第五章排水泵站的設(shè)計第一節(jié)排水泵站的功用和設(shè)置地點第二節(jié)常用排水泵第三節(jié)污水泵站設(shè)計本章內(nèi)容第四節(jié)雨水泵站設(shè)計第五節(jié)排水泵站水力計算黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章本章重點常用排水泵排水泵工作特性泵站的結(jié)構(gòu)本章難點泵站設(shè)計黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章第一節(jié) 排水泵站的功用和設(shè)置地點黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章一、排水泵站的功能中途泵站終點泵站將上游來水提升至下游管道內(nèi)總干溝的終端，把廢水排入水體，或把廢水送入污水廠處理污水泵站雨水泵站合流泵站提升某些低于街管建筑污水入街管局部泵站黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章二、布置位置需從技術(shù)和經(jīng)濟角度考慮：當(dāng)?shù)匦l(wèi)生要求地質(zhì)條件電力供應(yīng)設(shè)置應(yīng)急出口渠的可能性與居住及公共建筑保持適當(dāng)距離（臭味、噪聲）注意高程銜接黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章三、排水泵站的設(shè)備泵電機變配電發(fā)電機引水設(shè)備格柵起重設(shè)備黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章第二節(jié) 常用排水泵黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章常用的排水泵離心泵混流泵軸流泵螺旋泵潛污泵黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章一、幾種常用排水泵1．離心泵離心泵分臥式和立式兩種形式立式優(yōu)點它占地面積較小，能節(jié)省造價水泵和電動機可以分別安放在適宜的地方立式缺點對安裝技術(shù)和機件精度要求都較高檢修不及臥式泵方便黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章立式泵臥式泵黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章P136圖5-2水泵葉輪黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章２．混流泵泵內(nèi)主流方向介乎輻射與軸向之間黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章３．軸流泵主流方向和泵軸平行４．螺旋泵特點提升絮體易碎的回流活性污泥沒有阻塞問題結(jié)構(gòu)簡單，可自行制造無需輔助設(shè)備無需正規(guī)泵站基建投資省低速運行，機械磨損小，維修方便電能消耗少運行費用低占地較大，揚程低螺旋泵示意圖黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章螺旋泵適用于低揚程(3~6m)，進水水位變化較小場合5．潛污泵無需正規(guī)的泵站，占地面積?。还苈泛唵?，配套設(shè)備少。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章潛污泵安裝圖黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章6．螺桿泵無需正規(guī)的泵站，占地面積小；管路簡單，配套設(shè)備少。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章7．空氣提升泵（器）用于提升回流活性污泥。結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，當(dāng)壓縮空氣有現(xiàn)成來源時，可以采用。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章二、排水泵站的工作特性１．離心泵P141圖5－8流量較小，揚程較高，用于提升污水。其最高效率點兩側(cè)下降較緩，比較容易控制在高效率狀況下運行；水泵的軸功率曲線表明，qV＝0時，軸功率最小，所以應(yīng)閉閘啟動，以減少電動機的起動電流。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章２．軸流泵P141圖5－9流量大，揚程低，額定點效率較高，吸水高度很低，僅有1~2m。應(yīng)在出水閘門開啟時啟動，以減小電動機的起動電流。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章３．螺旋泵P142圖5－10揚程低，轉(zhuǎn)速低，流量范圍大，效率穩(wěn)定，適用于提升回流活性污泥。當(dāng)進水水位達到泵軸心管邊緣螺旋葉片處h1時，提升水量qV達到最大值。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章三、排水泵引水設(shè)備１．真空泵系統(tǒng)P142啟動迅速，效率高，尤其適用于大、中型水泵和吸水管較長的水泵系統(tǒng)；但操作較繁，自控復(fù)雜。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章２．水射器(泵)P143適用于小型泵站，具有結(jié)構(gòu)簡單、占地少、安裝容易、工作可靠等特點。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章第三節(jié)污水泵站設(shè)計P143黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章泵組的選擇進水池容積計算確定泵站的建筑設(shè)想及泵組與管道的布置起重設(shè)備的選擇和布置電器設(shè)備和自動化設(shè)備的選擇施工方法的確定泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計污水泵站是排水系統(tǒng)中的重要構(gòu)筑物排水泵站設(shè)計中要解決的問題根據(jù)最大時、平均時、最小時流量及相應(yīng)的全揚程，按照水泵的特性曲線選擇水泵，要求選用的水泵在以上各種情況下能高效運轉(zhuǎn)。一、污水泵的選擇泵型工作泵數(shù)量/臺備用泵數(shù)量/臺同一型號1～415～61～2≥62兩種型號1～415～62(各一)>62(各一)黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章

