雨水轴流泵泵站的工艺特点
| 雨水轴流泵泵站的工艺特点 |
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当雨水管道出口处水体水位较高，雨水不能自流排泄，或者水体最高水位高出排水地面时，都应在雨水管道出口前设置雨水泵站。雨水泵站的特点是流量大、扬程小，大都采用轴流泵，有时也用混流泵。
一、基本类型
雨水泵站的基本形式有干室式与湿室式。
1．干室式
在于室式泵站中，共分三层，上层是电动机间，安装立式电动机和其他电气设备；中层为机器间，安装水泵的轴和压水管；下层是集水池。
城市雨水泵站一般应布置为干式泵站，使用轴流泵的封闭式底座，以利于管理维护。机器间与集水池用不透水的隔墙分开，集水池的雨水不允许进入机器间，故水泵间应设地面集水、排水设施，包括排水泵、排水沟、集水坑等，以及时排除地面积水。
2．湿室式
湿室式泵站中，电动机层下面是集水池，水泵浸于集水池内。结构虽比干室式泵站简单，造价较低，但离心泵的检修不如干室式方便，泵站内比较潮湿，且有臭味，不利于电气设备的维护和管理人员的健康。
二、泵站的一般规定
(1)集水池和机器间一般为合建。对于立式轴流泵站或卧式水泵的非自灌泵站，集水池可以设在机器间地板下面。其中卧式水泵吸水管穿过地板时，要做防水密封处理；对于自灌启动的地下式泵站，集水池和机器间可以前后并列，用隔墙分开。
(2)集水池和机器间的布置形状可以采用矩形、圆形和下圆上方的结构形式。一般情况下，机器问宜布置为矩形，以便于水泵安装及维护管理。采用下沉法施工时，地下部分也可以采用圆形结构。
(3)雨水泵站的设计流量，应按管道受压条件下的最大排水量计算，压力系数通过管渠计算决定。
(4)泵站的工艺布置应尽量满足进水水流平顺的要求，一般要注意控制进站前的直线长度、进水段流速及水流扩散角度等因素。泵站前的进水管渠要尽量减少急转弯，以保持水流平稳，管渠的直线段长度一般不小于进水管直径的5倍。进入集水池的水流要均匀地流向各台水泵，以防止出现几台泵同时开动的干扰现象。进水构筑物的边墙扩散角度不宜过大，尽量防止出现旋流，一般不宜超过45°。
(5)轴流水泵的进、出水管上不设置闸阀，仅在出水管上安装活门。
(6)泵站进出水闸门的设置要根据工艺要求决定，一般应设闸门解决断水检修和防止倒灌问题，有时高位出水管可不设出水闸门。同平时洁净程度较高河道连通的泵站闸门，要求一定的闭水效果，一般要用双重闸门或比较严密的金属闸门。泵站内的闸阀断面大于400mm时，宜采用电动闸阀。大泵的进水多为肘形流道，出水常用活门，也可用虹吸断流。大泵的活门要设平衡装置，以减小水头损失和撞击力。虹吸断流需设真空破坏阀，以免发生倒灌。
(7)出水池(井)包括敞开式及封闭式两种，水泵在出水管口淹没条件下启动时，出水池的水位高可以按照调压塔原理分析计算，也可用排入水体的最高水位加超高值估算。出水池底部要安装泄空管。封闭出水池池顶要设防止负压的空气管和压力人孔，出水管道承受内水压力时，检查井要做成压力井，同时设置通气孔。
(8)大型雨水泵站有时还兼有排涝、排碱或引灌的要求。根据工艺流程，布置时要使几个部分既成为有机的整体，又保持其独立性。一般是将地上部分建成为通跨的大型厂房，地下部分根据各个流程的要求，制定出平面和高程互相交错的布置方案，以达到合理、紧凑、充分利用空间的目的。有时还需要通过模型试验选择最合适的水工条件。
(9)大型雨水泵站在经营管理和环境保护方面的标准应该高些。一般对电气设备要做到集中控制，在站内要设置必要的计算仪表、格栅清污机、电动起重机、电动启闭闸门、开窗机等。并且要做好庭院绿化，建立同周围建筑的隔离带等工作。
