吸水母管代替吸水井在给水加压泵站工程中的应用

ChinaScience&TechnologyOverview工程设计施工与管理吸水母管代替吸水井在给水加压泵站工程中的应用梅亚青孟涛(青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛26610O)【摘要】给水加压泵站工程建设中，水泵自母管直接吸水的工程实例时有出现，但各类工程技术类文献中却鲜有记栽与报道。胶南小口子给水加压泵站部分承担为923O3部队供水的任务，总设计规模为6万rn3／d，近期规模为27~m／d，由于建设时间紧迫、资金受限，本工程在近期用水规模较小时采用水泵自吸水管直接吸水的方式，远期增加调节池，自调节池间接吸水。本文重点介绍该泵站的设计思路及原理，并对类4；,t-TJfl-总结出几点体会，以期与同行共勉。【关键词l加压泵站母管吸水井调节池思路1工程概况本工程为胶南市上海南路配套建设给水中途加压泵站工程。泵站近远期规模分别为2．OYYm’／d和6．07Ym／d，泵站设两个加压系统，水泵及出水总管相对独立，分别为大学园北部片区和小口子营区供水。上述两个区域近远期用水量均为1万m／d和3．0YYm／d。加压泵房设备按近期规模安装，土建一次建成。为保证用水安全，加压泵站设置2座调节池，可独立运行。单座容量为3000m。2设计思路在加压泵站工艺方案论证过程中，泵站建设方明确提出不设水泵吸水井，且近期不建设调节池的要求。因此，工程设计需采取水泵自吸水母管直接吸水的方式。设计思路如下：泵站进水管上设置压力表，近期周边区域用水量较小，管网压力较大时，利用管网余压，关闭进入调节池的阀门①，由管道直接进入加压泵加压，可降低加压泵的扬程，节约能耗。同时，为改善水泵的吸水l生能，扩大与水泵吸水管相接的管道口径，降低水流速度，使之能取代吸水井的功能。远期随着周边区域用水量的增加，管网余压降低至0．1MPa时，关闭进水管道阀门②，打开进入调节池的阀门①，同时打开阀门③、③’、④、④’，水流经过调节池后再进入泵房加压后再输送至上海南路给水管网。见图l。3工程设计3．1吸水母管在吸水母管的设计中，有以下几方面因素是着重考虑的：管内水流速度，与水泵吸水支管的连接方式，管道敷设形式。为避免吸水管中流速过大对管壁的破坏作用，防止管道穿孔，本工程选用口径较大的DN1400钢管，降低水流速度至0．46m／s。给排水设计手册(第3册)城镇给水中对于吸水管路的安装形式给出了多种正误示意，本工程经几种形式比较后，为防止水泵吸水时形成空气囊，设计采用管顶平接方式。大量工程实例表明，吸水管道长期运行后，内壁会附着几毫米左右的泥垢层，特别在管路的弯头处，腐蚀往往比较严重，会造成管内流速增大，发生气蚀情况。因此吸水母管避免上弯或下弯，避免水流速度的急剧变化，应使其流速平缓，自图1工程总平面布置图第一支吸水支管的三通前2l米处开始，该段管道设计为较为平直的直线型管段。另外，管道进入水泵吸水管前，设置专用排气阀，防止气蚀现象对管道和水泵的破坏。3-2水泵出水管路设计水泵出水管上一般不宜设置止回阀，本工程中水泵扬程较高，突然停泵时水锤的破坏作用较为明显，故设置液控缓闭止回阀，以保证分阶段关闭止回阀。为便于控制出水管路的自动开停，设置电动蝶阀，后再加设手动蝶阀，以利于阀件的检修、拆卸。3．3水泵安装高度本工程近期选用2台卧式双吸离心泵，分别供往大学园北部片区和小口子营区，流量各l万In／d，扬程分别为25m和40m。泵站实际运行过程中，不少场合下的水泵故障，常是吸水条件不佳引起的。通常以允许吸上真空高度H来衡量离心泵吸水陡能，H值越大，表明其吸水性能越好，同时又需要满足水泵在抽吸过程中，泵内不产生气蚀现象。而目前大都水泵厂家均采用气蚀余量来衡量水泵吸水胜能的好坏，气蚀余量越小，表明水泵的吸水性能越好。水泵气蚀余量H=H一H一∑h±IHI式中H～一总气蚀余量H一水表面的大气压力(mhO)H⋯一该水温下的气化压力(mh，O)∑h^一吸水管水头损失之和(mh，O)HsS一水泵吸水地形高度(m)本工程吸水管道中水压值为0．卜0．36MPa，以不利时10mhO计，此时的Ha值类比取值为0．1MPa，Hsv的计算值为8．5mh，O。通过比较几个水泵厂家要求的气蚀余量，NPSH值大约在5．7m左右，为安全起见，在工程中，水泵实际使用时的气蚀余量(NPSH)应该比水泵厂家所要求的必要NPSH值要再大0．4—0．6mh，O。而8>5．7+0．6，表明水泵在实际运行中不会产生气蚀现象，其吸水条件优良。3．4调节池本工程设置调节池的主要作用：远期调蓄给水管网中用水高峰和低峰之间的水量差值，用水高峰时由管网和调节池同时给部队供水，保证部队用水的安全性。本工程给水管网接入点现状余压为0．36MPa，近期利用余压直接进行加压提升，远期随着项目周边用水量的增大，管网水压降低，节点流量减小，当泵站进水压