6 新涌水闸的水力机械、电工、金属结构及采暖通风
6.1 水力机械
6.1.1 泵站基本参数
（1）设计标准。钟村镇排涝区新涌排涝泵站设计标准按20年一遇24h设计暴雨1d排完设计。
（2）计算设计流量。本站水泵提排设计流量为10.0m3/s。
（3）特征水位。通过对番禺区钟村镇排涝区水文分析及工程规模专题论证，经过分析，新涌排涝泵站特征水位汇总见表6.1-1。
表6.1-1 新涌排涝泵站工程特征水位汇总表 单位：m
6.1.2 规程、规范及手册
泵站设计遵照的主要规程、规范如下：
（1）《泵站设计规范》（GB/T 50265—97）。
（2）《水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定》（DL/T 5066—1996）。
（3）《机电排灌设计手册》（第二版）（水利电力出版社）1992年。
6.1.3 水泵
（1）水泵选择原则。水泵型式的选择应在可能的范围内进行方案比较并符合下列要求：
1）应满足泵站设计流量、设计扬程以及不同时期的排除涝水的要求。在平均扬程时，
水泵应在高效率区运行，在最高和最低扬程时，水泵应能安全、稳定运行。
2）水泵气蚀性能较好，电动机不超载，泵组运行稳定性较好。
3）泵站应优先选用国家推荐的系列产品和经过鉴定的产品。
4）具有多种泵型可供选择时，应综合分析水力性能、泵组设备造价、工程投资和运行检修等因素，经济技术上合理可行，择优确定。
5）水泵及电动机结构应简单、可靠，机电设备的安装调试、运行管理和检修维护方便，泵站的运行费用和综合造价较低。
6）工程区地层主要由淤泥、淤泥质黏土等软土组成，泵型选择应减少泵站基坑开挖的深度，降低施工难度。
（2）排涝泵站水泵型式。新涌排涝泵站净扬程在2.5m以下，属特低扬程泵站。内涌水流大部分时间靠自流排入屏山河，泵站提排期主要集中在汛期，水泵选择的首要问题是泵站运行的安全性、稳定性、可靠性及汛期河水高含量泥沙对水泵性能的影响，考虑到水泵生产制造和当地成熟的运行管理经验，初步选择低扬程高比转数的立式轴流泵作为新涌排涝泵站的水泵型式。
（3）排涝泵站水泵台数。根据幸福涌控制区域的地形特点，新涌提排站主要运行期集中在每年的雨季（即4—9月）涌内水位较高时段，装置利用率低，不考虑设置备用泵。此外，按照泵站确定的排涝规模及《泵站设计规范》（GB/T 50265—97）的有关规定，排涝泵站的水泵台数宜为3～9台。
本阶段对装置3台水泵两种方案进行了比较，见表6.1-2。
表6.1-2 机型技术性能比较表
（4）扬程的组合计算。排涝泵站特征扬程组合计算按下列公式进行：
式中 H设计——设计净扬程，m；
H 校核——最大净扬程，m；
h 设外——设计外水位，m；
h 高外——最高运行外水位，m；
h 设内——设计内水位，m；
h 损——损失扬程，m。
采用表6.1-1特征水位计算得水泵扬程为：H设计=0.90+h损，H校核=1.56+h损。按照以往经验，在设计净扬程时，流道损失初步按1.0m估算，以此进行水泵选型设计。
（5）水泵选择。根据新涌泵站的基本参数，同时参照同等规模泵站的运行管理经验，分析了多个同类水泵制造厂的水泵性能，本阶段初步选择了900ZLBc2A-135立式轴流泵3台和1200ZLBc-100立式轴流泵3台两套方案。对两方案进行技术比较，见表6.1-2，两方案水泵的性能曲线见图6.1-1和图6.1-2。
图6.1-1 900ZLB-135（+3°）性能曲线图
图6.1-2 1200ZLB-100（+1°）性能曲线图
通过表6.1-2比较可见，两方案都满足排涝要求。根据泵站的设计基本参数，最优工况下能够精确的满足泵站设计参数的水泵型号基本没有，都或多或少存在偏差，方案二中的1200ZLB-100（+1°）型水泵用于新涌泵站时，装置利用率和效率更低，设备和土建投资大，综合考虑水泵的耐久性和运行经济性等方面因素，本阶段初步确定采用900ZLB-135（+3°）型水泵为推荐方案。
（6）推荐方案的设计工作参数。通过对推荐方案水泵进口前的拦污栅、闸门槽，进、出水流道和流道进、出水口、出口拍门及出口闸门槽的沿程和局部水头损失，得出900ZLBc2A-135型水泵在泵站设计工况下的水力损失为0.95m，校核工况下水力损失为0.89m。故H设计=0.90+0.85=1.75m，H校核=1.56+0.79=2.35m。
