水力机械、电气及金属结构设计范本

×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-i目录6水力机械、机电及金属结构................................................................16.1水力机械..............................................................................................................16.1.1泵站工程概况..........................................................................................................16.1.2水泵及附属设备选择..............................................................................................16.1.3泥沙对水泵的影响及措施....................................................................................136.1.4辅助系统机械设备选择........................................................................................146.1.5泵站主要机电设备清单........................................................................................146.2电气....................................................................................................................156.2.1泵站配电系统........................................................................................................156.2.2坝区配电系统........................................................................................................216.3机电设备布置...................................................................................................256.3.1泵站机电设备布置................................................................................................256.3.2坝区机电设备布置................................................................................................266.4金属结构工程....................................................................................................266.4.1引水兼放空建筑物金属结构工程........................................................................276.4.2金属结构工程技术特性表....................................................................................336.4.3金属结构工程设备材料清单................................................................................34×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-ii×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-16水力机械、机电及金属结构6.1水力机械6.1.1泵站工程概况×××水库的工程任务为以烤烟灌溉为主、兼顾农村人畜饮水供水。只有提灌区需要修建泵站提水，提灌区采用坝后取水+重力输水+提水后重力输水方案。泵房位于水库大坝下游0.8km黄溪河村民组对面坡脚。闸阀室后DN300提水灌区干管采用重力输水至泵房，再由泵站提水至835.0高位水池，高位水池引出输水干管至杜麻村、白岩坪村受水点。泵站设两台水泵（一用一备，互为备用）。DN300提水灌区干管道经坝后闸阀室O点（桩号提干0+000）引出后，提水灌区干管沿黄溪河河谷右岸铺设，后在桩号提干0+297处跨河至左岸，穿过田地铺设至黄溪河寨对面坡脚B点（桩号提干0+638）防洪高程以上设置泵站（安装高程：750.24m、设计净扬程75.4m，上水铸铁管长390m），提水至C点（桩号提干1+020）进入标高835.00m600m³高位水池。再由高位水池自流输出，至供水节点D点（桩号提干1+452）处设置分水点，向杜麻村2#供水区供水；再至供水节点E点（桩号提干4+175）处进入高程800.00m的600m³白岩坪调节水池，最后由水池自流输出至（桩号提干5+651）处到达主管输水终点白岩坪出水点，为白岩坪村供水区供水。提水灌区干管平面全长5651m，实际管长5790m。泵站工程布置详见设计图（岑巩×××水库—初设—水工—供水—01）。