¿Diseño estructural de la estación de bombeo de suministro de agua?
El diseño estructural de una estación de bombeo de suministro de agua es muy importante. Cada detalle del diseño se reflejará en el proceso de uso. Al procesarlo, no solo se debe combinar con la realidad sino también prestar atención a la. acumulación de conocimientos profesionales. Zhongda Consulting le brindará una breve introducción al diseño estructural de estaciones de bombeo de suministro de agua.
1. Determinación del tamaño de la sala de bombas
1.1 Determinación de la altura de la sala de bombas
(1) La altura libre sobre el piso del motor de la sala de bombas principal debe cumplir los siguientes requisitos: Primero, la unidad vertical debe cumplir los requisitos de elevación para el eje de la bomba de agua o el eje de conexión del rotor del motor. Si el mecanismo de ajuste del impulsor se opera mecánicamente, también se deben cumplir los requisitos para levantar la varilla de ajuste. En segundo lugar, la unidad horizontal debe cumplir con los requisitos de elevación integral de la bomba o motor de agua, o carga y descarga integral del equipo de transporte. En tercer lugar, la distancia entre el punto más alto de la grúa y la parte inferior de la viga del techo no debe ser inferior a 0,3 m.
(2) La distancia entre el equipo de elevación y los objetos fijos debe cumplir los siguientes requisitos: primero, cuando se utilizan separadores rígidos, la dirección vertical no debe ser inferior a 0,3 m; cuando se utilizan separadores flexibles, la dirección vertical; No debe ser inferior a 0,3 m. Menos de 0,5 m. En segundo lugar, la dirección horizontal no debe ser inferior a 0,4 m. En tercer lugar, cuando se inspecciona el transformador principal, la altura requerida para la extracción del núcleo no se debe utilizar como base para determinar la altura de la sala de bombas principal. Cuando la altura de elevación es insuficiente, se debe instalar un foso de inspección del transformador.
(3) La altura libre de la capa de la bomba de agua no debe ser inferior a 4,0 m, la altura libre de la sala de la bomba de drenaje no debe ser inferior a 2,4 m, la altura libre del corredor de drenaje debe no debe ser inferior a 2,2 m, y la altura libre de la sala del compresor de aire debe ser mayor que la altura total del tanque de almacenamiento de aire, y no debe ser inferior a 3,5 m, y tener suficiente área de alivio de presión.
La elevación de la placa inferior del piso de la bomba de agua en la sala de bombas principal debe determinarse en función de factores como la elevación de instalación de la bomba de agua y el diseño del canal de entrada de agua o los requisitos de instalación de la tubería. . La instalación de la bomba de agua debe determinarse de manera integral en función de la topografía y las condiciones geológicas de la sala de bombas. La elevación del piso del motor en la sala de bombas principal debe determinarse en función de factores como la elevación de instalación de la bomba de agua y la longitud del eje de la bomba y del motor. La elevación de instalación de la bomba de agua debe cumplir los siguientes requisitos: Primero, en el nivel de agua operativo más bajo de la piscina de entrada, debe cumplir los requisitos para la altura de vacío de succión permitida o el margen de cavitación necesario de la bomba de agua en diferentes condiciones de trabajo. Cuando las velocidades nominales del motor y la bomba de agua son diferentes, o cuando el agua se extrae de una fuente de agua que contiene sedimentos, se debe corregir la altura de vacío de succión permitida o el margen de cavitación necesario de la bomba de agua. En segundo lugar, cuando la bomba de flujo axial o la bomba de flujo mixto se instala verticalmente, la profundidad mínima de inmersión del plano base debe ser superior a 0,5 m. En tercer lugar, está estrictamente prohibido crear remolinos nocivos en la piscina de entrada.
