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提升泵站集水池的设计

阅读:3231发布时间:2019/7/17

正常情况下提升泵站的集水池可设置1个,对于大型泵站或者考虑到检修和维护的方便, 宜考虑设置2个,中间隔墙用过流洞连通,过流洞安装双向承压闸门。

集水池有效容积应大于至大1台泵流量的5~6min容积,计算中应计算工作液位和保护液位之间的容积,容积不宜太大以免淤积沉淀物,注意泵的布置形式、联建格栅渠的共壁尺寸、集水池配水渠尺寸、泵集水坑尺寸以及配水渠与泵的距离等参数来确定集水池平面尺寸。集水池的进水端设配水渠,配水渠宽度、每台泵的间距以及配水渠与泵至小间距根据《给水排水设计手册》取值,可采用渠内流速<0. 3m/s校核,峰值出流孔流速一般取≥0. 7m/s,注意按照事故状态校核。大泵基础间距和小泵基础间距有区别。对于一些深井泵站可能会有柱子影响到配水渠结构,则应避让加宽配水渠,渠内流速可以相应地适当放低。

集水池施工图宜选择保护液位较深的泵设备来设计,以免采购不同设备在土建上不能满足要求。

集水池池底设集水坑用于排空,池底斜向集水坑的坡度不宜小于10%,集水坑尺寸不小于深度600mm和直径800mm,如设潜污泵泵池或者离心泵吸水管,可适当放大集水坑到需要的尺寸以满足泵间距和吸水管间距的布置要求。需要排空集水池时可切断上游闸门进水,用移动潜污泵排空。当来水泥砂多时,宜在集水池前设沉砂池(或初沉池)处理。集水池积泥和积砂靠水泵抽吸不宜清除,可用自来水或中水冲洗,抽吸底部泥砂时先用高压水将底部泥砂翻起与水混合,再用泵抽吸,保证排空效果。

集水池的至高设计水位不得高于重力进水管设计充满度时的水位标高,在粗格栅联建提升泵站单体设计中注意校核。集水池的设计至低水位应满足所选水泵吸水头的要求。自灌式泵房尚应满足水泵叶轮浸没深度的要求。水位的设计可参考污水泵站集水池相关设计水位的设计资料,主要确定如下参数。

1.至高液位 一般指泵站正常运行情况下进水达到设计流量时的集水池水位,由进水干管设计水位减去格栅、闸门等设备及沿途水头损失求得。实际设计中对于小型泵站(日处理量小于5000t)一般取进水干管管底标高,对于大中型泵站(日处理量超过1. 5万吨)可取进水干管设计水位标高作为集水池至高水位。雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计至高水位,应与进水管管顶相平。

2.集水池有效水深(用于计算有效容积) 指从至高水位到保护液位之间的水深,一般取1. 5~2.0m,每小时起泵次数不得超过6次,因此对于间歇工作的小泵站,至短工作周期应该大于10mmn,

3.正常水位 正常水位指集水池运行中经常保持的水位,一般根据水池有效水深的平均值确定。初定扬程时主要根据集水池正常水位与所需提升的至高水位来计算。但由于泵站在运行过程中,集水池水位在至高与至低水位之间变化,因此校核水泵运行工况时应考察其在此范围内是否均处于段工作。

4.至低液位 应该同时满足不高于按照集水池至高水位和集水池有效容积推算的至低水位,以及满足管道、泵站养护管理需要的至低水位。至低液位宜淹没泵体,省去冷却及管理的需要。要咨询潜污泵供货商冷却夹套的保护液位。

5.启泵液位

a.单泵启动水位。单泵启动水位不仅要集水池的构造特点设计,而且要满足当水泵机组为自动控制时每小时开动水泵不得超过6次的规范要求,因此,单泵启动水位到至低水位之间水体的体积至少要满足至大一台水泵至短工作周期(10mmn)出水量的要求(对于潜水泵站启动次数可以达到10-15次,至短周期可以降低到4~6min)。由于设计机组都是按照至大日至大时设计的,因此多数情况下是在单泵情况下运行,确定单泵启动水位具有重要意义。若仅按单泵至短运行周期10mmn(或4~6min)的流量确定,可能会导致水泵两个启动水位太低,比如若按照至短工作周期5mmn设计,则单泵启动水位可能会与至低水位差只有0. 3m或更低,此时需要调整至短工作周期,尽量考虑两个水位之间水体体积大于水泵并联运行至短工作周期的要求。

b.双泵、三泵启动水位。从单泵启动水位到双泵启动水位之间水体的体积至少要满足2台泵并联运行10mmn(潜污泵为4~6min)的出水量要求。

如果出水口为非敞口出流,则水泵并联出水量之和并非是单台泵单独工作时出水量的简单叠加,而是前者小于后者,多台泵并联条件下工况偏移幅度更大,如图4-6所示。泵单独工作时的流量大于并联工作时每一台泵的出水量,而扬程向高的一侧移动,多台泵并联条件下工况偏移的幅度更大,为水面适用情况。

水泵并联时工况特性水泵并联时工况特性

对于一般污水处理厂水泵为单独敞口出流.水泵并联运行工况与水泵出水管连接形式、 长度等有关,不存在水泵并联影响水泵曲线问题。

因此,确定并联运行的2台水泵启动水位时应根据出水敞口流情况考虑并联特性,同时也应考虑由于水位上升造成的静扬程减小、工况点偏移等问题。同理,双泵启动水位到三泵启动水位之间水体的体积也应该满足3台水泵同时运行至短周期10min的要求。确定单泵、 双泵、三泵启动水位时应考虑由于并联而使单泵出水流量减少的问题,以并联运行的流量而非简单叠加的单泵流量确定水位。

6.警戒水位 考虑极不利以及来水异常情况,即集水池进水量连续数小时大于至高日至高时流量,或是因水泵出现故障而关闭进水闸门不及时,使得来不及抽走来水而导致水位不断上升,可能造成集水池的污水淹没机器间,因此有必要设定警戒水位。当集水池水位上升到警戒水位时,电气自控系统相应进行动作,打开事故阀门,关闭格栅前面的进水闸门。由于机器间格栅的人工操作平台高程至少应该高出至高设计水位或可能出现的至高水位以上0.5~1.0m,且不低于滋流管水位,因此可以确定将警戒水位的上限定在格栅的人工操作平台以下0.5~1.0m,警戒水位下限的确定与关闭闸门需要的时间有关。


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