建筑给排水水泵与泵站给水泵站1

第四章给水泵站4.1泵站分类与特点4.2水泵选择4.3泵站变配电设施及自动测控系统4.4水泵机组的布置与基础4.5吸水管路与压水管路4.6泵站水锤及其防护(fánghù)4.7泵站噪声及其消除4.8泵站中的辅助设施4.9给水泵站的土建要求4.10深井泵站4.11给水泵站的工艺设计第一页，共32页。§4.1泵站分类(fēnlèi)与特点(1)按照水泵机组设置的位置与地面的相对标高关系:地面式泵站、地下式泵站与半地下式泵站。(2)按照操作条件及方式，泵站可分为人工手动控制、半自动化、全自动化和遥控泵站。(3)在给水(jǐshuǐ)工程中，常见的分类是按泵站在给水(jǐshuǐ)系统中的作用可分为：取水泵站、送水泵站、加压泵站及循环水泵站。第二页，共32页。4.1.2取水(qǔshuǐ)泵站(也称一级泵站)（1）组成水源(shuǐyuán)吸水井(shuǐjǐng)取水泵房切换井净水构筑物注：直接送水无需切换井第三页，共32页。（2）设计注意点A、泵房形式：山区一般圆形钢筋混凝土结构。“贵在平面”B、在土建结构方面应考虑到河岸的稳定性、泵房筒体的抗浮、抗裂、防倾覆(qīngfù)、防滑坡等方面。C、在施工过程中，要注意季节。D、在泵房投产后，在运行管理方面必须很好地使用好通风、采光、起重、排水以及水锤防护等设施。E、在新建给水工程时，应考虑到远期扩建的可能性。其特点“百年大计，一次完成”。第四页，共32页。4.1.3送水泵(shuǐbèng)站(也称二级泵站)（1）组成清水池取水泵房切换(qiēhuàn)井管网高地(gāodì)水池第五页，共32页。（2）吸水井作用：有利于水泵(shuǐbèng)吸水管道布置，也有利于清水池的维修。形式：AB二级泵房(bènɡfánɡ)分离式清水池池内式第六页，共32页。4.1.3加压泵站方式(fāngshì)：直接串接清水池及泵站加压方式(fāngshì)二级泵房(bènɡfánɡ)加压泵站逆止阀第七页，共32页。多用在企业一般设置热水、冷水(lěngshuǐ)两组水泵。生产(shēngchǎn)车间热水泵(shuǐbèng)冷却构筑物冷水泵第八页，共32页。§4.2水泵(shuǐbèng)选择流量(liúliàng)扬程以及其变化规律第九页，共32页。(1)一级泵站的设计流量A、泵站从水源取水，输送到净水构筑物。Qr——一级泵站中水泵(shuǐbèng)所供给的流量(m3／h)；Qd——供水对象最高日用水量(m3／d)；T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。第十页，共32页。B、泵站将水直接供给用户(yònghù)或送到地下集水池第十一页，共32页。一级泵站扬程(1)送水至净化(jìnghuà)构筑物(2)直接供水HST’——水源(shuǐyuán)井中枯水位(或最低动水位)与给水管网中控制点的地面标高差(mH2O)；Σh——管路中的总水头损失(mH20)；Hsev——给水管网中控制点所要求的最小自由水压(也叫服务水头)。第十二页，共32页。(2)二级泵站的设计流量(liúliàng)对于小城市的给水系统，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量(liúliàng)按最高日平均时用水量计算对于大城市的给水系统，宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量(liúliàng)按最高日最高时用水量计算。最大日用水量变化(biànhuà)曲线第十三页，共32页。4.2.2选泵要点(yàodiǎn)(1)大小兼顾，调配灵活已知：用水区的用水量从最大为795m3／h到最小为396m3／h，逐时变化。12Sh—19型水泵(shuǐbèng)特性曲线四台不同型号水泵(shuǐbèng)Q-H曲线第十四页，共32页。(2)型号整齐，互为备用(bèiyòng)从泵站运行管理与维护检修的角变来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。由第一条：在用水量和所需的水压变化较大的情况下，选用性能不同的水泵的台数越多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。综合以上要点：如选用5台泵的泵站，采用1：2：3：3：3，这样配置的水泵可应付12种工况变化。第十五页，共32页。(3)合理地用尽各水泵的高效段可按不同方案计算后综合选泵日·平均时)日·平均时)日·平均时)(4)要近远期(yuǎnqī)相结合。“小泵大基础”(5)大中型泵站需作选泵方案比较。第十六页，共32页。例根据给水管网设计资料，己知最高日最高时用水量为920L／s，时变化(biànhuà)系数Kh为1．7，日变化(biànhuà)Kd为1.3，管网最大用水时水头损失为11.5m，吸水管水头损失为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。第十七页，共32页。第十八页，共32页。4.2.3选泵时尚需考虑的其它因素(1)水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部(nèibù)布置、泵站造价等有影响。(2)应在保证不发生气蚀的前提下，应充分利用水泵的允许吸上真空高度。(3)应选用效率较高的水泵，如尽量选用大泵。(4)根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用一定数量的备用泵。(5)应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。