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第5章排水泵站的设计,5-1排水泵站的功用和设置地点,一、排水泵站的功能1、把上游来水提升到下游沟段内。称中途泵站或提升泵站。2、把废水送入污水处理厂或排入水体，称终点泵站。＃按提升废水性质污水泵站、雨水泵站；污泥泵站。,二、泵站的组成（板书图示）,,三、排水泵站的建筑型式排水泵站的房屋建筑一般由两部分组成进水间和水泵间。依进水间和水泵间的建造泵站分合建式和分建式。依泵组和电机的不同布置方式分卧式和立式。,,,卧式泵,立式泵,,二、排水泵站的设备有水泵、电机、配电箱、变压器、起重机、真空泵等泵的引水设备真空泵或射流泵。三、排水泵站的建筑型式排水泵站的房屋建筑一般由两部分组成进水间和水泵间。依进水间和水泵间的建造泵站分合建式和分建式。依泵组和电机的不同布置方式分卧式和立式。,5-2常用排水泵,常用排水泵叶片式水泵（离心泵、轴流泵、混流泵）、螺旋泵和气提泵。叶片式水泵依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换，根据叶轮的出流方向可将叶片分为径向流离心力）、轴向流（轴向升力）、斜向流。,一、几种排水泵1、离心泵离心力特点流量小，扬程高，常用于提升污水。启动闭闸启动（水泵启动前，压水管上的闸阀是全闭的，待电动机运转正常，压力表预定数值时，再逐渐打开闸阀，使水泵正常工作）。,图2-16离心泵特性曲线,2、轴流泵,,,轴流泵主流方向与泵轴平行。特点流量大，扬程低。适用雨水、大流量的污水泵站、工业冷却水泵站。启动出水阀门开启时启动。,图2-17轴流泵特性曲线,3、混流泵,混流泵构造基本和离心泵相同，泵内主流方向介于辐射和轴向之间。,,,用途江河湖海提水、城市排污、农田灌溉、水产养殖。全封闭式用于干式泵房，便于操作、维修。清水润滑式可输送污水、泥砂水。防腐耐磨损喷涂可输送含酸、碱泥砂的流体。,4、螺旋泵,图2-14螺旋泵示意图,1、电动机2、变速装置3、泵轴4、叶片5、轴承座6、泵壳,特点结构简单，造价低（无需做泵房）；无阻塞问题；低速运行，机械磨损小，运行费用低，叶轮外露，维修方便；电耗低；但占地大。适用大流量、扬程低的污水；回流污泥。,潜污泵安装图,7、空气提升器（气升泵）,图2-15空气提升器,工作原理来自空气压缩机的压缩空气经喷嘴输入到扬水管中，形成空气和水的气乳液，此气乳液的比重小于水的比重，于是沿扬水管上升，从而得到提升（既利用连通管的原理）。,提升深度h2r2/r1-1/h1,适用扬程低的废水、回流污泥的提升。,特点结构简单，管理方便，当压缩空气有现成来源时，可以采用。,二、排水泵的引水设备,水泵的启动自灌式和引水式。引水设备真空泵系统和水射器。,图2-19真空泵引水系统,图2-20水射器引水,1、真空表2、气水分离箱3、真空泵4、真空泵引水止回阀5、水泵,5-3污水泵站的设计,污水泵站的设计是排水系统的重要组成部分，排水泵站的设计包含（1）泵组的选择；（2）进水池容积的确定；（3）泵站的建筑型式和管路的布置；（4）起重设备的选择和布置；（5）电器设备和自动化设备的选择和安装；（6）泵站的建筑的建筑结构和施工方法。,1、污水泵的选择依据最大设计流量和最小设计流量和所需提升的高度，按照水泵的特性曲线选择；保证泵尽可能在高效率段运行。泵的选择个数流量变化不大时，宜选用同型号的水泵，一般为3～4台；当流量变化大时，选用大小泵搭配，另外要考虑备用水泵；备用泵的流量依据泵的选型而定一台时不小于最大泵的流量，两台时一大一小。,2、进水池（吸水井）,集水坑；不小于0.5m，池底坡度0.01～0.1，坡向集水坑。格栅20～90mm.倾角60～70度，过流流速0.6～1.0m/s。,进水池既要满足吸水管和其他设备（格栅、破碎机等）安装上的要求，又要满足水泵正常工作的容积要求。,有效容积最高水位和最低水位之间的容积。要求不小于最大一台泵5min的出水量。,有效高度1.5～2.0m。,进水池布置,,3、吸水管及出水管,进水管要求每台水泵有单独的吸水管，为防止吸水管形成气囊，吸水管与泵的连接处接偏心渐缩管。进水管流速一般1.0～1.5m/s，最小0.7m/s。出水管管径等于或小于进水管，流速1.5～2.5m/s，最小0.7m/s.,4、泵组间,要求泵站内机组布置应保证工作可靠，运行方便，安装、拆卸、维修和管理方便，管长最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站的发展余地。如右图所示分别为矩形和圆形泵站机组布置情况,泵房布置图,5、变电室与配电盘,排水泵的电动机电压一般根据电动机的功率大小确定。电动机功率在100kw以下者，用380v三相交流电，在200kw以上者，则用6300v三相交流电，在100～200kw之间者，则依电源情况而定，必要时设置变压器。,6、污水泵房的建筑型式和要求建筑要求便于设备的安装和维修，无起重设备的高度不小于3m；有起吊设备的起吊物件与地面物件间有不小于0.5m的净空。出口；排积水；通风等均要考虑。,泵房的建造型式合建式与分建式，结构型式圆形和矩形；,矩形泵房,圆形泵房,合建式圆形适合情况适合中小型排水量，水泵一般不超过4台。圆形泵房受力条件好，便于沉井法施工，降低工程造价。缺点机器间内机组与附属设备布置较为困难。当泵房较深时，上下不方便，且电机易受潮（卧式）。,分建式泵房的使用情况土质差，地下水位高，为了减小施工困难，将一定深度的集水池单独建，为了减少机器间的地下部分深度，应尽量利用水泵的吸水高度。优点结构简单，施工方便，机器间无污水渗漏和被污水淹没的危险；缺点要抽真空启动，操作繁杂。,7、事故出水口,雨水泵的选择,雨水的地面径流量很大，雨水泵站的基建费用很高，使用率往往很低，只有当地势平坦、管路较长或出水河道水位很高时，才考虑设置雨水泵站。,5-4雨水泵站的布置,按水泵轮轴安装的位置,按泵组间是否进水分湿室、干室。干室泵站分三层，下层为吸水室，连进水井，中间为水泵间，上层为电机间。湿室泵站分二层，下层连进水池（水泵浸于水中），上层为电机间。,5-5排水泵站水力学计算,排水泵站的选泵和管渠系统的设计是以工程流体力学为基础的。泵的选择主要考虑流量和扬程。要使泵的运行尽可能低在高效段，同时满足扬程的需要。泵的扬程静扬程水头损失安全水头泵的流量依最大设计流量和最小设计流量确定。泵站中管路系统的局部水头损失,Hf,,,沿程水头损失HfiL由vR2/3i1/2/n得iv2n2/R4/3,由于泵管件较多，为简化计算，用直管替代，则相当长度为iLv2n2/R4/3L,LR4/3αξ,αD/44/3,当n0.013时得α47.5D4/3,为便于计算，把系数α的值依管径列表如下,所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面1、必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点（装置特性曲线与泵的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。2、所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。3、具有良好的抗汽蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生汽蚀，运行平稳、寿命长。4、按所选水泵建泵站，工程投资少，运行费用低。,
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