1、1,第4章 给水泵站,水泵、管道及电机（简称泵、管、机）三者构成了泵站中的主要工艺设施。为了掌握泵站设计与管理技术，对于泵站中的选泵依据、选泵要点、水泵机组布置、基础安装要求、吸压水管布置、管径确定与管道安装要求以及电机电器设备的选用等方面的知识，是必须有深入的了解与掌握的。除此以外，对于保证泵、管、机正常运行与维护所必须的辅助设施如：计量、充水、起重、排水、通风、减噪、采光、交通以及水锤消除等方面的设备与措施的选用也必须有基本的了解与掌握。本章将以给水泵站为例，介绍上述内容。,2,一、一般分类和按作用分类 1.一般分类 按室内外地坪标高可分为：地面式泵站、地下式泵站、半地下式泵站 按操作方式
2、分为：人工手动、半自动化、自动化和遥控等 2.按作用分类：取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环水泵站,4.1泵站分类与特点,3,1）取水泵站（一级泵站）,取水泵站由吸水井、泵房及闸阀井等3 部分组成 。 工艺流程（地面水取水泵站工艺流程 ） ：,2,1,3,4,5,1 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,4,取水泵站特点： （1）靠江临水河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会直接影响到取水泵站本身的埋深、结构形式以及工程造价等。 （2）水位变化大 （3） 泵房的高度高 一般采用圆形钢筋混凝土结构 泵房平面面积大小对泵站的工程造价影响大， “贵在平面
3、” 。,5,设计泵房应注意的问题： 机组及各辅助设施的布置，应尽可能地充分利用泵房内的面积 ； 结构计算； 稳定验算：抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡等； 近远期相结合，考虑到远期扩建的可能性，”百年大计，一次完成”。 施工空间、时间的安排，应在枯水期抢工期。,6,7,8,9,10,2）送水泵站（二级泵站，清水泵站 ）,净化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：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。 （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
4、；5 一高地水池（水塔）,吸 水 井,送水泵站,清水池,水塔,管网,11,（3）吸水井 型式：合建式分建式 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。 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。,12,3）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很高，城市内地形起伏较大的情况下，通过技术经济比较，可以在城市管网中增设加压泵站。 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
5、供水。,13,加压泵站供水方式,加压泵站供水方式 1 一二级泵房；2 一增压泵房；3 一水库泵站；4 一配水管网；5 一输水管；6 一逆止阀,14,4）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。,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,15,二、按设计分类 1.均匀供水泵站：凡向水池（水塔）按均匀供水设计供水的一级泵
6、站、二级泵站、加压泵站等。其特点是泵站无调节流量的任务，而由水池（水塔）担任用水量的调节任务； 2.分级供水泵站：凡直接向管网用户供水二级泵站或加压泵站都具有调节流量的任务，需要根据用水量的季节变化、日夜变化等采用分级供水方案。,16,三、设计步骤,1.选泵；2.电力配套设施；3.机组布置和基础计算；4.吸、压水管路设计；5.水泵安装高度和室内地坪高程计算；6.起吊设备选用和泵房高度的计算；7.选定其他辅助设备（排水、通风、减噪、水锤消除设施等）；8.对土建和电气工程提出设计任务书；9.编制工程概预算。,17,4.2水泵选择,一、选泵的原则 1、满足流量和扬程的要求； 2、水泵机组在长期运行中
7、，水泵工作点的效率最高； 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。,18,二、选型的方法和步骤 1、确定水泵的流量和扬程； 2、泵型初选：根据“水泵的型谱图”； 3、精选水泵； 4、确定泵型。,19,三、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。选泵的任务是选定水泵的型号和台数。 1 均匀供水泵站（一级泵站）:泵站从水源取水，输送到净水构筑物。 1）流量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
8、所供给的流量（m3/h ) ; Qd 供水对象最高日用水量（m “ / d ) ; 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=1 .051 . 1 ; T 为一级泵站在一昼夜内工作小时数。,20,2） 扬程 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+ （1.52）m 式中H 泵站的扬程（m ) ; HsT 静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）与净化构筑物进口水面标高差（m ) ; hs 吸水管路的水头损失（m ) ; hd 输水管路的水头损失（m ）。 此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，
