導(dǎo)讀:大中型泵站工程中。多將進(jìn)水池和進(jìn)水管合為進(jìn)水流道。選型設(shè)計(jì),淺析泵站工程進(jìn)水流道的選型和設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:泵站工程,進(jìn)水流道,選型設(shè)計(jì)
1、前言
大中型泵站工程中,由于工程的重要性,進(jìn)水條件要求高,多將進(jìn)水池和進(jìn)水管合為進(jìn)水流道。進(jìn)水流道是泵房?jī)?nèi)部水泵進(jìn)口漸縮段(泵吸水室、泵底座)之前的過(guò)流部分,采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆于泵房之中,并與泵房底板成整體,成為泵房的塊形基礎(chǔ)。進(jìn)水流道按水流方向可分為單向進(jìn)水流道和雙向進(jìn)水流道;單向進(jìn)水流道按形狀又有肘形彎管型、平面蝸殼(鐘形)型及其他型式(如室型等)。
進(jìn)水流道一般應(yīng)滿足以下要求:
、偎p失小;
、谶^(guò)流平順,各種工況下流道內(nèi)不產(chǎn)生渦帶,更不允許渦帶進(jìn)入水泵;
③線型簡(jiǎn)單、施工方便;
、艹叽绾侠,滿足泵房土建和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,盡可能減少流道寬度和開挖深度,以減少工程投資。
下面以佛山市順德區(qū)東海上閘站工程為例,淺談一下對(duì)泵站進(jìn)水流道的選型和設(shè)計(jì)的一些體會(huì)。
2、工程概況
東海上閘站工程位于佛山市順德區(qū)杏壇鎮(zhèn)西北面,屬于齊杏聯(lián)圍,內(nèi)接?xùn)|海大河,外排甘竹溪?萍颊撐,選型設(shè)計(jì)。工程站址位于齊杏聯(lián)圍樁號(hào)51+776、東海大河與甘竹溪的匯口處。本工程的任務(wù)主要是提高順德區(qū)齊杏聯(lián)圍的防洪和排澇能力,工程規(guī)模為中型,是順德區(qū)排澇規(guī)劃的重點(diǎn)工程?萍颊撐模x型設(shè)計(jì)?萍颊撐,選型設(shè)計(jì)。
本工程包括排澇泵站及水閘,其中排澇泵站設(shè)計(jì)排澇流量為30m3/s?萍颊撐模x型設(shè)計(jì)。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)排澇流量及各種揚(yáng)程參數(shù)要求,通過(guò)機(jī)組選型比較,確定水泵選用5臺(tái)1400ZLB-3.9型立式軸流泵,單機(jī)設(shè)計(jì)流量6m3/s;配套5臺(tái)TL560-16/1430型高壓(10KV)同步電動(dòng)機(jī),單機(jī)功率560kw,電排站總裝機(jī)容量N=5×560=2800kw?萍颊撐,選型設(shè)計(jì)。
3、泵房進(jìn)水流道選型方案比較
根據(jù)排澇泵站所選泵型、泵房布置等,本工程可采用肘形、鐘形或簸箕形進(jìn)水流道,這三種進(jìn)水流道的基本尺寸及特點(diǎn)如表1:
進(jìn)水流道對(duì)比表 表1
進(jìn)水流道形式 基本尺寸及特點(diǎn) 肘形 鐘型 簸箕形
1、葉輪中心至進(jìn)水流道底板高度Hw/Do 1.5~2.24 1.0~1.4 1.6~1.75
2、進(jìn)水流道寬底B/Do 2.0~2.5 2.5~2.8 2.5
3、進(jìn)口至水泵中心線距離L/Do 3.5~4.0 3.5~4.0 3.0
4、后壁至水泵中心線距離XT/Do 0.54 1.3 1.0
