本文格式為Word版，下載可任意編輯——小型泵站設計

型設

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小泵站計

第1章小型泵站設計概論

1.1小型泵站的特點

1.1.1泵站定義

泵站是以抽水為目的，由一整套機電設備和為其配套的土建工程設施所組成的水工建筑物。機電設備是由作為核心設備的水泵及其配套的動力機、傳動裝置、管道系統(tǒng)、電氣控制設備和相關的輔助設備所構成。配套土建工程包括泵房及上部結構，進、出水建筑物及其配套的控制涵、閘等。從廣義上說，由泵站及其相連的引水灌排系統(tǒng)和附屬的管理設施則一起構成泵站系統(tǒng)。1.1.2泵站分類

在我國的農業(yè)生產中，排灌泵站（習慣上把這一技術措施稱之為機電排灌）己成為農業(yè)穩(wěn)產高產、旱澇保收的重要保證。同時，隨著國民經濟的迅速發(fā)展，泵站已從單一的農用排灌發(fā)展到工業(yè)、交通、電力、船舶、城市供排水及防洪等國民經濟的大量重要部門。從總的方面分類，根據泵站的用途、規(guī)模、泵型或動力類型的不同，泵站有其不同的名稱。按其用途可分為澆灌泵站、排澇泵站、排灌結合泵站及補水（補庫）泵站四種；按泵站規(guī)模又可分為大、中、小型泵站；按泵站的提水高度又可分為高揚程泵站、中等揚程泵站及低（超低）揚程泵站；按水泵的配套動力類型可分為電力泵站、機力泵站和機電混裝泵站；按其所用的水泵類型又可分為軸流泵站、混流泵站、離心泵站、圬工泵站及潛水泵站等幾種。

本設計所涉及的泵站范圍主要是流量在10m/s以下、泵的口徑不超過500mm的泵型及單級揚程不超過50m的泵站。1.1.3不同類型地區(qū)泵站的特點

根據不同類型地區(qū)的特點，其所建泵站無論是泵型還是泵站的型式都表達出不同的特點。

（1）低洼圩區(qū)；主要分布于XX省里下河和太湖河網地區(qū)、浙江省杭嘉湖地區(qū)、廣東省珠江三角洲等地區(qū)。這些地區(qū)地勢平坦而低洼。當暴雨時，內澇普積，外水壓境，外水位常接近或高出地面無法自排。在天旱時，外水位往往低于地面不能引灌。因此，在低洼圩區(qū)必需積極發(fā)展機電排灌。在這類地區(qū)，機電排灌的特點是排澇模數大于澆灌模數。建站中，多以低揚程排澇站為主，排灌降結合，有的也建有單灌站。其泵型一般采用低揚程軸流泵和圬工泵，凈揚程平均在3m以下。泵站的布局上，采取統(tǒng)一規(guī)劃、分散布點，即按排澇標準統(tǒng)一配備裝機容量，按排灌的要求分散設點建站，做到大聯圩分級排澇，小灌區(qū)（100畝左右）分散澆灌。低揚程排澇站采用圬工泵或高比轉速軸流泵為主，灌排站采用軸流泵和混流泵為主。

（2）平原地區(qū)：主要集中于山東、XX、浙江、廣東、遼寧、XX、上海、天津等沿海地區(qū)及內地湖北、湖南、黑龍江等省沿江、河、湖泊地區(qū)。廣布于黃、淮、沂、沭、泗

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和長江、珠江、黑龍江等河道的中下游。地勢平坦，微緩傾斜，在大部分平原坡地及沿海墾區(qū)，一般自流澆灌條件差，泵站提水揚程多在5~7m左右。這些地區(qū)地下水埋深一般在3~5m以上。因此，除需建泵站提水外，同時還需開發(fā)地下水，發(fā)展井灌，以補充地面徑流之不足。泵站的型式一般有兩種，一種為補水站，起調理水量、補充水源的作用；另一種是澆灌站，提取內部溝河蓄水，進行抗旱澆灌。

