           第四章 给水泵站 4.1 泵站分类与特点 4.2 水泵选择 4.3 泵站变配电设施及自动测控系统 4.4 水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 给水泵站的土建要求 4.10 深井泵站 4.11 给水泵站的工艺设计

§4.1 泵站分类与特点

 4.1.1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。

 4.1.2取水泵站(也称一级泵站) （1）组成 水源 吸水井 取水泵房 注：直接送水无需切换井 切换井 净水构筑物

 （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” 。

  4.1.3送水泵站(也称二级泵站) （1）组成 清水池 切换井 取水泵房 管网 高地水池

 （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： 清水池 A B 二级泵房 分离式 池内式

 4.1.3 加压泵站 方式：直接串接 清水池及泵站加压方式 加压泵站 二级泵房 逆止阀

 4.1.4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

 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。

Q r

 

Q d T

Q r

——

一级泵站中水泵所供给的流量(m 3 ／h)； Q d

——

供水对象最高日用水量(m 3 ／d)； α

——

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α=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

Q r

 

Q d T

β

——

给水系统中自身用水系数，一般取β＝ 1.01-1.02

 一级泵站扬程 (1)送水至净化构筑物

H



H ST

   (2)直接供水

h d H



H ST

'  

h



H sev

 ( 1

～

2 )  ( 1

～

2 ) H ST

’——

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(mH 2 O)； Σh

——

管路中的总水头损失(mH 2 0)； H sev

——

给水管网中控制点所要求的最小自由水压(也 叫服务水头) 。

 (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。 最大日用水量变化曲线

 4.2.2 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 m 3 ／h到最小为 396 m 3 ／h，逐时变化。 12Sh

—

19型水泵特性曲线 四台不同型号水泵Q-H曲线

 (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。

 (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 ) 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。“小泵大基础 ”  (5)大中型泵站需作选泵方案比较。

 例 根据给水管网设计资料，己知最高日最 高时用水量为920L／s，时变化系数K h 为1．7， 日变化K d 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。

 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)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。 备用泵相其它工作泵一样，应处于随时可以启动 的状态。

 4.2.4 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：

Q

 2  (

Q f



Q

' )  2

Q t f

Q f

——

设计的消防用水量(m 3 ／h)， Q

’——

最高用水日连续最大二小时平均用水量(m 3 ／h)； Q r

——

一级泵站正常运行时的流量(m 3 ／h)； t f α

—— ——

补充消防用水的时间,从24

—

48h，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。

 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。

 4.2.5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；5

—

20m，宜选用混流泵；20

—

l00m， 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、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3 于3台，应增设2台备用机组。

—

9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 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3

—

9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。

§4.３ 泵站变配电设施及自动 测控系统

 4.３.1 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: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。

 4.３.２ 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

 4.３.3 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

 1 4.３.4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380V／220V或220／127V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。

 4.３.5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。

 4.３.6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

 4.３.7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)。