第9章泵房第5节.ppt

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1、第三节 泵房通风泵房内的热量泵房内的热量：电机散热：电机散热 电气设备散热电气设备散热 辐射热辐射热泵房内温度过高的危害：泵房内温度过高的危害：电机功率下降（电机功率下降（T=50，W下降下降25%）绝缘老化绝缘老化 效率降低效率降低 影响工作人员身体健康影响工作人员身体健康通风方式：通风方式：自然通风（热压、风压）自然通风（热压、风压）机械通风机械通风l通风计算内容包括：l自然通风：l根据通风量进风、排风窗面积；l根据已有门窗面积校核通风效果。l机械通风：l确定风道布置与截面尺寸、风压损失；l选择风机。l l *一般先考虑自然通风，主要是确定门窗面积，在自然通风不满足条件的情况下，考虑机械通

2、风。l一、通风量计算l1 1电动机散热电动机散热l式中：式中：N电动机输出功率（电动机输出功率（kW）；）；l 电机效率；电机效率；l Z电机运行台数；电机运行台数；l W电机输入功率。电机输入功率。l2 2电气设备散热、辐射热电气设备散热、辐射热l上述两项考虑为上述两项考虑为10%的电机散热。的电机散热。l所以，总的散热量所以，总的散热量)/()1(3600hkJZNQ机ZNQQ)1(39601.1机l3 3通风所需的空气量通风所需的空气量l热量平衡方程热量平衡方程l进入泵房的冷空气传入室内的热量进入泵房的冷空气传入室内的热量+泵房内散热泵房内散热=排出室外热空气带走的热量排出室外热空气带走

3、的热量pPCtqQCtq内外)/()(3hmttCQqp外内Cp空气的定压比热（空气的定压比热（kJ/kg）*设计时，设计时，t内内t外外=35Hh2h1F2F1NP2P1N,PNl二、自然通风l1 1根据已开窗面积，校核通风量根据已开窗面积，校核通风量l设进风窗面积设进风窗面积F1，排风窗面积排风窗面积F2，两窗中心线高差两窗中心线高差H。l存在等压面存在等压面NN，该面室内外压力均为该面室内外压力均为PNl下窗中心：下窗中心：内压力：内压力：P1内内=PN+内内gh1l 外压力：外压力：P1外外=PN+外外gh1l因为因为P1外外P1内内l所以下窗中心处压差：所以下窗中心处压差：l P1=

4、P1外外P1内内=gh1(外外内内)l同例：同例：上窗中心：上窗中心：内压力：内压力：P2内内=PN 内内gh2l 外压力：外压力：P2外外=PN 外外gh2。l P2内内P2外外l所以，上窗中心压差：所以，上窗中心压差：P2=gh2(外外内内)Hh2h1F2F1NP2P1N,PNlF1、F2、H已知，可得：已知，可得：lh2=Hh1l式中：式中：1进风窗阻力系数；进风窗阻力系数；l 2排风窗阻力系数；排风窗阻力系数；l 排排排气窗口处空气密度。排气窗口处空气密度。l如上、下窗选用同种型号，则如上、下窗选用同种型号，则1=2l在上式中，一般认为在上式中，一般认为外外排排，即，即外外/排排=1，

5、则则：12221121排外FFHhHFFFhHFFFh22212222221221,l求进风窗、排风窗口风速：求进风窗、排风窗口风速：l l 如如q1,q2q，则说明自然通风满足要则说明自然通风满足要求，否则需要机械通风。求，否则需要机械通风。排内外排内外排外内外外内外外2222222211111211)(2)(2)(2)(2ghvgghgPgvghvgghgPgv222111vFqvFql2 2根据通风量推求所需进风、排风窗面积根据通风量推求所需进风、排风窗面积l设进风窗面积、排风窗面积分别为设进风窗面积、排风窗面积分别为F1、F2，两窗中心高差两窗中心高差H。l 由此进行窗的布置由此进行窗

6、的布置l 根据上述布置，按根据上述布置，按1再进行一次通风量校核。再进行一次通风量校核。l *门窗面积一般要占墙面积的门窗面积一般要占墙面积的30%30%以上，一般在吊车梁上以上，一般在吊车梁上面布置排风窗，吊车梁下面布置进风窗。面布置排风窗，吊车梁下面布置进风窗。l *窗由定型产品可供选择。窗由定型产品可供选择。)()(2211内外内外ghPghP22112122221211/22vqFvqFvvgPgvgPgv排外l三、机械通风l泵房机械通风的两种形式：泵房机械通风的两种形式：l 全面通风全面通风向整个泵房通风。向整个泵房通风。l 局部通风局部通风对电动机局部通风对电动机局部通风l（效果好