在XX、湖北、湖南等省建有大中型水利樞紐工程的地區(qū)除建有大型泵站在流域間進行調水外，在這些地區(qū)還建有以澆灌或灌排結合為主的小型泵站，澆灌揚程多在5~7m左右，排澇揚程多在3~6m左右。在沿江沿海平原，由于受潮汐影響，水位時漲時落，易澇易旱。旱時需提水以補水源，澇時則需提水外排。因此，在建站時，往往引、蓄、排、降多功能相結合。這類泵站由于年工作時間較長，因此在設計時應充分考慮泵的工作性能在高效區(qū)內工作，以儉約能耗，降低成本。

（3）山丘地區(qū)：我國大部分地區(qū)，特別是內地省區(qū)，山丘綿延起伏。山丘崗地，由于塘庫少，被復差，大雨蓄不住，水土流失嚴重，澆灌水源普遍不足，這些地區(qū)多通過建泵站多級提水澆灌。在一些攔蓄條件較好的山丘區(qū)，庫塘較多，機電排灌主要任務在于提水以補充地面徑流蓄水的不足，提高澆灌保證率。這類泵站一般多是忙時灌田，閑時灌塘。在豐水年多用塘水，缺水年則開機補塘，平衡高峰用水量。由于山丘區(qū)的耕地多集中于崗坡，提水揚程多在50m以下，一般通過建二級或二級站多級提水上山，泵型多為雙吸式離心泵，單級揚程在10~30m左右。少數高揚程泵站使用單吸式離心泵，單級揚程可達50m以上。

（4）城鎮(zhèn)地區(qū)：隨著我國各地城市和中小城鎮(zhèn)建設的迅速發(fā)展，城市防洪除澇已顯得日漸重要和迫切。建設泵站是城鎮(zhèn)防洪、除澇、保安的重要措施。泵站擔負著抽排內水的重要任務。由于城市防洪揚程較低，且所需流量大，要求能在短時間內及時排除積水，降低內水位。另外，這類泵站功能較為單一，且年工作時間短。因此這類泵站應選用工作可靠、結構簡單的中型軸流泵?？紤]到城市用地緊張，低揚程潛水電泵也是一種可供選擇的泵型。在設計選型中，這類泵站應主要考慮工作的可靠性，確保機組能安全運行。為充分發(fā)揮這類泵站的效益，應盡量在規(guī)劃中與城市排污泵站相合。

1.2小型泵站的結構型式

小型泵站結構型式因泵站的用途、水泵的類型、安裝的方式等因素不同而不同。按泵站基礎分，有分基型、共基型、塊基型泵房；按泵室是否有水分，有干室型和濕室型；按其進水方式，又有開敞式、封閉式、流道式、涵洞式進水等；按其出水方式，又有開敞式出水、壓力水箱出水等型式；按泵軸的安裝方向，有立式、臥式、斜式之分；按機組布置方式分，有單列、雙列、交織布置等型式；按機房的形狀分，有矩形、圓形、外弧形、內弧形、六角形、折線形等區(qū)分；在土建結構型式上，又有框架式、墩墻式、拱墻式、樁基式等泵站類型；在機組安裝位置上，又有落井、半落井、潛沒式、移動式之分；在泵站樞紐布置上，又有單排、單灌、排灌結合和排、灌、自排、自引多功能結合以及閘站結合等多種型式。依照小型泵站的布置型式，有堤身式和堤后式兩種。采用堤后式布置時，站身

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不直接擋水，出水池離站身有一段距離。這種型式出水管道較長，但機房和出水池之間可作為交通道路之用。堤身式泵站是利用機房直接擋水，機房后墻即為出水池墻，這種型式由于出水管道短，在小型混流泵站和軸流泵站中采用較多。這種布置型式由于出水池與機房聯為一體，因此在出水池位置較高時，出水池尋常均建于回填土上。為了不致因沉陷不均而影響工程安全，在施工中要注意回填土的夯實，同時應設置必要的沉陷止水縫。另外由于出水池與機房連接為一體，滲徑縮短，因此，在設計中必需進行防滲驗算，以確保站身穩(wěn)定和安全。

