城镇排水泵站集水池设计水位的确定.docx

论文导读：：按照标准要求及结合实际设计经验，对不同类型的排水泵站集水池设计水位总结出一套简单易行的计算方法，可供同行借鉴1前言根据排水性质的不同，排水泵站可分为污水泵站、雨水泵站和合流污水泵站在排水泵站的设计过程中，集水池相关设计水位确实定十分重要，它关系到泵的选型和整个构筑物尺寸的计算，进而影响到工程造价和建成后泵站的运行管理2最高设计水位最高水位，一般指泵站在正常运行情况下，进水到达设计流量时的集水池水位对于雨水泵站和合流污水泵站，进水管按满流[1]设计污水泵站，因而最高设计水位应与进水管管顶相平，室外排水设计标准[1]指出,我国的雨水泵站运行时，局部受压情况较多，因此最高设计水位也可选择高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水污水泵站进水干管按非满流设计，因而集水池最高设计水位应按进水干管设计充满度计算实际设计中，对于小型污水泵站〔最高日污水量小于5000m3—般取进水干管管底标高，对于大中型污水泵站〔最高日污水量小于15000m3可取进水干管设计水面标高但近年来，随着城镇规模的扩张及施工技术的进步，污水干管埋深越来越大，如取进水干管设计标高作为集水池最高设计水位，势必造成泵房埋深加大，工程费用及施工难度成倍增加，考虑到在污水泵站实际运行过程中，污水干管存在局部受压情况，在条件允许时选择高于进水管管顶污水泵站，但须低于上游干管起始管底标高，防止管道上游地面冒水论文怎么写。

3 集水池有效容积、最低设计〔停泵〕水位、池底设计标高为了泵站正常运行，集水池的贮水局部必须有适当的有效容积，集水池设计最高水位与设计最低水位之间的容积称为有效容积不同类型的泵站，有效容积具有不同确实定方式对于全昼夜运行的大中型污水泵站，集水池容积一般根据工作水泵机组停车时启动备用机组所需要的时间来计算，如不应小于最大一台水泵5min的出水量如水泵机组为自动控制，根据标准要求，对污水泵站应控制单台泵开停次数不大于6次/h，由此推算最小有效容积不应低于水泵机组10min出水量[1]对于雨水泵站和合流污水泵站，由于雨水进水管局部可作为贮水容积考虑，根据标准[1]，有效容积不应小于最大一台水泵30的出水量间歇使用的排水泵站，应按一次排入的水、泥量和水泵输送能力计算，如对于小型污水泵站，由于夜间的流入量不大，通常在夜间停止运行污水泵站，此时集水池有效容积应能够满足贮存夜间流入量的要求水泵机组不同，停泵水位也不同，最低设计水位一般取决于水泵吸水喇叭口的安装条件及叶轮的淹没深度卧式离心泵及立式轴流泵的最低水位确实定方法可以参照手册[2]潜水泵的最低设计水位那么在保证淹没泵蜗壳顶部的同时，还应考虑抽水过程形成漩涡使水位降低对水泵运行造成的影响，如可能导致水泵抽气不抽水，使水泵空载运行，因此最低设计水位应该淹没叶轮0.1~0.2m。

对于小功率潜水泵，其最低设计水位可以考虑淹没泵体，这样可以省去冷却装置集水池有效容积、最低设计水位及池底设计标高三个参数相互制约，他们之间的关系如下：Hmin二Hm某-V/A式1H0=Hmin^h式2式中，Hmin表示集水池最低设计水位，Hma某表示集水池最高设计水位，V表示集水池设计有效容积，A表示集水池平面面积，H0表示池底设计标高，Ah表示水泵吸水口安装要求水深在实际设计过程中，需对这三个参数相互校核污水泵站，如确定了池底设计标高，计算最低水位时，需校核集水池有效容积能否满足标准要求，即不低于水泵机组10min出水量，如确定了有效容积，需校核池底设计标高能否满足构筑物构造及设备安装、运行管理要求4 正常工作水位正常工作水位指水泵运行时经常保持的水位，在最高与最低水位之间，由泵站管理单位根据具体情况决定，一般根据集水池有效水深的平均值确定如集水池有效水深为2m,那么正常水位可取1m论文怎么写由于泵站经常运行在最高水位与最低水位之间，因此需校核水泵运行工况在此范围内是否均处在高效段5 启泵水位启泵水位1启动水位1确实定不仅要结合集水池的构造特点，而且要满足当水泵机组为自动控制时每小时开泵次数不得超过6次的标准要求，因此，启动水位1到最低水位之间水体的体积至少要满足最大一台水泵最短工作周期(10min)出水量的要求。

