水泵站(给排水).

1第四章给水泵站本章将主要介绍：泵站的分类与特点；泵站的设计流量与设计扬程分析及水泵的选择；泵站机组的布置与基础；水泵的吸水管路与压水管路的设计与布置泵站中的辅助设备泵站的土建要求与工艺设计2第一节泵站的分类与特点泵站的分类按照泵房是否有地下部分以及地下部分的埋深分:1、地面式泵站:无地下层,结构同一般工业厂房2、地下式泵站:有地下层,且埋深较大3、半地下式泵站:有地下层,地下层埋深较浅按在给水系统中的作用分类：1、取水泵站2、送水泵站3、加压泵站4、循环水泵站按泵房的基础结构分:1,分基型2,干室型3,湿室型4,块基型3农业泵站按其任务可分为：排水泵站灌溉泵站灌排结合泵站等下面就上述各类泵站的特点分别介绍如下:4一、取水泵站（一级泵站,水源泵站）1、取水泵站组成：吸水井、泵房及闸阀井等3部分组成。2、工艺流程（地面水取水泵站工艺流程）：342151一水源；2一吸水井；3一取水泵房；4一闸阀井（即切换井）;5一净水厂53、取水泵站特点：取水水位变化较大，泵的安装高程是以最低水位确定的，造成泵房底板高程较低，泵房埋深大。临水深埋是其主要的特点取水泵站一般均紧邻水源，易受外水入侵，因此泵房防洪、防渗、抗浮等方面有较高的要求。设计上要注意其结构计算及整体稳定性的分析。埋深较大的取水泵站为节省投资，减少施工难度，其地下部分，一般均采用圆桶形钢筋混凝土或混凝土结构。泵房面积尽可能取小(有贵在平面之说)，这样，泵房内机组密度大，而散热、通风条件差，必须采取工程措施进行通风、散热。取水泵站一般采用均匀供水方式,站内机组台数较少6二、送水泵站（二级泵站，清水泵站）净水构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。1,特点：送水泵站的工况受用户用水的影响较大，流量、扬程（水压）不断的随用户的需求而变化。为适应这一工作特点，便于生产调度，送水泵站一般均采用多型号、多机组联合运行的方式。送水泵站建于水厂内，条件较好，泵房埋深较浅，结构相对较为简单。72,送水泵站工艺流程：1一清水池；2一吸水井；3一送水泵站；4一管网；5一高地水池（水塔）吸水井送水泵站清水池水塔管网送水泵站吸水水位变化范围小，通常不超过3～4m，因此泵站埋深较浅,泵房一般采用地下式或者半地下式.送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变化，必须设置各种不同型号和台数的水泵机组,泵站内机组型号多,台数也较多,布置上较复杂。83、吸水井吸水井要既有利于水泵吸水管道的布置也要有利于清水池的维护，吸水池的形状取决于吸水管道的布置，一般为长方形．吸水井的型式有：分离式吸水井和池内式吸水井9三、加压泵站城市给水管网面积较大，输配水管线很长，或给水对象所在地的地势高低不一样，当地形起伏较大的情况下，就会出现局部区域的地形高程较大,另外,高层建筑的供水水压要求也很高,这样就需要在城市给水管网中的局部增设加压泵站。优点：减少能耗大减低管网中压力，减少管道水量漏失。加压方式：1、采用在输水管线上直接串联加压；一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合。2、采用清水池及泵站加压供水。10加压泵站供水方式加压泵站供水方式1—二级泵房；2—增压泵房；3—水库泵站；4—配水管网；5—输水管；6—逆止阀11这几种泵站在给水系统中的所处的地位可如下图表示：用户水源用户取水泵站送水泵站加压泵站用户净水构筑物清水池12四、循环水泵站在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用。在循环系统的泵站中，一般设置输送冷、热水的两组水泵，热水泵将生产车间排出的废热水，压送到冷却构筑物进行降温，冷却后的水再由冷水泵抽送到生产车间使用。7循环给水系统工艺流程1一生产车间；2一净水构筑物；3一热水井；4一循环泵站；5一冷却构筑物；6一集水池；7一补充新鲜水13分基型：即机组的基础与泵房的基础是分开的，仅在地面式泵房中采用，一般为单层结构。