泵与泵站第十五讲.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十五讲,第五章 排水泵站,53,雨水泵站工艺设计,54,合流泵站工艺设计（简述）,55,螺旋泵站工艺特点,53 雨水泵站的工艺特点,1、设置雨水泵站的条件：,雨水不能自流排泄时，或水体最高水位搞出雨水排出口时，在雨水管道出口前设置雨水泵站。,2、雨水泵站与污水泵站基本相同。,3、雨水泵站的特点：,水量大，水量变化大。扬程小。,无机污染物多。不常用。如出现故障，易发生大事故。,一、雨水泵站的基本类型,由于雨水泵站流量大，扬程小，因此，多采用轴流泵，或混流泵。,基本形式：,1、“干室式”如图 511,“湿室式”如图 5 12。,“干室式”泵站：共分三层。上层是电动机间，安装立式电动机和其它电气设备；,中层为机器间，安装水泵的轴和压水管；下层是集水池。,机器间与集水地用不透水的隔墙分开，集水池的雨水，除了进入水泵以外，不允许进入机器间。,优点：电动机运行条件好，检修方便，卫生条件也好。,缺点：结构复杂，造价较高。,2“湿室式”泵站：电动机层下面是集水池，水泵浸于集水池内。,优点：结构虽比“干室式”泵站简单，造价较少。,缺点：泵的检修不便，泵站内比较潮湿，且有臭味，不利于电气设备的维护和管理工人的健康。,三、集水池（也称吸水井）的设计,1、容积：由于雨水管道设计流量太大，完全用集水,池,来调节，需要很大的容积；也不需要。并且，雨水管渠有一部分调节能力，雨水管渠断面积很大，敷设坡度又小，能起一定的调节水量的作用。,雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的调节作用。,要求在保证水泵正常工作和合理布置吸水口等所必须的容积。,容积,最大一台水泵30,s,的出水量。,2、易出现的问题：,雨水泵站采用轴流泵，,特点：轴流泵没有吸水管，集水池中水流情况直接影响叶轮进口的水流条件，引起对水泵性能的影响。,正确设计集水池，使水泵工作不受干扰，性能与设计要求相符。,水流具有惯性，,流速越大其惯性越大，,集水池的设计必须考,虑水流的惯性，以保,证水泵具有良好的吸,水条件，不致产生旋,流与各种涡流。在水,泵的吸水井中，可能,产生涡流。如图所示。,（1）、凹洼涡：水面下凹，但不进气。,（2）、局部涡、同心涡：统称空气吸入涡流。产生气蚀作用。,（3）、水中涡：水中涡附着于集水池底部或侧壁，一端延伸到水泵进口内。水中涡流中心产生,气蚀作用,。,吸入空气和气蚀作用使泵性能改变：,i,效率下降，出水量减少；,ii,电动机过载；,iii,产生噪音和振动，运行不稳定；,iv,导致轴承磨损、叶轮腐蚀。,原因：集水池中水的偏流、涡流和水泵叶轮的旋转、地球自转等因素产生的。,3、集水池设计应注意的事项：,（1）使进入池中的水流均匀地流向各台水泵。,（2）水泵布置、吸入口位置和集水地形状的设计，不引起旋流。,（3）,集水池进口流速尽可能的缓慢，一般不超过07,ms，,水泵吸入口的行近流速以取0,.3ms,以下为宜；,（4）流线不要突然扩大和改变方向。,（5）在水泵与集水池壁之间，不应留过多的空隙；,（6）在一台水泵的上游应避免设置其他的水泵见表53中IV；,（7）,应取足够的淹没水深，防止空气吸入形成涡流；,（8）进水管管口要做成淹没出流，使水流平稳地淹没流入集水池中，因为这样进水管中的水不致卷吸空气并带到吸水井中；,（9）在封闭的集水池中应设透气管，排除集存的空气；,（10）进水明渠应设计成不发生水跃的形式；,（11）防止形成涡流，在必要时应设置适当的涡流防止壁与隔壁：集水池（吸水井）的形状受某些条件的限制（如场地大小、施工条件、机组配置等），不能设计成理想的形状和尺寸时，可设置涡流防止壁。表54所示：几种典型的涡流防止壁的形式、特征和用途。,四、出流设施,内容：出流井、出流管、超越管。（溢流管）、排水口。,雨水经出流井、出流管和排水口排入天然水体。,1、出流井：各泵出口流入出流井；各泵出口设有拍门，防止水倒流（逆止阀作用）。拍门可以防止水流倒灌入泵站。,出流井的设置：可多台泵共用一井，也可每泵各一井。以合建的结构比较简单，采用较多。