1、水泵和泵站講義 4.1 4.1 泵站分類與特點泵站分類與特點分類分類(1)(1)按照水泵機組設置的位置與地面的相對標高關系按照水泵機組設置的位置與地面的相對標高關系: :地地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)(2)按照操作條件及方式，泵站可分為人工手動控制、半按照操作條件及方式，泵站可分為人工手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站。自動化、全自動化和遙控泵站。(3)(3)在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循環(huán)作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循

2、環(huán)水泵站。水泵站。取水泵站取水泵站( (也稱一級泵站也稱一級泵站) ) （1 1）組成）組成 水源水源吸水井吸水井 取水泵房取水泵房 切換井切換井 凈水構(gòu)筑物凈水構(gòu)筑物注：直接送水無需切換井注：直接送水無需切換井（2 2）設計注意點）設計注意點A A、泵房形式：山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。、泵房形式：山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！百F在平面貴在平面”B B、在土建結(jié)構(gòu)方面應考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗、在土建結(jié)構(gòu)方面應考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C C、在施工過程中，要注意季節(jié)。、在施工過程中，要注意季節(jié)。D D、在泵房投產(chǎn)

3、后，在運行管理方面必須很好地使用好通風、在泵房投產(chǎn)后，在運行管理方面必須很好地使用好通風、采光、起重、排水以及水錘防護等設施。采光、起重、排水以及水錘防護等設施。E E、在新建給水工程時，應考慮到遠期擴建的可能性。其特、在新建給水工程時，應考慮到遠期擴建的可能性。其特點點“百年大計，一次完成百年大計，一次完成” 。送水泵站送水泵站( (也稱二級泵站也稱二級泵站) ) （1 1）組成）組成清水池清水池 取水泵房取水泵房 切換井切換井 管網(wǎng)管網(wǎng) 高地水池高地水池（2 2）吸水井）吸水井作用：有利于水泵吸水管道布置，作用：有利于水泵吸水管道布置， 也有利于清水池的維修。也有利于清水池的維修。形式：形

4、式：A AB B二級泵房二級泵房分離式分離式清水池清水池池內(nèi)式池內(nèi)式4.1.3 4.1.3 加壓泵站加壓泵站 方式：直接串接方式：直接串接 清水池及泵站加壓方式清水池及泵站加壓方式 二級泵房二級泵房加壓泵站加壓泵站逆止閥逆止閥循環(huán)泵站循環(huán)泵站 多用在企業(yè)多用在企業(yè) 一般設置熱水、冷水兩組水泵。一般設置熱水、冷水兩組水泵。生產(chǎn)車間生產(chǎn)車間熱水泵熱水泵冷卻構(gòu)筑物冷卻構(gòu)筑物冷水泵冷水泵 4.2 4.2 水泵選擇水泵選擇選泵的主要依據(jù)選泵的主要依據(jù)流量流量揚程揚程以及其變化規(guī)律以及其變化規(guī)律 (1)(1)一級泵站的設計流量一級泵站的設計流量A A、泵站從水源取水，輸送到凈水構(gòu)筑物。、泵站從水源取水，輸

5、送到凈水構(gòu)筑物。Q Qr r一級泵站中水泵所供給的流量一級泵站中水泵所供給的流量(m(m3 3h)h)；Q Qd d供水對象最高日用水量供水對象最高日用水量(m(m3 3d)d)；為計及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加為計及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取的系數(shù)，一般取T T為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。為一級泵站在一晝夜內(nèi)工作小時數(shù)。TQQdrB B 、泵站將水直接供給用戶或送到地下集水池、泵站將水直接供給用戶或送到地下集水池 給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù)，一般取給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù)，一般取TQQdr 一級泵站揚程一級泵站揚程 (1)(1)送水至凈化構(gòu)筑物送水至凈化構(gòu)筑物 (

6、2)(2)直接供水直接供水)21 (HhHHsevST)21 (hhHHdsST H HSTST水源井中枯水位水源井中枯水位( (或最低動水位或最低動水位) )與給水管網(wǎng)中與給水管網(wǎng)中控制點的地面標高差控制點的地面標高差(mH(mH2 2O)O)； hh管路中的總水頭損失管路中的總水頭損失(mH(mH2 20)0)； H Hsevsev給水管網(wǎng)中控制點所要求的最小自由水壓給水管網(wǎng)中控制點所要求的最小自由水壓( (也也叫服務水頭叫服務水頭) )。(2)(2)二級泵站的設計流量二級泵站的設計流量 對于小城市的給水系統(tǒng)，大多數(shù)采用泵站均勻供水對于小城市的給水系統(tǒng)，大多數(shù)采用泵站均勻供水方式，即泵站的

