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1、第四章 给水泵站,4.1 泵站分类与特点4.2 泵的选择4.3 泵站变配电设施4.4 泵机组的布置与基础 4.5 吸水管路与压水管路4.6 泵站水锤及其防护4.7 泵站噪声及其消除4.8 泵站中的辅助设施4.9 给水泵站的节能4.10 给水泵站SCADA系统 4.11 给水泵站的土建要求4.12 给水泵站的工艺设计,1,ppt课件,4.1 泵站分类与特点,(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中的作用可分为：取水泵站、
2、送水泵站、加压泵站及循环水泵站。,2,ppt课件,4.1 泵站分类与特点4.1.1取水泵站(也称一级泵站)（1）组成,图4-2 地下水取水泵房工艺流程,3,ppt课件,4.1 泵站分类与特点4.1.1取水泵站(也称一级泵站)（2）特点 A、泵房形式：山区一般圆形钢筋混凝土结构。“贵在平面”B、土建结构:“临水深埋”,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、施工: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、考虑到远期扩建的可能性。土建一次性建成,设备分期安装。,4,ppt课件,4.1 泵站分类与特点4.
3、1.3送水泵站(也称二级泵站)（1）组成,图 4-3 送水泵站工艺流程1清水池；2吸水井；3送水泵站；4管网；5高地水池（水塔）,5,ppt课件,4.1 泵站分类与特点,4.1.3送水泵站(也称二级泵站)（1）特点 A.工艺:其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的;,必须设置各种不同型号和台数的泵机组，从而导致泵站建筑面积增大，运行管理复杂。B:土建:埋深较浅。一般可建成地面式或半地下式.C:吸水井:吸水井型式有分离式吸水井和池内式吸水井两种,6,ppt课件,4.1 泵站分类与特点4.1.4 加压泵站 目的:均衡管网压力,节约能量 方式：直接串联加压的方式，如图(a)所示 清水池及泵站
4、加压方式(间接加压,如图(b)所示)1二级泵房；2增压泵房；3水库泵站；4配水管网；5输水管；6逆止阀,7,ppt课件,4.1 泵站分类与特点4.1.4循环泵站 在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用循环泵站。在循环系统泵站中，一般设置输送冷、热水的两组泵。,1生产车间；2净水构筑物；3热水井；4循环泵站；5冷却构筑物；6集水池；7补充新鲜水,8,ppt课件,4.2 泵的选择,4.2.1选泵的主要依据 流量、扬程以及其变化规律。(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)；
5、为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的 系数，一般取=1.05-1.1 T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1.01-1.02,9,ppt课件,4.2 泵的选择4.2.1选泵的主要依据(1)一级泵站的设计扬程 A、送水至净化构筑物 B、直接供水,HST静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水 位）与净化构筑物进口水面标高差（m）；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(m)；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)。,10,ppt课件,4
6、.2 泵的选择4.2.1选泵的主要依据(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式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算。,11,ppt课件,4.2.2 选泵要点(1)大小兼顾，调配灵活 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。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,4.2 泵的选择,12,ppt课件,(2)型号整
7、齐，互为备用 从泵站运行管理与维护检修的角变来看，如果泵的型号太多则不便于管理。上述2个要点，形式上似乎有矛盾，但在实际工程中往往可以统一在选泵过程中。例如选用5台泵的泵站，其流量比一般不会采用1：2：3：4：5，这样配置的泵，虽然它可应付15种工况变化，但是，泵站内泵大小各异，运行管理必然是复杂而不受人欢迎的。如果我们采用1：2：3：3：3，这样配置的泵可应付十二种工况变化，它将上述两个要点融合在一起。,4.2 泵的选择,13,ppt课件,(3)合理地用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)
8、按最大日平均小时流量的130(即1.3Q日平均时)(4)要近远期相结合。土建一次建成,设备分期安装.(5)大中型泵站需作选泵方案比较。,4.2 泵的选择,14,ppt课件,【例】根据给水管网设计资料，已知最高日最高时用水量为920Ls，时变化系数Kh为1.7，日变化系数Kd为1.3，管网最大用水时水头损失为11.5m，输水管水头损失为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，试进行送水泵站泵的选型设计。【解】已知管网要求的服务水头为16m（由建筑物层数为3层而得），假设用水量最大时泵站内水头损失为2m，考虑2m的安全水头，则可求得泵站的最大扬程为：如图