,2、溢流管：作用当水体水位不高，同时排水量不大时，或在水泵发生故障或突然停电时，用以排泄雨水（超越作用）。,连接溢流管的检查井中应装设闸板，平时该闸极关闭。,3、排水口：排水口的设置，应考虑对河道的冲刷和航运的影响，所以应控制出口水流的速度和方向，一般出口流速应控制在0.61.0,m/s，,流速过大时，可在出口前用八字墙放大水流断面。出流管的方向应向河道下游倾斜，避免与河道垂直。,五、雨水泵站内部布置、构造特点与示例,1、雨水泵：单行排列，每泵各自从集水池中抽水，单独地排入出流井。,2、超越管与溢流管：,（1）当水体水位低时，雨水由超越管直达水体（2）当水体水位高时，雨水泵水体。,（3）当出流井出现溢流时：,出流井应密封，内设置溢流管，将流水引回集水池，并在井盖上设置透气管。,3、吸水口：,吸水口距集水池底：过水断面积吸水喇叭口的面积。,注：,(/4)D,2,=Dh,；,h=D/4（,书上为,D/2）,D,吸水口直径；,h=D,时，水泵效率反而下降。如果这一距离必须大于,D，,为了改善水力条件，在吸水口下应设一涡流防止壁（导流锥）。,各泵吸水喇叭口之间距离应等于2,D（,中线距离），吸水口和池壁距离不小于,D,/2 ，如果集水池能保证均匀分布水流，则,，,如图（,a）（b）,所示。侧向流时不可取（,c）。,应按（,d）。,4、压水管：轴流泵的,扬程低，压水管尽量,短，减小水头损失。,压水管直径：其流速,水头小于水泵扬程的,45。,压水管出口不设闸阀，只设拍门。,5、集水池水位：,最高水位标高，为来水干管的管项标高，或略高一点。,最低水位：（中、小泵站）略低于来水,干管的管底。,（大泵站）略高于来水干管,的管底。,还可取该泵流量下来水管渠中的水面标高齐平。,6、水泵的淹没深度：按水泵样本的规定（气蚀余量）。,7、水泵传动轴长度大于1.8,m,时，必须设置中间轴承。,8、集水排除：水泵间内设集水坑及小型水泵用以排除水泵的渗水。排到集水坑或室外。该泵应设在不被水淹之处。,9、相邻两机组基础之间的净距：与给水泵站的要求相同。,10轴流泵的电动机间：设在水泵间之上。电动机间应设置起重设备：在房屋跨度不大时，采用单梁吊车；跨度较大或起重量较大时，采用桥式吊车。,11、电机间地板：应留有吊装孔，该孔在平时，用盖板盖好。吊装时。打开。,12、电机间净空高度：,电动机功率在55,kw,以下时，,H,3.5,m；,在100,kw,以上时，,H,5.0,m。,13、格栅：目的：保护水泵。,位置：集水池前设置格栅。,单独设置：（格栅井，少见）格栅通常建成露天式，四周围以栏杆，也可以在井上设置盖板。,附设在泵站内：须与机器间、变压器间和其它房间完全隔开。,格栅清除平台：为便于清除格栅，平台高于集水池设计最高水位0.5,m，,平台宽度应不小于1.2,m，,平台上要做渗水孔，装上自来水龙头以便冲洗。格栅宽度不得小于进水管渠宽度的两倍。格栅栅条间隙可采用50100,mm。,格栅前进水管渠内的流速不应小于,lm/s，,过栅流速不超过0.5,m/s。,14、使用时间较长的雨水泵站：,要考虑检修和备用泵。为了检修，集水池可分隔成进水格间，每台泵有各自单独的进水格间如图516（,d），,在各进水相间的隔墙上设砖墩，墩上有槽或槽钢滑道，以便插入闸板。闸板设两道，平时闸板开启，检修时将闸板放下，中间用粘土填实，以防渗水，如图所示。,图示为在,出流井内设有溢流管的“干室式”雨水泵站,实例。泵房下部为圆形钢筋混凝土结构，便于用沉井法施工。集水地与水泵间用不透水的钢筋混凝土隔墙分开。水泵间内设4台28,ZLB70,轴流泵，单排并列布置。,水泵层设置100,mm,30mm,的排水边沟，坡度,I=,0.002，积水通过边沟，汇集到集水坑内，泄入集水池。为便于排除集水池中的沉渣和放空清洗集水池，设有 21/2,PWA,污水泵一台。在集水池中装有4.2,m,2.0,m,格栅两块，以保护水泵。,电动机间和集水池间均为自然通风。水泵间用通风管通风。,在出水井内设溢流管和放空管。,泵房上部为矩形组合结构。电气设备布置在电动机间内。休息室和厕所分别设于电动机间的外侧两端。,电动机间上部设手动单梁吊车一部，起重量为 2,t，,起吊高度为 810,m。