建筑给排水_水泵与泵站_给水泵站1解析

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1、第四章 给水泵站 n4.1 泵站分类与特点 n4.2 水泵选择 n4.3 泵站变配电设施及自动测控系统 n4.4 水泵机组的布置与基础 n4.5 吸水管路与压水管路 n4.6 泵站水锤及其防护 n4.7 泵站噪声及其消除 n4.8 泵站中的辅助设施 n4.9 给水泵站的土建要求 n4.10 深井泵站 n4.11 给水泵站的工艺设计 4.1 泵站分类与特点 n4.1.1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,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)在给水工程中,常见的分类是按泵站在给水系统

2、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。 n4.1.2取水泵站(也称一级泵站) (1)组成 水源吸水井 取水泵房 切换井 净水构筑物 注:直接送水无需切换井 n(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、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” 。 n4.1.3送水泵站(也称二级泵站) n(1

3、)组成 清水池 取水泵房 切换井 管网 高地水池 n(2)吸水井 作用:有利于水泵吸水管道布置, 也有利于清水池的维修。 形式: A B 二级泵房 分离式 清水池 池内式 n4.1.3 加压泵站 方式:直接串接 清水池及泵站加压方式 二级泵房 加压泵站 逆止阀 n4.1.4循环泵站 多用在企业 一般设置热水、冷水两组水泵。 生产车间 热水泵冷却构筑物 冷水泵 4.2 水泵选择 n4.2.1选泵的主要依据 流量 扬程 以及其变化规律 n(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一级泵站中水泵所供给的流量(m3h); Qd供水对象最高日用水量(m3d); 为计及输水管漏

4、损和净水构筑物自身用水而 加的系数,一般取=1.05-1.1 T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。 B 、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 1.01-1.02 n一级泵站扬程 (1)送水至净化构筑物 (2)直接供水 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)。 n(2)二级泵站的设计流量 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

5、式 ,即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算。 最大日用水量变化曲线 n4.2.2 选泵要点 (1)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。 12Sh19型水泵特性曲线 四台不同型号水泵Q-H曲线 n(2)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。 n(3)合理地用

6、尽各水泵的高效段 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) n(4)要近远期相结合。“小泵大基础 ” n(5)大中型泵站需作选泵方案比较。 n例 根据给水管网设计资料,己知最高日最 高时用水量为920Ls,时变化系数Kh为17 ,日变化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。 n4.2.3 选泵时尚需考虑的其它

7、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。 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 。当管网中无水塔且泵站

8、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。 (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。 n 备用泵相其它工作泵一样,应处于随时可以启动 的状态。 n4.2.4 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最高用水日连续最大二小时平均用水量(m3h); 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

9、设计防火规范; 计及净水构筑物本身用水的系数。 n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。 n4.2.5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;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

10、、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。 综上,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. 泵站变配电设施及自动 测控系统 n4.1 变

11、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。 n4. 泵站中常用的变配电系统 现代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 n4.3 变电所 变电所的变配

12、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)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 (3)变电所的布置方案 变电所与水泵房的组合布置 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 n14.4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

13、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100-200kw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。 n4.5交流电动机调速 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。 n4.6水泵机组的控制设备 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 n4.7泵站自动测控系统 1控制方式 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)。

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