城镇排水泵站集水池设计水位的确定
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城镇排水泵站集水池设计水位的确定一、引言介绍城镇排水泵站集水池设计水位的背景和重要性,以及本论文研究的目的和意义。
二、文献综述梳理国内外相关研究现状,总结集水池设计水位的确定方法和问题,为本论文的研究提供参考。
三、方法与过程介绍本论文采用的方法和过程,包括数据收集、分析、计算和模拟等,重点阐述如何确定集水池设计水位的具体步骤和原理。
四、结果与分析介绍本研究得到的结果和分析,包括不同设计水位下集水池的功能、成本和风险等方面的比较分析,为决策提供参考。
五、结论与展望总结本文的研究成果和发现,提出未来研究方向和建议,同时对城镇排水泵站集水池设计水位的重要性进行强调。
注:以上提纲仅供参考,具体内容和章节可根据研究对象和要求进行适当调整。
一、引言城镇排水泵站集水池是城市排水系统中的重要部分,其设计水位直接影响其运行效率和经济效益。
因此,为了确保排水系统的正常运行和城市的可持续发展,确定合理的集水池设计水位至关重要。
本论文旨在探讨城镇排水泵站集水池设计水位的确定方法和原理,为相关领域的工程师和决策者提供参考和指导。
本文将在文献综述、方法与过程、结果与分析、结论与展望四个部分进行介绍。
二、文献综述城镇排水泵站集水池是城市排水系统的核心设施,其作用是收集和处理污水、雨水等废水。
由于城市排水系统的泵站通常是通过网络布置的,为了确保泵站的正常运行,集水池的设计水位应该是合理的。
目前,确定集水池设计水位的方法主要有以下几个方面:1. 经验法:根据实际经验,结合工程实践确定设计水位。
这种方法简单直观,但缺乏科学依据,存在一定的随意性和不确定性。
2. 模型法:以数学模型为依据,通过计算模拟来确定设计水位。
这种方法相对科学和准确,但需要大量的数据和计算量,运算过程较为复杂。
3. 历史法:根据历史数据和经验,预测未来的污水量和雨水量,进而确定设计水位。
这种方法较为可靠,但需要较长时间的数据积累和预测分析。
4. 联合法:综合多种方法,确定综合设计水位。
污水提升泵站集水池不同水位是怎么确定的?1、一般情况下污水提升泵站的集水池设置1个,对于大型泵站或者考虑到检修和维护的方便可考虑设置2个,中间隔墙用过流洞连通,过流洞安装双向承压闸门。
2、集水池的最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。
3、集水池的设计最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。
4、水位的设计可参考以下:(1)最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最高水位。
雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位,应与进水管管顶相平。
(2)有效水深指从最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,最短工作周期应该大于10min。
(3)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最高水位来计算。
但由于泵站在运行过程中,集水池水位在最高与最低水位之间变化。
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高效段工作。