,集水池间上部设单梁吊车一部，起重量为0.5,t。,为便于值班与管理人员上下，水泵间沿隔墙设置宽1.0,m,的扶梯。（设安全护栏）,雨水泵站设计举例,1.设计资料：,设计流量,Q=10.46m,3,/s。,站前正常水位19.40,m，,最低水位18.40,m。,接受排水水体的最高洪水位为27.88,m，,历年平均洪水位为23.48,m。,2.,选泵：根据设计排水量与油排水位差，选用上海水泵厂生产的40,ZLQ50,型轴流泵和500,kW,TDL,型同步立式电机，当水泵叶片安装4时，抽水量,Q=2.33.0m,3,/s,，扬程14.89.6,m。,现采用4台水泵，总排水能力为912,m,3,/s，,满足设计要求。,3泵站布局,泵房为矩形，机组单排并列间距为4.5,m。,泵房底部要求在最低水位3.7,m,以下，底部标高为14.70,m，,切入砂层达4,m,多。考虑地质和施工条件以及泵房今后运转期间的安全，泵房下部按钢筋混凝土矩形沉井设计，井壁厚0.5,m，,井筒高9.5,m，,长18.3,m，,水泵层高程16.80,m。,为排除机器间内的积水，设置 4,BA18A,型水泵一台。电机层高程为 22.70,m，,电动机间高7.2,m，,净空宽7,m。,设置,A571,型16,t,电动单梁吊车一部。,为便于集中检修与控制，检修场与控制室分别置于泵房的两端。,上部建筑为矩形组合式的砖砌建筑物。,集水池系露天设置，内设格栅一个，为了起吊格栅及清除污物，在清水池上部设置SHs手动吊车一部。,每台水泵有单独的出水管道，为DN1000mm铸铁管，以60角由泵房直接穿出地面，使管道中心升到23.50m高程（地面设计高程为22.40m）。,泵站的布置见图519,5-4,合流制泵站的工艺特点（简述）,一、特点：,1.水量变化大,旱季：仅有生活污水，流量小，（泵不可启动太频繁）。,雨季：雨水量非常大，不可淹泵房。,2.要求泵房即具备雨水泵房的特点又要具备污水房的特点。,3最好设两套泵,：,（1）雨水泵，（大流量）（2）污水泵。,4.合理选择水泵及布置泵站设备。,一、概述,图520为某合流泵站实例。,1泵站设计流量：,泵站排渍设计流量为2.83,m,3,/s,，污水提升常年运转设计流量为0.5,lm,3,/s。,2,选泵:,泵站设计雨水泵3台，型号为28,ZLB70，,单台流量0.,81.2m,3,/s,，扬程1011.5,m，,转速730,r/min，,功率155,kW；,污水泵设3台，型号为8,PWL，,单台流量0.160.20,m,3,/s,，扬程9.513,m，,转速730,r/min，,功率45,kW。,为节省能耗，雨水泵采用高水位启动。,二、合流泵站示例,3泵站布置:,泵站总建筑面积915,m,2,，,设有机器间、集水池、出水池、检修间、值班室、休息室、高低压配电间、变压器间及应有的生活设施。泵站前设有事故排放口和沉砂井。泵站为半地下式，机器间、集水池、出水池均在地下，其余在地上。,4集水池,集水池有效容积：污水泵按最大泵 10,min,出水量计算，雨水泵按最大泵 3,min,出水量计算。集水池污泥用污泥泵排出。,5.格栅:,污水进入集水池均经过格栅，为减轻管理人员劳动强度，格栅采用机械格栅。,6.通风:,为解决高温散热、散湿和空气污染，泵站采用机械通风，机器间和集水池均设置通风设备。,7.设计标高:,泵站上游管底标高26.00,m，,下游管底标高33.80,m，,最高洪水位37.11,m，,集水池底标高24.00,m，,水泵间标高25.85,m，,雨水泵电机间标高31.85,m。,格栅平台标高29.00,m。,8.,其它:,污水泵自灌式启动，考虑以后的维修养护，且不能停止运行，在泵前吸水管路设有闸阀。污水泵压水管路设有闸阀及止回阀，雨水泵出水管上设有拍门。为抗震和减少噪声，管路上设有曲挠接头。为排除泵站内集水，没有集水槽及集水坑，由潜污泵排除集水。泵站设单架起重机一台。机器间内管材均采用钢管，管件与泵、阀、弯头均采用法兰连接，所有钢管均采用加强防腐措施，淹没在集水池的钢管，外层均采用玻璃钢防腐。,该合流泵站的主要设备材料见表。