6.1.2水泵及附属设备选择6.1.2.1泵站特征参数（1）库内特征水位水库校核洪水位：771.91m正常蓄水位：770.00m水库死水位：760.50m（2）高位水池水池容积：总容积1200m³（2个，每个600m³）×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-2设计水位：835.00m最高运行水位：835.00m最低运行水位：831.40m（3）提水流量：0.054m³/s（195m³/h）（4）泵站特征扬程：最高净扬程：835.00-760.50=74.5m最低净扬程：835.00-771.91=63.09m设计净扬程为出水池正常水位与取水源保证率95%的水位之差，×××水库来水多年平均流量为0.045m³/s，取水流量为0.1242m³/s，经计算，取水源保证率95%的水位为769.6m。设计净扬程：835-769.6=65.4m（5）上水管管长：390m；管材：铸铁管管径：DN2506.1.2.2水泵型式泵站至高位水池扬程较高，流量较大。经初步分析，水泵泵型可选择离心泵或者潜水泵。方案比较：本工程取水方案为坝后管道取水，若选用水泵泵型潜水泵，不便于管道中直接取水，需要在坝后修筑取水池或者取水塔。若在坝后修筑取水池，则增加了工程水工工程量，而同等扬程同等流量的潜水泵与离心泵价格相差不大，配套电机功率相同，故坝后取水选用潜水泵提水不经济。本提水泵站选取离心泵较为合理。6.1.2.3泵型选择1、泵站扬程计算（1）泵站进水管中心线高程取水口进口中心线高程758.3m，取水口后设DN1200钢管至闸阀室，在闸阀室内渐变为DN600钢管。闸阀室内DN600钢管一分为四：DN600放空管、DN100生态放水管、DN300提水灌区干管、DN300自流灌区干管；DN300提水×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-3灌区干管在0+638桩号引至泵房，泵站提水至835.00m高程600m³高位水池。（2）泵站吸水管及出水管管径计算根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）6.3.1节：水泵吸水管及出水管的流速宜按下列数值：①吸水管：直径小于250mm时，为1.0～1.2m/s；直径在250～1000mm时，为1.2～1.6m/s；直径大于1000mm时，为1.5～2.0m/s。②出水管：直径小于250mm时，为1.5～2.0m/s；直径在250～1000mm时，为2.0～2.5m/s；直径大于1000mm时，为2.0～3.0m/s。根据《泵站设计规范》（GB/50265-2010）第9.3.1条：离心泵或小口径轴流泵、混流泵的金属管道设计流速宜取1.5～2.0m/s，出口管道设计流速宜取2.0～3.0m/s。管道直径采用公式：v4QD计算。式中：Q—水泵的设计流量（m³/s），工作水泵1台，备用水泵1台，设计供水流量Q=0.054m³/s；ν—管道设计流速（m/s），吸水管流速取1.2～1.6m/s试算，出水管流速取1.5～2.0m/s试算。本工程泵站提水流量Q=0.054m³/s，拟采用球墨铸铁管。（a）吸水管管径计算：吸水管试算流速取1.2～1.6m/s，对应管径为0.283～0.245m，查钢管管径规格，有DN250mm钢管满足要求。因此本工程吸水管（15m）选取DN250mm钢管对应过水流速为1.42m/s；（b）出水管管径计算：出水管试算流速取1.5～2.0m/s，对应管径为0.253～0.219m，查铸铁管管径×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-4规格，只有DN200或者DN250mm铸铁管，不在计算结果范围内。经计算，如果选择DN200mm球墨铸铁管（外径222mm，K9级，壁厚6.3mm）作为出水管，管道过水流速为2.20m/s；若出水管选取DN250mm球墨铸铁管（外径274mm，K9级，壁厚6.8mm），管道过水流速为1.42m/s。选择DN200球墨铸铁管作为出水管水头比DN250球墨铸铁管作为出水管水头损失增加11.29m，总扬程增加太大，因此考虑到经济合理等因素选择DN250球墨铸铁管作为出水管，又考虑水泵出水管并联段的连接问题，选取并联段为DN250钢管（长度为15m）。（3）泵站最高扬程计算最高扬程为最高净扬程加上水库至高位水池管道水头损失计算管道水头损失分两段计算：1、闸阀室——泵站2、泵站——高位水池根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）及《室外给水设计规范》（GB50013-2014），管道总水头损失按下列公式计算：hz=hl+hj式中hz—管（渠）道总水头损失（m）；hl—管（渠）道沿程水头损失（m）；hj—管（渠）道局部水头损失（m），（根据以往设计经验，对于长管道，按沿程水头损失的10%进行框算）。管道沿程水头损失按下式计算：式中：hl—管道沿程水头损失（m）；i—单位管长水头损失；L—管道长度（m）计算管段长度（m）。1）闸阀室至泵站段管道水头损失按下式计算：i=10.67C-1.852Q1.852d-4.87式中：Q—管道流量（m³/s）；iLhl×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-5d—管道内经（m）；C—海曾威廉系数，取125。2）泵站至高位水池段管道水头损失按下式计算：当V＜1.2m/s时i=0.000912V2（1+0.867/V）0.3/d1.3；当V≥1.2m/s时，i=0.00107v2/d1.3式中：ν—管道断面水流平均流速（m/s）；d—管道内径（m）；经计算，管道水力计算结果见下表。×××水库工程初步设计报告第六章水力机械、机电及金属结构×××有限公司6-6表6-1-1管道水力计算成果表管段管道长度（m）采用管道型号管道流量（m³/s）实际内径管径（m）流速（m/s）起点标高终点标高单位长度水损i沿程水头损失局