【文章內(nèi)容簡介】 式軸流泵有如下優(yōu)點(diǎn) （ 1） 占地面積??； （ 2） 葉輪在水中，利于防止汽蝕； （ 3） 啟動簡單，無須充水，易實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行； （ 4） 動力機(jī)的高程位置任定，防洪要求易滿足； （ 5） 便于從深處提水； （ 6） 防水保護(hù)簡單，可置于室外； （ 7） 對大型泵，其部分外殼可用混凝土結(jié)構(gòu)，利于節(jié)省設(shè)備費(fèi)，亦利于縮短站房底板長度。 方案一：選擇 4臺泵，單泵流量 Qd=130247。 4=，揚(yáng)程 Hd= 取電機(jī)級對數(shù) P=20 則轉(zhuǎn)速 np=60f/p =6050247。20=150r/min 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 9 頁 比轉(zhuǎn)速 343 .6 5 /sn n Q H?? = 343 .6 5 1 5 0 3 2 .5 / 4 .8 4?? = 由于沒有現(xiàn)成的泵可供直接選擇，則通過選擇模型泵，再向廠家訂購。 模型泵的轉(zhuǎn)速 nm=1450r/min 葉輪直徑 Dm= 擬取原型泵葉輪直徑 Dp=， 則 npDP= 150=450480 由 2233()()p p pm m mp p Pm m mH n DH n DQ n DQ n D?? 得 33p m mmppQ n DQ nD? = 3 1450 ??? =22()P m mm pPH n DH nD? 224 .8 4 (1 4 5 0 0 .3 ) 4 .5 2(1 5 0 3 .0 )?????m 根據(jù) Hm= ,Qm=314l/s 選擇模型泵 TJ04ZL23選取調(diào)節(jié)角度為 00。 具體參數(shù)及性能曲線見圖 31 ,轉(zhuǎn)換成原型泵后具體參數(shù)見表 31；性能曲線見圖 32： 表 31 原型泵性能參數(shù) 葉片安放角 流量（ m3/s） 揚(yáng)程（ m） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 效率 (%) 葉輪直徑（ mm） 00 150 86 3000 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 10 頁 圖 31 TJ04ZL23 模型泵性能曲線圖 圖 32 3000ZLQ85 泵段性能曲線圖 方案二：仍選擇 4臺泵，單泵流量 Qd=130247。 4=，揚(yáng)程 Hd= 選取原型泵葉輪直徑為 ，轉(zhuǎn)速 n=150r/min 則 nD=150 =465480 模型泵的轉(zhuǎn)速 nm=1450r/min 葉輪 直徑 Dm= 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 11 頁 33p m mm ppQ n DQ nD? = 3 1450 ??? =22()P m mm pPH n DH nD? 224 .8 4 (1 4 5 0 0 .3 ) 4 .2 4(1 5 0 3 .1 )?????m 根據(jù) Hm= ,Qm=314l/s 選擇模型泵 TJ04ZL23選取調(diào)節(jié)角度為 20。 具體參數(shù)及性能曲線見圖 33，轉(zhuǎn)換成原型泵 3100ZLQ85后具體參數(shù)見表 32；性能曲線見圖 34： 圖 33 TJ04ZL23 模型泵性能曲線圖 表 32 原型泵性能參數(shù) 葉片安放角 流量（ m3/s） 揚(yáng)程（ m） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 效率 (%) 葉輪直徑（ mm） 20 150 86 3100 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 12 頁 圖 34 3100ZLQ85 泵段性能曲線圖 方案比較 葉輪直徑為 的立式軸流泵 查性能曲線表 Hd= Q=?? Hmax= ,Q=?? 9 . 8 3 2 . 6 4 . 8 4 1 7 9 8 . 08 6 % 1 . 0g Q HP ??? ??? ? ??設(shè)泵 轉(zhuǎn)kW m a x 9 . 8 3 0 . 5 5 . 9 4 2 1 4 9 . 4 38 2 . 6 % 1 . 0g Q HP ? ?? ??? ? ??配泵 轉(zhuǎn)kW 214 4 859 ? ? ?總 kW 葉輪直徑為 的立式軸流泵 查性能曲線得 Hd= Q=?? Hmax= ,Q=?? 水泵軸功率計(jì)算 9 . 8 3 3 . 2 4 . 8 4 1 8 3 1 . 18 6 % 1 . 0g Q HP ??? ??? ? ??設(shè)泵 轉(zhuǎn)kW 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 13 頁 1 208 4 832 ? ? ?總 kW 12PP?