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1、第四章 給水泵站,4.1 泵站分類與特點(diǎn)4.2 水泵選擇4.3 泵站變配電設(shè)施及自動測控系統(tǒng)4.4 水泵機(jī)組的布置與基礎(chǔ) 4.5 吸水管路與壓水管路4.6 泵站水錘及其防護(hù)4.7 泵站噪聲及其消除4.8 泵站中的輔助設(shè)施4.9 給水泵站的土建要求4.10 深井泵站4.11 給水泵站的工藝設(shè)計,4.1 泵站分類與特點(diǎn),4.1.1分類(1)按照水泵機(jī)組設(shè)置的位置與地面的相對標(biāo)高關(guān)系:地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式，泵站可分為人工手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站。(3)在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循環(huán)水

2、泵站。,4.1.2取水泵站(也稱一級泵站) （1）組成,水源,吸水井,取水泵房,切換井,凈水構(gòu)筑物,注：直接送水無需切換井,（2）設(shè)計注意點(diǎn)A、泵房形式：山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！百F在平面”B、在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C、在施工過程中，要注意季節(jié)。D、在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用好通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。E、在新建給水工程時，應(yīng)考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性。其特點(diǎn)“百年大計，一次完成” 。,4.1.3送水泵站(也稱二級泵站)（1）組成,清水池,取水泵房,切換井,管網(wǎng),高地水池,（2）吸水井作用：有利于水泵吸水

3、管道布置， 也有利于清水池的維修。形式：,A,B,二級泵房,分離式,清水池,池內(nèi)式,4.1.3 加壓泵站 方式：直接串接 清水池及泵站加壓方式,二級泵房,加壓泵站,逆止閥,4.1.4循環(huán)泵站 多用在企業(yè) 一般設(shè)置熱水、冷水兩組水泵。,生產(chǎn)車間,熱水泵,冷卻構(gòu)筑物,冷水泵,4.2 水泵選擇,4.2.1選泵的主要依據(jù)流量揚(yáng)程以及其變化規(guī)律,(1)一級泵站的設(shè)計流量A、泵站從水源取水，輸送到凈水構(gòu)筑物。Qr一級泵站中水泵所供給的流量(m3h)；Qd供水對象最高日用水量(m3d)；為計及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取=1.05-1.1T為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。,B 、泵站將水

4、直接供給用戶或送到地下集水池 給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù)，一般取1.01-1.02,一級泵站揚(yáng)程 (1)送水至凈化構(gòu)筑物 (2)直接供水,HST水源井中枯水位(或最低動水位)與給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)的地面標(biāo)高差(mH2O)； h管路中的總水頭損失(mH20)； Hsev給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)所要求的最小自由水壓(也叫服務(wù)水頭)。,(2)二級泵站的設(shè)計流量 對于小城市的給水系統(tǒng)，大多數(shù)采用泵站均勻供水方式，即泵站的設(shè)計流量按最高日平均時用水量計算 對于大城市的給水系統(tǒng)，宜采取泵站分級供水方式，即泵站的設(shè)計流量按最高日最高時用水量計算。,最大日用水量變化曲線,4.2.2 選泵要點(diǎn)(1)大小兼顧，調(diào)配靈活 已知：用

5、水區(qū)的用水量從最大為795 m3h到最小為396 m3h，逐時變化。,12Sh19型水泵特性曲線,四臺不同型號水泵Q-H曲線,(2)型號整齊，互為備用 從泵站運(yùn)行管理與維護(hù)檢修的角變來看，如果水泵的型號太多則不便于管理。 由第一條：在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的水泵的臺數(shù)越多，越能適應(yīng)用水量變化的要求，浪費(fèi)的能量越少。 綜合以上要點(diǎn)： 如選用5臺泵的泵站，采用1：2：3：3：3，這樣配置的水泵可應(yīng)付12種工況變化。,(3)合理地用盡各水泵的高效段可按不同方案計算后綜合選泵按最大日平均小時流量的70(即0.7Q日平均時)按最大日平均小時流量的100(即1.0Q日平均時)按最

6、大日平均小時流量的130(即1.3Q日平均時)(4)要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ) ”(5)大中型泵站需作選泵方案比較。,例 根據(jù)給水管網(wǎng)設(shè)計資料，己知最高日最高時用水量為920Ls，時變化系數(shù)Kh為17，日變化Kd為1.3，管網(wǎng)最大用水時水頭損失為11.5m，吸水管水頭損失為1.5m。泵站吸水井最低水位到管網(wǎng)中最不利點(diǎn)地形高差為2m，用水區(qū)建筑物層數(shù)為3層，試進(jìn)行送水泵站水泵的選型設(shè)計。,4.2.3 選泵時尚需考慮的其它因素 (1)水泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置、泵站造價等有影響。 (2)應(yīng)在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應(yīng)充分利用水泵的允許吸上真空高度。 (3)應(yīng)選用效率較高的