7、設計流量按最高日平均時用水量計算方式，即泵站的設計流量按最高日平均時用水量計算 對于大城市的給水系統(tǒng)，宜采取泵站分級供水方式，對于大城市的給水系統(tǒng)，宜采取泵站分級供水方式，即泵站的設計流量按最高日最高時用水量計算。即泵站的設計流量按最高日最高時用水量計算。 最大日用水量變化曲線最大日用水量變化曲線4.2.2 4.2.2 選泵要點選泵要點(1)(1)大小兼顧，調(diào)配靈活大小兼顧，調(diào)配靈活 已知：用水區(qū)的用水量從最大為已知：用水區(qū)的用水量從最大為795 m795 m3 3h h到最小為到最小為396 m396 m3 3h h，逐時變化。，逐時變化。12Sh12Sh1919型水泵特性曲線型水泵特性曲線

8、四臺不同型號水泵四臺不同型號水泵Q-HQ-H曲線曲線(2)(2)型號整齊，互為備用型號整齊，互為備用 從泵站運行管理與維護檢修的角變來看，如果水泵的從泵站運行管理與維護檢修的角變來看，如果水泵的型號太多則不便于管理。型號太多則不便于管理。 由第一條：在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，由第一條：在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的水泵的臺數(shù)越多，越能適應用水量變選用性能不同的水泵的臺數(shù)越多，越能適應用水量變化的要求，浪費的能量越少?；囊螅速M的能量越少。 綜合以上要點：綜合以上要點： 如選用如選用5 5臺泵的泵站，采用臺泵的泵站，采用1 1：2 2：3 3：3 3：3 3

9、，這樣配，這樣配置的水泵可應付置的水泵可應付1212種工況變化。種工況變化。(3)(3)合理地用盡各水泵的高效段合理地用盡各水泵的高效段可按不同方案計算后綜合選泵可按不同方案計算后綜合選泵按最大日平均小時流量的按最大日平均小時流量的7070( (即即日日平均時平均時) )按最大日平均小時流量的按最大日平均小時流量的100100( (即即日日平均時平均時) )按最大日平均小時流量的按最大日平均小時流量的130130( (即即日日平均時平均時) )(4)(4)要近遠期相結(jié)合。要近遠期相結(jié)合。“小泵大基礎小泵大基礎 ”(5)(5)大中型泵站需作選泵方案比較。大中型泵站需作選泵方案比較。例例 根據(jù)給水

10、管網(wǎng)設計資料，己知最高日最高根據(jù)給水管網(wǎng)設計資料，己知最高日最高時用水量為時用水量為920L920Ls s，時變化系數(shù)，時變化系數(shù)K Kh h為為1 17 7，日變化日變化K Kd d為，管網(wǎng)最大用水時水頭損失為，吸為，管網(wǎng)最大用水時水頭損失為，吸水管水頭損失為。泵站吸水井最低水位到管網(wǎng)水管水頭損失為。泵站吸水井最低水位到管網(wǎng)中最不利點地形高差為中最不利點地形高差為2m2m，用水區(qū)建筑物層數(shù)，用水區(qū)建筑物層數(shù)為為3 3層，試進行送水泵站水泵的選型設計。層，試進行送水泵站水泵的選型設計。4.2.3 4.2.3 選泵時尚需考慮的其它因素選泵時尚需考慮的其它因素 (1)(1)水泵的構(gòu)造形式對泵房的大

11、小、結(jié)構(gòu)形式和泵房水泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部布置、泵站造價等有影響。內(nèi)部布置、泵站造價等有影響。 (2)(2)應在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應充分利用水泵應在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應充分利用水泵的允許吸上真空高度。的允許吸上真空高度。 (3)(3)應選用效率較高的水泵，如盡量選用大泵。應選用效率較高的水泵，如盡量選用大泵。 (4)(4)根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一根據(jù)供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。定數(shù)量的備用泵。 (5)(5)應盡量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當?shù)刂圃斓某上盗袘M量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當?shù)刂圃斓某上盗猩a(chǎn)的、比較定型的和性能良好