(4)最低液位应该同时满足不高于按照集水池最高水位和集水池有效容积推算的最低水位,以及满足管道、泵站养护管理需要的最低水位。
最低液位宜淹没泵体,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。
单泵启动水位到最低水位之间水体的体积至少要满足最大一台水泵最短工作周期(10min)出水量的要求(对于潜水泵站启动次数可以达到10-15次,最短周期可以降低到4-6min)。
城镇排水泵站集水池设计水位的确定_污水泵站论文导读::按照标准要求及结合实际设计经验,对不同类型的排水泵站集水池设计水位总结出一套简单易行的计算方法,可供同行借鉴。
1前言根据排水性质的不同,排水泵站可分为污水泵站、雨水泵站和合流污水泵站。
在排水泵站的设计过程中,集水池相关设计水位确实定十分重要,它关系到泵的选型和整个构筑物尺寸的计算,进而影响到工程造价和建成后泵站的运行管理。
2最高设计水位最高水位,一般指泵站在正常运行情况下,进水到达设计流量时的集水池水位。
对于雨水泵站和合流污水泵站,进水管按满流[1]设计污水泵站,因而最高设计水位应与进水管管顶相平,室外排水设计标准[1]指出,我国的雨水泵站运行时,局部受压情况较多,因此最高设计水位也可选择高于进水管管顶,但不得使管道上游地面冒水。
污水泵站进水干管按非满流设计,因而集水池最高设计水位应按进水干管设计充满度计算。
实际设计中,对于小型污水泵站〔最高日污水量小于5000m3〕一般取进水干管管底标高,对于大中型污水泵站〔最高日污水量小于15000m3〕可取进水干管设计水面标高。
但近年来,随着城镇规模的扩张及施工技术的进步,污水干管埋深越来越大,如取进水干管设计标高作为集水池最高设计水位,势必造成泵房埋深加大,工程费用及施工难度成倍增加,考虑到在污水泵站实际运行过程中,污水干管存在局部受压情况,在条件允许时选择高于进水管管顶污水泵站,但须低于上游干管起始管底标高,防止管道上游地面冒水论文怎么写。
3集水池有效容积、最低设计〔停泵〕水位、池底设计标高为了泵站正常运行,集水池的贮水局部必须有适当的有效容积,集水池设计最高水位与设计最低水位之间的容积称为有效容积。
不同类型的泵站,有效容积具有不同确实定方式。
对于全昼夜运行的大中型污水泵站,集水池容积一般根据工作水泵机组停车时启动备用机组所需要的时间来计算,如不应小于最大一台水泵5min的出水量。
如水泵机组为自动控制,根据标准要求,对污水泵站应控制单台泵开停次数不大于6次/h,由此推算最小有效容积不应低于水泵机组10min出水量[1]。
水泵的选择与集水池设计1.泵站设计流量的确定城市的用水量是不均匀的,因而排人管道的污水流量也是不均匀的。
排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定。
一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以下),设1-2套机组;大型排水泵站(最高日污水量超过l5000m3)设3-4套机组。
2.泵站扬程的确定泵站扬程可按下式计算:H=Hss+Hsd+∑hs+∑hd(m)式中Hss——吸水地形高度,m,为集水池内最低水位与磁力泵轴线之高差;Hsd——压水地形高度,m,为水泵轴线与输水最高点(即压水管出口处)之高差;∑hs,∑hd——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失(包括沿程损失和局部损失)。
由于污水泵站一般扬程较低,局部损失占总损失比重较大,所以不可忽略不计。
