某大型原水取水泵房设计总结

某大型原水取水泵房设计总结■田伟峰■中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610081摘要:文章以成都地区某大型原水取水泵房为例，对取水泵房的水泵选型、泵房布置形式、出水管路止回阀选择、泵房通风设计等几个关键设计点进行了探讨，以供设计同行参考。关键词:取水泵房泵房布置出水管路止回阀通风设计泵房是给水处理系统中的重要组成部分，按泵房在给水系统中的作用可分为水源井泵房、取水泵房、送水泵房、中途加压泵房等。其中取水泵房又叫一级泵房，一般紧邻水源设置，有地面式和地下式等多种形式。取水泵房的布置方案要从取水的安全可靠性、水泵运行的经济性、以及日常运行管理便利性等方面综合考虑，通过技术经济比较确定。成都地区某原水取水泵房总设计规模70万m3/d，分两期实施，一期工程规模30万m3/d，设4台单级双吸卧式中开离心泵，3用1备;二期再增加4台水泵，总规模达到70万m3/d。目前一期工程已建成，运行良好。下面就设计过程中的体会作几点总结。1．水泵的选型水泵选型的主要原则:一、应满足泵站运行的各种工况下设计流量和扬程的要求，二、正常工况下水泵应在高效区间内运行。三、尽可能选用同型号水泵，或扬程相近流量大小搭配的泵。本次取水泵房近期供水规模30万m3/d，设计选用4台离心泵(3用1备)，单台水泵流量10万m3/d;水泵有两种运行工况:正常工况下原水来自切换井时，水泵扬程H=18m;事故工况下原水来自调节水池时，水泵扬程H≤29m，即水泵扬程为H=18～29m。由于本工程水泵扬程变化较大，无法满足各种工况都完全运行在高效区间。考虑水泵采用变频供水方式，最不利工况下Q=4583m3/d，H=29m，效率=91.1%。，正常工况下(Q=4583m3/d，H=18m)变频运行，水泵效率89%。图1水泵选型曲线图2泵房布置2．1平面布置一般来说对于水位变化幅度较大的取水泵房，土建造价很大，采用圆形泵房比较经济，布置紧凑，因此本次采用圆形取水泵房。单级双吸中开式离心泵通常有卧式安装和立式安装两种方式。具体详下图2。本次工程对水泵卧式安装和立式安装两种布置方式进行了比较，详下面表1。表1水泵两种布置方式比较泵房布置方式优点缺点备注卧式安装水泵检修吊装方便。泵房平面尺寸较大(本工程Φ34m)，土建造价和施工难度稍大。图2单级双吸中开式离心泵的两种安装方式泵房布置方式优点缺点备注立式安装泵房平面尺寸较小(本工程Φ29m)，土建投资小，施工难度较小。水泵检修吊装麻烦(需先将电机及支架移走才能吊装水泵)，增加运行管理难度。泵房布置方案的选择应从技术经济及运行管理方面综合考虑。本工程最后征求业主运行管理方的意见，最终泵房选择卧式安装布置方式。2．2水泵安装高度离心水泵启动前的充水方式有自灌式和非自灌式两种。大型水泵、启动要求迅速的水泵和供水安全要求高的泵房，推荐使用自灌式充水。因此本工程水泵采用自灌式启动方式。水泵安装高度计算公式为:Zs≤［Hs］－v21/(2g)－hs，其中Zs—泵轴中心与吸水处水面高差;Hs，—根据实际工况修正后的允许吸上真空高度;v1—水泵入口处流速;hs—吸水管路沿程和局部损失之和。本次工程海拔高度490m，地面水最高温度按20℃计算，得修正后的允许吸上真空高度［Hs］=5.03m，v21/(2g)=0.56m，经整理计算hs=4.52m，代入计算得水泵安装高度Zs≤0.99m，则泵轴中心安装高度应小于等于490.99m。3水泵出水管路止回阀的选择为防止停泵后管道系统中水的倒流引起水泵高速倒转，在水泵出口处必须安装止回阀;在管道系统中，由于流速的剧烈变化而引起的一系列剧烈的压力交替升降的水力冲击现象，成为水锤(又叫水击)，若止回阀瞬时关闭会产生危及及出水管路的水锤事故，因此需要另设置水锤消除装置，消除破坏性水锤，保障管道安全运行。因此水泵出水管路止回阀的选择至关重要，否则会带来巨大危害。目前常用的止回阀主要有静音式止回阀、多功能水泵控制阀、蝶式微阻缓闭止回阀等几种类型。静音止回阀该阀由阀体、阀座、导流体、阀瓣、轴瓦及弹簧等零件组成。内部流道采用流线型设计，压力损失小阀瓣启闭行程很短，停泵时可快速关闭，防止巨大的水击声，形成静音效果。但根据大量工程实例，出水管路止回阀关闭过快容易引起停泵水锤，可能对出水管路及设备造成巨大破坏。另外静音式止回阀在水中泥沙含量大容易堵塞，因此静音式止回阀不适用于本次原水取水工程。多功能水泵控制阀融闸阀、止回阀、水锤消除器三种功能于一体。水泵启动和停泵时，利用阀门两端的水及压力差进行驱动控制主阀，自动实现开泵时缓开、停泵时缓闭。与其他止回阀相比，多功能水泵控制阀水头损失较大，且运行中有反映其在停泵时快关速度过于缓慢，快关·21·2015年第20期(总第173期)江西建材建筑与规划设计檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