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1、第十五讲第五章第五章 排水泵站排水泵站 53雨水泵站工艺设计54 合流泵站工艺设计（简述）55螺旋泵站工艺特点53 雨水泵站的工艺特点1、设置雨水泵站的条件：雨水不能自流排泄时，或水体最高水位搞出雨水排出口时，在雨水管道出口前设置雨水泵站。2、雨水泵站与污水泵站基本相同。3、雨水泵站的特点：水量大，水量变化大。扬程小。无机污染物多。不常用。如出现故障，易发生大事故。一、雨水泵站的基本类型由于雨水泵站流量大，扬程小，因此，多采用轴流泵，或混流泵。基本形式：1、“干室式”如图 511“湿室式”如图 5 12。“干室式”泵站：共分三层。上层是电动机间，安装立式电动机和其它电气设备；中层为机器间，安装
2、水泵的轴和压水管；下层是集水池。二、水泵的选择1、设计流量：特点是大雨和小雨时设计流量的差别很大。流量变化大。水泵的选型：满足最大设计流量，并考虑到雨水径流量的变化，否则泵站工作会有困难。雨水泵的台数：一般不宜少于23台，以便适应来水流量的变化。大型雨水泵站：按流入泵站的雨水道设计流量来选择水泵；小型雨水泵站(流量在2.3m3/s以下)：水泵的总抽水能力可略大于雨水道设计流量。水泵的型号不宜太多，选用同一型号。如必须大小泵搭配，其型号也不宜超过两种。如采用一大二小三台水泵时，小泵出水量不小于大泵的13。不设备用泵：。雨水泵在旱季检修，通常不设备用泵。水泵的扬程：满足从集水池平均水位到出水池最高
3、水位所需扬程的要求。2、易出现的问题：雨水泵站采用轴流泵，特点：轴流泵没有吸水管，集水池中水流情况直接影响叶轮进口的水流条件，引起对水泵性能的影响。正确设计集水池，使水泵工作不受干扰，性能与设计要求相符。水流具有惯性，流速越大其惯性越大，集水池的设计必须考虑水流的惯性，以保证水泵具有良好的吸水条件，不致产生旋流与各种涡流。在水泵的吸水井中，可能产生涡流。如图所示。（1）、凹洼涡：水面下凹，但不进气。（2）、局部涡、同心涡：统称空气吸入涡流。产生气蚀作用。（3）、水中涡：水中涡附着于集水池底部或侧壁，一端延伸到水泵进口内。水中涡流中心产生气蚀作用。吸入空气和气蚀作用使泵性能改变：i效率下降，出水
4、量减少；ii电动机过载；iii产生噪音和振动，运行不稳定；iv导致轴承磨损、叶轮腐蚀。原因：集水池中水的偏流、涡流和水泵叶轮的旋转、地球自转等因素产生的。（2）水泵布置、吸入口位置和集水地形状的设计，不引起旋流。（3）集水池进口流速尽可能的缓慢，一般不超过07ms，水泵吸入口的行近流速以取0.3ms以下为宜；（4）流线不要突然扩大和改变方向。（5）在水泵与集水池壁之间，不应留过多的空隙；（7）应取足够的淹没水深，防止空气吸入形成涡流；（8）进水管管口要做成淹没出流，使水流平稳地淹没流入集水池中，因为这样进水管中的水不致卷吸空气并带到吸水井中；（9）在封闭的集水池中应设透气管，排除集存的空气；（
5、11）防止形成涡流，在必要时应设置适当的涡流防止壁与隔壁：集水池（吸水井）的形状受某些条件的限制（如场地大小、施工条件、机组配置等），不能设计成理想的形状和尺寸时，可设置涡流防止壁。表54所示：几种典型的涡流防止壁的形式、特征和用途。1、出流井：各泵出口流入出流井；各泵出口设有拍门，防止水倒流（逆止阀作用）。拍门可以防止水流倒灌入泵站。出流井的设置：可多台泵共用一井，也可每泵各一井。以合建的结构比较简单，采用较多。2、溢流管：作用当水体水位不高，同时排水量不大时，或在水泵发生故障或突然停电时，用以排泄雨水（超越作用）。连接溢流管的检查井中应装设闸板，平时该闸极关闭。3、排水口：排水口的设置，应