1.2 Determinación del ancho de la sala de bombas principal
(1) Unidad vertical: El ancho de la sala de bombas debe estar determinado por el tamaño máximo del motor o conducto de aire y el tamaño requerido para los canales de operación y mantenimiento en los lados aguas arriba y aguas abajo. Debe haber canales de operación y mantenimiento en los lados aguas arriba y aguas abajo de la capa del motor y la capa de la bomba de agua, y su ancho neto no debe ser inferior a 1,2 m ~ 1,5 m cuando se dispone un panel de operación en un lado, su ancho neto; No debe ser inferior a 2,0 m. También se deben cumplir los requisitos de manipulación del equipo.
(2) Unidad horizontal: el ancho de la sala de bombas debe determinarse en función del tamaño de la bomba de agua, las válvulas y otros accesorios de tubería configurados, y cumplir con los requisitos de instalación, mantenimiento y operación del equipo. y pasos de mantenimiento o trazado de carriles de circulación.
1.3 Determinación de la longitud de la sala de bombas
La longitud de la sala de bombas principal debe determinarse en función de factores como el número de unidades de la unidad principal, el espacio entre las unidades , la longitud de las secciones laterales de la unidad y la disposición de las salas de instalación y mantenimiento, y Deben cumplirse los requisitos para la elevación de la unidad y el tráfico interno en la sala de bombas
2. Análisis de estabilidad de la sala de bombas y tratamiento de cimientos.
2.1 Análisis de estabilidad de la sala de bombas
Estabilidad de la sala de bombas El análisis puede tomar como unidad de cálculo una sección unitaria típica o una sección conjunta. Las cargas utilizadas para el análisis de estabilidad de la sala de bombas deben incluir: peso propio, presión hidrostática, presión de levantamiento, presión del suelo, presión de sedimentos, presión de las olas, acción sísmica y otras cargas. El cálculo debe cumplir con las siguientes regulaciones: (1) El peso propio incluye el peso propio de la estructura de la sala de bombas, la calidad del embalaje y la calidad del equipo permanente. (2) La presión hidrostática debe calcularse en función de varios niveles de agua operativos. Para los ríos cargados de sedimentos, se debe considerar el impacto del contenido de sedimentos en la densidad aparente del agua. (3) La presión de elevación debería incluir la fuerza de flotación y la presión de penetración. La presión de filtración debe calcularse y determinarse en función de factores como el tipo de cimiento, la combinación de niveles de agua en diversas condiciones operativas y la disposición de las instalaciones de drenaje y antifiltración en la parte inferior de los cimientos de la sala de bombas. Para cimientos de suelo, se debe utilizar el método del coeficiente de resistencia mejorado para el cálculo; para cimientos de roca, se debe utilizar el método de distribución lineal para el cálculo.
(4) La presión del suelo debe basarse en las condiciones de los cimientos. Factores como la naturaleza del suelo de relleno y la posible deformación de la estructura de la sala de bombas se calculan en función de la presión del suelo activa o la presión del suelo estática. Al realizar el cálculo se debe tener en cuenta el efecto de sobrecarga sobre la superficie de llenado. (5) La presión del sedimento debe calcularse y determinarse en función de la ubicación de la sala de bombas y las posibles condiciones de sedimentación. (6) La presión de las olas se puede calcular y determinar utilizando la fórmula del embalse Guanting Yihedi o la fórmula de la estación experimental Putian. Al diseñar los niveles de agua, la velocidad del viento debe ser de 1,5 a 2,0 veces la velocidad máxima promedio del viento durante varios años en el período correspondiente; en el nivel de agua operativo más alto o nivel de inundación (anegamiento), la velocidad del viento debe basarse en el nivel de agua múltiple; Velocidad máxima media del viento anual en el periodo correspondiente.
La acción sísmica se puede calcular y determinar según la vigente norma nacional “Código de Diseño Sísmico de Edificaciones Hidráulicas”. Otras cargas se pueden determinar según las condiciones reales del proyecto. Al diseñar una sala de bombas se deben combinar varias cargas que puedan actuar simultáneamente.