考虑到排污泵在使用过程中因效率下降和管道中因阻力增加而增加的能量损失,在确定水泵扬程时,可增大1-2m安全扬程。
3.选泵应注意的问题(1)因为水泵在运行过程中,集水池中水位是变化的,因此所选水泵在这个变化范围内应处于高效段,当泵站内的水泵超过两台时,在选择水泵时应注意不但在并联运行时,而且在单泵运行时都应处于高效段内;(2)为提高水泵的使用范围,每台水泵的流量最好相当于1/2~1/3的设计流量,并且以采用同型号的水泵为最好;(3)从适应流量的变化和节约电能角度考虑,采用大小搭配较为合适的型号可适应更广泛的来水量。
若选用两台不同型号的水泵,则小泵的出水量不应小于大泵出水量的一半;若选用一大两****台水泵,则小泵的出水量不小于大泵出水量的]/3;(4)大流量的排水泵站可选择轴流泵,一般泵站选择离心污水泵,泵房不太深的情况可选择卧式离心污水泵;(5)工业排水泵站的来水中往往含有酸性、碱性或其他腐蚀性物质,因此,应选择耐腐蚀性能好的污水泵;(6)泵站经常工作水泵不多于四台,且为同一型号时,只需在管路中设置一套备用机组;若超过四台,除安装在管路上的一套备用机组外,还应在仓库中备用一套。
第二篇排水工程第一章排水工程可行性研究报告文件编制深度1 概述1.1 说明工程项目建设目的和提出的背景,并简述可行性研究报告的编制过程及文件组成等。
1.2 编制依据1.2.1 上级主管部门有关立项的主要文件和行业主管部门批准的项目建议书及批复文件。
1.2.2 有关的方针政策性文件。
1.2.3 业主的委托书或中标通知书及有关的合同、协议书。
1.2.4 城市总体规划及专业规划文件。
1.2.5 工程地质评价报告。
1.2.6 环境影响评价报告及批复文件。
1.2.7 工程地震安全性评价报告(必要时)。
1.2.8 其他必要的文件、会议纪要等。
1.3 采用的规范和标准1.4 编制原则1.5 编制范围1.5.1 合同(或协议书)中所规定的范围。
1.5.2 经双方商定的有关内容和范围。
1.5.3 委托其他单位专门研究的项目或有关专题。
1.6 结论及主要经济指标简述设计规模、主要工艺、项目组成等主要工程内容及经济指标。
2 城市概况2.1 城市自然条件(地理位置、地形地貌、水系、气象、雷电、水文、工程地质、地震、水文地质等)。
2.2 城市性质及规模(城市历史特点、城市性质、建成区面积、行政区划、人口、社会经济简况等)。
2.3 城市总体规划概况(规划年限、规划面积、规划人口等)。
2.4 城市给水排水或再生水现状(包括城市水域污染概况)与存在的问题。
2.5 城市给水排水或再生水近、远期规划概况(包括城市或区域给水排水或再生水专业规划)。
3 项目建设的必要性3.1 城市现状排水或再生水系统存在的问题及其不利影响。
3.2 城市总体规划、排水或再生水专业规划实施提出的要求。
3.3 国家或地方对社会经济,城市建设发展提出的要求等。
3.4 项目建设的重要意义。
4 方案论证4.1 排水体制论证结合城市排水系统现状及规划等情况,论证城市(或区域)所应采取的排水体制。
4.2 排水、再生水系统布局论证根据城镇总体规划、分期建设、流域环境保护治理、再生水需求等要求,结合设施现状,提出几个可能的系统工程方案,进行技术经济比较,论证方案的合理性和先进性,择优推荐方案,列出方案的系统示意图。
市政排水泵站水泵设计扬程的确定摘要在以往的市政排水泵站设计中,水泵的设计扬程大多按集水池的最低水位与出水河道的最高水位差加上水泵及管路的水头损失和一定的安全水头确定。
这样确定设计扬程的选泵方法导致水泵设计扬程的往往高于实际运行的扬程,水泵长期不在最佳工况点运行,水泵效率低下、水泵电机装机容量大、利用率低、电耗增加等一系列问题。