6、考虑对河道的冲刷和航运的影响，所以应控制出口水流的速度和方向，一般出口流速应控制在0.61.0m/s，流速过大时，可在出口前用八字墙放大水流断面。出流管的方向应向河道下游倾斜，避免与河道垂直。五、雨水泵站内部布置、构造特点与示例1、雨水泵：单行排列，每泵各自从集水池中抽水，单独地排入出流井。2、超越管与溢流管：（1）当水体水位低时，雨水由超越管直达水体（2）当水体水位高时，雨水泵水体。（3）当出流井出现溢流时：出流井应密封，内设置溢流管，将流水引回集水池，并在井盖上设置透气管。各泵吸水喇叭口之间距离应等于2D（中线距离），吸水口和池壁距离不小于D/2 ，如果集水池能保证均匀分布水流，则，如图（
7、a）（b）所示。侧向流时不可取（c）。应按（d）。4、压水管：轴流泵的 扬程低，压水管尽量 短，减小水头损失。压水管直径：其流速 水头小于水泵扬程的 45。压水管出口不设闸阀，只设拍门。5、集水池水位：最高水位标高，为来水干管的管项标高，或略高一点。最低水位：（中、小泵站）略低于来水 干管的管底。（大泵站）略高于来水干管 的管底。还可取该泵流量下来水管渠中的水面标高齐平。6、水泵的淹没深度：按水泵样本的规定（气蚀余量）。7、水泵传动轴长度大于1.8m时，必须设置中间轴承。8、集水排除：水泵间内设集水坑及小型水泵用以排除水泵的渗水。排到集水坑或室外。该泵应设在不被水淹之处。9、相邻两机组基础之间
8、的净距：与给水泵站的要求相同。10轴流泵的电动机间：设在水泵间之上。电动机间应设置起重设备：在房屋跨度不大时，采用单梁吊车；跨度较大或起重量较大时，采用桥式吊车。11、电机间地板：应留有吊装孔，该孔在平时，用盖板盖好。吊装时。打开。12、电机间净空高度：电动机功率在55kw以下时，H3.5m；在100kw以上时，H5.0m。13、格栅：目的：保护水泵。位置：集水池前设置格栅。单独设置：（格栅井，少见）格栅通常建成露天式，四周围以栏杆，也可以在井上设置盖板。附设在泵站内：须与机器间、变压器间和其它房间完全隔开。格栅清除平台：为便于清除格栅，平台高于集水池设计最高水位0.5m，平台宽度应不小于1.
9、2m，平台上要做渗水孔，装上自来水龙头以便冲洗。格栅宽度不得小于进水管渠宽度的两倍。格栅栅条间隙可采用50100mm。格栅前进水管渠内的流速不应小于lm/s，过栅流速不超过0.5m/s。14、使用时间较长的雨水泵站：要考虑检修和备用泵。为了检修，集水池可分隔成进水格间，每台泵有各自单独的进水格间如图516（d），在各进水相间的隔墙上设砖墩，墩上有槽或槽钢滑道，以便插入闸板。闸板设两道，平时闸板开启，检修时将闸板放下，中间用粘土填实，以防渗水，如图所示。图示为在出流井内设有溢流管的“干室式”雨水泵站实例。泵房下部为圆形钢筋混凝土结构，便于用沉井法施工。集水地与水泵间用不透水的钢筋混凝土隔墙分开。
10、水泵间内设4台28ZLB70轴流泵，单排并列布置。水泵层设置100mm30mm的排水边沟，坡度I=0.002，积水通过边沟，汇集到集水坑内，泄入集水池。为便于排除集水池中的沉渣和放空清洗集水池，设有 21/2PWA污水泵一台。在集水池中装有4.2m2.0m格栅两块，以保护水泵。电动机间和集水池间均为自然通风。水泵间用通风管通风。在出水井内设溢流管和放空管。泵房上部为矩形组合结构。电气设备布置在电动机间内。休息室和厕所分别设于电动机间的外侧两端。电动机间上部设手动单梁吊车一部，起重量为 2t，起吊高度为 810m。集水池间上部设单梁吊车一部，起重量为0.5t。为便于值班与管理人员上下，水泵间沿隔