9、所示，根据Q920L/s和H35m，在泵综合性能图上作出a点。当Q30L/s时(即本泵综合性能图上的坐标原点)，泵站内水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也较小，今假定三者之和为2m，则所需泵的扬程应为：下图为选泵参考特性曲线,4.2 泵的选择,15,ppt课件,4.2 泵的选择,16,ppt课件,4.2.3 选泵时尚需考虑的其它因素(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
10、)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。,4.2 泵的选择,17,ppt课件,备用泵的选择：(1)城市给水系统中的泵站，一般只设一台备用泵。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，它的型号相最常运行的工作泵相同。(2)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。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 泵的选择,18,ppt课件,4.2.4 选泵后的校核 在泵站中泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流
11、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,见建筑设计防火规范；计及净水构筑物本身用水的系数。,4.2 泵的选择,19,ppt课件,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 泵的选择,20,ppt课件,4.2.5小结：1、水泵类型选择 水泵类型主要根据
12、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。,4.2 泵的选择,21,ppt课件,2、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
13、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。,4.2 泵的选择,22,ppt课件,4.泵站变配电设施,4.1 变配电系统中负荷等级及电压选择1、负荷等级(1)一级负荷:一级负荷是指突然停电将造成人身伤亡危险，或重大设备损坏且长期难以修复，因而给国民经济带来重大损失的电力负荷。大中城市的水厂及钢铁厂、炼油厂等重要工业企业的净水厂均应按一级电力负荷考虑。一级负荷的供电方式，应有两个独立电源供电(2)二
14、级负荷:二级负荷是指突然停电产生大量废品，大量原材料报废或将发生主要设备破坏事故，但采用适当措施后能够避免的电力负荷。二级负荷的供电方式，应由两回路供电，当取得两回路线路有困难时，允许由一回路专用线路供电。(3)三级负荷:三级负荷指所有不属一级及二级负荷的电力负荷。例如村镇水厂，只供生活用水的小型水厂等。其供电方式，无特殊要求。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。,23,ppt课件,4.泵站变配电设施,4.泵站中常用的变配电系统(1)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
15、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。,24,ppt课件,4.泵站中常用的变配电系统(2)配电设备 无论是高压配电还是低压配电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)。,4.泵站变配电设施,25,ppt课件,4.3 变电所的布置(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(设置在锅炉的上风等)；考虑布线是否合理；数目：由用电负荷的大小及分散情况所决定；考虑泵站的发展,4.泵站变配电设施,26,ppt课件,(3)变电所的布置方案,变电所与水泵房的组合布置1、泵房；2、低压配
16、电室(包括值班室)；3、变压器室；4、高压配电室,4.泵站变配电设施,27,ppt课件,14.4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。在给水排水泵站中，广泛采用三相交流异步电动机:鼠笼型(过去常用的型号
17、是JO2系列和JS系列，目前，基本以Y系列取而代之);绕线型(过去常用的有JR或JRQ系列，目前，基本以YR系列取而代之).有时也采用同步电动机。,4.泵站变配电设施,28,ppt课件,4.5交流电动机调速同步电机转速:异步电机转速:1、调节同步转速(高效型调速)改变电源频率f(变频调速)改变电机极对数P(变极调速)2、调节转差率S(能耗型调速、只用于异步电动机)改变电动机定子电压 改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻值等。,4.泵站变配电设施,29,ppt课件,4.6水泵机组的控制设备 直接启动：电动机功率小于10kW 降压启动：电动机功率在10kw以上(1)手操作启动器(2)电磁启动器,4.泵站变配电设施,30,ppt课件,