设计水位地漏五、分基型泵房1415六、干室型泵房干室型：泵房的底板及机组的基础及泵房地下部分的墙体形成一个不透水的干室，水泵机组布置在干室内工作。一般为二层结构：地下层（即干室）布置水泵机组、管道、闸阀等，地上层布置控制柜、配电柜、起重设备等。地下层一般为混凝土结构，上层为钢筋混凝土梁柱及砖砌墙体结构。采用立式机组时为三层结构。161718192021七、湿室型泵房湿室型：其地下部分存在一进水的吸水室，水泵布置在吸水室内工作。一般为二层结构，地下部分为吸水室（湿室）及水泵室，并布置出水管路等，地面层（上层）为电机层。该种结构一般为立式机组采用。湿室型结构相对于干室型，减小了泵房浮托力及渗透压力，有利于泵房稳定。22墩墙式湿室型泵房2324八、块基型泵房块基型泵房主要用于口径大于1200mm的大型水泵，该型式泵房自身重量很大，抗浮和抗滑稳定性好，其结构整体性好，可适用于各种地基条件，特别是当需要泵房挡水时，更为有利。25262728第二节水泵选择一、选泵的依据泵站的设计流量Ｑ与扬程Ｈ及其变化规律是选泵的主要依据（要素）。二、选泵的原则1、满足流量和扬程及其变化的要求；2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高（即水泵长期远行时工作点应处于其高效区间内）；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。29三、选泵的主要依据选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律。下面介绍其确定方法1．一级泵站（水源泵站）：泵站从水源取水，输送到净水构筑物。为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的水泵昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：式中:Qr—一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h);Qd—供水对象最高日用水量（m“/d);α—为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取α=1.05～1.1;T—为一级泵站在一昼夜内工作小时数。)h/m(TQQ3dr30一级泵站中水泵的扬程是根据所采用的给水系统的工作条件来决定的。泵站所需的扬程按下式计算：H=HsT+∑hs+∑hd（+△H）式中H—泵站的扬程（m);HsT—静扬程（m);∑hs—吸水管路的水头损失（m);∑hd—输水管路的水头损失（m）。△H—安全水头，一般为1～2m。静扬程说明如下：Ｈst＝▽上－▽下＝▽净水构筑物－▽水源31▽水源有变幅：①▽枯水、②▽高水、③▽设计最低水位取水源保证率为97~99%的日平均水位，或者从渠道取水时取渠道通过单泵流量时的水位；设计水位取水源保证率为95~97%日平均或旬平均水位，从渠道取水的，取渠道通过设计流量时的水位；最高运行水位取水源10~20年一遇洪水的日平均水位。相应的有三个静扬程：Ｈstmin＝▽上－▽高Ｈst设计＝▽上－▽常Ｈstmax＝▽上－▽枯32选泵时，应注意使：出现最小扬程时，水泵不汽蚀；出现最大扬程时，满足最小供水流量的要求；出现设计扬程时，由于这种情况出现的时间较多，水泵应处于最高效率点附近工作。使水泵经常运行效率较高。另外：在整个工作范围内，工作点应处于水泵推荐的高效范围内。（短时超出是允许的）332，送水泵站（二级泵站）的Ｑ、Ｈ确定二级泵站由清水池取水向管网供水，Ｑr随时间、时期（季节）而变化，其依据是日供水曲线，也与水塔、高地水池的设置有关。a．对于小型给水系统，一般采用均匀供水方式，即泵站的设计流量为供水时间的最高日平均时流量（m3/hr）βＱdＱr＝━━━━(m3/hr)β＝１.０１～１.０２Tb．对于中型有水塔供水系统：为了减小水塔的调节容积，一般用分级的供水方式。泵站的流量为最大一级平均时流量。计算时，也应考虑给水系统的自用水。c．对于大型、无水塔、多水源、分散供水系统：由于无水塔，所以泵站的流量为最高日最大时流量即最大时供水流量，须考虑自用水。