9、一般为1.5 2m 。 3）台数 同型号13台，每台流量 Qri=Qa/Kn， Kn1.9、2.51、2.84、3等。,21,2、二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的分级供水线。分级供水的优点：在于管网中水塔的调节容积远较均匀供水时为小。但是，分级不宜太多，因为分级供水需设置较多的水泵，将增大泵站面积，清水池的调节容积也要加大，此外，二级泵站的输水管直径也要相应加大，因为必须按最大一级供水流量来设计输水管道的直径。 通常对于小城市的给水系统，由于用水量不大，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算。这样，虽然水塔的调节容积占全日用水量的百分比值较
10、大，但其绝对值不大，在经济上还是合适的。,22,对于大城市的给水系统，有的采取无水塔、多水源、分散供水系统，因此宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算，而运用多台同型号或不同型号的水泵的组合来适应用水量的变化。对于中等城市的给水系统，应视给水管网中有无水塔以及水塔在管网中的位置而定，可分多种情况通过管网平差后确定。 1）流量式中:Qh 最高日最高时流量（m3/h ) ; Qd 供水对象最高日用水量（ m3 /d ) ; 给水系统自用水系数， 一般取 =1.011. 02; T 为二级泵站在一昼夜内工作小时数。,23,2)扬程 按管网最不利控制点要求的扬程来确定设计最大
11、扬程。H =HsT+ h+（1.52）m= HsT+ Hsev+ h+（1.52）m式中:式中H 泵站的扬程（m ) ; HsT 静扬程，采用吸水井的最低水位与管网控制点（最不利点）地面标高差（m ) ; h 输水管路和管网的水头损失（m ) ; Hsev 控制点所需的服务水头（m ）。 此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1 .52m 。,24,（3）台数：同（异）型号水泵23台并联满足Qmax和Hmax的要求，再以各单泵工作和两（三）台并联满足分级供水的需要。 3.循环泵站：都是均匀供水，取Qr=Qo H =HsT+ h+（1.52）m,25,四、选泵要点,选泵就是要确定水泵的型
12、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。,26,27,2 、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）的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，均可在选泵中
13、采用本要点给予侧重考虑。当全日均匀供水时，泵站可以选2 3 台同型号的水泵并联运行。,28,3、合理地用尽各水泵的高效段 单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵（如Sh 型、SA 型）。它们的经济工作范围（即高效段），一般在0 . 85Qp 1. 15Qp之间（Qp为水泵铭牌上的额定流量值）。选泵时应充分利用各水泵的高效段。 4 近远期相结合。 特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近期发展采用换大泵轮以增大水量，远期采用换大泵的措施。 5 、大中型泵站需作选泵方案比较。,29,【 例】,根据给水管网设计资料，已知最高日最高时用水量
14、为920L / s ，时变化系数Kh=1.7 ，日变化Kd =1.3 ，管网最大用水时水头损失为11.5m ，输水管水头损失为1.5m , 泵站吸水井最低水位到管网中最不利点地形高差为2m ，用水区建筑物层数为3 层。试进行送水泵站水泵的选型设计。 【 解】 已知管网要求的服务水头为16m ，假设用水量最大时泵站内水头损失为2m ，则可求得泵站的最大扬程为： H = 2 + 1.5 + 11. 5 + 2 + 16 +2 = 35m,30,五、选泵时应考虑的其他因素,1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部结构形式的影响，因而对泵站的造价有较大的影响。 2、应保证水泵的正常吸水条件。
15、 3、应选用效率高的水泵，尽量采用大泵。 4、选用备用泵。 5、选用系列泵和定型生产的泵。,31,六、选泵后的校核,在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。,32,33,归纳起来，选泵应注意以下几点： ( 1 ）在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量的浪费； ( 2 ）合理地利用各水泵的高效率段； ( 3 ）尽可能选用同型号泵，使型号整齐，互为备用； ( 4 ）尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配； ( 5 ）乏h 值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。 ( 6 ）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深； ( 7 ）考虑必要的备用机组； ( 8 ）进行消防用水时的校核； ( 9 ）考虑泵站的发展，实行近远期相结合； ( 10 ）尽量选用当地成批生产的水泵型号。,