为了改善这些问题,提出了通过不同设计参数水泵的组合来适应泵站运行中的扬程变化,提高泵站的整体效率。
关键词水泵设计扬程0 引言市政排水泵站是城市排水系统中的一个重要环节,它的职责是将城市的污水通过提升送到污水处理厂进行处理,将雨水提升后排入河流湖泊。
因此市政排水泵站在整个城市排水系统中扮演着重要的角色。
在市政排水泵站设计中选泵是关键,水泵是泵站的核心,选泵的好坏将直接影响泵站的是否能够正常、高效的运行。
选泵首先应根据泵站性质、设计水量和预计的水泵台数计算出单台水泵的设计流量,再根据泵站进出水水位的分析及水泵运行中水头损失的计算,确定水泵的最高、最低扬程和设计扬程。
要求所选水泵的性能曲线应该在设计流量和设计扬程的工况点处于或接近最佳效率点,在最高和最低扬程时能够安全、稳定高效的运行。
因此,选泵应根据最高和最低扬程综合确定设计扬程。
1 市政排水泵站最高和最低扬程的确定对于市政雨污水泵站的最高和最低扬程,《室外排水设计规范(50014-2006)》的条文解释中有明确的说明。
雨水泵站水泵的最高扬程为集水池最低水位与受纳水体高水位或防汛水位之差加上管路的水头损失;水泵的最低扬程为集水池最高水位与受纳水体低水位或平均水位之差加上管路的水头损失。
对于污水泵站而言,水泵的最高扬程为设计最大流量时出水管渠水位与集水池最低水位之差加上管路的水头损失和安全水头;水泵的最低扬程为设计最小流量时出水管渠水位与集水池最高水位之差加上管路的水头损失和安全水头。
根据以上说法,雨污水泵站水泵的最高和最低扬程与集水池的设计最高和最低水位有关。
排水泵站进水池水位的规定
排水泵站进水池水位的规定具体内容是什么,下面本店铺为大家解答。
1、最高水位:取排水区建站后重现期10、年~20、年一遇的内涝水位。
排区内有防洪要求的,应同时考虑其影响。
2、设计水位:取由排水区设计排涝水位推算到站前的水位;对有集中调蓄区或与内排
站联合运行的泵站,取由调蓄区设计水位或内排站出水池设计水位推算到站前的水位。
3、最高运行水位:取按排水区允许最高涝水位的要求推算到站前的水位;对有集中调蓄区或与内排站联合运行的泵站,取由调蓄区最高调蓄水位或内排站出水池最高运行水位推算到站前的水位。
4、最低运行水位:取按降低地下水埋深或调蓄区允许最低水位的要求推算到站前的水位。
5、平均水位:取与设计水位相同的水位。
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排水泵站集水池容积计算公式集水池容积 = 设计流量× 排水时间。
其中,设计流量通常以立方米/小时或立方米/秒为单位。
排水
时间通常以小时或分钟为单位。
通过这个公式,我们可以初步估算
出排水泵站集水池的容积。
需要注意的是,这只是一个初步估算的公式。
在实际工程中,
还需要考虑诸多因素,如集水池的形状、泵的启停次数、泵的启动
时间等。
因此,在实际工程中,还需要进行更为复杂的计算和分析,以确保集水池容积能够满足实际的排水需求。
另外,还需要根据具体的工程要求和现场实际情况来确定集水
池容积,有时候还需要考虑一些安全因素和备用容量。
因此,建议
在进行集水池容积计算时,最好咨询专业工程师或相关领域的专家,以确保计算的准确性和合理性。
城镇排水泵站集水池设计水位的确定
俞锋
【期刊名称】《浙江建筑》
【年(卷),期】2011(028)006
【摘要】按照规范要求并结合实际工程设计经验,针对不同类型的排水泵站集水池设计水位,总结出了一套简单易行的计算方法,可供同行借鉴.
