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取水泵站設(shè)計與計算探究
取水泵站設(shè)計與計算探究
[來源：未知]??? [作者白云泵業(yè)]??? [日期：2016-12-19 10:30]??? [熱度：]
取水泵房和二級泵房的設(shè)計有許多的相同之處，因此可以互相參照，但由于功能上有些差別，所以取水泵房的形狀、平面和高程布置的要點有所不同。
一、水泵機組的選擇
取水泵房的設(shè)計和運行，一般按一天24h均勻工作。因此在設(shè)計中要根據(jù)最高日的用水量來選擇效率高的水泵機組。同時水源水位的變化，也是設(shè)計中應(yīng)考慮的重要因素。所以必須了解水源的水文情況?？紤]高低水位的變化，對于水源水位變化幅度大的河流，水泵的高效點應(yīng)選擇在水位出現(xiàn)頻率最多的位置。通常取水泵房的出水量穩(wěn)定。選泵時應(yīng)盡量考慮用大泵，水泵臺數(shù)可以少些，泵房面積也可以相應(yīng)減少，同時減少水泵并聯(lián)數(shù)。避免水泵在較低效率區(qū)工作。備用泵一般為一臺，只有一些要求不能間斷供水的用戶，才設(shè)兩臺，其中一臺備用泵處于檢修狀態(tài)。
取水泵房的水泵由于接觸的水多為渾濁水，葉輪和泵殼均易磨蝕，管道阻力增加，所以設(shè)計時要特別注意吸水高度問題，一般不要將水泵吸程用足，在計算水泵揚程時應(yīng)留有一定的富余水頭。采用深井泵的濕井泵房時，在計算水泵的管路損失時，應(yīng)包括揚水管和泵座的水頭損失在內(nèi)。當(dāng)缺乏資料時，泵座水頭損失為0.1～ 0.15m，每百米揚水管水頭損失按7～9m計算取水泵房節(jié)能的關(guān)鍵是水泵機組的合理選擇。揚程和流量是決定SH型雙吸清水離心泵選擇的重要因素。取水泵站有兩種可能的工作情況。
1．取水泵站從水源(地表水)取水，輸送到凈水構(gòu)筑物
(1)設(shè)計流量Qr=aQd/T
上式中 Qr——取水泵站中水泵所供給的流量，ms/h；
Qd——供水對象最高日用水量，m3/d；
a——輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取a=1.05～1.1；
T——取水泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。
(2)揚程
H=HST+h管+h泵-h安全水頭 (6～19)
式中 H——泵站的揚程，m或kPa；
HST——靜揚程，采用吸水井的最枯水位
(或最低動水位)與凈水構(gòu)筑物進(jìn)口
水面標(biāo)高差，m；
h管——輸水管上的總水頭損失，mH20或kPa；
h泵——取水泵房內(nèi)的總水頭損失，mH20或kPa；
h安全水頭——安全水頭，mH2 0或kPa。一般安全
水頭取1～2mH2 0。
2．取水泵站將水(地下水)直接供給用戶
(1)泵站的設(shè)計流量：
Qr=βQd/T
式中 β給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù)，一般
取β=1.01～1.O2。
其余符號意義同式(6—18)。
(2)揚程(如圖6—1 9所示)
H=Zc+Hc+hs+hc+hn(6-21)
式中 Zc——管網(wǎng)控制點C的地面標(biāo)高和清
水池最低水位的高程差，m；
Hc——給水管網(wǎng)中控制點所需的最小自由水壓(也叫服務(wù)水頭)，mH2 0或kPa；
hs——吸水管中的水頭損失，mH20或kPa；
hc,hn——輸水管和管網(wǎng)的水頭損失，mH2 0或kPa。
hs，hc，hn都應(yīng)該按水泵最高時供水量產(chǎn)生的水頭損失進(jìn)行計算。
二、電動機選型
水位變幅較大的取水泵房，水泵揚程變化較大，洪水位時揚程減小，流量增大，容易引起電動機超負(fù)荷運行而發(fā)熱，因此需根據(jù)水泵型號和工作條件，選用配套電動機，電動機所需功率為：
P=KQH/102η
式中Q——水泵流量，L/s；
H——水泵揚程，M
水泵效率，％；
K——超負(fù)荷系數(shù)，一般55kW以上為1.05—1.10，55kW以下時為1.1～1.2。
與水泵配套的電動機，多采用鼠籠型異步電動機，大型水泵常選用繞線型異步電動機，大型取水泵房可采用同步電動機。一般300kW以上的電動機選用6kV電壓，300kW以下的電動機可采用380V電壓。在同一泵房內(nèi)，盡量選用同一電壓等級的電動機。
三、取水泵房的平面形式及設(shè)計要求
取水泵房平面布置形式有：矩形、圓形、橢圓形、半圓形、棱形及其他組合形式。矩行泵房常用于深度小于10m的泵房，水泵和管道易于布置，水泵臺數(shù)多(4臺以上)時更為合適。圓型泵房適用于深度大于10m的泵房，其水力條件和結(jié)構(gòu)受力條件較好，在水位變化幅度大和泵房較深時，比矩形泵房更為經(jīng)濟(jì)，但水泵臺數(shù)不宜多，最好小于4臺(立式泵除外)。圓形(適用于流速較大的河心泵房)和棱形平面的泵房可根據(jù)實際情況通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定取水泵房平面布置要求如下。