7、水泵，如盡量選用大泵。 (4)根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。 (5)應(yīng)盡量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)刂圃斓某上盗猩a(chǎn)的、比較定型的和性能良好的產(chǎn)品。,備用泵的選擇： (1)在不允許減少供水量的情況下，應(yīng)有兩套備用機(jī)組； (2)允許短時間內(nèi)中斷供水時可只設(shè)一臺備用泵。 (3)城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺備用泵。 通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。當(dāng)管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機(jī)組較多時，也可考慮增設(shè)一臺備用泵，它的型號相最常運(yùn)行的工作泵相同。 (4)如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機(jī)組即可。 備用泵相

8、其它工作泵一樣，應(yīng)處于隨時可以啟動的狀態(tài)。,4.2.4 選泵后的校核 在泵站中水泵選好之后，還必須按照發(fā)生火災(zāi)時的供水情況，校核泵站的流量和揚(yáng)程是否滿足消防時的要求。 對于一級泵站：,Qf設(shè)計的消防用水量(m3h)，Q最高用水日連續(xù)最大二小時平均用水量(m3h)；Qr一級泵站正常運(yùn)行時的流量(m3h)；tf補(bǔ)充消防用水的時間,從2448h，由用戶的性質(zhì)和消防用水量的大小決定, 見建筑設(shè)計防火規(guī)范；計及凈水構(gòu)筑物本身用水的系數(shù)。,對于二級泵站，消防屬于緊急情況。 消防用水其總量一般占整個城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強(qiáng)度大，使整個給水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)突然加重。因此，應(yīng)作為一種特殊情況

9、在泵站中加以考慮。,4.2.5小結(jié)： 1、水泵類型選擇 水泵類型主要根據(jù)揚(yáng)程選擇，常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下，泵站設(shè)計揚(yáng)程小于l0m，宜選用軸流泵；520m，宜選用混流泵；20l00m，宜選用單級離心泵，大于100m時可選用多級離心泵。 當(dāng)混流泵與軸流泵都可使用時，應(yīng)優(yōu)選混流泵，當(dāng)離心泵與混流泵都可使用時，若揚(yáng)程變化較大，一般宜選用離心泵。,2、水泵臺數(shù)的確定：(1)建設(shè)費(fèi)與運(yùn)行費(fèi)。一般在同樣流量情況下，機(jī)組臺數(shù)越少，建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)越小。(2)運(yùn)行管理。一般來說，機(jī)組臺數(shù)少，管理運(yùn)行較方便(3)流量調(diào)節(jié)能力。機(jī)組臺數(shù)少，流量調(diào)節(jié)能力較差。(4)備用機(jī)組：對于灌溉泵站，裝機(jī)39臺

10、時，其中應(yīng)有l(wèi)臺備用，多于9臺時，應(yīng)有2臺備用。對于重要城市供水泵站，工作機(jī)組3臺及3臺以下時，應(yīng)增設(shè)1臺備用機(jī)組，多于3臺，應(yīng)增設(shè)2臺備用機(jī)組。 綜上，水泵臺數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。 一般情況下，中小型泵站以39臺為宜。流量變化幅度大的泵站，臺數(shù)宜多；流量比較穩(wěn)定的泵站，臺數(shù)宜少。,4. 泵站變配電設(shè)施及自動測控系統(tǒng),4.1 變配電系統(tǒng)中負(fù)荷等級及電壓選擇1、負(fù)荷等級(1)一級負(fù)荷:兩個獨(dú)立電源供電(2)二級負(fù)荷:兩回路供電或一回路專用線(3)三級負(fù)荷2、電壓選擇(1)規(guī)模很小的水廠：一般為380V。(2)中小型凈水廠：6kV和10kV，10kV替代6kV。(3)大型水廠：35kV電壓

11、。,4.泵站中常用的變配電系統(tǒng)現(xiàn)代都采用由電器開關(guān)廠生產(chǎn)的成套設(shè)備配電屏(又稱開關(guān)柜)。設(shè)計注意點(diǎn)：(1)開關(guān)柜前面的過道寬度應(yīng)不小于：低壓柜1.5m，高壓柜3.0m。(2)背后檢修的開關(guān)柜與墻壁的凈距不宜小于0.8m。 高、低壓配電室注意：門、架線、高度 保證：安全、方便,4.3 變電所 變電所的變配電設(shè)備是用來接受、變換和分配電能的電氣裝置，它由變壓器、開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測量儀表、連接母線和電纜等組成。 (1)變電所的類型選擇 獨(dú)立變電所、附設(shè)變電所、室內(nèi)變電所 (2)變電所的位置和數(shù)目 位置：位于用電負(fù)荷中心； 考慮周圍的環(huán)境； 考慮布線是否合理； 數(shù)目：由負(fù)荷的大小及分散情況所決定；