2.2 Cálculo y procesamiento de la cimentación
La cimentación seleccionada para la sala de bombas debe cumplir con los requisitos de capacidad portante, estabilidad y deformación. Se debe dar prioridad a los cimientos de la sala de bombas para utilizar cimientos naturales. No se utilizarán como cimientos naturales los cimientos de suelo cohesivo con un número de penetración estándar menor o igual a 4 golpes y los cimientos de suelo arenoso con un número de penetración estándar menor o igual a 8 golpes. Cuando los indicadores de rendimiento físico y mecánico de la roca y el suelo de los cimientos de la sala de bombas son deficientes y la estructura de ingeniería es difícil de coordinar y adaptar, se pueden utilizar cimientos artificiales. La profundidad de enterramiento de los cimientos de las salas de bombas y de los edificios de toma de agua sobre cimientos de tierra debe estar por debajo de la línea máxima de socavación. Para salas de bombas y edificios de toma de agua ubicados sobre cimientos de suelo en áreas de suelo congelado estacionalmente, la profundidad de entierro de los cimientos debe ser mayor que la profundidad máxima del suelo congelado en el área. Cuando actúan únicamente cargas verticales simétricas, la tensión promedio en la superficie inferior de los cimientos de la casa de bombas no debe ser mayor que la capacidad de carga permitida de la capa de soporte especial de los cimientos de la sala de bombas bajo la acción de cargas excéntricas verticales; el hecho de que la tensión promedio en la superficie inferior de la base no debe ser mayor que la capacidad de carga permitida de la capa de soporte de la base. Además, también debe cumplir el requisito de que la tensión máxima en el borde de la superficie inferior de la base no es mayor que 1,2 veces la capacidad de carga permitida de la capa de soporte de la base de la sala de bombas, en caso de un terremoto, la capacidad de carga permitida de la capa de soporte de la sala de bombas se puede aumentar adecuadamente. La cantidad de asentamiento permitida y la diferencia de asentamiento de los cimientos de la sala de bombas deben analizarse y determinarse en función de las condiciones específicas del proyecto, para garantizar la seguridad estructural de la sala de bombas y no afectar el funcionamiento normal de las unidades en la sala de bombas. .
El plan de tratamiento de cimientos para la sala de bombas debe considerar de manera integral factores como la calidad del suelo de los cimientos, las características estructurales de la sala de bombas, las condiciones de construcción y los requisitos de operación, y debe determinarse mediante análisis técnicos y económicos. comparación. Los diseños de tratamiento de cimientos de uso común, como cimientos de pilotes acolchados de reemplazo de suelo, cimientos de cajones, pilotes de arena (grava) vibrantes y compactación dinámica, deben cumplir con la norma nacional actual "Código de diseño de esclusas" y otras especificaciones profesionales relevantes. Se deben excavar las capas de suelo en los cimientos de la casa de bombas que puedan "licuarse". Cuando la capa de suelo es difícil de excavar, también se deben adoptar medidas de tratamiento como cimentación con pilotes, pilotes de arena vibratorios o compactación dinámica. Tablestacas o muros de corte para encerrar la capa de suelo en combinación con los requisitos anti-filtración. de la fundación. Los cimientos de la sala de bombas son cimientos de loess plegables, que pueden tratarse mediante métodos como apisonamiento de la superficie con martillos pesados, sustitución de cojines de tierra, compactación de pilotes de tierra caliza, cimientos de pilotes o remojo previo, y deben cumplir con las normas vigentes. Norma nacional "Código de construcción para áreas de Loess plegables" 》disposiciones. Debería haber las instalaciones necesarias contra las filtraciones debajo de los cimientos de la sala de bombas. Los cimientos de la sala de bombas son una base de suelo expansiva. Con la premisa de cumplir con el diseño y los requisitos de estabilidad y seguridad de la sala de bombas, se debe reducir el área inferior de los cimientos de la sala de bombas y se debe aumentar la profundidad de enterramiento de los cimientos. El suelo expansivo también se puede excavar y reemplazar con suelo no expansivo, o utilizar cimientos de pilotes o cimientos de la sala de bombas como cimientos de roca. Se deben eliminar los bloques de roca sueltos y rotos de la superficie y las grietas y fallas llenas de lodo. Las zonas de fractura deben ser tratadas. Las fundaciones kársticas deben recibir un tratamiento especial.