(1)取水泵房除安裝水泵機組的主要建筑物外，還應(yīng)考慮到附屬建筑物的布置，如值班室、高低壓配電室、控制室、維修問、生活間等。平面布置應(yīng)從方便操作及維護(hù)管理方面統(tǒng)一考慮。遠(yuǎn)離城市且檢修又比較復(fù)雜的大型取水泵房，除水泵機組旁邊應(yīng)有修理場地外，還需設(shè)專門的檢修場地。
(2)取水泵房與集水井可以合建也可以分建。目前合建式常采用的兩種形式為：合建式中圓形泵房內(nèi)取水小半圓作為集水井；集水井附于泵房外壁采用矩形。合建式泵房布置緊湊，節(jié)省面積，IS、IR臥式單級單吸清水離心泵吸水管短，但是結(jié)構(gòu)處理困難。在泥砂含量高的河流中取水時，為防止吸水管路堵塞，盡量縮短吸水管的長度，常將集水井深入中間，取得較好的效果。濕井泵房或小型泵房中可以采用集水井置于泵房的底部。
(3)為減小泵房的平面尺寸，可以將閥門、逆止閥、水錘消除器、流量計等放置在室外的閥門井內(nèi)。泵房內(nèi)可以設(shè)置不同高度的平臺，放置真空泵、配電盤等輔助設(shè)備，以充分利用空間。
(4)水泵臺數(shù)在滿足需要的前提下，不宜過多。水泵臺數(shù)越多，占地面積越大。一般包括備用泵在內(nèi)3～6臺為宜。圓形泵房最好不大于4臺(立式水泵除外)。
(5)取水泵房的布置以近期為主，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展并留有一定的余地，可以適當(dāng)增大水泵的機組和墻壁的凈距，留出小泵換大泵或另行增加水泵所需位置。
矩形泵房的水泵機組布置可以參照二級泵房。圓形泵房內(nèi)的水泵布置。采用立式泵時，多數(shù)為單排布置或沿圓周布置，泵房一側(cè)為集水井。也可以采用分建式。設(shè)計時，盡量縮短水泵傳動軸長度，水泵層的樓蓋上應(yīng)設(shè)吊裝孔，并應(yīng)有通向中間軸承的平臺和爬梯。
四、取水泵房的高程布置
一般根據(jù)河床深度、枯水位、最高水位以及±0．O0層以上設(shè)備運輸起吊要求等因素確定。水文特征是決定泵房高程的重要因素。取水泵房層高程主要根據(jù)百年一遇的設(shè)計最高水位確定；泵房位于江河邊時，為設(shè)計最高水位加浪高再加上0．5m；泵房位于渠道邊時，為設(shè)計最高水位加0．5m；當(dāng)泵房位于湖泊、水庫或海邊時，為設(shè)計最高水位加浪高再加0．5m，并應(yīng)有防止浪爬高的措施。在少數(shù)情況下，為了方便泵房內(nèi)設(shè)備的運輸、檢修，也可以適當(dāng)抬高±0．O0層的高程。
進(jìn)水間最低動水位等于河流最枯水位減去取水頭部到進(jìn)水間的水頭損失；吸水間最低動水位等于進(jìn)水間最低動水位減去進(jìn)水間到吸水間的水頭損失；吸水間底部高程等于吸水間自最低動水位減去格網(wǎng)高度，再加上0.3～0.5m的安全高度。
臥式離心泵的安裝高度計算方法和二級泵房相同。但因水泵抽吸渾水，容易磨損泵殼、葉輪和管道，輸水阻力變化較大，在確定吸水高度時應(yīng)留一定的富余水頭。
軸流泵的吸水室(進(jìn)水流道)和水泵層的高度必須按照水泵樣本要求進(jìn)行布置和確定。中小型軸流泵常采用吸水喇叭口在吸水室內(nèi)吸水，大型軸流泵常采用肘形或鐘形進(jìn)水。水泵層高程等于吸水管口到水泵層地面的距離。水泵層的高度等于Ll加連接軸長度L2(不小于1．5m)，以上尺寸均在水泵樣本中作出規(guī)定可查。
立式離心泵安裝高度的計算和臥式離心泵相同。一般，葉輪在最低水位以下的深度至少為0.5～1.0m，水泵層、電機層的高程計算和軸流泵相同。
五、水泵吸水管和出水管布置
一般每臺水泵宜設(shè)置單獨的吸水管。當(dāng)合用吸水管時，應(yīng)盡量做到自灌進(jìn)水，同時吸水管的根數(shù)不少于兩條，當(dāng)一條吸水管發(fā)生事故時，其余吸水管按設(shè)計水量的75％考慮。為了避免吸水管中積氣，形成空氣囊，應(yīng)采用正確的安裝方法。吸水管應(yīng)有向水泵上升的坡度(i≥0.01)。水泵吸水管在吸水問中的布置原則為水頭損失小，不產(chǎn)生旋渦，防止井內(nèi)泥砂沉積。
六、泵房附屬設(shè)備
中小型泵房和深度不大的大型泵房，一般用單軌吊車、橋式吊車等一級起吊。深度大于20～30m的大中型泵房，因起吊高度大，宜在泵房頂層設(shè)電動葫蘆或電動卷揚機作為一級起吊，再在泵房低層設(shè)橋式吊車作為二級起吊。應(yīng)注意兩者位置的銜接，以免偏吊。
七、泵房的抗浮、防滲
取水泵房必須考慮防浮，可以依靠泵房本身重量，在泵房頂部或側(cè)面增加壓重物，泵房底部打入錨樁與基巖錨固，擴(kuò)大泵房底板等。做好防滲工作，以免在外壁水壓作用下滲水。
關(guān)鍵字：取水泵站設(shè)計,取水泵站計算,取水泵站,取水泵房
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