總 總 根據(jù)水泵選型應(yīng)考慮的原則： （ 1） 能滿足供水排水任務(wù)要求 ,并力求實(shí)際運(yùn)行工作點(diǎn)接近泵最優(yōu)運(yùn)行工作點(diǎn) 。 （ 2） 動力性能 (流量、效率參數(shù)等 )、耐汽蝕性能好，確保在各種特征揚(yáng)程下安全、可靠并高效運(yùn)行； （ 3） 泵的結(jié)構(gòu)合理，建站投資??； （ 4） 便于安裝，檢修； （ 5） 利于綜合利用。 由兩種方案泵的參數(shù)可知，所選泵型均能滿足流量和揚(yáng)程的要求，且正常運(yùn)行時都在高效區(qū)，且兩種方案土建投資、安裝、管理都差不多，由配套總功率進(jìn)行比較得選用 的較為經(jīng)濟(jì)，且根據(jù)南水北調(diào)中 的經(jīng)驗(yàn)可知葉輪直徑大時，實(shí)際損失率小，且為了更好的配合淮陰二站的運(yùn)行，綜合考慮選擇葉輪直徑為 。 動力機(jī)的選型 動力類型 由資料可知，在距離泵站附近 10 km處有一所變電所可提供 110 kV 和 10 kV的電壓，另在距泵站 5 km處有 10 kV的電源，電源豐富，則選擇動力類型為電動機(jī)。由于水泵軸功率較大，電源距離較遠(yuǎn)，選擇10 km處 110 kV 的電源，由架空線路路引進(jìn)。 配套功率計(jì)算 水泵的配套功率為：（ k=, ?dr? ） 1 . 0 5 2 0 8 1 . 5 2 2 1 8 5 . 61 . 0sfmtdrkNN ?? ?? ? ?kW取 2200nN ? kw 選擇 TJ2200— 40/3250型 同步 電動機(jī)的電機(jī)，技術(shù)參數(shù)見表 33 表 3— 3 TJ2200— 40/3250 型電動機(jī)主要參數(shù) 型號 容量（ kW） 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 啟動電流倍數(shù) 額定轉(zhuǎn)速（ r/min） TL2200― 40/3250 2200 6 248 6 150 標(biāo)稱牽入轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)矩 最大額定轉(zhuǎn)矩 勵磁電壓（ V） 勵磁電流（ A） 功率因數(shù)cosφ 139 255 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 14 頁 第四章 樞紐布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì) 樞紐布置及站房結(jié)構(gòu)形式 樞紐布置 根據(jù)該站的功能作用：主要負(fù)擔(dān)將南水北調(diào)第二級抽水站即淮安泵站提抽的水由里運(yùn)河抽至洪澤湖，再經(jīng)泰山洼泵站、沙集泵站等通過徐洪河向北輸水。選址建于京杭大運(yùn)河里運(yùn)河和洪澤湖二河之間， 經(jīng)總體規(guī)劃，決定在原有骨干輸水河道二河基礎(chǔ)上，開挖拓寬部分河道，河道采用復(fù)式斷面，上游河道與二河相連，河道底寬 35m 邊坡 1： 3，河底高程 ? ，堤頂高程 ? ；建公路橋衣著。下游與頭河相連，河道底寬 40m，邊坡 1： 3，河底高程 ? ，堤頂高程 ? 。 站房結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)該泵站所處的地形位置、水泵流量和揚(yáng)程的要求，采用塊基型站房形式，選用葉輪直徑 3100mm的立式軸流泵，軸形彎管進(jìn)水，虹吸管出水，堤身式站房形式。 引河及前池設(shè)計(jì)布置 前 池： 采用正向進(jìn)水型式，總長 15m，由于下游河 道寬 40m,而泵室總長為 34m,前池的收縮角為 220，底坡 i=0。前池底板下用 C20砼進(jìn)行封底。 引渠： 引渠總長為 73m,采用梯形斷面，底高程與河底高程同高為 5m,底寬為 40m，邊坡采用 1：3，堤頂寬 8m，堤頂高程為 。前段 39m底坡為 0，后段 34m底坡為 1/10。采用漿砌塊石護(hù)底，其下設(shè)三層反濾層， 35cm厚漿砌石， 10cm厚碎石墊層， 10cm厚粗砂墊層。 進(jìn)水流道設(shè)計(jì)（采用軸形彎管進(jìn)水流道） 如下圖 41 所示，此為肘 形彎管進(jìn)水流道，流道高度 H 為 5700mm， H/D=5700/3100=，滿足H/D=；流道寬度 B=6200mm， B/D=6200/3100= 滿足 B/D=；流道長度 L=1310mm， L/D=滿足 L/D=；流道底部上翹角度 β =10186。，頂部上翹角度 α =20186。；彎曲漸縮段內(nèi)圓弧半徑r=1085mm,r/D=?( , ),外圓弧半徑 R=3720mm,R/D=?( , ),其它具體尺寸見進(jìn)水流道 尺寸圖紙。 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 15 頁 圖 41 軸形彎管進(jìn)水流道剖面圖 出水流道設(shè)計(jì) (采用虹吸式出水流道 ) 圖 42 虹吸式出水流道剖面圖 如圖所示 ,出水流道長度 L=, 出水流道寬度 B=。 