12、的產(chǎn)品。生產(chǎn)的、比較定型的和性能良好的產(chǎn)品。 備用泵的選擇：備用泵的選擇： (1)(1)在不允許減少供水量的情況下，應有兩套備用機組；在不允許減少供水量的情況下，應有兩套備用機組； (2)(2)允許短時間內(nèi)中斷供水時可只設一臺備用泵。允許短時間內(nèi)中斷供水時可只設一臺備用泵。 (3)(3)城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設一臺備用泵。城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設一臺備用泵。 通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。當管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機組較多時，也可考慮增設一當管網(wǎng)中無水塔且泵站內(nèi)機組較多時，也可考慮增設一臺備用泵，它的型號相最常運行的工作

13、泵相同。臺備用泵，它的型號相最常運行的工作泵相同。 (4)(4)如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時，如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時，則泵站中可不設備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組則泵站中可不設備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。即可。 備用泵相其它工作泵一樣，應處于隨時可以啟動的備用泵相其它工作泵一樣，應處于隨時可以啟動的狀態(tài)。狀態(tài)。4.2.4 4.2.4 選泵后的校核選泵后的校核 在泵站中水泵選好之后，還必須按照發(fā)生火災時的在泵站中水泵選好之后，還必須按照發(fā)生火災時的供水情況，校核泵站的流量和揚程是否滿足消防時供水情況，校核泵站的流量和揚程是否滿足消防時的要求。

14、的要求。 對于一級泵站：對于一級泵站：fftQQQQ2) (2Q Qf f設計的消防用水量設計的消防用水量(m(m3 3h)h)，Q Q最高用水日連續(xù)最大二小時平均用水量最高用水日連續(xù)最大二小時平均用水量(m(m3 3h)h)；Q Qr r一級泵站正常運行時的流量一級泵站正常運行時的流量(m(m3 3h)h)；t tf f補充消防用水的時間補充消防用水的時間, ,從從242448h48h，由用戶的性質(zhì)和，由用戶的性質(zhì)和消防用水量的大小決定消防用水量的大小決定, , 見建筑設計防火規(guī)范；見建筑設計防火規(guī)范；計及凈水構(gòu)筑物本身用水的系數(shù)計及凈水構(gòu)筑物本身用水的系數(shù)。 對于二級泵站，消防屬于緊急情況

15、。對于二級泵站，消防屬于緊急情況。 消防用水其總量一般占整個城市或工廠的供水量的比消防用水其總量一般占整個城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強度大，使整個給水系例雖然不大，但因消防期間供水強度大，使整個給水系統(tǒng)負擔突然加重。因此，應作為一種特殊情況在泵站中統(tǒng)負擔突然加重。因此，應作為一種特殊情況在泵站中加以考慮。加以考慮。小結(jié)：小結(jié)： 1 1、水泵類型選擇、水泵類型選擇 水泵類型主要根據(jù)揚程選擇，常用有離心泵、軸流水泵類型主要根據(jù)揚程選擇，常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下，泵站設計揚程小于泵、混流泵等。一般情況下，泵站設計揚程小于l0ml0m，宜選用軸流泵；宜選用軸流

16、泵；5 520m20m，宜選用混流泵；，宜選用混流泵；2020l00ml00m，宜，宜選用單級離心泵，大于選用單級離心泵，大于100m100m時可選用多級離心泵。時可選用多級離心泵。 當混流泵與軸流泵都可使用時，應優(yōu)選混流泵，當當混流泵與軸流泵都可使用時，應優(yōu)選混流泵，當離心泵與混流泵都可使用時，若揚程變化較大，一般離心泵與混流泵都可使用時，若揚程變化較大，一般宜選用離心泵。宜選用離心泵。2 2、水泵臺數(shù)的確定：、水泵臺數(shù)的確定：(1)(1)建設費與運行費。一般在同樣流量情況下，機組臺數(shù)越建設費與運行費。一般在同樣流量情況下，機組臺數(shù)越少，建設費和運行費越小。少，建設費和運行費越小。(2)(2

