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泵与泵站第七章.doc

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泵与泵站第七章.doc


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泵与泵站第七章 第七章 泵房设计 本章重点:通过本章的学习,要求广大学员熟练掌握泵站设计原则、泵房的结构形式及其选择、分基型泵房的特点和适用场合、主机组的布置、泵房尺寸确定、泵房整体稳定分析等;掌握抽气充水设备、排水设备、配电设备、起重设备、通风设备和检修间的布置等;了解其它辅助设备的布置、泵房外部设备的布置、泵房的结构设计等。 第一节 泵房结构形式及其选择 一、泵站设计原则 泵站的泵房也称为机房、厂房或站身,它是安装水泵、动力机及其附属设备的建筑物,是泵站的主体工程。泵房的主要作用是通过一系列的工程措施,将水流平顺地引入和引出水泵,为水泵创造高效率运行的条件,通过泵房的合理布置,为设备安装、检修和运行创造良好的条件,并为运行人员提供良好的工作环境。因此,合理地设计泵房,对节省工程投资,发挥工程效益,既安全又经济地运行,以及延长设备使用寿命等方面都有很大的影响。泵房的设计内容主要包括:选定泵房的结构形式,进行泵房内部布置和确定泵房尺寸和泵房的结构计算等。对重要的或大型或干室型泵房,还需进行泵房的整体稳定分析,泵房设计应满足下列基本要求: 1.在保证设备安装、运行、检修等项工作方便而且可靠的原则下,使泵房尺寸最小; 2.在泵房可能遇到的各种外力作用及其最不利的组合下,满足整体稳定要求; 3.保证结构有足够的强度和寿命; 4.保证泵房水下部分不渗水; 5.符合防火、照明、通风、散热、采光和防潮等要求; 6.便于利用现代的建筑和施工方法利于今后的发展等。 二、设计所需基本资料 1.泵站的性质和规模等。 2.抽水机组的型号、台数、外形尺寸、安装尺寸等; 3.泵站枢纽的1/10000~1/100000地形图和地质资料; 4.主要建筑物处的1/200~1/2000地形图和地质剖面图; 5.当地的国民经济状况、能源及材料供应情况、施工技术力量; 6.重要材料、设备、器具价格、原材料及人工单价。 三、设计步骤 泵房设计一般按下列步骤进行: 1.根据选择的水泵类型、水源水位变幅及地基条件确定泵房的结构类型; 2.根据泵房内部设备布置及通风、照明、防噪的要求和泵房整体稳定条件,确定泵房的各项尺寸及材料; 3.进行细部结构及特种构件计算。 四、泵房的结构形式 (一)泵房的类型 泵房的类型按其结构形式分,有固定式泵房和移动式泵房两大类。固定式泵房按其基础的结构特点,又可分为分基型、干室型、湿室型和块基型四种。移动式泵房可随水源水位的变化 149 而升降,分为缆车式和囤船式(也叫泵船式)两种。 (二) 影响因素 影响泵房结构形式的因素有很多,主要有泵站性质(永久性还是过渡性、临时性)所选用的水泵和动力机的类型(立式还是卧式,大型还是中、小型;水泵吸上能力的高低;比转速的高低等)、容量、传动方式、水源或进水建筑物水位的变幅,站址地形条件、地质条件、当地建筑材料和施工条件等。其中水泵类型和水源水位变幅是最主要因素,其次是地形地质条件。 (三)卧式机组(离心泵) 1. 分基型泵房 对于安装卧式水泵的泵房,当水源水位变幅较小,进水建筑物最高水位不超过泵房的地板时,泵房不需要水下结构,故可采用分基型泵房。它属于平房的结构形式。 ⑴ 分基型泵房的特点 分基型泵房的结构与一般工业单层泵房相似,其特点是没有水下结构、为了防止机组运行期间可能产生的振动和相互干扰,每套水泵机组均有各自单独的基础,机组的基础与泵房基础分开建造,故称分基型泵房。由于泵房地板高于进水建筑物水位,结构简单,施工方便,造价低廉维护方便。;便于使用当地(砖、石、木等)材料,节省“三材”(钢材、木材、水泥);机组的运行条件(主要包括通风、散热、采光、防潮)好,机组的效率高;机组的震动对泵房影响很小。 ⑵ 分基型泵房的布置形式 对于取水泵站,泵房一般选择河岸式,布置在岸坡上。通常有两种布置形式。 ① 斜坡式分基型泵房:地基条件较好的情况下,进水侧岸坡做成斜坡,坡面用块石护砌(图7—1—1)。这种形式有利于吸水管的安装和检修,缺点是吸水管较长。 ② 挡土墙式分基型泵房:如果在深挖方或地基条件较差的场合下建站,为了减少开挖和加固岸边的工程量,可考虑将进水侧岸边修筑成直墙式(即挡土墙)。泵房与进水建筑物之间,通常保留有一段水平距离,作为检修进水建筑物、进水管、拦污栅等工作的走道。同时,这对泵房稳定、施工以及水流平稳地进入叶轮 图7—1—1斜坡式分基型泵房 都会提供有利的条件。但是,此段水平距离不可过大, 1—水泵 2—闸阀 3—平削管 否则会提高工程造价。比较合理的距离,以机组和泵房基础不建筑在因修挡土墙而开挖的回填土上为准。如走道过窄,也会引起进水管水平管段过短,使弯头距离水泵进口过近,致使由弯头引起的管中水流断面流速与压力分布不均匀,直接影响水流平稳地进入水泵叶轮进口,从而引起水泵的工作效率降低。一般情况下,最短的水平管段长度不应小于其管径的3~5倍。另外,如在水泵进口处装设偏心渐缩接管可以大大改善水流流速的分布状态,从而缩短进水管道的水平长度(图7—1—2)。 ⑶ 分基型泵房的适用场合 分基型泵房的主要适用于下列场合: ①单泵流量不大的中、小型卧式离心泵装置; 150 图7—1—2挡土墙式分基型泵房 1—水泵 2—闸阀 3—进水喇叭管 4—挡土墙 ②泵站工作期间,水源或进水建筑物水位变幅小于水泵的有效吸上高度(即水泵的允许吸上高度减去泵轴线至泵房地坪的高度),即保证最高水位时泵房不受淹没,而最低水位时水泵也能正常运行; 3建站处地基比较稳定,站址地下水位不高,地下水不致渗入泵房或影响地基承载力。 ○ 如进水建筑物最高水位超过泵房地板的高度不大,且历时较短时,则采用下述防洪措施后,仍可建造分基型泵房。加高进水建筑物侧墙,作为防洪墙,并用防渗砼浇筑泵房地板,以防地下水渗入泵房,或在引渠进口设进水闸,控制进水建筑物水位,使最高水位不超过泵房地板高程。 2.干室型 结构特点是机组的基础与泵房的基础建筑成一个整体,形成一个干的地下室,水泵就在这个地下室内工作。泵房分为水上结构和水下结构,属于楼房的结构形式。 随着水泵口径的增大,机墩下部单位面积地基上所承受的重量将会超过其承载能力。另外其有效吸上高度将相对地减小;或者随着水源水位变幅的增大等,为了减小作用于地基单位同积上的重量,以及防止外水渗入泵房,就需要将机墩和泵房基础建筑成一个封闭的干室,于是就形成了干室型泵房。 这类泵房通常将主机组安装在干室内。干室型泵房的结构比分基型泵房复杂,造价高,一般适用于下列情况:泵房建在边坡较陡的江河岸边,水位变幅较大,在技术条件上不宜建造分基型泵房或水源水位变幅较大,如果采用分基型泵房,需在引渠上建闸控制水位,增加了建闸投资,并加大了提水扬程,从而增加了抽水成本和能源消耗,在技术经

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