三、水泵的选择 1．流量的确定
泵站的装机流量不得小于设计流量。大型雨水泵站按流人泵站的雨水道设计流量来选择水泵；小型雨水泵站(流量在2．5ms／s以下)，水泵的总抽水能力一般可略大于雨水道设计流量。
2．扬程的确定
泵站的扬程应该在对进、出水位、排入水体的历年水位经分析组合后确定。用经常出现的扬程作为选泵的依据。对于出口水位变动大的雨水泵站，要同时满足在最高扬程条件下流量的需要。
3．选泵的注意要点
为适应雨水径流量的大小变化，水泵的选型应首先满足最大设计流量的要求，但也要顾及小流量时的要求，一般不少于两台，以适应来水流量的变化。水泵的型号不宜太多，应尽量使用相同类型、相同口径的立式辅流泵或混流泵，不设备用泵。如必须大小搭配时，水泵型号也不宜超过两种。
四、集水池(或吸水井)的设计
1．容积的确定
雨水泵站的集水池一般不考虑调节作用。因为雨水管道的设计流量一般都比较大，若完全用集水池调节水量往往需要非常大的容积，另外，由于接入雨水泵站的雨水管渠断面较大，敷设的坡度一般比较小，也能够在一定程度上起到调节水量的作用，所以集水池的容积只要求保证水泵正常工作的吸水条件和合理布置吸水口等所必须的容积。集水池的容积以最大一台水泵流量为计算标准，一般采用30s～Imin的流量。对于进水管渠容积大、IS、IR卧式单级单吸清水离心泵组合流量范围宽，能适应来水量的变化的泵站，集水池容积可以小一些。变速拖动水泵比定速水泵的集水池容积可以小一些，自动控制比人工操作泵站的集水池容积也可以小一些，但均不得低于最小值(30s)的流量。
2．深度的确定
集水池容积的计算深度，是指集水池中最高水位和最低水位之间的有效水深，雨水泵站的最高水位可以采用进水管渠的管顶高程，最低水位可以采用相当于最小一台水泵流量的进水管水位高程。集水池容积的计算范围，除集水池本身外，可以向上游推算到格栅的部位。
3．污泥清除
集水池的布置要考虑清池挖泥的工作条件。雨水泵站是在非雨季挖泥，除采用污泥泵排泥外，还要为人工挖泥提供方便。
4．设计注意事项(图例见表8—1)
(1)使进入池中的水流均匀地流向各台水泵，见表8—1中4；
(2)水泵布置、吸人口位置和集水池形状的设计，不致引起涡流，．见表8—1中1，3，4，5；
(3)集水池进口流速应尽可能地缓慢，一般不超过0．7m／s，水泵吸入口的行进流速以
小于0.3m／S为宜；
(4)流线不要突然扩大和改变方向，防止形成涡流，见表8—1中1，3；
(5)在ISWD低转速卧式管道离心泵与集水池壁之间，不应留过多的空隙，以防形成涡流，见表8～1中2；
(6)在一台水泵的上游应避免设置其他的水泵，见表8—1中4；
(7)应取足够的淹没水深，防止空气吸人形成涡流；
(8)进水管管口要做成淹没出流，使水流平稳地没人集水池中，见表8—1中6，9；
(9)在封闭的集水池中应设透气装置，及时排除集存的空气，避免集气，见表8-1中7；
(10)进水明渠的设计应注意防止水跃的发生，见表8—1中8；
(11)因集水池的形状受场地、施工条件、机组配置等因素的限制，往往无法设计成理想的形状和尺寸，为了防止形成涡流，在必要时应设置适当的涡流防止壁与隔壁，常用涡流防止壁的形式见表8-2。
五、出流设施
