小型水泵站快速设计.doc

小型电灌站快速设计

一、绪论
对于小型灌区，往往不具备灌溉模数图表，可通过调查典型年用水高峰期的作物需水强度(日耗水量)，或一次最大灌水定额(或一市寸平均抗旱天数)和相应灌水延续时间以及渠系水利用系数，直接推算渠道的设计流量(即水泵设计流量)，为了简化计算过程，笔者根据多年的工作经验和相关资料，编写了这套表格以供水利水电工作者参考。
二、设计流量
1. 调查资料
灌区的田亩数、一市寸水能搞旱天数(或每亩每天需水量)及相应面积、渠系水利用系数。
2．设计流量
(1)查表流量
根据已知资料(没有资料时可按一市寸水能抗旱3天及渠系水利用系数为0.7)查表一，可得Ｑ查。
(2)设计流量
　　由表一所查得的流量已包括20％渠道输水损失(即渠系水利用系数为0.833)，则应乘以表二中的调整系数，即Ｑ设=Ｋ.Ｑ查。
灌区面积与水泵流量关系表
表一
耗
水
量
水
泵
流
量
m3/s
灌
区
面
积
(
亩
)

3(天)
4(天)
5(天)
6(天)
7(天)
11.11(mm/d)
8.33
6.67
5.56
4.76
8.89(m3/d.亩)
6.67
5.33
4.44
3.81
0.1029(L/s.亩)
0.0772
0.0617
0.0514
0.0441
100
0.0103
0.0077
0.0062
0.0052
0.0044
200
0.0206
0.0155
0.0124
0.0103
0.0089
300
0.0318
0.0232
0.0186
0.0155
0.0133
400
0.0411
0.0309
0.0248
0.0206
0.0177
500
0.0514
0.0386
0.031
0.0258
0.0222
600
0.0616
0.0464
0.0312
0.031
0.0266
700
0.072
0.0541
0.0434
0.0361
0.031
800
0.0822
0.0618
0.0495
0.0412
0.0354
900
0.0925
0.0695
0.0557
0.0463
0.04
1000
0.1032
0.0773
0.0618
0.0515
0.0443
注：耗水量一栏中，第一行为一市寸水平均抗旱天数(天)，第二行为日耗水深度(mm)，第三行为每天耗水量(mm)，第四行为每亩每天耗水率(L/S)。
渠系水利用系数与流量调整系数表
表二
渠系水利用系数
0.98
0.95
0.9
0.85
0.833
0.8
流量调整系数
0.85
0.88
0.93
0.98
1.0
1.04
渠系水利用系数
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
流量调整系数
1.11
1.19
1.28
1.39
1.52
2.0
管路损失扬程估算表
表三
管
直
径
损
失
扬
程
(%)
净
扬
程

＜200mm
250～350mm
>350mm
<10m
30～50
20～40
10～25
10～30m
20～40
15～30
5～15
>30m
10～30
10～20
3～10

水泵口径与流量关系表
表四
泵口径
(mm)
流 量
流 速
(m/s)
(L/s)
(m3/h)
25
1
3.6
2.04
(38)
2.5
9
1.99
40
1.736
6.25
1.375

50
3.472
12.5
1.77
4.17
15
2.12

65
6.944
25
2.1
6.67
24
2.01
(75)
10
36
2.26
80
13.889
50
2.76

100
27.778
100
3.53
18.4
66
2.33
125
30
108
2.44

150
43.3
156
2.45
50
180
2.83
175
60
216
2.49
200
83.33
300
2.65

250
133.3
480
2.72
138.889
500
2.83
300
192.2
692
271
75
7~20
25~70
1.58~4.53
100
18~35
65~125
2.29~4.46
150
30~55
110~200
1.7~3.11
200
55~95
200~340
1.75~3.02
250
90~170
320~600
1.83~3.46
300
140~280
500~1000
1.96~3.93
注:此表也适用于管路(斜线部分,其中分别为最大流量和最大流速)，超过表中限制时管路损失将显著增加。
三、设计扬程
1．调查资料
净扬程也叫实际扬程，是指水泵工作时，由水源动水面到出水管中心的垂直高程，可用水准仪(或经纬仪)进行测量。
２．初选泵型
初选泵型时，因管路尚未确定，管路损失扬程可查表三确定(或按净扬程的30％估算)；并由水泵流量查表四确定水泵的进口直径。
由水泵设计流量、设计扬程和水泵进口直径，从 “水泵性能表” 查得符合扬程要求而流量又接近的几种不同型号的水泵供选择。
３．水管直径
(1)进水管直径
按经济管径要求，水泵进水管允许流速Ｖ允＝1.2～2.0m/s(或1.0～1.2m/s， 2.0～2.5m/s)则Ｄ进=√￣４￣Ｑ￣/￣π￣Ｖ￣允　(m)，计算出的管径应调整到标准管径。
(2)出水管直径
出水管直径的大小对泵站投资和效率都有很直接的影响，应按经济流速来选定经济合理的管径。
方法一:Ｄ出=√￣４￣Ｑ￣/￣π￣Ｖ￣允　(m)，此法适用于Ｖ允＝1.2～2.0m/s或1.0～1.2m/s或2.0～2.5m/s。
方法二:①当Ｑ＜120m3/h时，Ｄ出=13√￣Ｑ(mm)；②当Ｑ＞120m3/h时，Ｄ出=11.5√￣Ｑ(mm)；
此法适用于Ｖ允＝1.2～2.0m/s或1.0～1.2m/s或2.0～2.5m/s。
在技术上，管道中最高流速一般不超过，以防止管网因水锤现象发生事故。
４．损失扬程
根据水管直径、管路长度及管路附件情况，查表五可得。
如果水泵的设计流量与表中流量不相等而且相差较多时，则应按下式进行调整：
Ｈ＝∑△h×(Ｑ／Ｑ查)２
５．水泵设计扬程
Ｈ＝Ｈ净＋∑△h
四、水泵选型
根据水泵的设计流量、设计扬程和水泵进口直径，按照选泵原则(即流量、扬程能满足要求，水泵工作点的平均效率最高)选择合适的泵型。
4