34二级站的扬程一般通过下方式确定：Ｈ＝Ｈ′st＋∑h＋ＨsevＨ′st:为清水池内最低水位与给水管网控制点的地面标高差（即最大静扬程）。Ｈsev：为服务水头（一层为10m,二层为12m，以后每增加一层，增加4m）∑h:吸水管路、输水管路及管网中的总水头损失。（计算到控制点）∑h可通过管网平差来确定。35３．加压泵站对于串联加压泵站，其流量为其服务对象的最大流量，扬程可根据其串入管段的水压及其服务对象的水压要求来加以确定。对于清水池加压泵站，可参考送水泵站的方法加以确定。４．循环水泵站：给循环水泵站补水的给水泵站按日均用水量计算循环水泵站设计流量按最高日最高时用水量计算，扬程按Ｈ＝Ｈst＋∑h，通过水力计算确定。36四．水泵台数及单机流量的确定水泵站的设计流量和设计扬程确定后，一般应先考虑使用哪一类水泵。通常，扬程较低而流量较大的排涝泵站，应选用轴流泵，而扬程较高流量较小的灌溉站一般选离心泵。扬程介于两者之间时，选用混流泵。轴流泵的扬程一般为７～８m以下；混流泵的扬程一般为７～８m～～１４～１５m；离心泵通常在这之上。水泵台数的选定时应考虑：37（１）使用要求：需水均衡时，台数少，型号单一；需水不均衡时，台数多，且型号也多，以配合使用（２）考虑设备费用、运行费用、及土建工程造价台数少，单机容量大，效率较高；台数多，单机容量小，效率较低。同时，也影响进、出水构筑物的工程量，一般台数多、造价高。（３）管理维修：台数少、机型单一，便于维修，反之不便。总之，还应结合水泵的生产制造能力和水平，及供应等诸多因素，综合考虑后，确定适当的水泵台数，及各台泵的流量。38五．水泵型号根据以上分析后确定的各台泵的大致流量及设计扬程，与水泵样本或水泵性能综合型谱图去查找符合要求的水泵型号。若无符合要求的水泵时，可对（四）中确定的水泵台数及单泵流量进行调整后再选，也可对样本中的水泵进行调节（切削、调速、变角）后使用。六．进、出水管道设计按所选水泵及泵房结构，布置水泵的进、出水管路（含出水或进水建筑物），计算管路水力损失曲线∑h＝ＳＱ２，绘出管路系统特性曲线。39七．求水泵运行工作点并校核由（六）并结合水泵的性能曲线，分析各台水泵的运行工况点，在最大扬程时，是否满足必需的最小流量要求？设计扬程时，是否满足设计流量的要求？是否会发生气蚀？动力机是否会发生超载等。若所选水泵不能安全运行（会出现气蚀），流量太大或过小，效率太低（偏离水泵设计工况点太远）等，都应重新设计管路或重新选泵（也可进行调节）40归纳一下：选泵的原则有1、满足流量和扬程及其变化的要求；2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高（即水泵长期远行时工作点应处于其高效区间内）；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。选泵的主要步骤有：1，确定泵站的设计流量和扬程2，根据泵站的工作特点、调度要求，综合考虑水泵效率、设备费用、工程费用等诸要素，确定水泵的台数并选择泵型3，依据所选泵型进行泵站的内外部布置，确定进出水管路及附件4，进行水力计算，并确定水泵的运行工况点5，进行工况校核41m504612η-Qm八、选泵要点（注意事项）选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：1、大小兼顾，调配灵活给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时地变化。选泵时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用水量的变化。422、型号整齐，互为备用从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。一般希望能选择同型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站、管网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）的送水泵