第十九页，共32页。备用泵的选择：(1)在不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组；(2)允许短时间内中断供水时．可只设一台备用泵。(3)城市给水系统中的泵站，一般也只设一台备用泵。通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵相同(xiānɡtónɡ)。当管网中无水塔且泵站内机组较多时，也可考虑增设一台备用泵，它的型号相最常运行的工作泵相同(xiānɡtónɡ)。(4)如果给水系统中有足够大容积的高地水池或水塔时，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备用机组即可。备用泵相其它工作泵一样，应处于随时可以启动的状态。第二十页，共32页。4.2.4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(liúliàng)和扬程是否满足消防时的要求。对于一级泵站：Qf——设计的消防用水量(m3／h)，Q’——最高用水日连续最大二小时平均用水量(m3／h)；Qr——一级泵站正常运行时的流量(m3／h)；tf——补充消防用水的时间,从24—48h，由用户的性质和消防用水量的大小决定,见建筑设计防火规范；α——计及净水(jìnɡshuǐ)构筑物本身用水的系数。第二十一页，共32页。对于二级泵站，消防属于紧急情况。消防用水其总量一般占整个城市或工厂的供水量的比例虽然不大，但因消防期间供水强度(qiángdù)大，使整个给水系统负担突然加重。因此，应作为一种特殊情况在泵站中加以考虑。第二十二页，共32页。4.2.5小结：1、水泵类型选择水泵类型主要根据扬程选择，常用有离心泵、轴流泵、混流泵等。一般情况下，泵站设计扬程小于l0m，宜选用轴流泵；5—20m，宜选用混流泵；20—l00m，宜选用单级离心泵，大于100m时可选用多级离心泵。当混流泵与轴流泵都可使用(shǐyòng)时，应优选混流泵，当离心泵与混流泵都可使用(shǐyòng)时，若扬程变化较大，一般宜选用离心泵。第二十三页，共32页。2、水泵台数的确定：(1)建设费与运行费。一般在同样流量情况下，机组台数越少，建设费和运行费越小。(2)运行管理。一般来说，机组台数少，管理运行较方便(3)流量调节能力。机组台数少，流量调节能力较差。(4)备用机组：对于灌溉泵站，装机3—9台时，其中应有l台备用，多于9台时，应有2台备用。对于重要城市供水泵站，工作机组3台及3台以下时，应增设1台备用机组，多于3台，应增设2台备用机组。综上，水泵台数要考虑各方面的因素分析(fēnxī)确定。一般情况下，中小型泵站以3—9台为宜。流量变化幅度大的泵站，台数宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少。第二十四页，共32页。§4.３泵站变配电设施及自动测控(cèkònɡ)系统4.３.1变配电系统中负荷等级及电压选择1、负荷等级(1)一级负荷:两个独立电源供电(2)二级负荷:两回路供电或一回路专用线(3)三级负荷2、电压选择(1)规模(guīmó)很小的水厂：一般为380V。(2)中小型净水厂：6kV和10kV，10kV替代6kV。(3)大型水厂：35kV电压。第二十五页，共32页。4.３.２　泵站中常用的变配电系统　　现代(xiàndài)都采用由电器开关厂生产的成套设备配电屏(又称开关柜)。设计注意点：(1)开关柜前面的过道宽度应不小于：低压柜1.5m，高压柜3.0m。(2)背后检修的开关柜与墙壁的净距不宜小于0.8m。高、低压配电室注意：门、架线、高度保证：安全、方便第二十六页，共32页。4.３.3变电所变电所的变配电设备是用来接受、变换和分配电能的电气装置，它由变压器、开关设备、保护电器、测量(cèliáng)仪表、连接母线和电缆等组成。(1)变电所的类型选择独立变电所、附设变电所、室内变电所(2)变电所的位置和数目位置：位于用电负荷中心；考虑周围的环境；考虑布线是否合理；数目：由负荷的大小及分散情况所决定；考虑泵站的发展第二十七页，共32页。(3)变电所的布置(bùzhì)方案变电所与水泵房的组合(zǔhé)布置1、水泵房；2、低压配电室(包括值班室)；3、变压器室；4、高压配电室第二十八页，共32页。11、根据所要求的最大功率、转矩和转数选用电动机。2、根据电动机的功率大小，参考外电网的电压决定电动机的电压。(1)功率在100kW以下，选用380V／220V或220／127V的三相交流电；(2)功率在200kW以上，选用l0kV(或6kV)的三相交流电；(3)功率在100-200kw之间，视泵站内电机配置情况而定，3、根据工作环境和条件决定电动机的外形(wàixínɡ)和构造形式。4、根据投资少，效率高，运行简便等条件，确定所选电动机的类型。第二十九页，共32页。1、调节同步转速(高效型调速)调节电源频率(变频调速)改变电机极对数(变极调速)2、调节转差率(能耗(nénɡhào)型调速、只用于异步电动机)调节电动机定子电压改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻值等。第三十页，共32页。直接启动(qǐdòng)：电动机功率小于10kW减压启动(qǐdòng)：电动机功率在10kw以上(1)手操作启动(qǐdòng)器(2)电磁启动(qǐdòng)器第三十一页，共32页。1．控制方式(fāngshì)集中型控制、分散型控制、集散型控制和分布型控制2．集散型控制三级控制(即就地现场的手动控制、车间自动控制和中央控制室集中控制)。第三十二页，共32页。