1．3小型泵站的設計原則

一般小型泵站的設計應本著以下原則進行：

（1）總體布置應合理，特別是排灌結合或自排、自引與提水相結合的泵站以及閘站結合的泵站，在布置上應力求緊湊，充分利用建筑物進行調理。

（2）在泵型的選擇上應力求使泵站設計揚程與水泵額定揚程相一致，且滿足澆灌與排水流量的要求。并盡量選用技術上先進的泵型，以保證泵站裝置效率高，運行費用省。同時所選用的泵型應是比較成熟的泵型，有一定的運行實踐，應盡量避免選用試驗泵型。（3）泵型的選擇要充分考慮泵站的用途和工作性質。對那些年工作時間較長的澆灌和補水泵站應選擇高效區(qū)范圍寬,且效率高、汽蝕性能好的泵型。對那些以排澇為主的泵站則應選擇工作性能可靠、結構簡單的泵型。

（4）工程布置應盡量采用正向進水，確保每臺機組的進水條件良好，流態(tài)均勻。在工程布置上不得不采用側向進水時，在設計中應盡量延長側向進水口與水泵的距離，并采取一定的導流措施。

（5）出水池的設計應盡量避免急彎而引起水流撞擊、壅高。壓力水箱的設計應避免各出水管道水流的相互沖擊而增加能量損耗。

（6）應盡量采用當地可利用的建筑材料。設計應保證施工簡單、便利，且工程投資較少。

1.4小型泵站的設計步驟

1.4.1資料搜集

包括興建緣由、設計流量、水位組合、地質資料、地形狀況、水文、氣象資料、交通狀況、電源狀況以及對設計的一些特別要求等。1.4.2機泵選型

包括泵型及泵的規(guī)格的確定，調理方式，泵的臺數確定；電動機功率及型號（含極數）的確定；傳動方式的確定。1.4.3樞紐布置

包括站址的確定、取水口的布置、引水路線的確定、輸水渠或容泄區(qū)的布置以及站身的基本型式（堤身式或堤后式）和進水方向（正向進水或側向進水）、出水方向（正向出水

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或側向出水）等。對擔負多種功能的泵站，還應確定實現各種功能的方案和方法。1.4.4輔助設備的布置方案

包括真空泵的布置；起重設備的布置；攔污方式；傳動計算；進出水管道直徑和管道材料、管道附件（閘閥、逆止閥等）的確定等。1.4.5站身布置

(1)泵房結構型式選擇：根據泵型、地形、水源、水位變幅等狀況確定采用泵房的結構型式。

(2)斷流方式選擇：根據泵房結構型式及布置要求，確定采用拍門、虹吸真空破壞、快速閘門等斷流方式。在小型泵站中，一般以拍門斷流方式為好。

(3)機房布置：包括機組布置、管路布置、檢修間及主要配電設備和輔助設備的布置。

(4)機房平面尺寸的確定：根據以上布置的要求確定機房的寬度、長度。(5)機房高度的確定：根據泵型及起重要求和起重設備的型式確定機房高度。

(6)機房各部分高程的確定：包括水泵、電機安裝高程；機房底板、水泵梁、電機梁、地面、屋面大梁、進出水池等各部分高程。1.4.6水泵工況點核核

根據最終確定的管道及附件布置，計算管路局部損失和沿程損失，并確定水泵工作點。在設計工況下，工作點應落在高效區(qū)范圍內，同時能滿足各種要求的水位組合和流量，并保證電動機安全運行。1.4.7進水建筑物設計

(1)引河設計：包括引河底寬、邊坡、底坡、水深等參數的確定。

(2)前池的設計：主要確定前池的寬度、擴散角、長度、底坡、翼墻型式及前池冒水孔、反濾層的尺寸和型式等。

(3)進水池的設計：主要確定進水池的型式、寬度、長度、進水管喇叭口懸空高、吞噬深度、進水池后壁型式和形狀、管口至后壁的距離以及攔污設施等。1.4.8出水建筑物設計

(1)出水型式的確定：根據泵房結構型式和布置要求，確定采用開敞式出水池或壓力水箱。

(2)出水池的設計：確定出水池寬度、深度、長度與銜接段尺寸等。(3)壓力水箱設計：包括壓力水箱的結構型式、平面尺寸、高度等。

(4)泄水