出水流道上升段下邊傾角為 37186。, 出水流道上升段上邊傾角為 32186。； 出水流道下降段下邊傾角為 60186。, 出水流道下降段上邊傾角為 50186。； 出水彎管進(jìn)口處內(nèi)圓弧半徑為 ，出水彎管進(jìn)口處外圓弧半徑為 。 出水彎管駝峰處內(nèi)圓弧半徑為 ，出水彎管駝峰處外圓弧半徑為 。 出水彎管出口處內(nèi)圓弧 半徑為 ，出水彎管出口處淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 16 頁 外圓弧半徑為 ,流道出口斷面高度為 。 斷面尺寸確定 （ 1）彎管曲率半徑 為滿足泵輸水和泵站土建設(shè)計(jì)兩方面要求，可取內(nèi)圓弧半徑 R1=（ ～ ） D即 取 R1=；外圓弧半徑 R2=（ ～ ） D=～ 取 R2= （ 2）上升角 根據(jù)泵體結(jié)構(gòu)和泵站出口特征水位決定，按規(guī)范 ? =250～ 450，取 ? =370，流道外壁線上升角 ? 1? ,根據(jù)駝峰斷面高度決定取 ? 1=320。 （ 3）上升段擴(kuò)散角 以不產(chǎn)生脫流為原則，取 ? =10 0100～ 120，滿足要求。 （ 4）下降段下傾角 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ? =400～ 700，取 ? =600；下降段外壁線 下傾角 1? ? ， 1? =500 （ 5）駝峰頂高程確定 ?頂 =防洪設(shè)計(jì)水位 +（ ～ ） m =+= m （ 6）越峰流速和駝峰斷面尺寸 為保證最大揚(yáng)程時能夠形成滿管虹吸的最小越峰流速 v,由經(jīng)驗(yàn)公式初算 v= R R 為駝峰斷面的水力半徑 駝峰斷面高度 h/D=～ ,即 h=～ h= 流道中設(shè)置中隔墩 厚度 b= ( ) ( 6 . 2 0 . 6 ) 1 . 7 0 . 5 2 92 ( 2 ) 2 ( 2 1 . 7 6 . 2 0 . 6 )B b hR h B b? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? /v R m s?? 且 ),(?v 滿足要求 （ 7） 駝峰斷面流道內(nèi)外壁圓弧半徑 內(nèi)圓弧半徑 R=(～ )D 取 R== 外圓弧半徑及圓心位置需滿足斷面高度要求 ,同時保證斷面最小高度在駝峰頂右側(cè) ,以增大水流浹氣能力 ,避免因流道存氣產(chǎn)生壓力脈動。綜合考慮取外圓弧半徑為 。 （ 8）出口斷面高度和淹沒深度 出口流速 vd一般取 ～ 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 17 頁 取 vd=則出口斷面高度 Hd= 3 2 .5 3 .8 71 .5 6 .2 0 .6QBv ????（ ）m 最小淹沒深度 hs=（ 3～ 4） 22dvg= 根據(jù)整體布置，出口段的頂部在最低運(yùn)行水位下 處，滿足要求。 （ 9）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)出水彎管出口處內(nèi)圓弧半徑為 出水彎管出口處外圓弧半徑為 。 出水池及泄水渠的設(shè)計(jì) 出水池： 采用正向 出水池，總長為 ，擴(kuò)散角為 220，為方便與河底連接采用底坡為 1/22。出水池底板采用 C20的混凝土封底。 泄水渠 ：泄水渠采用梯形斷面，總長為 ，渠底高程與上游河底高程同高為 ，河底寬35m, 邊坡為 1/3，堤頂寬 8m，堤頂高程為 。渠底設(shè)三層反濾層， 35cm 厚漿砌石， 10cm 厚碎石墊層， 10cm厚粗砂墊層。 上下游連接建筑物的布置和交通及其附屬結(jié)構(gòu)布置： 上下游連接建筑物的布置 圖 43 翼墻剖面圖 上 下 游連接建筑物采用 R=15m的圓弧型翼墻， 上下游第一級、上游二級翼墻均為砼空箱結(jié)構(gòu)，下淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 18 頁 游第二級翼墻為砼扶壁式結(jié)構(gòu)，其余均為漿砌石墻。 翼墻剖面圖見圖 43。采用 C25 鋼筋混凝土，擋土墻底板采用 C15 素砼，漿砌塊石墻身采用 M10 號砂漿砌筑 。墻后回填土干容重不小于 ,墻后 3m 范圍內(nèi)采用 ○ 2 層粉質(zhì)粘土回填 。上下游翼墻兩側(cè)對稱，墻后填土高程為 。翼墻底板下地基采用水泥攪拌樁處理。具體尺寸見整體布置圖。 交通橋和附屬結(jié)構(gòu)的布置 上下游站內(nèi)公路橋荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽 20設(shè)計(jì)，掛 100校核。上游橋面進(jìn)人孔 設(shè)置防水密封圈，以防雨水滲漏。上游站內(nèi)公路橋面寬 ，下游站內(nèi)公路橋面寬 。具體布置見整體布置圖。主變室、站變室等附屬結(jié)構(gòu)布置見整體布置圖。 淮陰東風(fēng)抽水站設(shè)計(jì)報告 第 19 頁 第五章 站房設(shè)計(jì) 站房結(jié)構(gòu)形式與布置 站房采用堤身式塊基型站