12、 考慮泵站的發(fā)展,(3)變電所的布置方案,變電所與水泵房的組合布置1、水泵房；2、低壓配電室(包括值班室)；3、變壓器室；4、高壓配電室,14.4常用電動機(jī)1、根據(jù)所要求的最大功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)選用電動機(jī)。2、根據(jù)電動機(jī)的功率大小，參考外電網(wǎng)的電壓決定電動機(jī)的電壓。 (1)功率在100kW以下，選用380V220V或220127V的三相交流電； (2)功率在200kW以上，選用l0kV(或6kV)的三相交流電；(3)功率在100-200kw之間，視泵站內(nèi)電機(jī)配置情況而定， 3、根據(jù)工作環(huán)境和條件決定電動機(jī)的外形和構(gòu)造形式。4、根據(jù)投資少，效率高，運(yùn)行簡便等條件，確定所選電動機(jī)的類型。,4.5交流

13、電動機(jī)調(diào)速1、調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速(高效型調(diào)速)調(diào)節(jié)電源頻率(變頻調(diào)速)改變電機(jī)極對數(shù)(變極調(diào)速)2、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率(能耗型調(diào)速、只用于異步電動機(jī))調(diào)節(jié)電動機(jī)定子電壓改變串入繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子電路的附加電阻值等。,4.6水泵機(jī)組的控制設(shè)備 直接啟動：電動機(jī)功率小于10kW 減壓啟動：電動機(jī)功率在10kw以上(1)手操作啟動器(2)電磁啟動器,4.7泵站自動測控系統(tǒng)1控制方式 集中型控制、分散型控制、集散型控制和分布型控制2集散型控制 三級控制(即就地現(xiàn)場的手動控制、車間自動控制和中央控制室集中控制)。,4.4 水泵機(jī)組的布置與基礎(chǔ),4.4.1水泵機(jī)組的布置 1、 縱向排列(即各機(jī)組軸線平行單排并列) 適用于如

14、IS型單級單吸懸管式離心泵。,機(jī)組之間各部尺寸要求：,(1)水管外壁和墻壁的凈距A：A=最大設(shè)備的寬度加1m，但A 2m。 (2)水管與水管之間的凈距B：B0. 7m (3)水管外壁與配電設(shè)備的安全操作距離C：當(dāng)為低壓配電設(shè)備時C 1. 5m，高壓配電設(shè)備C 2m。,(4)水泵外形凸出部分(基礎(chǔ))與墻壁的凈距D ：D 1m。 (5)電機(jī)外形凸出部分(基礎(chǔ))與墻壁的凈距E： E=電機(jī)軸長加0.5m，但不宜3m 。(6)水管外壁與相鄰機(jī)組的突出部分的凈距F：F 0.7m(1m)。,2、橫向排列 適用側(cè)向進(jìn)、出水的水泵，如單級雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵,機(jī)組之間各部尺寸要求：,(1)水泵凸出部

15、分(基礎(chǔ))到墻壁的凈距Al：A1=最大設(shè)備的寬度加1m，但A1 2m。(2)出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B1：Bl不宜小于3m。(3)進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距Dl ：Dl不宜小于1m。,(4)電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距C1：C1電機(jī)軸長十0.5m。但是，低壓配電設(shè)備應(yīng)Cl1. 5m；高壓配電設(shè)備C12.0m。 (5)水泵基礎(chǔ)之間(電機(jī)與水泵凸出部分)的凈距E1值與C1要求相同， E1=C1 (6)為了減小泵房的跨度，也可考慮將吸水閥門設(shè)置在泵房外面。,3、橫向雙行排列 適用在泵房中機(jī)組較多的圓形取水泵站； 這種布置形式兩行水泵的轉(zhuǎn)向相反需配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。,4.4.2水泵機(jī)組的基礎(chǔ)

16、 臥式水泵均為塊式基礎(chǔ)，其尺寸大小一般均按所選水泵安裝尺寸所提供的數(shù)據(jù)確定。(1)對于小泵：基礎(chǔ)長度L底座長度L1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)寬度B底座螺孔間距(在寬度方向上)b1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)高度H底座地腳螺釘?shù)拈L度l1十(0.15-0.20)(m)(2)對于不帶底座的大、中型水泵： 可根據(jù)水泵或電動機(jī)(取其寬者)地腳螺孔的間距加上0.4-0.5m，基礎(chǔ)高度確定方法同上。,4.4.3布置機(jī)組小結(jié)：(1)相鄰機(jī)組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過道(2) 方便檢修(3)泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于1.2m。(4)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置于泵房內(nèi)的適當(dāng)?shù)胤?，盡可能不增大泵房尺寸。,4.5 吸水管路與壓水管路,4.5.1 對吸水管路的要求(1)不漏氣 管材及接逢(2)不積氣 管路安裝(3)不吸氣 吸水管進(jìn)口位置,吸水管在吸水井中的位置,(1)淹沒深度h(不應(yīng)小于0.5-1.0m，否則應(yīng)安裝隔板(2)吸水管的進(jìn)口到井底距離(不應(yīng)小于0.8D)(3)吸水管喇叭口邊緣到井壁距離(4) 吸水喇叭口之間距離,底閥：水下式 水上式 使用條件：吸水管路水平段有足夠的長度,水上式底