7、），电机散出的热风由风道集中排出。（效果好），电机散出的热风由风道集中排出。l电动机冷却方式：电动机冷却方式：l（1）开敞式自然通风）开敞式自然通风小型立式、卧式电机；小型立式、卧式电机；l（2）半管道式通风）半管道式通风大中型立式同步电机；大中型立式同步电机；(a)开敞式自然通风(a)开敞式自然通风(b)半管道式通风排风管l（3）管道通风）管道通风卧式电机、风扇处加卧式电机、风扇处加罩，将热风抽走；罩，将热风抽走；（送风）（送风）l（4）冷却器）冷却器大大中型立式同步机（封中型立式同步机（封闭循环式）。闭循环式）。(a)开敞式自然通风(b)半管道式通风(c)封闭循环式通风排风管空气冷却器空气

8、冷却器l1通风量l t1电机内允许最高温度；电机内允许最高温度；l t2吸入空气温度吸入空气温度 l *此公式与前相比少了此公式与前相比少了Z Z，即每台电机均即每台电机均设专门的机械通风。设专门的机械通风。)1(3600)(21NQttCQqpl2风压损失计算l（1）风道布置：）风道布置：有多种布置形式，与电机类型、泵房有多种布置形式，与电机类型、泵房型式有关。型式有关。l（2）风压损失：）风压损失：l对矩形管，对矩形管，l 若若hhF （hF电机风扇叶片转动是产生的风压）电机风扇叶片转动是产生的风压）l则需加大管道面积或设风机。则需加大管道面积或设风机。沿局hhh)()2()2(222Om

9、mHvdlgvdlh空气沿baabd2当l第四节 泵房整体稳定分析l设计步骤：设计步骤：l 规划提供资料规划提供资料机组选型机组选型装置设计装置设计泵房泵房型式、尺寸确定、设备布置型式、尺寸确定、设备布置稳定分析稳定分析结构计结构计算算施工图施工图l整体稳定整体稳定泵房整体在各种荷载组合下泵房整体在各种荷载组合下不发生倾覆、滑动、浮起等破坏。不发生倾覆、滑动、浮起等破坏。l一、计算内容一、计算内容l 抗滑、抗浮、抗倾、地基应力、地下抗滑、抗浮、抗倾、地基应力、地下轮廓线设计等。轮廓线设计等。l二、计算情况l1、竣工工况（完建期）l 工程刚建成尚未投入运行，后墙及侧墙等已回填土，工程刚建成尚未投

10、入运行，后墙及侧墙等已回填土，有一定埋深的地下水，但进出水侧均无水，泵房承受自重有一定埋深的地下水，但进出水侧均无水，泵房承受自重（包括设备重）及土压力、地下水压力作用。（包括设备重）及土压力、地下水压力作用。l2、设计工况（正常运行期）l 泵房在设计水位下运行泵房在设计水位下运行l堤身式泵房：进水侧进水侧设计水位设计水位l 出水侧出水侧设计水位设计水位l堤后式泵房：进水侧进水侧设计水位设计水位l 出水侧出水侧地下水位地下水位（由渗流计算确定）。l 站身除受自重及设备重量外，还承受作用于站身上的站身除受自重及设备重量外，还承受作用于站身上的水重、水压力、土压力、扬压力等。水重、水压力、土压力、

11、扬压力等。l3、校核工况l 泵站出现校核水位情况。泵站出现校核水位情况。l4、检修工况l 指湿室、块基型泵站检修时，进水池指湿室、块基型泵站检修时，进水池或进水流道无水情况。或进水流道无水情况。l 抽水站的检修一般在低水位情况下进抽水站的检修一般在低水位情况下进行，进水池无水或取最低水位，出水侧或行，进水池无水或取最低水位，出水侧或墙后取可能出现的相应水位。墙后取可能出现的相应水位。l5、止水失效工况l 指水平止水或垂直止水失效（断裂、破坏），指水平止水或垂直止水失效（断裂、破坏），从而引起渗径减小，渗透压力增大的工况。从而引起渗径减小，渗透压力增大的工况。l 对堤身式泵房来说，这种情况尤需校