由于污水泵站的设计规模是按最高日最高时流量确定的而实际上，平日泵站污水量根本上是处于小流量状况下所以对于一个常年运行的泵站，更多的是在单泵情况下运行因此确定启动水位1对于污水泵站具有重要意义，水位确定不合理易导致机组启闭频繁污水泵站，对运行控制不利5.1 启泵水位2、启泵水位3启动水位2、3指水泵运行时由于水位上升需要再投入一台水泵运行需要的水位为满足当水泵机组为自动控制时每小时开泵次数不得超过6次的标准要求，从最低设计水位到启动水位2、3之间水体的体积至少要满足投入运行的水泵并联运行10min的出水量要求需要注意的是，从图1多台水泵并联运行特性曲线可知，水泵并联的总出水量并非是单台水泵单独工作时出水量的简单叠加，而是前者小于后者因此，确定并联运行的多台水泵启动水位时应考虑该特性，同时也应该考虑由于水位上升造成的静扬程减小、工况点偏移等问题图1水泵并联运行特性曲线5.2 讨论水泵启动水位假设仅按水泵机组最短运行周期l0min的流量确定，可能会导致水泵两个启动水位太低，水位传感器反响不够灵敏，影响到水泵机组的却换运行因此，在实际设计中应尽量考虑两个水位之间水体体积大于水泵并联运行最短工作周期的要求。

通过设置启动水位2、3，阶梯式开启水泵，可以降低集水池正常工作水位，为上游污水干管创造良好的水力条件6 警戒水位考虑最不利情况，即集水池的进水量连续数小时大于最高日最高时设计流量，或是水泵出现故障而关闭进水闸门需要一段时间，使得集水池水位不断上升危及机器间污水泵站，因此有必要设定一个警戒水位论文怎么写当集水池水位上升到警戒水位时，翻开事故阀门，关闭进水闸门由于机器间格栅的人工操作平台高程至少应该高出最高设计水位或可能出现的最高水位以上0.5~1.0m[3]，且不低于溢流管水位，因此可以确定将警戒水位的上限定在格栅的人工操作平台以下0.5~1.0m;警戒水位下限确实定与关闭闸门需要的时间有关，即水泵出现故障时关闭进水闸门期间的进水水位但是，目前很多全地下式小型污水泵站，由于采用粉碎格栅机替代机械格栅，不存在机器间被淹的问题，因此，在无法设置事故排放口的情况下，也可不设置警戒水位7 工程实例南方某地区污水提升泵站，泵站远期设计规模15000m3/d，污水最大提升高度15m最大设计流量945m3/h,进水干管管径d800,管内底标高-3.900m污水泵站，设计地面标高3.8m主体构筑物为矩形沉井结构，长18.4m,宽7.8m，集水池底面面积64.13m2。

选用WQ315-15-22型潜污泵4台，3用1备，近期安装2台，见图2图2南方某地区污水提升泵站示意图相关设计水位确实定：(1) 最高水位泵站进水干管管内底标高为-3.9m，设计充满度0.7，取进水干管设计水面标高-3.34m为集水池最高水位2) 最低水位、池底设计标高取有效水深2.5m，最低设计水位-5.84m,有效容积160.3m3,满足3台水泵机组10min最短工作周期(10min)出水量157.5m3的要求本工程采用WQ315-15-22型潜水泵，不带冷却装置,根据手册提供的安装大样图,水泵最小淹没水深取0.9m,为满足水泵冷却以及安装、运行管理的要求,本工程确定池底设计标高为-4.940m3) 启泵水位1取最短运行周期10min污水泵站，初步计算启动水位1应大于31510/60/A=0.819m考虑到集水池水位上升，水泵工况点右移，泵流量增加，经过核算启泵水位10.84m论文怎么写故本工程确定启泵水位1为-5.84+0.84=-5.00m，取-5.00m4) 启泵水位2取最短运行周期10min,初步计算启动水位2应大于315210/60/A=1.638m考虑到集水池水位上升，水泵工况点右移，泵流量增加，而单泵流量减少，经过核算启泵水位21.642m。

故本工程确定启泵水位1为-5.84+1.642=-4.20m，取-4.20m同理启泵水位3取-3.80m<(5) 警戒水位由于本工程不存在机器间,也不允许设置事故排放口,故可以不设置警戒水位参考文献:[1]上海市政工程设计研究总院.室外排水设计标准.GB/T50014-2022.北京：中国方案出版社,2022[2]北京市市政工程设计研究总院.给排水设计手册〔第5册〕.城镇排水.〔第二版〕.北京：中国建筑工业出版社,2022[3]中华人民共和国水力部.泵站设计标准.GB/T50265-97.北京：中国方案出版社,1997。