【总页数】3页(P54-56)
【作者】俞锋
【作者单位】湖州市城市规划设计研究院,浙江湖州313000
【正文语种】中文
【中图分类】TU992.25
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2 万宝河一号泵站基本资料万宝河一号排水泵站位于七台河市城区倭肯河干流左侧堤防万宝河入倭肯河河口处。
七台河市是一座以煤炭工业为主的新兴城市,倭肯河从市区北部穿过。
城区段汇入倭肯河的主要支流有万宝河、挖金别河、老七台河及新七台河。
七台河市城区附近流域及水系见图1。
图1 七台河市区河流水系图万宝河一号泵站排水面积为0.48 km2,强排流量为1.1 m3/s。
倭肯河在泵站位置没有水位观测,仅有实测大断面和依据曼宁公式计算得到该断面的水位~流量关系。
3 泵站出水池水位排水泵站的出水池水位包括防洪水位、设计水位、最高运行水位、最低运行水位和平均水位。
3.1 防洪水位用于确定泵站的防洪高程和最低扬程。
万宝河一号泵站排水流量为1.1 m3/s,依据《泵站设计规范》,该泵站为小(2)型Ⅴ等泵站,主要建筑物级别为5级,泵站防洪标准应为10 a一遇洪水设计,20 a一遇洪水校核。
浅谈城市地区泵站特征水位的选取杨怡青;余方顺;高炜杰;王童【摘要】泵站作为强力排涝措施,广泛运用在城市排涝中,但GB 50265-2010《泵站设计规范》仅对排水泵站排田或排调蓄区2种情况的特征水位选取作了详细规定,而城市排涝泵站区别于以上2种情况,运行环境更为复杂.在设计城市排涝泵站时,泵站特征水位选取难以直接引用规范,增加了设计难度,以甬江沿岸印洪碶泵站为例,基于宁波市甬江流域洪水模拟数学模型,提出城市地区排水泵站特征水位的选取方法.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】4页(P12-15)【关键词】城市排涝;泵站;特征水位【作者】杨怡青;余方顺;高炜杰;王童【作者单位】宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波 315192;宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波 315192;宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波315192;宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波 315192【正文语种】中文【中图分类】TV6751 问题的提出宁波市位于长三角南岸,境内甬江为独流入海中小河流,流域面积4 257 km2。
甬江为感潮河道,水位受洪、潮双重影响,变化复杂且变幅大,沿岸泵站以甬江作为排涝承泄区。
甬江沿岸泵站非简单的排田或排调蓄区,泵前排水区内既有山区又有平原,平原内部分布有城市和农村,两者排涝标准不同,沿江泵站又与闸门合建,共用闸前河道,导致泵站调度运行复杂。
以上泵站运行环境和运行特点在浙江沿海具有一定的代表性,但规范并没有对上述情况下的泵站特征水位选取做明确规定。
以甬江沿岸印洪碶泵站为例(地理位置见图1),结合GB 50265 — 2010《泵站设计规范》(下称《规范》)[1],提出位于城市地区,复杂运行环境下的排涝泵站特征水位的选取方法,供类似区域泵站设计参考。
图1 印洪碶强排泵站地理位置图2 工程概况宁波市印洪碶强排泵站[2]位于宁波市江东区,甬江右岸,距离出海口约21.0 km。
城市给水排水工程规划水量规模的确定摘要:确定城市给水排水工程规划水量规模十分重要,提出从总体规划、专业规划、详细规划到工程实施等各规划阶段预测水量规模的依据及需注意的问题。
关键词:城市给水排水规划水量城市给水排水工程从各规划阶段到具体项目实施,确定其水量规模是首要内容,规模预测是否符合发展趋势和实际需要,将对水资源的合理利用、工程总体布局、实施步骤和工程费用产生重大影响。
目前有些城市由于预测规模偏大,建成工程不能充分发挥效益;又有些项目由于预测规模滞后,影响城市建设和经济发展,因而合理确定水量规模十分重要。
城市给水排水工程从总体规划、专业规划、详细规划阶段,到工程实施,其水量规模的确定是逐步深化和完善的过程,各阶段有不同的规范、标准、指标作指导。
如果混淆不同阶段和相应的规范,不作调研,将影响预测的准确性。
1总体规划阶段给水水量预测城市总体规划阶段的给水工程规划是根据城市发展目标、用地、人口规模,空间布局安排和水资源状况,提出各取水水源、供水系统的规划期内工程水量、水质目标和设施布局。
