o两个泵型方案。它们的扬程均符合要求，可作为进一步比较的依据。它们的性能指标如表3－1所示。

表3－1 立式轴流泵性能规格表

（2）确定各泵型台数

用关系式i =Q站Q泵确定上述各泵型所需台数。

900ZLB—100型泵：i=22 2.853=7.71，取8台；

1300ZLBQ—70型泵：i=22 6.184=3.56，取4台。由关系式i=Q站Q泵确定上述各泵型所需台数。

（3）最优方案选定

上述两种方案中，从基建角度看，1300ZLBQ—70型泵4台土建工程投资较少，管理也较方便；900ZLB—100型泵8台土建工程投资较大，管理也不是太便利。再从未来的运行工况分析，1300ZLBQ—70型泵4台方案的水泵铭牌扬程与泵站设计扬程靠得很近，工况应变范围可能略胜一筹。因此，本设计选定1300ZLBQ—70型泵4台方案作为最优方案。

第二节动力机选配

包括动力机类型选择、配套功率和确定机型等内容。

（1）动力类型选择

泵站南部有35kV电力线穿过，本设计可选用电力拖动水泵。

（2）配套功率计算

水泵的配套功率用下式计算：

N

配

= K N轴η传

式中：K——动力备用系数，查《水泵与泵站》，可取1.05；

N

轴——水泵工作范围内最大轴功率，N

轴

=ρgQHη

泵

=1000×9.8×6.343

×4.140.802=325.49 kW；

η传——传动效率，查《水泵与泵站》，可取0.98。

则N配= 1.05×325.490.98=348.74 kW。

（3）确定电机型号

根据水泵额定转速375 rmin和配套功率348.74 kW，查资料选用JSQ350—16型电动机4台。其技术性能指标如表3－2所示。

表3－2 JSQ350—16型电动机技术性能表

第三节水泵工况校核

（1）水头损失

根据估算可知：拦污栅水头损失为0.2m；闸门槽水头损失为0.1m；进水流道水头损失为0.2m；出水流道水头损失为0.3m。

则水头损失h损=0.2+0.1+0.2+0.3=0.8m。

（2）工况校核

将h损=0.8m代入—1)F

式中：n——主机组台套数，本设计为4台套；

b——单独进水池宽度，池宽b=（2～2.5）D进=（2～2.5）×1.8＝（3.6～4.5）m，取b=4.5m；

F——中墩厚度，取F=0.8m。

则L=4×4.5+(4—1)×0.8=20.4m。

2、泵房宽度B。按湿室进水流态与动力机层设备布置两种情况分别拟定，择大者选取并作适当调整。

⑴按进水流态确定B。泵室宽度B即为进水池长度。该长度凭经济取5D进=5×1.8=9m。

⑵按动力机层设备布置确定B。用下式计算拟定：

B=b0+b1+b2+b3+b4

式中：b0——立式电机外径，查资料得：JSQ350－16型电机外径为1.9m；

b1——泵房进水侧工作通道，取2.5m；

b2——泵房出水侧主通道，取3.0m；

b3——泵房进水侧宽度，取6.0m；

b4——检修出水侧宽度，取4.5m；

则 B=1.9+2.5+3.0+6.0+4.5=17.9m。

上述两个计算结果经比较协调，决定取泵室宽度17.9m，泵房平面轮廓尺寸如图5—2所示。

3、检修间及配电间

（1）检修间

检修间置于泵房的一端，其面积需要满足检修一台机组时的空间要求，

并能满足载重汽车的卸货要求。检修间尺寸为长18.9m ，宽7.6m ，与泵房同高。

（2）配电间

配电间于泵房的另一端，配电设施采用一端式布置，配电柜尺寸2.14m ×0.9m ×0.6m ，柜后通道宽度为0.8m ，柜前操作空间宽度为 1.5m 。配电间尺寸长14m ，宽12.9m ，高4.5m 。

图5-2 泵房平面轮廓尺寸示意图 (单位:

m )

第三节 泵房主要构件材料和尺寸

（1）边墩

边墩顶与电机层楼板顶面等高，边墩底与底板面一致，挡土高度为5.0

－(－3.4)＝8.4m。采用C25钢筋混凝土现浇，上下底面等宽均为1.0m，检修门槽及拦污栅门槽深为0.2m、宽为0.2m。边墩断面图如图5—3所示。

100

图5 3 边墩断面尺寸示意图 (单位:cm)

（2）电机梁

采用C25钢筋混凝土预制件，两端伸入墩墙0.25m，梁长为4.5+2×0.25=5m，截面形式为50cm×80cm的矩形截面。间距为1.9m，预留机座底脚螺栓孔于正中。中间布置连系梁，梁顶内侧两端各留100cm长8cm×10cm 的搁板槽口，其结构尺寸如图5—4所示。

图5-4 电机梁结构尺寸示意图 (单位:

cm )

A -A

俯视

50

（3）电机层楼面板

采用C20钢筋混凝土预制件，选用槽型截面，每块板宽0.7m ，板长为5m 。截面尺寸如图5—5所示。

图5-5 电机层楼面板结构尺寸图 (单位:cm )

(侧视)

(俯视)

（4）过墙梁

过墙梁采用C25钢筋混凝土槽行截面预制件，截面尺寸为50cm ×60cm ，长度为5m ，截面尺寸如图5—6所示。

图5-6 过墙梁截面尺寸示意图 (单位:cm

)

（5）底板

采用C25钢筋混凝土实心现浇板，其尺寸根据泵房平面尺寸确定，长边为20.4+2×1.0=22.4m ，宽边为17.9+0.25+6.25=24.4m ，厚度为1 m ，四周设置齿坎，截面尺寸如图5—7所示。

图5-7 底板截面尺寸示意图（单位：cm ）

（6）中墩

采用C25钢筋混凝土现浇，墩厚0.8m ，墩长为24.4m 。其中进水端的半圆型头部和检修门槽部位段为0.6m 。中墩尺寸如图5—8所示。