3. Requisitos para maquinaria hidráulica y equipos auxiliares
(1) Los requisitos de caudal de diseño, altura de diseño y suministro de agua y drenaje de la estación de bombeo deben cumplirse en diferentes períodos.
(2) En la altura promedio, la bomba de agua debe funcionar en el área de alta eficiencia; en la altura más alta y más baja, la bomba de agua debe poder funcionar de manera segura y estable. Con la premisa de garantizar una operación segura, el caudal de diseño de la bomba principal de la estación de bombeo de drenaje debe calcularse en función del caudal unitario máximo. Al extraer agua de una fuente de agua cargada de sedimentos, se debe tener en cuenta el impacto del contenido de sedimentos y el tamaño de las partículas en el rendimiento de la bomba de agua; cuando el medio de la fuente de agua es corrosivo, se deben tomar medidas anticorrosión para el impulsor de la bomba de agua y; piezas de paso de flujo.
(3) Se debe dar prioridad a las series de productos recomendados a nivel nacional y a los productos certificados. Cuando los productos existentes no pueden cumplir con los requisitos de diseño de la estación de bombeo, se puede diseñar una nueva bomba de agua.
Las bombas de agua de nuevo diseño deben someterse a pruebas de modelo o pruebas de modelo de dispositivo después de pasar la evaluación, cuando se utilizan productos extranjeros avanzados, debe haber una justificación suficiente.
(4) Cuando hay varios tipos de bombas para elegir, se deben analizar exhaustivamente factores como el rendimiento hidráulico, el costo unitario, la inversión del proyecto, la operación y el mantenimiento para determinar cuál es la mejor. En las mismas condiciones se debe utilizar una bomba centrífuga horizontal.
Además de cumplir con las regulaciones anteriores, la selección de bomba principal para fuentes de agua cargadas de sedimentos también debe cumplir los siguientes requisitos: En primer lugar, se debe dar prioridad a bombas de agua con buen rendimiento de cavitación. En segundo lugar, la velocidad de la unidad debe ser baja. En tercer lugar, los componentes de paso de flujo deben tener medidas antiabrasión. Cuarto, el cojinete guía de la bomba de agua debe lubricarse con agua limpia o aceite. En quinto lugar, el número de bombas principales debe ser de 3 a 9. Las estaciones de bombeo con grandes cambios de flujo deberían tener más bombas; las estaciones de bombeo con flujo relativamente estable deberían tener menos bombas. En sexto lugar, el número de unidades de repuesto debe determinarse en función de la importancia del suministro de agua y las horas de utilización anual, y debe cumplir con los requisitos de mantenimiento normal de las unidades. En séptimo lugar, para las bombas de flujo axial y las bombas de flujo mixto con un diámetro nominal del impulsor mayor o igual a 160 mm, debe haber datos de prueba del modelo del dispositivo; cuando se realizan cambios importantes en el perfil de las piezas que pasan el flujo, la prueba del modelo del dispositivo debe ser; vuelto a realizar. En octavo lugar, las bombas centrífugas y las bombas de voluta de flujo mixto pueden utilizar métodos de ajuste de giro para cambiar los parámetros de rendimiento de las bombas de agua, y se deben realizar pruebas de equilibrio estático en los impulsores girados. Noveno, la bomba de agua puede funcionar a velocidad reducida o a mayor velocidad. Cuando la velocidad de la bomba de agua que funciona a mayor velocidad excede la velocidad de diseño 5, se debe demostrar su resistencia, desgaste, cavitación, vibración hidráulica, etc.
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