12、核，此时，对堤身式泵房来说，这种情况尤需校核，此时，进、出水侧均取进、出水侧均取设设。l6、调相期l 指大型同步电机调相运行时，流道内无水，机指大型同步电机调相运行时，流道内无水，机组空车运行。（空车调励磁，调节无功功率）组空车运行。（空车调励磁，调节无功功率）l7、地震工况l三、荷载计算l恒载恒载：泵房自重：屋盖、：泵房自重：屋盖、前后墙、梁、板、门、窗、前后墙、梁、板、门、窗、底板底板；机电设备：电；机电设备：电机、泵等。机、泵等。l活载活载：土压力、水压力、：土压力、水压力、水重、浮托力、渗透压力、水重、浮托力、渗透压力、浪压力、风载、雪载、人浪压力、风载、雪载、人群荷载、地震荷载等。群

13、荷载、地震荷载等。l1土压力l无粘性土：l粘性土：l*如土的上部有均布荷载作如土的上部有均布荷载作用，则要考虑附加土压力的用，则要考虑附加土压力的影响，影响，P=P=qKaqKa。l*对粘性回填土，一般不考对粘性回填土，一般不考虑凝聚力虑凝聚力C C的影响或对的影响或对C C要折要折减（按减（按20%20%考虑）。考虑）。l*墙后回填土如有一定地下墙后回填土如有一定地下水位，则水中部分土压力计水位，则水中部分土压力计算时取浮容重。算时取浮容重。)245(2122tgKaKarHPrcKaCHKarHP222221l2水压力l P=rhl*止水以下直墙上的水压力计算方法。止水以下直墙上的水压力计

14、算方法。l3浮托力l浮托力由下游水位产生。l4渗透压力l由上下游水位差产生。l计算方法：直线比例法、阻力系数法、改进阻力系数法。l5浪压力l 对进出水池水面比较宽阔的情况进对进出水池水面比较宽阔的情况进行浪压力计算，一般情况不考虑该项。行浪压力计算，一般情况不考虑该项。l根据水位的深浅，浪压力呈以下两种图根据水位的深浅，浪压力呈以下两种图形。形。l 影响因素：影响因素：风速、水深、吹程、水风速、水深、吹程、水面形状。面形状。l 计算方法：计算方法：水闸设计规范推荐。水闸设计规范推荐。l泵站设计规范亦推荐以下二个公式：泵站设计规范亦推荐以下二个公式：l官厅官厅鹤地公式；薄田试验站公式。鹤地公式；

15、薄田试验站公式。l 设计水位时，风速宜采用相应时期设计水位时，风速宜采用相应时期多年平均最大风速的多年平均最大风速的1.5 2.0倍，最高倍，最高运行水位或洪水位时，风速宜采用相应运行水位或洪水位时，风速宜采用相应时期多年平均最大风速。时期多年平均最大风速。l6风压力l作用在泵房表面上的风荷载按下式计算l P=KKP0l式中：P0基本风压（kg/m2）l（查“全国基本风压图”。它是指空旷平坦地面以上10m处30年一遇10min平均最大风速形成的压力。P0=9.80665v2/16。如P025kg/m2，则按25kg/m2考虑。）l K风压高度变化系数（查表）。l K建筑物风载体形系数。l7地震

16、力l地震烈度为地震烈度为7及及7以上时考虑。以上时考虑。l地震情况下会产生：地震惯性力：水平、垂直。由惯性加速度地震情况下会产生：地震惯性力：水平、垂直。由惯性加速度引起。地震动水压力、地震动土压力。引起。地震动水压力、地震动土压力。l（1）地震惯性力：）地震惯性力：l（2）地震动水压力：）地震动水压力：l（3）地震动土压力：）地震动土压力：l*根据水工建筑物抗震设计规范根据水工建筑物抗震设计规范l 7 7以下不考虑地震力。以下不考虑地震力。l 3 3级以下建筑物不考虑地震力。级以下建筑物不考虑地震力。l 地震垂直惯性力按地震垂直惯性力按50%50%考虑。考虑。l 地震荷载不与最高洪水组合地震荷载不与最高洪水组合。iiZHiWaCKP0HfCKPyZHyEtgCCKEeZH)1(l四、站身稳定计算l1 1失稳形式失稳形式l（1）滑动l 表层滑动表层滑动产生沿基底的平面滑动。产生沿基底的平面滑动。l 深层滑动深层滑动在垂直、水平荷载作用下，地在垂直、水平荷载作用下，地基达到整体剪切破坏，形成一个连续的滑动面。基达到整体剪切破坏，形成一个连续的滑动面。l 深层、表层滑动的判别深层、表层滑动