排水泵站是排水系统中的重要构筑物,它是排水系统设计的重要组成部分。
一、泵的选择
根据上述各种类型泵的特点,在不同的应用场合可以选择相应的水泵。根据最大时、最小时的流量以及相应的扬程按照水泵的产品样本进行选择,要求选出的水泵在以上各种条件下工作时,都具有较高的工作效率。
1.污水泵
污水泵的设计流量可取进水管道的设计流量,按最高日最高时流量进行设计。设计扬程可按下式计算:
式中:h1为吸水管水头损失,m;h2为出水管水头损失,m;h3为集水池最低工作水位与所需提升最高水位之差,m;h4为自由水头,m,按0.5~1.0m计;ζ1、ζ2均为局部阻力系数;v1、v2分别为吸、出水管流速,m/s。水泵扬程图示见图25-1。
图25-1 水泵扬程
(a)自灌式;(b)非自灌式
污水泵房一般按设计流量和设计扬程选泵,并考虑设备用泵。
2.雨水泵
雨水泵房设计流量可按进水管道受压条件下的最大排水量计算,但雨量变化较大时,数量不宜少于2台,一般不设备用泵;设计扬程应按集水池的最低水位和出流水位计算决定,排入水体的出流水位应根据水体的历年水位合理确定。
当然,无论污水泵站还是雨水泵站,在选择水泵时,要在流量、扬程适合的基础上,尽量使用效率较高的水泵。
合流泵站的设计可参考雨水泵站,只是雨水和污水的流量应分别按照各自的设计标准计算。
常用污水泵形式及性能见表25-1。常用轴流泵和潜水轴流泵、混流泵见表25-2,常用潜污泵见表25-3。
表25-1 常用污水泵形式及性能数据表
表25-2 常用轴流泵和潜水轴流泵、混流泵
续表
表25-3 常用潜污泵
二、附属设施主要组成及要求
1.格栅(www.xing528.com)
格栅用于拦截雨水、生活污水和工业废水中的大块漂浮物及杂质。格栅具体要求详见表25-4。
表25-4 格栅一般规定
2.集水池
集水池既要满足水泵吸水管和其他设备安装上的要求,又要满足水泵正常工作的容积要求。集水池容积与水量变化情况有关,变化越小,所需集水池的容积也越小;集水池的容积也与水泵的机组数有关,水泵的机组数越多,则水泵本身就是一种调节设施,集水池的容积就可小些。污水泵站的泵房和集水池可以合建,也可以分建。常见的是合建式,在泵房和集水池之间有不透水的隔墙将它们完全隔开,以保护机械设备并改善泵房的操作条件。当集水池很深,施工困难且造价较高时,可采用分建式。
集水池最高水位和最低水位之间的容积称为集水池的有效容积,这部分容积应采用流量变化的累积曲线图进行计算,但因排水的流量变化曲线难以获得,故目前在工程设计中,集水池容积一般采用不小于最大一台污水泵的5min的出水量;但对于雨水泵站,由于流入泵站的雨水量取决于降雨强度及雨型,雨水流量大,故雨水泵集水池的容积不考虑起调节流量的作用,只需保证水泵在运转上的需要,可采用最大一台水泵0.5~1min的出水量。其有效高度一般为1.5~2.0m。集水池底部设有集水坑,其深度一般不小于0.5m。在集水池中设置格栅及除渣设施,其栅条间隙与水泵型号有关。集水池的平面尺寸取决于水泵吸水管和格栅的布置,污水泵吸水管在集水池的布置与在给水泵站中的布置相同。
表25-5 集水池的一般规定
①图25-2中l、L值见表25-6。
3.吸水管、出水管
每台泵设单独的吸水管,吸水管内流速为1.0~1.5m/s,水泵低于集水池最高水位时,吸水管上应设闸门。但对于立式轴流泵不用设吸水管,叶轮下面是吸水口,或把集水池延伸至泵房内,或用渠道将集水池和水泵吸水口连接起来。
污水泵出水管设计流速不低于1.5m/s,出水管上安装阀门及逆止阀。
对于雨水泵站,它的进水管与出水管之间应设置跨越管连接,当水体水位较低时,雨水可直接排入水体,无需开泵,跨越管上应设阀门。出水管流速为0.7~1.0m/s,同时其出口应考虑对河道的冲刷和对航运的影响。
图25-2 集水池最低水位
(a)卧式离心泵;(b)立式轴流泵
图25-3 集水池形式及吸水管布置
(a)剖面;(b)平面
图25-4 大口径水泵吸入口形状
图25-5 集水池、格栅间及水泵间反冲管安装
表25-6 l及L值
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