,5-5,螺旋泵污水泵站的工艺特,点,一概述,1,特点：,水泵斜置；,电机及变速箱可露天设置（节省机器间）；,可不设集水池，不设地下或半地下式泵房，泵不需封闭管道。,泵后设格栅，泵可提升固体杂物（杂草，石头，废瓶子等），可排泥。,可提升含油污水，（油是漂浮的）。,泵无吸水管，喇叭口底阀进出阀等配件。,2.缺点：,（1）泵轴不能太粗太长，扬程低，通常36,m，（,国外可达12,m）,（2）,泵开放，出水为无压水，不适合出水水位变化大的场合。,（3）由于泵斜装，体积大，故占地面积大，耗钢材多。,（4）敞开布泵，污水,被搅动，有臭味逸出。,二设计参数选择：,1,泵排量：,Q,Q=D,3,n.,流量系数，随泵安,装倾角,Q,而变化,D,螺旋泵直径,n,转速(,r/mm),转速,n,与直径,D,有关，直径大，转速小,常用,n=2090r/min.,关系图,表5-6给出了安装倾角为30时，直径,D,与排量的关系。,2扬程：,H,扬程与直径,D,和长度,L,及安装倾角有关。直径小，长度大，其挠度也大，故扬程受直径限制，泵直径/轴心管径=2:1时，泵扬程与直径的关系表5-7,安装倾角30,0,-40,0,之间最为经济。,泵的安装方式,。,(a),安装方式，水可回流见,C,2,处，需设止回设施。扬程：,H,T,(,b),安装方式，水不可回流见,C,2,处。扬程：,H,a,据图，按要求的扬程。,H,T,或,H,a,求出相应的泵长。,计算表5,8,3.电机功率的确定：,N,电机功率,KW,V,液体容量（,Kg/m,3,）,Q,排量（,m,3,/h）,H,N,泵扬程（,m）,1,2,泵和减速箱效率（%）,K,安全系数，采用1.05,1.10。,螺旋泵的效率：泵直径越大，则效率就越高。一般认为直径在700,mm,时，可取70；,1500,mm,时，可取75；大于1500,mm,时，为8082。,螺旋泵的效率：,泵直径越大，则效率就越高。一般认为,直径在700,mm,时，可取70；,1500,mm,时，可取75；,大于1500,mm,时，为8082。,三、泵的安装：,1.斜槽（泵壳）安装：泵叶与泵槽间隙，运行时回流水，影响泵的效率。,砼泵槽：可用泵直接刮出槽的形状，再养护槽。,钢板槽：,间隙要求1,mm,左右。,安装尺寸见示。,2.电机按装方式：,特点：转速低，必须设减速装置。,电机由法兰直接装在变速箱体上，,如图(,)：,紧凑，占地小。,要看减速齿轮箱能否承受电机重量。,减速箱与齿轮箱由三角皮带传动。,如图,（b）,电机可平置。,机房长度有所增加若几台并列占地大。,电机安在减速箱上，由三角皮带传动。,如图,（C）,适用泵机台数多的均匀，布置紧凑。,以上三种特点：减速箱或电机倾斜放置。齿轮箱内齿轮不能全部设在油中，有磨损，电动机轴承也易磨损，安装同心度要求高。,由变角度的齿轮，转换传动角度。图（,d）。,使电机和减速箱均平置安装。,四、选泵举例：,设某污水泵站最大设计流量为1080,m,3,/h，,最小设计流量为78,m,3,/h,，扬程为3,m。,试选用螺旋泵。,因该污水泵站流量变化范围很大，最大流量与最小流量相差近13倍，而扬程只有3,m，,故采用螺旋泵是适宜的。,按螺旋泵在最大流量的30时运转考虑，其效率为65，故选用下述大小两台螺旋泵为：,泵,A：,最大流量为260,m,3,/h,。,泵,B：,最大流量为820,m,3,/h,。,当流量在78260,m,3,/h,时，螺旋泵,A,运行；流量在260820,m,3,/h,时，螺旋泵,B,运行；而当流量在8201080,m,3,/h,之间时，两台螺旋泵同时运行。,可见，只需选用两台螺旋泵就可使流量变化范围达13:1。,五、,螺旋泵站实例,某岸边式螺旋泵站为农灌泵站，扬程为3.5,m，,流量为400500,m,3,/h，,可以灌溉农田600亩（1亩=666.7,m,2,）,。与原来的非螺旋泵泵站比较，灌溉成本由原来的每亩2元降至1元。泵站系岸边式结构，河道的潮汐变化，水位高差80,cm，,因此，将下轴承座做成可以上下活动的，上轴承座及泵壳安装于转动铰链上，可随潮位变化，随时调整泵的安装角度，以节约用电，同时可以控制灌溉水量。,泵站为两层建筑，底层是工具间，上层为操作室与配水井，泵站灌溉农田分隔在河道两侧。,