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1、第第4章章 给水泵站给水泵站 4.1 4.1 泵站分类与特点泵站分类与特点 4.2 4.2 泵的选择泵的选择 4.3 4.3 泵站变配电设施泵站变配电设施 4.4 4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础 4.5 4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路 4.6 4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护 4.7 4.7 泵站噪声及其消除泵站噪声及其消除 4.8 4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施 4.9 4.9 给水泵站节能给水泵站节能 4.10 4.10 给水泵站给水泵站SCADASCADA系统系统 4.11 4.11 给水泵站的土建要求给水泵站的土建要求 4.12 4.12
2、给水泵站的工艺设计给水泵站的工艺设计4.1 泵站分类与特点泵站分类与特点4.1.14.1.1泵站分类泵站分类 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，可分为：人工手动控制、半自动化、全自动化和遥控泵站 3、在给水工程中，常见的分类是按泵站在给水系统中的作用可分为：取水泵站、送水泵站、加压泵站及循环泵站4.1.24.1.2取水泵站（一级泵站）取水泵站（一级泵站）1、组成、组成 一般由吸水井、泵房和闸阀井三部分组成取水泵站取水泵站 唐山自来水公司取水泵站唐山自来水公司取水泵站 湘乡市洙津水厂取水泵站湘乡市洙津水厂取水泵站取水泵站
3、取水泵站 宜昌西坝水厂取水泵站宜昌西坝水厂取水泵站 取水泵站机组布置取水泵站机组布置 2、设计及施工原则、设计及施工原则 （1）泵房形式：山区一般圆形钢筋混凝土结构。“贵在平面”（2）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、防滑坡等方面 （3）在施工过程中，要注意季节 （4）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 （5）在新建给水工程时，应考虑到远期扩建的可能性。其特点是“百年大计，一次完成”3、地下水取水泵站、地下水取水泵站4.1.3送水泵站（二级泵站）送水泵站（二级泵站）1、组成、组成 一般为长方形，吸水井也为长方形 吸
4、水水位变化范围小，通常不超过34m，所以 其埋深较浅，一般可建成地面式或半地下式送水泵站送水泵站 送水泵站送水泵站1 送水泵站送水泵站2 2、吸水井、吸水井 有分离式和池内式两种形式4.1.4加压泵站加压泵站 1、适用条件、适用条件 （1）城市给水管网面积较大，输配水管线很长 （2）给水对象所在地的地势很高，城市内地形起伏较大 2、加压泵站的方式、加压泵站的方式 （1）在输水管线上直接串联加压的方式 送水泵站和加压泵站同步工作，一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合 加压泵站加压泵站 （2）采用清水池及泵站加压供水方式 又称为水库泵站加压供水方式；水厂内的送水泵站将水输入远离水厂、接近
5、管网起端处的清水池内，由加压泵站将水输入管网 优点：送水泵站工作制度比较均匀，时变化系数降低，输水均匀，输水干管管径减小4.1.54.1.5循环泵站循环泵站 多用于工业企业 一般设置热水、冷水两组水泵 泵的安装一般采用自灌式；泵房多选择半地下式生产车间生产车间热水泵热水泵冷却构筑物冷却构筑物冷水泵冷水泵4.2 泵的选择泵的选择4.2.1选泵的主要依据选泵的主要依据 选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律 1、一级泵站的设计流量、一级泵站的设计流量 （1）泵站从水源取水，输送到净水构筑物 Qr一级泵站的设计流量(m3h)Qd供水对象最高日流量(m3d)计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而
6、加的系数，一般取=1.051.1 T一级泵站在一昼夜内工作小时数TQQdr （2）泵站将水直接供给用户或送到地下集水池 给水系统中自身用水系数，一般取1.011.02TQQdr 2、一级泵站的扬程、一级泵站的扬程 （1）一级泵站送水至净水构筑物 )21(hhHHdsST （2）一级泵站直接向用户供水（如抽取地下水）HST水源井中枯水位(或最低动水位)与给水管网中控制点的地面标高差(mH2O)h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)21(HhHHsevST 3、送水泵站（二级泵站）的设计流量、送水泵站（二级泵站）的设计流量 （1）对于小城市的给
7、水系统，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 （2）对于大城市的给水系统，宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算；分级不宜太多4.2.2选泵要点选泵要点 1、大小兼顾，调配灵活、大小兼顾，调配灵活 已知：用水区的用水量从最大为795 m3h到最小为396 m3h，逐时变化 2、型号整齐，互为备用、型号整齐，互为备用 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1可知：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
8、用1：2：3：3：3，这样配置的水泵可应付12种工况变化 3、合理地用尽各泵的高效段、合理地用尽各泵的高效段 可按不同方案计算后综合选泵 按最大日平均小时流量的70(即0.7Q日平均时)按最大日平均小时流量的100(即1.0Q日平均时)按最大日平均小时流量的130(即1.3Q日平均时)4 4、要近远期相结合。、要近远期相结合。“小泵大基础小泵大基础”5 5、大中型泵站需作选泵方案比较、大中型泵站需作选泵方案比较4.2.3 4.2.3 选泵时尚需考虑的其它因素选泵时尚需考虑的其它因素 1 1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置、泵站造价等