11、墙设置宽1.0m的扶梯。（设安全护栏）雨水泵站设计举例1.设计资料：设计流量Q=10.46m3/s。站前正常水位19.40m，最低水位18.40m。接受排水水体的最高洪水位为27.88m，历年平均洪水位为23.48m。2.选泵：根据设计排水量与油排水位差，选用上海水泵厂生产的40ZLQ50型轴流泵和500kW,TDL型同步立式电机，当水泵叶片安装4时，抽水量Q=2.33.0m3/s，扬程14.89.6m。现采用4台水泵，总排水能力为912 m3/s，满足设计要求。3泵站布局 泵房为矩形，机组单排并列间距为4.5m。泵房底部要求在最低水位3.7m以下，底部标高为14.70m，切入砂层达4m多。考
12、虑地质和施工条件以及泵房今后运转期间的安全，泵房下部按钢筋混凝土矩形沉井设计，井壁厚0.5m，井筒高9.5m，长18.3m，水泵层高程16.80m。为排除机器间内的积水，设置 4BA18A型水泵一台。电机层高程为 22.70m，电动机间高7.2m，净空宽7m。设置A571型16t电动单梁吊车一部。为便于集中检修与控制，检修场与控制室分别置于泵房的两端。上部建筑为矩形组合式的砖砌建筑物。集水池系露天设置，内设格栅一个，为了起吊格栅及清除污物，在清水池上部设置SHs手动吊车一部。每台水泵有单独的出水管道，为DN1000mm铸铁管，以60角由泵房直接穿出地面，使管道中心升到23.50m高程（地面设计
13、高程为22.40m）。泵站的布置见图5195-4 合流制泵站的工艺特点（简述）一、特点：1.水量变化大旱季：仅有生活污水，流量小，（泵不可启动太频繁）。雨季：雨水量非常大，不可淹泵房。2.要求泵房即具备雨水泵房的特点又要具备污水房的特点。3最好设两套泵：（1）雨水泵，（大流量）（2）污水泵。4.合理选择水泵及布置泵站设备。一、概述图520为某合流泵站实例。1泵站设计流量：泵站排渍设计流量为2.83m3/s，污水提升常年运转设计流量为0.5lm3/s。2选泵:泵站设计雨水泵3台，型号为28ZLB70，单台流量0.81.2m3/s，扬程1011.5m，转速730r/min，功率155kW；污水泵设
14、3台，型号为8PWL，单台流量0.160.20m3/s，扬程9.513m，转速730r/min，功率45kW。为节省能耗，雨水泵采用高水位启动。二、合流泵站示例3泵站布置:泵站总建筑面积915m2，设有机器间、集水池、出水池、检修间、值班室、休息室、高低压配电间、变压器间及应有的生活设施。泵站前设有事故排放口和沉砂井。泵站为半地下式，机器间、集水池、出水池均在地下，其余在地上。4集水池 集水池有效容积：污水泵按最大泵 10min出水量计算，雨水泵按最大泵 3min出水量计算。集水池污泥用污泥泵排出。5.格栅:污水进入集水池均经过格栅，为减轻管理人员劳动强度，格栅采用机械格栅。6.通风:为解决高
15、温散热、散湿和空气污染，泵站采用机械通风，机器间和集水池均设置通风设备。7.设计标高:泵站上游管底标高26.00m，下游管底标高33.80m，最高洪水位37.11m，集水池底标高24.00m，水泵间标高25.85m，雨水泵电机间标高31.85m。格栅平台标高29.00m。8.其它:污水泵自灌式启动，考虑以后的维修养护，且不能停止运行，在泵前吸水管路设有闸阀。污水泵压水管路设有闸阀及止回阀，雨水泵出水管上设有拍门。为抗震和减少噪声，管路上设有曲挠接头。为排除泵站内集水，没有集水槽及集水坑，由潜污泵排除集水。泵站设单架起重机一台。机器间内管材均采用钢管，管件与泵、阀、弯头均采用法兰连接，所有钢管均
