第9章排水泵站工艺设计.ppt

第9章 排水泵站 §9—1雨水泵站工艺设计 §9—2合流泵站工艺设计（简述） §9—3螺旋泵站工艺特点 §9—1 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： ­①水量大，水量变化大②扬程小 ③无机污染物多④不常用 ⑤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 5－11 ­ “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，安装水泵 的轴和压水管；下层是集 水池 ­机器间与集水地用不透水的隔墙 分开，集水池的雨水，除了进入 水泵以外，不允许进入机器间 ­优点：电动机运行条件好，检修 方便，卫生条件也好 ­缺点：结构复杂，造价较高 ­2“湿室式”泵站：电动机层下面是 集水池，水泵浸于集水池内 ­优点：结构要比“干室式”泵站简 单，造价较少 ­缺点：泵的检修不便，泵站内比 较潮湿，且有臭味，不利于电气 设备的维护和管理工人的健康。

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2～3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1／3 ­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 出水池最高水位所需扬程的要求 三、集水池（也称吸水井）的设计 ­1、容积：由于雨水管道设计流量太大 ，完全用集水池来调节，需要很大的容 积；也不需要并且，雨水管渠有一部 分调节能力，雨水管渠断面积很大，敷 设坡度又小，能起一定的调节水量的作 用 ­雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的 调节作用 ­要求在保证水泵正常工作和合理布置吸 水口等所必须的容积 ­容积≥最大一台水泵30s的出水量 ­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 3、集水池设计应注意的事项： （1）使进入池中的水流均匀地流向各台水泵 ­（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0．7m／s，水泵吸入口的行近流速以取 0.3m／s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； ­（6）在一台水泵的上游应避免设置其他 的水泵见表5－3中IV； ­（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； ­（10）进水明渠应设计成不发生水跃的 形式； ­（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5－4所示：几种典型的 涡流防止壁的形式、特征和用途 四、出流设施 ­内容：出流井、 出流管、超越管 溢流管）、 排水口 ­雨水经出流井、 出流管和排水口 排入天然水体 ­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，平时该闸板关 闭 ­3、排水口：排水口的设置，应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0.6～1.0m/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。

­3、吸水口： ­ 吸水口距集水池底：过水 断面积≥吸水喇叭口的面 积 ­注： (π/4)D2= πDh； ∴h=D/4 D—吸水口直径； h=D时，水泵效率反而下 降如果这一距离必须大 于D，为了改善水力条件 ，在吸水口下应设一涡流 防止壁（导流锥） ­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（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 4％～5％ ` ­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 ­12、电机间净空高度： 电动机功率在55kw以下时，H≥3.5m； 在100kw以上时， H≥5.0m ­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 1.2m，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50～100mm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5－16（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 隔墙分开水 泵间内设4台 28ZLB－70轴 流泵，单排并 列布置 水泵层设置100mm×30mm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 2·1/2PWA污水泵一台在集水池中装有 4.2m×2.0m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 8～10m 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40ZLQ－50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=2.3～3.0m3/s，扬程14.8～ 9.6m现采用4台水泵，总排水能力为9～12 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 4BA－18A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 （地面设计高程为22.40m） ­ 泵站的布置见图5－19 §9-4 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9－2为某合流泵站实例 ­1．泵站设计流量： ­ 泵站排水设计流量为2.83m3/s，污水提升 常年运转设计流量为0.5m3/s ­ 2选泵: ­ 泵站设计雨水泵3台，型号为28ZLB－70， 单台流量0.8～1.2m3/s ，扬程10～11.5m， 转速7。