实际运行的设计工况点和校核工况点在性能图中位置相对比较理想，满足新涌的排涝要求，而且效率也较高。泵站推荐方案设计工况参数见表6.1-3。推荐水泵性能参数见表6.1-4。
表6.1-3 泵站推荐方案设计工况参数表
表6.1-4 900ZLB-135（+3°）型水泵性能参数表
（7）配套电机功率。泵站所选水泵是立式机组，机组和电动机采用直联传动。
1）水泵轴功率计算：
式中 N轴——水泵轴功率，kW；
γ——水的重度，取9.81kN/m3；
Q——水泵流量，m3/s。
为使机组在任何情况下安全运行，电动机不超载，所选电动机额定功率要大于水泵最大轴功率，N轴取水泵在校核工况下的轴功率。
2）与水泵配套的电动机功率计算：
式中 Np——计算配套功率，kW；
K——备用系数；
N 轴——水泵轴功率，kW，取1.30。
根据以上计算公式和原则，新涌排涝站电动机选配结果见表6.1-3。
根据水泵的轴功率及转速，以及备用系数要求及厂家配套标准系列电机。经计算，采用130kW异步电机可满足要求。
（8）水泵的出口断流设备。在新涌每台水泵出水口均设有一套拍门作为断流设备，在事故停泵时保护水泵设备的安全。
6.1.4 辅助机械设备
（1）起重设备。为便于泵站设备的安装检修，设置1套起重设备。由于单台泵组的最大起吊重量不大，选用起吊重量为5.0t的LD型电动单梁起重机1台，起重机起升高度为12m，跨度为7.0m。
（2）水力监测设备。在泵站进水池和出水池闸门外侧各设置一套水位计，测量水位的高低，用于水泵机组启停控制。所有的测量数据均送入泵站计算机监控系统。
（3）供水系统。泵站水泵导轴承的润滑用水及运行管理人员生活用水均取自市政自来水管网。机组启动前轴承需要先充水润滑，润滑水的通断由电磁阀控制。
（4）排水系统。泵站设置2台检修排水泵，检修排水泵的总流量满足5h排除单泵流道内积水和进、出口闸门（拍门）漏水量之和。检修排水泵型式采用移动式潜水泵，设计流量Q=65.0m3/h，设计扬程H=13.0m，电机功率N=4.0kW，共2台。
在检修排水初期，将2台检修排水泵置于出水流道拍门与出口检修闸门之间的水道内将水抽至外江。当内水位下降至0.2m，可将叶轮提出转轮室进行拆卸、更换和维修。
（5）润滑油系统。泵站润滑油用油量较少，采用人工加油。在主厂房内只贮存少量润滑油用以补充机组运行的损耗，润滑油牌号：T-46。
6.1.5 泵房及水力机械主要设备布置
6.1.5.1 泵组的布置
新涌泵站的水泵采用立式轴流泵，采用干室泵房，3台水泵采用一列式布置。
6.1.5.2 泵房主要尺寸的确定
（1）水泵机组段长度的确定。根据立式轴流泵流道尺寸和水泵进、出水管、泵体最大外形尺寸，考虑水泵控制柜及泵房内的主要通道等的布置，满足水泵设备的安装和运行，确定水泵进水室宽度为3.2m，机组段长度为4.0m。
为满足水泵和电动机等设备的安装、检修和装卸要求，泵站内需设置安装检修场。安装检修间位于泵房右端，长5.0m，宽7.0m。
（2）泵房宽度的确定。考虑立式轴流泵的结构型式和水泵进、出流道布置确定泵房宽度。泵站泵房净宽度为7.0m。
（3）泵房各层高程的确定。
1）水泵安装高程。泵站水泵安装高程的确定除了必须满足在进水池最低运行水位要求外，也满足出水流道的出口上缘应淹没在出水池最低运行水位以下0.1～0.2m的要求。本阶段初步确定水泵叶轮中心安装高程定为-1.52m。
2）进水室底板高程。按照水泵叶轮的埋设要求，本阶段初步确定进水室底板高程定为-3.00m。
3）水泵层高程。泵站水泵基础面至水泵叶轮中心线的高度为0.94m，确定水泵层的高程为-0.59m。
4）电动机层高程。泵站电动机层高程的确定主要是满足联轴器的拆卸、安装要求和交通道路进厂高程，综合考虑确定电动机层高程2.60m。
5）安装检修场层高程。泵站安装检修场层与电动机层同高为2.60m。
6）桥机轨道顶高程。泵站桥机轨道顶高程按检修间地板高程、汽车车厢底版离地面高度、垫块高、最高设备（或部件）高度、捆扎长度、起吊物吊离车厢底板的必要高度和吊车吊钩至轨道面的最小距离，总高度为7.00m，则轨顶高程9.60m。
7）厂房屋顶梁底高程。本阶段起重机轨道顶与梁底高程初步按1.0m确定，高程10.60m。
6.1.6 主要设备汇总表
新涌泵站主要水力机械设备表见6.1-5。
表6.1-5 新涌泵站主要水力机械设备表