17、)運行管理。一般來說，機組臺數(shù)少，管理運行較方便運行管理。一般來說，機組臺數(shù)少，管理運行較方便(3)(3)流量調(diào)節(jié)能力。機組臺數(shù)少，流量調(diào)節(jié)能力較差。流量調(diào)節(jié)能力。機組臺數(shù)少，流量調(diào)節(jié)能力較差。(4)(4)備用機組：對于灌溉泵站，裝機備用機組：對于灌溉泵站，裝機3 39 9臺時，其中應有臺時，其中應有l(wèi) l臺臺備用，多于備用，多于9 9臺時，應有臺時，應有2 2臺備用。對于重要城市供水泵站，臺備用。對于重要城市供水泵站，工作機組工作機組3 3臺及臺及3 3臺以下時，應增設臺以下時，應增設1 1臺備用機組，多于臺備用機組，多于3 3臺，臺，應增設應增設2 2臺備用機組。臺備用機組。 綜上，水泵臺

18、數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。綜上，水泵臺數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。 一般情況下，中小型泵站以一般情況下，中小型泵站以3 39 9臺為宜。流量變化幅度臺為宜。流量變化幅度大的泵站，臺數(shù)宜多；流量比較穩(wěn)定的泵站，臺數(shù)宜少。大的泵站，臺數(shù)宜多；流量比較穩(wěn)定的泵站，臺數(shù)宜少。 4.4. 泵站變配電設施及自動泵站變配電設施及自動測控系統(tǒng)測控系統(tǒng)4.4.1 .1 變配電系統(tǒng)中負荷等級及電壓選擇變配電系統(tǒng)中負荷等級及電壓選擇1 1、負荷等級、負荷等級(1)(1)一級負荷一級負荷: :兩個獨立電源供電兩個獨立電源供電(2)(2)二級負荷二級負荷: :兩回路供電或一回路專用線兩回路供電或一回路專用線(3)

19、(3)三級負荷三級負荷2 2、電壓選擇、電壓選擇(1)(1)規(guī)模很小的水廠：一般為規(guī)模很小的水廠：一般為380V380V。(2)(2)中小型凈水廠：中小型凈水廠：6kV6kV和和10kV10kV，10kV10kV替代替代6kV6kV。(3)(3)大型水廠：大型水廠：35kV35kV電壓。電壓。4.4. .泵站中常用的變配電系統(tǒng)泵站中常用的變配電系統(tǒng)現(xiàn)代都采用由電器開關廠生產(chǎn)的成套設備配電屏現(xiàn)代都采用由電器開關廠生產(chǎn)的成套設備配電屏( (又稱又稱開關柜開關柜) )。設計注意點：設計注意點：(1)(1)開關柜前面的過道寬度應不小于：低壓柜，高壓柜。開關柜前面的過道寬度應不小于：低壓柜，高壓柜。(2

20、)(2)背后檢修的開關柜與墻壁的凈距不宜小于。背后檢修的開關柜與墻壁的凈距不宜小于。 高、低壓配電室注意：門、架線、高度高、低壓配電室注意：門、架線、高度 保證：安全、方便保證：安全、方便4.4.3 .3 變電所變電所 變電所的變配電設備是用來接受、變換和分配電能的變電所的變配電設備是用來接受、變換和分配電能的電氣裝置，它由變壓器、開關設備、保護電器、測量電氣裝置，它由變壓器、開關設備、保護電器、測量儀表、連接母線和電纜等組成。儀表、連接母線和電纜等組成。 (1)(1)變電所的類型選擇變電所的類型選擇 獨立變電所、附設變電所、室內(nèi)變電所獨立變電所、附設變電所、室內(nèi)變電所 (2)(2)變電所的位

21、置和數(shù)目變電所的位置和數(shù)目 位置：位于用電負荷中心；位置：位于用電負荷中心； 考慮周圍的環(huán)境；考慮周圍的環(huán)境； 考慮布線是否合理；考慮布線是否合理； 數(shù)目：由負荷的大小及分散情況所決定；數(shù)目：由負荷的大小及分散情況所決定； 考慮泵站的發(fā)展考慮泵站的發(fā)展 (3) (3)變電所的布置方案變電所的布置方案 變電所與水泵房的組合布置變電所與水泵房的組合布置1、水泵房；、水泵房；2、低壓配電室、低壓配電室(包括值班室包括值班室)；3、變壓器室；、變壓器室；4、高壓配電室、高壓配電室14.4.4.4常用電動機常用電動機1 1、根據(jù)所要求的最大功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)選用電動機。、根據(jù)所要求的最大功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)選用電動機。2 2、根據(jù)電動機的功率大小，參考外電網(wǎng)的電壓決定