小型泵站的设计(编辑修改稿)

小型泵站的设计(编辑修改稿)内容摘要：

计算。 平均扬程 平均扬程是灌排季节中泵站出现机遇最多、运行历时最长的工作扬程。 在此扬程下，水泵应在高效区下工作。 平均扬程可按下式计算：  ii iii tQ tQHH (210) 式中 H — 泵站平均净扬程 (m)； it — 提水期间各时段历时 (h)； iH — 相应时段的运行扬程 (m)； iQ — 相应时段的提水流量 (m179。 /s)。 13 不同类型泵站扬程的确定 对于一般小型泵站来说，在设计时往往缺乏资料，一些水位难于确定。 在这种情况下，可以根据泵站的作用和己有的 水位进行组合，来确定泵站设计净扬程和校核净扬程。 三种类型的泵站水位组合如表 26 所示。 表中所述各项水位均为推算至泵站进出水池的水位。 对灌排结合的泵站，在确定设计扬程时，应根据该站灌溉与排涝的频率及运行时间的多少来选择一个设计扬程作为泵站的设计扬程。 表 26 泵站上下水位组合表 净扬程 灌 溉 泵 站 排 涝 泵 站 排 灌 结 合 泵 站 灌 溉 排 涝 设 计 净扬程 灌溉渠首水位 水源平均水位或灌溉用水高峰期低水位 平均外河高水位 排区常水位或预降水位 灌溉渠 首水位 灌溉水源平均水位（结合排水时，取排区常水位） 平均外河高水位 脱险水位或预降水位 校 核 净扬程 灌溉渠首水位 水源最低水位 外河最高洪水位 预降水位 灌溉渠首水位 灌溉最低水位 外河最高洪水位 脱险水位或预降水位 14 第 3章 小型泵站水泵选型 小型泵站常用泵型 叶片泵的分类 叶片泵是排灌用的最主要泵型，仅农用泵我国就已拥有 44 个系列， 424 个品种和 1002个规格，为了更好地适应国民经济发展的要求，我国正逐步对旧水泵系列产品进行更新换代，改造旧系列，发展新系列，大力开发有发展前途的新 泵型。 叶片泵种类很多，每一种水泵又有许多规格。 为了便于选用，把各种不同类型的水泵按其尺寸大小、扬程、流量、转速和结构型式等，分别编成不同的型号。 水泵型号都用汉语拼音字母和其前后一些数字来表示。 一般用拼音字母表示水泵种类、结构型式。 拼音字母前面的数字表示的水泵进口直径（井泵表示最小井管内径），用 mm 或英寸表示。 拼音字母后面的数字表示该泵的性能参数，如比转速、扬程（ m）、流量（ m3/s）、叶轮级数等。 有些型号后面还附有一些符号，如 A、 B、或 S 等，表示水泵叶轮车削的档次或改型设计等。 有些水泵由于型号不断改进， 型号表示的意义和内容也随之改变。 因此，在水泵选型、配套时要注意查清。 常用叶片泵主要分类如下。 离心泵 (1)卧式泵：有单级式和多级式两种型式。 在单级式泵中又可分为单吸式 [如 B（ BA）型、IB、 IS 型 ]双吸式 [如 S（ Sh）型、 SA型 ]两种型式；多级式泵一般表示为 D（ DA）型。 (2)立式泵：一般用 L 表示，如 SLA 型。 混流泵 (1)卧式泵：如 HB、 HW 型。 (2)立式泵：有蜗壳式 [如 HL 型、 HLB型、 HLWB型 ] 和导叶式 [如 HL 型、 HD 型、 HLB型 ]两种型式。 轴流泵 （ 1） 立式：如 ZLB 型、 ZLQ 型、 ZL 型。 （ 2） 卧式：如 ZW 型、 ZWB型。 （ 3） 斜式：如 ZXB型、 ZXQ 型。 （ 4） 贯流式：如 ZGB、 ZGQ、 GWB型。 （ 5） 轴伸式 （ 6） 圬工式：如 WZL 型。 深井泵 （ 1） 长轴泵：如 JD 型、 J 型。 15 （ 2） 简易长轴泵：如 J 型、 TJ 型、 NJ 型 潜水泵 （ 1） 小口径：如 JQ 型、 NQ 型、 QSB型、 QS 型。 （ 2） 大口径：如 QSZ 型、 QZ 型。 喷灌泵 (1)自吸泵：如 BPZ 型。 (2)离心泵：如 BP 型。 水轮泵 (1)单级：如 AT 型。 (2)多级：如 XW 型、川型。 离心泵 (1)单级单吸离心泵 单级单吸离心泵结构简单，操作方便、维护与检修容易。 主要型号有 B(BA)型、 IS(IB)型，其口径为 ~200mm(1/2~8 英寸 )，流量为 m3/h~360 m3/s，扬程自 8m 到 98m。 目前， B型离心泵已有 17 个基本型号和 22 种变型型号，具有小流量、高扬程特点，适用于丘陵山区等小型灌区提水之用。 （ 2）单级双吸离心泵 单级双吸离心泵是一种单级、双吸中开式离心泵，具有扬程较高、流量较大、检修方便的特点，是机电排灌中用得较多的泵型。 双吸离心泵有 S(Sh)型 和 SA型，其口径范围为 150~1200mm(6~48 英寸 )，大型湘江泵口径达 1400mm(56英寸 )。 比转速范围为 60~300，扬程范围 10~140m，流量范围 ~ m3/s。 双吸离心泵规格品种比较齐全，每个品种又有不同车削直径的叶轮可以调换。 因此，根据排灌流量、扬程的要求容易选型，广泛用于丘陵山区高地提水灌溉的需要。 双吸式离心泵的吸入口和吐出口都位于泵轴中心线的下方，成水平方向，与轴线呈垂直位置，泵盖用双头螺栓及圆锥定位螺钉固定在泵体上，无需拆卸进、出水管路及电动机即可进行检修。 双吸泵由于叶 轮对称布置，轴向力互相抵消，不需设置轴向力平衡装置。 S（ Sh）型泵从传动方向看水泵是逆时针方向旋转，从水泵进水口向出水口方向看联轴器位于泵的右侧。 如果在泵房布置时，需要将联轴器换至左侧，那么在泵站设计和水泵订货时必须加以说明，以便由生产厂进行调向。 S 型泵是国家推荐的节能新产品，采用了优秀水力模型，与同样工作参数的 Sh 型泵相比，水泵效率提高了 2~7%。 轴功率下降了 7~8%。 目前， S 型泵口径从 150mm 到 500mm，共有 21 种 42 个规格，最高扬程达 125m，最大流量达 m3/s。 Sh 型泵原为全国泵 行业联合设计产品，现已被列为淘汰产品，逐步为 S 型泵所替代。 目前有一部分 Sh 型泵在国家尚未宣布 S 型泵替代产品前，仍继续生产和使用。 除已淘汰的Sh 型泵外，尚有 13 种 28 个规格，其口径从 200~1200mm(8~48 英寸 )。 SA型双吸泵结构与 S 型基本相似，效率较高，一般在 80~92%之间。 口径为 250~800mm（ 10~32 英寸），共有 10 种 37 个规格可供选用。 16 湘江型双吸泵是一种大型离心泵，口径为 1400mm(56 英寸 )。 比转速有 230 和 280 两种，最大流量达 m3/s，设计扬程 25~18m，是高扬程大 型提水工程的泵型之一。 双吸式离心泵除卧式安装外，根据需要也可以设计立式安装的形式。 目前主在有 SLA型，其性能与相同规格的 SA型泵相同。 (3)多级单吸离心泵 多级单吸离心泵适用扬程比较高的场合。 口径 50~200mm(2~8 英寸 )，流量 25~450 m3/h。 根据需要，叶轮 2~10 级，扬程 14~600m，也有高达 1000m 以上的。 与单级单吸离心泵相比，多级单吸离心泵扬程高，结构复杂，维护困难。 目前，最常见的品种有 DA 型 、 D 型、 DG型，其中 D 型是 DA 型的改型泵，性能较好，可用于高扬程地区提水灌溉。 混流泵 混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵型。 扬程适中，流量较大，高效区范围宽，功率曲线较为平坦。 且结构简单，安装维修方便，重量轻，价格低。 与轴流泵相比，泵房投资省，施工安装容易。 因此是平原河网地区及浅丘地区的优选泵型。 它的发展将部分取代离心泵和轴流泵，有着广阔的应用和发展前景。 混流泵按出水室的不同，有蜗壳式和导叶式两种，现分别介绍如下： (1) 蜗壳式混流泵 蜗壳式混流泵为卧式、单级、单吸悬臂式结构。 主要有 HB、 HBC 和 HW 型等几种型号，泵的比转速范围 300~600。 HBC 型泵是 HB 型的改型泵， HW 型泵 经过改型设计，采用了优秀的水力模型，具有效率高、流量大的特点，与 HB 型泵相比，平均流量增加了 30%。 目前 HBC 和 HB 型泵口径从 150~650mm（ 6~26 英寸 )。 除 26HB30 型泵扬程达 14m外，其余泵型扬程大多在 10m 以下。 HB（ HBC）型泵中， 150~300mm 口径泵型为垂直出水型， 350mm 口径有垂直和水平出水两种型式， 400~650mm 口径泵型为水平出水型。 近年来，为了适应低扬程泵站的需要，研制开发了比转速 500 和 600 的 HW 型低扬程混流泵。 目前 HW 型混流泵已有 8 种口径 22 个品种，口径 300~700mm，扬程分为 5m、 8m、12m 三个档次，供不同扬程地区选用。 