9、有影响房内部布置、泵站造价等有影响 2 2、应在保证不发生气蚀的前提下，应充分利用水、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泵的允许吸上真空高度 3 3、应选用效率较高的水泵，如尽量选用大泵、应选用效率较高的水泵，如尽量选用大泵 4 4、根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用、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一定数量的备用泵 5 5、应尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系、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列生产的、比较定型的和性能良好的产品备用泵的选择备用泵的选择 1、在不允许减少供水量的情况下，应有
10、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。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，它的型号与最常运行的工作泵相同 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 5、备用泵相其它工作泵一样，应处于随时可以启动的状态4.2.4 4.2.4 选泵后的校核选泵后的校核 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 对于一级泵站：Qf设计的消防用水量(m3h)Q最高用水
11、日连续最大两小时平均用水量(m3/h)Qr一级泵站正常运行时的流量(m3h)tf补充消防用水的时间,从2448h，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计及净水构筑物本身用水的系数fftQQQQ2)(2对于二级泵站，消防属于紧急情况对于二级泵站，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4.2.54.2.5小结小结 1 1、水泵类型选择、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
12、泵；520m，宜选用混流泵；20l00m，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时，应优选混流泵，当离心泵与混流泵都可使用时，若扬程变化较大，一般宜选用离心泵 2、水泵台数的选定、水泵台数的选定 (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39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
13、水泵台数要考虑各方面的因素分析确定 一般情况下，中小型泵站以39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4.3 泵站变配电设施泵站变配电设施4.3.14.3.1变配电系统中负荷等级及电压选择变配电系统中负荷等级及电压选择 1 1、负荷等级、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 2、电压选择、电压选择 (1)规模很小的水厂：一般为380V (2)中小型水厂：6kV和10kV，10kV替代6kV (3)大型水厂：35kV电压4.3.2泵站中常用的变配电系统泵站中常用的变配电系统 目前都采用由电器开关厂生
14、产的成套设备，称为配电屏(又称开关柜)；具有很多优点：工作安全可靠，维护方便，施工安装简单，便于移动，设备安装紧凑，缩小了建筑面积，整洁美观设计注意点：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4.3.3变电所变电所 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、测量仪表、连接母线和电缆等组成 1 1、变电所的类型选择、变电所的类型选择 独立变电所、附设变电所、室内变电所 2 2、变电所的位置和数目、变电所的位置和数目 位置：位
15、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 3、变电所的布置方案、变电所的布置方案 原则：原则：变电所应尽量靠近电源，低压配电室应尽量靠近泵房；线路应顺直，并尽量短；泵房应可以方便地通向高低压配电室和变压器室；建筑上应注意与周围环境协调4.3.4常用电动机常用电动机 1、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380V220V或220127V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100-2
16、00kw之间，视泵站内电机配置情况定 3、根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造形式 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4.3.5交流电动机调速交流电动机调速 1 1、调节同步转速、调节同步转速(高效型调速高效型调速)调节电源频率(变频调速)改变电机极对数(变极调速)2 2、调节转差率、调节转差率(能耗型调速、只用于异步电动机能耗型调速、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4.3.6泵机组的控制设备泵机组的控制设备 直接启动：电动机功率小于10kW 减压启动：电动机功率在10kw以上 (1)手操作启动器 (2)电磁启动器4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础4.4.1泵机组的布置泵机组的布置 1、纵向排列（各机组轴线平行单排并列）、纵向排列（各机组轴线平行单排并列）适用于如IS型单级单吸悬臂式离心泵（顶端进水）纵向排列与横向排列的比较 机组之间各部分尺寸应符合要求：机组之间各部分尺寸应符合要求：1 1、水管外壁和墙壁的净距、水管外壁和墙壁的净距A A：A=A=最大设备的宽度加最大设备的宽度加1m1m，但，但A