不小于最大一臺泵的5min出水量，進水池大小要滿足管道與設(shè)備的安裝要求。人工操作每小時不宜多于4次，自動操作每小時不多于6次。二、進水池進水池最高水位和最低水位之間的容積。

“有效高度”1.5~2.0m有效容積有效容積設(shè)計要求黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章格柵位置進水池污水入口處作用阻擋粗大物質(zhì)，保護水泵清渣方式人工、機械，目前一般采用機械格柵 柵面與水面成60°~70°角，過柵流速0.6~1.0m/s，柵間空隙10~20mm(隨水泵類型和大小而定)參數(shù)黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章粗格柵黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章細格柵黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章弧形格柵除污機黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章安裝要求吸水管中流速每臺泵布置單獨的吸水管，力求短而直，以減小阻力損失吸水口設(shè)置喇叭口吸水口水平部分順水流方向略微抬高與水泵連接處采用偏心大小頭自灌式布置的水泵，吸水管上應(yīng)安裝閘閥0.7~1.5m/s吸水管三、吸水管與出水管P145黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章出水管泵站進水池或上游窨井中設(shè)有應(yīng)急出水口時采用一條總出水管泵站進水池或上游窨井中沒有應(yīng)急出口或泵站很大時采用兩條總出水管出水管中流速0.8~2.5m/s不能小于0.7m/s出水管的所有管道應(yīng)不妨礙交通、檢修等，便于安裝和拆卸，一般用法蘭接口黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章四、泵組間水泵機組的平面布置一般按單排布置；泵組多時，可采用兩排或交叉排列布置影響泵組間布置的因素水泵型號外形尺寸水泵臺數(shù)泵站建筑形式布置要求泵組之間、泵組與墻壁之間有一定的距離，滿足維修和安裝需要黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章五、變電室與配電盤電機功率＜100kW，用380V電機功率＞200kW，用6300V電機功率在100～200kW，視情況而定黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章泵組間的高度應(yīng)便于設(shè)置的吊裝泵站的地上部分一般采用自然通風(fēng)，在地下間應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)設(shè)備無吊車起重設(shè)備的泵組間室內(nèi)凈高不小于3.0m有吊車起重設(shè)備的泵組間吊起物件與地面物件間有不小于0.5m的凈空有高壓配電設(shè)備的泵組間高度應(yīng)根據(jù)電器設(shè)備要求確定六、污水泵站建筑要求黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章七、污水泵站建筑形式按泵站與集水井的組合方式區(qū)分合建式分建式常用，進水間與泵組間下層在同一高程上，水泵軸線低于進水室中水位少用，可用于土質(zhì)差、施工困難、進水間深度大的場合，缺點是水泵啟動需用引水設(shè)備黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章便于安排設(shè)備,需開挖法施工按泵站平面形狀矩形圓形組合對土質(zhì)要求低，可采用沉井法施工地下部分圓形，地上部分矩形，適用于小型泵站七、污水泵站建筑形式黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章P149合建式P150合建式P151分建式黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章八、事故排出口P147設(shè)置事故排出口的情況設(shè)置位置泵站前第一個窨井處污水泵站不可能具有兩個獨立電源，也沒有備用內(nèi)燃機時事故排出口的設(shè)置，應(yīng)取得當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門衛(wèi)生機關(guān)的同意黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章第四節(jié)雨水泵站設(shè)計黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章雨水的地面徑流量很大，雨水泵站的基建費用很高，使用率往往很低，只有當(dāng)?shù)貏萜教?、管路較長或出水河道水位很高時，才考慮設(shè)置雨水泵站。雨水泵的選擇入流溝道流量的120%設(shè)計流量

軸流泵和混流泵雨水泵選擇出水量大揚程小雨水泵特點另需裝設(shè)小流量離心式污水泵或小型的軸流泵，以節(jié)約電能

合流泵站滿足最大設(shè)計流量的要求，同時考慮雨水徑流量的變化選型要求

一般不宜少于2~3臺，最好選用同一型號，可不設(shè)備用泵臺數(shù)及型號

黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章進水池的設(shè)計有效容積設(shè)計要求：不小于最大一臺泵的30s出水量調(diào)節(jié)池：雨水溝道的斷面一般很大，敷設(shè)坡度較小，故將溝道本身作為備用調(diào)節(jié)池來利用進水池的設(shè)計應(yīng)使進水均等地流向每臺水泵，必要時可以設(shè)置導(dǎo)流壁或椎，以防渦流的形成P153

黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章按水泵輪軸安裝的位置

豎式臥式斜式雨水泵站的形式黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章干室濕室按泵組間是否浸水

中層：水泵間特點：檢修方便，衛(wèi)生條件好，因電動機間干燥，運行條件好，造價較高特點：結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，吸水口處易發(fā)生漩渦，設(shè)備的拆裝、檢修和維護較為不便，室內(nèi)的電器設(shè)備容易受潮，衛(wèi)生條件較差下層：吸水室，連進水池上層：電動機間下層：連進水池（水泵浸于水中）上層：電機間黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章第五節(jié)排水泵站水力學(xué)計算舉例黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章以水力學(xué)原理為基礎(chǔ)，設(shè)計所需揚水量和揚程已知最大設(shè)計流量，最小設(shè)計流量，確定泵的臺數(shù)和型號布置泵的位置和出水管的線路，并確定水管的口徑核算所選水泵是否合用，是否要修正黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章管線水頭計算方法水流通過管件時有局部水頭損失，局部損失的計算公式如下：為簡化計算，?；芗橹惫埽c直管一起計算水頭損失。直管水頭損失的公式為：黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章管件的相當(dāng)長度公式：當(dāng)粗糙系數(shù)n＝0.013時，得：黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章81.5150029.570011.735060.6120024.06009.530047.5100018.85007.525041.290016.44505.620035.580014.04003.8150αDαDαD系數(shù)α的值P158黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章系數(shù)ξ的值可查P158表5-3根據(jù)查得的α、ξ的值代入L=α×ξ得到管件的相當(dāng)長度L黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章例5--1某一工業(yè)城鎮(zhèn)的人口6000人，居住區(qū)生活污水的平均流量為8.5L/s，總變化系數(shù)為2.1，則設(shè)計流量約為18L/s。工廠甲三班制工作，設(shè)計流量為26L/s。工廠乙一班制工作，生活污水和工業(yè)廢水在8h當(dāng)中均勻排出，設(shè)計流量為6L/s。在終點泵站處的地面高程為41.50m。泵站入流管的管徑為350mm，水面高程為36.45m，管底高程為36.24m。試根據(jù)上述條件，進行泵站的水力學(xué)設(shè)計。41.50Ｄ=35036.2436.45黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章解：（1）流量計算泵站的最大入流量＝18+26+6＝50L/s。居住區(qū)的生活污水的最小時流量估計為平時日流量的1.0％，則最小入流量＝8.5×86400×0.01÷3600≈2L/s。故泵站的最小入流量為2+26＝28L/s。泵站的汲水能力應(yīng)能適應(yīng)28~50L/s(100~180m3/h)之間的任何入流量。

（2）高程：污水處理廠第一個水池(沉砂池)水面高程假定為45.50m。泵站進水池中的最低水位在入流管底下1.50m左右，(36.24-1.5=34.74)假定為34.85m，泵站進水池中的最高水位比入流管中的水位低0.08~0.15m(水流過柵時的水頭損失)，定為(36.45-0.1=36.35)

36.35m，故凈揚程在9.15~10.65m之間。（3）根據(jù)入流量和凈揚程數(shù)據(jù)并加上估計的管線水頭損失2.0m和自由水頭1.0m，選用4PW型水泵3臺，轉(zhuǎn)速n＝960r/min，其中1臺備用。 其高效工作段的流量為20L/s~33L/s，總揚程為12.0~10.5m(讀自特性曲線)。（4）進水池容積采用相當(dāng)于一臺泵5min的揚水量:有效水深為1.5m，則進水池面積為6.7m2。（5）泵站建筑和水泵及管線布置采用類似教材中P149圖5-17所示的形式。管線布置情況如下圖所示。管徑是根據(jù)流速范圍決定的，必要時可以修改。黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章（6）管道水頭損失計算總計異徑三通喇叭口單向閘閘門彎頭直管部件相當(dāng)長度αξ件數(shù)管線并聯(lián)后管線并聯(lián)前539191.2--5.60.12--6.63.81.5+0.241-1-5.60.11--73.81.71-1-5.60.11--13.80.1122.54.5-5.60.81+5--33.80.8128.62.40.6--1Ф150Ф200(轉(zhuǎn)彎流動)(直線流動)Ф150Ф200Ф150Ф200Ф200黃石理工學(xué)院（環(huán)境學(xué)院）水污染控制工程（上）第五章qV/(L·s-1)一臺工作兩臺工作管線并聯(lián)前