丰产牌混流泵也是各地广泛使用的泵型，结构与 HB 型基本相同。 有 21 个品种 24 种规格，口径从 250~1500mm(10~60 英寸 )，最大流最可达 7 m3/s 以上。 除卧式蜗壳式混流泵外，为了适应不同的安装需要，还开发 HL 型立式蜗壳混流泵。 其口径从 300~800mm。 目前有 10 种规格可供选型。 立式蜗壳式混流泵除保留了卧式泵的高效节能、结构简单、维护方便的优点外，又能适应特殊条件的场合安装使用，拓阔了混流泵的使用范围。 (2)导叶式混流泵 （略） 轴流泵 （略） 潜水电泵 适用范围 建设小型泵站时，下列场合可考虑使用潜水电泵： (1)河流、湖泊取水口位置水位变幅大的场合。 传统为解决在水位变化幅度较大的河流 17 取水的泵站电机受淹问题，是将电机层设置在最高洪水位之上，通过长轴与安装在水泵层的泵轴联结，长轴及中间轴承易出故障，给运行管理带来诸多的不便。 还要求建筑物有较高的防洪标准，才能保证泵房安全，工程造价比较高。 潜水泵安装在水下，不受水位影响，适合在水位变幅大的地区应用。 (2)要求降低噪声影响的场合。 潜水泵可以将泵站噪声级从 8590dB(A)下降到 75dB(A)以下，特别适合建设在城市的排涝、污水泵站使用； (3)需要保持地面风貌的场合。 潜水泵在水底运行，可以有不建地面厂房的方式，泵房和控制室分离，噪声低，散热好，不影响周围环境，保持地面风貌； (4)移动泵式泵站。 潜水泵机电设备一体化，可采用移动方式与水工结构衔接，水泵统一管理、调度，提高水泵利用率和完好率；也可无配套的水工建筑物，采用浮船或雪橇式安装，适用于防洪、抗旱及临时抽水。 建设原则 (1) 从高效节能、防洪能力、运行管理、安装维护方便以及土地利用 、环境等方面进行综合评价，选择合理的设计方案； (2) 积极采用经过试验和论证合理的新技术、新材料、新工艺和新设备； (3) 根据泵站实际运行需要和泵站的规模、地位，采用计算机监控技术，实现泵站综合自动化，积极推行信息化。 安装形式 小型泵站潜水泵机组布置根据其安装形式可分为：固定式 、 移动式 和闸站结合 式潜水泵站。 (1)固定式潜水泵站 固定式潜水泵站水泵机组与配套水工建筑物固定在一起，检修、维护时才将机组拆下。 固定式潜水泵站的总体布置应按即将颁布的《潜水泵站设计规范》规定执行。 固定式潜水泵站的配套水 工建筑物与普通泵站结构方式类似，机组水泵与电机一体化，安装便利，配套的堤内水工建筑物的防洪标准可降低。 (2)移动式潜水泵站 移动式潜水泵站总体布置应根据泵站使用要求，以及机组与水工建筑物的关系确定。 有水工建筑物的移动式潜水泵站，根据泵站水工建筑物功能，也分为两类。 一类水工建筑物为泵站专用，水泵机组的安装方式为移动式；另一类，泵站水工建筑物还有其它功能，移动式机组与水工建筑物结合，构成泵站。 移动式潜水泵站一般为湿坑安装。 移动式潜水泵机组有专用配套的厂房及水工建筑物，其总体布置同固定式潜水泵站。 移动式潜水 泵机组有配套的厂房及水工建筑物，机组采用可移动安装方式，采用耦合、承插等方式安装，其配套水工建筑物与固定式潜水泵站一样。 当机组长期不运行时，宜将机组吊出水面，放置在安装及检修车间或专门设置的置泵平台。 无配套水工建筑物的移动式潜水泵站，水泵机组采用可移动安装方式，其总体布置应适应水工建筑物的布置，机组与固定水闸、管道、岸墙等水工建筑物结合运用，采用耦合、承插等方式安装，泵站不设配套水工建筑物如进出水流道、前池、进水池等。 泵站不运行 18 时，可将机组吊出水面统一管理、维护。 移动式潜水泵机组与固定的水闸、管道等水工建筑物结合布置的形式，泵站没有专门配套的进、出水流道及引水、输水建筑物，潜水泵采用耦合、承插或法兰方式安装固定。 泵站的布置应在满足原水工建筑物使用功能的同时，满足移动式潜水泵机组的运行条件。 双向抽水的潜水泵站灌溉排水相结合，泵站枢纽布置可以采用单向叶轮配合贯流装置，通过泵体整体调头，实现双向抽水；也可采用带 ―S‖型叶片的叶轮配贯流装置，通过改变叶轮正反转来实现双向抽水。 对于平原湖区，通常通过同一泵站进行排水和灌溉。 当外河水位较高，排水区内涝水不能自排时，必须通过泵站抽排。 当区内出现旱情或区内缺水灌溉时，需 要引水或提水灌溉。 因此，泵站枢纽布置往往需要把两者结合起来，以。