水管及管路附件损失扬程表
表五
水管
口径
Ｄ
流
量
Ｑ
流
速
Ｖ
损 失 扬 程(ｍ)
水
管
(每米)
底
阀
闸阀
(全开)
止回阀
水管进口
弯 管
大小头
出 口
(淹没出流)
mm
口寸
m3/h
L/s
m/s
ξ=5
ξ=0.1
ξ=1.7
ξ=0.5
ξ=0.2
ξ=0.5
ξ=0.2
ξ=0.1
ξ=0.1
ξ=0.25
ξ=1.0
50
2″
20
5.5
2.80
0.378
2.0
0.04
0.68
0.20
0.08
0.20
0.08
0.04
0.04
0.1
0.4
75
3″
45
12.5
2.82
0.227
2.03
0.04
0.69
0.20
0.08
0.20
0.08
0.04
0.04
0.1
0.405
100
4″
80
22.2
2.80
0.157
2.0
0.04
0.68
0.20
0.08
0.20
0.08
0.04
0.04
0.1
0.4
125
5″
100
27.7
2.27
0.075
1.3
0.026
0.44
0.13
0.052
0.13
0.052
0.026
0.026
0.065
0.263
150
6″
150
41.7
2.36
0.064
1.4
0.028
0.47
0.14
0.056
0.14
0.056
0.028
0.028
0.07
0.284
200
8″
280
77.8
2.45
0.048
1.5
0.03
0.51
0.15
0.06
0.15
0.06
0.03
0.03
0.075
0.306
250
10″
486
135
2.75
0.044
1.9
0.038
0.65
0.19
0.076
0.19
0.076
0.038
0.038
0.096
0.385
300
12″
792
220
3.11
0.044
2.5
0.05
0.85
0.25
0.1
0.25
0.1
0.05
0.05
0.125
0.493
350
14″
1260
350
3.64
0.049
1.35
0.067
1.13
0.34
0.067
0.34
0.067
0.067
0.067
0.17
0.675
400
16″
1440
400
3.18
0.031
1.03
0.05
0.85
0.26
0.05
0.26
0.05
0.05
0.05
0.125
0.515
500
20″
2016
560
2.85
0.01
0.83
0.04
0.68
0.21
0.04
0.21
0.04
0.04
0.04
0.105
0.414

5

IQ型水泵性能表
型 号
转速n
(r/min)
流 量
扬程
(m)
效率
(%)
功率(kw)
吸程
(m)
泵重
(kg)
(m3/h)
(L/s)
轴功率
配套功率
IQ65-160
2950
20
5.56
31.9
67
2.56
4
7.2
22
IQ80-110A
2950
25
6.94
12.5
72
1.2
2.2
7.5
18
IQ
2950
46.8
13
33
75
5.61
7.5
7.5
29
IQ
2950
36
10
25
80
3.3
4
7.3
28
IQ
2400
30
8.33
16
72.5
1.84
2.2
6.5
18
IQ
2950
54
15
59
80
12
18.5
7.5
50
IQ
2950
99
27.5
36.4
80
12.3
18.5
6.8
45
IQ
2950
180
50
20.5
80
12.04
15
6
54
IQ
2900
170
47.22
32.5
76.5
18.82
22
6
58
IQ
2900
170
47.22
21.5
84
13.24
18.5
6
57.5
IQ
1500
227
63.06
14
85
10.29
15
6.5
85
IQ
2950
302
83.89
19
85
18.41
22
5.5
64
IQ
2950
281
78.06
29
82
26.1
30
5.6
88
IQ
2950
260
72.22
24
84
20.6
22
5.6
87.5
IQ
1450
302
83.89
19
84
18.6
22
6
108
IQ
1450
288
80
15.1
84
14.1
18.5
6
107
IQ
1450
270
75
11
80
9.5
11
5.5
106
IQ
1500
547
151.94
13
85
23
30
6
135

7