5、流道線型 較簡(jiǎn)單 復(fù)雜 簡(jiǎn)單
6、特點(diǎn) 肘形流道是國(guó)內(nèi)外已建大、中型泵站最常用的,也是現(xiàn)行泵站規(guī)范推薦使用的一種進(jìn)水流道。肘形進(jìn)水流道應(yīng)用多,設(shè)計(jì)方法比較成熟,特點(diǎn)是線型比較簡(jiǎn)單,便于施工。但流道高度大,要求泵房基坑開挖較深。 鐘型流道效率與肘型流道相差不大,其顯著特點(diǎn)是流道高度小,可抬高泵房底板高程,避免基礎(chǔ)開挖過(guò)低,而且流道與流道之間需要填充的砼量較小,可節(jié)省工程投資。但鐘型流道寬度比肘形流道寬,流道線型比較復(fù)雜。簸箕形流道首先在荷蘭的一些泵站中應(yīng)用,目前我國(guó)尚無(wú)規(guī)范可循,國(guó)內(nèi)泵站采用較少。進(jìn)水流道底板高度Hw/Do與肘形差不多,比鐘形大,流道寬比肘形稍大。由于底板為簸箕形,水流進(jìn)入水泵進(jìn)口的流向沒(méi)有肘形流道好,容易產(chǎn)生渦流,因此必須采用中隔板阻止渦流產(chǎn)生,水力損失較大。其優(yōu)點(diǎn)均比不上肘形和鐘形。
注:表中Do為水泵葉輪直徑。
通過(guò)對(duì)進(jìn)水流道方案進(jìn)行比較,雖然鐘形流道可抬高泵房底板高程,減少泵房基礎(chǔ)開挖量,但其流道寬度比肘形流道寬,機(jī)組間距和泵房總長(zhǎng)度比肘形流道大,相應(yīng)增加的還包括進(jìn)水室和進(jìn)水前池的凈寬及工程占地(征地)面積等,從工程量和投資角度考慮,兩者相差不大。但鐘型流道線型比較復(fù)雜,應(yīng)用比肘形流道少,設(shè)計(jì)方法沒(méi)有肘形流道成熟。因此,本工程進(jìn)水流道仍推薦采用肘形流道。
4、進(jìn)水流道結(jié)構(gòu)布置
本工程進(jìn)水流道采用單機(jī)單管進(jìn)水布置,流道進(jìn)口高2.74m,寬3.0m,由方變圓與水泵進(jìn)口相接,設(shè)計(jì)工況時(shí)進(jìn)口斷面流速為0.73m/s,符合規(guī)范要求。進(jìn)水流道采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),與泵房底板澆筑成整體,成為泵房的塊形基礎(chǔ)。進(jìn)水流道前為進(jìn)水室,進(jìn)水室入口處設(shè)安全柵和檢修門,分槽布置。進(jìn)水流道及進(jìn)水室底板面高程-3.840m,底板厚0.9m。
進(jìn)水流道示意圖
5、結(jié)語(yǔ)
進(jìn)水流道選型和設(shè)計(jì)合理與否影響水泵葉輪進(jìn)口處的流速分布和壓力分布,對(duì)水泵的實(shí)際運(yùn)行性能有影響。進(jìn)水流道形狀尺寸不當(dāng),流道內(nèi)可能產(chǎn)生渦帶,降低水泵效率;渦帶進(jìn)入水泵,還可能造成機(jī)組震動(dòng)?萍颊撐,選型設(shè)計(jì)。進(jìn)水流道是水工結(jié)構(gòu)的一部分,其形狀尺寸直接影響泵站投資和施工難易。因此,合理地進(jìn)行流道選型和設(shè)計(jì),不論對(duì)水泵運(yùn)行和工程投資均有很大意義。
參考文獻(xiàn)
[1]丘傳忻.《泵站》.中國(guó)水利水電出版社.2004年
[2]嚴(yán)登豐.《泵站過(guò)流設(shè)施與截流閉鎖裝置》.中國(guó)水利水電出版社.2000年
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