16、采用加强防腐措施，淹没在集水池的钢管，外层均采用玻璃钢防腐。该合流泵站的主要设备材料见表。5-5 螺旋泵污水泵站的工艺特点 一概述1 特点：水泵斜置；电机及变速箱可露天设置（节省机器间）；可不设集水池，不设地下或半地下式泵房，泵不需封闭管道。泵后设格栅，泵可提升固体杂物（杂草，石头，废瓶子等），可排泥。可提升含油污水，（油是漂浮的）。泵无吸水管，喇叭口底阀进出阀等配件。2.缺点：（1）泵轴不能太粗太长，扬程低，通常36m，（国外可达12m）（2）泵开放，出水为无压水，不适合出水水位变化大的场合。（3）由于泵斜装，体积大，故占地面积大，耗钢材多。（4）敞开布泵，污水 被搅动，有臭味逸出。二设计参
17、数选择：1 泵排量：Q Q=D3n.流量系数，随泵安 装倾角Q而变化 D螺旋泵直径n转速(r/mm)转速n与直径D有关，直径大，转速小常用n=2090r/min.关系图 表5-6给出了安装倾角为30时，直径D与排量的关系。2扬程：H 扬程与直径D和长度L及安装倾角有关。直径小，长度大，其挠度也大，故扬程受直径限制，泵直径/轴心管径=2:1时，泵扬程与直径的关系表5-7安装倾角300-400之间最为经济。泵的安装方式。(a)安装方式，水可回流见C2处，需设止回设施。扬程：HT(b)安装方式，水不可回流见C2处。扬程：Ha据图，按要求的扬程。HT或Ha求出相应的泵长。计算表58 3.电机功率的确定
18、：N电机功率KWV液体容量（Kg/m3）Q排量（m3/h）HN泵扬程（m）1 2泵和减速箱效率（%）K安全系数，采用1.051.10。螺旋泵的效率：泵直径越大，则效率就越高。一般认为直径在700mm时，可取70；1500mm时，可取75；大于1500mm时，为8082。螺旋泵的效率：泵直径越大，则效率就越高。一般认为 直径在700mm时，可取70；1500mm时，可取75；大于1500mm时，为8082。三、泵的安装：1.斜槽（泵壳）安装：泵叶与泵槽间隙，运行时回流水，影响泵的效率。砼泵槽：可用泵直接刮出槽的形状，再养护槽。钢板槽：间隙要求1mm左右。安装尺寸见示。2.电机按装方式：特点：转速
19、低，必须设减速装置。电机由法兰直接装在变速箱体上，如图()：紧凑，占地小。要看减速齿轮箱能否承受电机重量。减速箱与齿轮箱由三角皮带传动。如图（b）电机可平置。机房长度有所增加若几台并列占地大。电机安在减速箱上，由三角皮带传动。如图（C）适用泵机台数多的均匀，布置紧凑。以上三种特点：减速箱或电机倾斜放置。齿轮箱内齿轮不能全部设在油中，有磨损，电动机轴承也易磨损，安装同心度要求高。由变角度的齿轮，转换传动角度。图（d）。使电机和减速箱均平置安装。四、选泵举例：设某污水泵站最大设计流量为1080m3/h，最小设计流量为78m3/h，扬程为3m。试选用螺旋泵。因该污水泵站流量变化范围很大，最大流量与最
20、小流量相差近13倍，而扬程只有3m，故采用螺旋泵是适宜的。按螺旋泵在最大流量的30时运转考虑，其效率为65，故选用下述大小两台螺旋泵为：泵A：最大流量为260m3/h。泵B：最大流量为820m3/h。当流量在78260m3/h时，螺旋泵A运行；流量在260820m3/h时，螺旋泵B运行；而当流量在8201080m3/h之间时，两台螺旋泵同时运行。可见，只需选用两台螺旋泵就可使流量变化范围达13:1。五、螺旋泵站实例螺旋泵站实例某岸边式螺旋泵站为农灌泵站，扬程为3.5m，流量为400500m3/h，可以灌溉农田600亩（1亩=666.7m2）。与原来的非螺旋泵泵站比较，灌溉成本由原来的每亩2元降至1元。泵站系岸边式结构，河道的潮汐变化，水位高差80cm，因此，将下轴承座做成可以上下活动的，上轴承座及泵壳安装于转动铰链上，可随潮位变化，随时调整泵的安装角度，以节约用电，同时可以控制灌溉水量。泵站为两层建筑，底层是工具间，上层为操作室与配水井，泵站灌溉农田分隔在河道两侧。