雨水泵站的出流设施一般包括出流井、出流管、超越管(溢流管)、排水口四部分。出流井中设有各泵出口的拍门，出流井可以多台泵共用一个，也可以每台泵各设一个。以合建的结构比较简单，采用较多。溢流管的作用是当水体水位不高，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。因此，在连接溢流管的检查井中应装设闸板，平时该闸板关闭。
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0.6～1.Om／s，流速较大时，可以在出口前采用八字墙放大水流断面。出流管的方向最好向河道下游倾斜，避免与河道垂直。
六、内部布置、构造特点
(1)雨水泵站中水泵一般都是单行排列，每台水泵各自从集水池中抽水，并独立地排入出流井中。出流井一般放在室外，当可能产生溢流时，应予以密封，并在井盖上设置透气管或在出流井内设置溢流管，将倒流水引回集水池去。
(2)吸水口和池壁之间的距离应不小于D／2，如果集水池能保证均匀分布水流，则各泵
吸水喇叭口之间距离应等于2D。
(3)吸水口和集水池之间的距离应保证吸水口和集水池底之间的过水断面面积等于吸水喇叭口的面积。这个距离一般在D／2时最好(D为吸水口直径)，当距离继续增加到D时，水泵效率反而下降。如果这一距离必须大于D，为了保证达到较好的水力条件，应在吸水口下面设一涡流防止壁，并采用吸水喇叭口。
(4)因为轴流泵的扬程一般很低，应尽可能减少水头损失，所以压水管要尽量短。压水管直径的选择应保证水在其中的流速水头小于水泵扬程的4％～5％，压水管出口不设闸阀，只设拍门。
(5)集水池中最高水位标高，一般为来水干管的管顶标高，最低水位一般略低于来水干管的管底。对于流量较大的泵站，为了避免泵房太深，增加施工困难，也可以略高于来水干管的管底，使最低水位与来水干管中的水面标高齐平。水泵的淹没深度按水泵样本的规定采用。
(6)水泵传动轴长度大于1.8m时，必须设置中间轴承。
(7)水泵间内应设集水坑及小型水泵以排除水泵的渗水，该泵应设在不被水淹之处。
(8)在设立式轴流泵的泵站中，电动机间一般设在水泵间之上。电动机间应设置起重设备，在房屋跨度不大时，可采用单梁吊车；在跨度较大或起重量较大时，应采用桥式吊车。电动机间的地板上应有吊装孔，该孔在平时用盖板盖好。采用单梁吊车时，为方便起吊工作，工字梁应放在机组的上方。如果梁正好在大门中心时，则可使工字梁伸出大1m以上，设备起吊后可直接装上汽车，但应注意考虑大门上面过梁的负荷问题。另外，也有的将大门加宽，使汽车进到泵站内，以便吊起的设备直接装车。
(9)电动机间的净空高度，当电动机功率在55kW以下时，应不小于3.5m；在100kW以上时，应不小于5.0m。
(10)为了便于检修，集水池最好分隔成迸水格间，每台泵有各自单独的进水格问，在各进水格间的隔墙上设砖墩，墩上有槽或槽钢滑道，以便插入闸板。闸板设两道，平时闸板开高，检修时将闸板放下，中间用蒙古土填实，以防渗水。
(11)在集水池前应设格栅，格栅可单独设置或附设在泵站内，单独设置的格栅井通常建成露天式，四周围以栏杆，也可以在井上设置盖板。附设在泵站内时，必须与机器间、变压器间和其他房间完全隔开。为便于清理格栅要设格栅平台，平台应高于集水池设计最高水位0.5m，平台宽度应不小于1.2m，平台上应做渗水孔，并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50-100mm。格栅前进水管渠内的流速不应小于1m／s，过栅流速不超过0.5m／s。 |
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