国家标准《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)(以下简称给水规范)是测算城市总用水量规模的主要依据。
(1)给水规范所提指标适用于城市总体规划期内(一般为20年)的水量预测,并按此控制水资源和提出总水量规模,由于城市用水有逐步增长的过程,因而近期指标要大幅下降。
(2)给水范围所提指标是全国通用指标,选用时不能简单按照城市规模类别和分区进行套用,必须先对城市现状指标进行测算研究,按照发展趋势确定规划期所采用的指标。
由于编制给水规范所提指标是依据1991~1994年统计资料,该年段正处于用水高速增长期,并按照逐年增长的概念来测算。
近年来由于水资城市供水高耗水工业的更新换代和工厂外迁等因素,节水措施的加强,源紧短,量增长缓慢,有些城市还有所下降,使给水规范所提指标偏大。
如南方某市1995年单位人口综合用水量指标为0.723万m3/(万人?d),至2000年下降至0.577m3/(万人?d),2001年为0.603m3/(万人?d)。
城镇污水处理厂集水池容积计算孙志华;刘生宝;李俊峰;徐凤;吴心蓉【摘要】本文结合《室外排水设计规范》GB/T50014规定逐条分析给出集水池容积计算过程,明确了集水池容积与水泵机组自动控制之间的关系、水泵选型过程,最后结合实例给出集水池容积经验法计算依据,为工程快速计算提供理论依据。
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科学合理地设计集水池尺寸关系到泵站的工程造价和建成后的运行管理的科学性。
容积直接影响集水池的工程投资,然而在相关教程和工程资料中并未给出集水池容积详细的计算过程。
集水池在实际工程中一般按远期水量计算,按污水厂近期规模布置水泵,并预留远期污水泵接口和基座,且流入集水池的污水和雨水均应通过格栅。
集水池内设计水位的波动范围,既要与管道充满度设计相结合,又要考虑水泵运行安全,保证一定的最低水位。
《室外排水设计规范》GB/T50014对集水池的设计水位做出如下规定:(1)雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位,应与进水管管顶相平。
当设计进水管道为压力管时,集水池的设计最高水位可高于进水管管顶,但不得使管道上游地面冒水。
(2)污水泵站集水池的设计最高水位应按进水管充满度计算。
(3)集水池的设计最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。
(4)格栅与集水池间通过管道连接时,集水池进水管管底与格栅底边的落差不得小于0.5m,以防止淤积的杂物影响过水断面。
泵站主要设计参数3.1 设计流量3. 1.1 灌溉泵站设计流量应根据灌区规划确定。
由于水泵提水需耗用一定的电能,对提水灌区输水渠道的防渗有着更高的要求。
因此,灌溉泵站输水渠道渠系水利用系数的取用可高于自流灌区。
灌溉泵站机组的日开机小时数应根据灌区作物的灌溉要求及机电设备运行条件确定,一般可取24h。
对于提蓄结合灌区或井渠结合灌区,在计算确定泵站设计流量时,应先绘制灌水率图,然后考虑调节水量或可能提取的地下水量,削减灌水率高峰值,以减少泵站的装机功率。
3. 1.2 排水泵站的设计流量应根据排水区规划确定。
对主要服务于农作物的,其排涝和排渍设计流量具体方法参见现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288。
对城镇、工业企业及居住区的排水泵站,其排水设计流量的计算应符合现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50014的有关规定。
3.1. 3 工矿区工业供水泵站的设计流量应根据用户(供水对象)提出的供水量要求和用水主管部门的水量分配计划等确定,生活供水泵站的设计流量一般可由用水主管部门确定。
设计流量的计算还应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013的有关规定。
3.2 特征水位3.2.1 灌溉泵站进水池水位除原规范的规定外,增加了对感潮河口取水泵站有关水位取值的规定。
1 防洪水位是确定泵站建筑物防洪墙顶部高程的依据,是计算分析泵站建筑物稳定安全的重要参数。
直接挡洪的泵房,其防洪水位应按本规范表2.2.1、表2.2.2的规定确定;不直接挡洪的泵房,因泵房前设有防洪进水闸(涵洞),泵房设计时可不考虑防洪水位的作用。
防洪水位可先分析计算相应频率的设计洪水,再通过水位流量关系求得,也可通过对历年最高洪水位进行频率计算求得。
2 设计运行水位是计算确定泵站设计扬程的依据。
从河流、湖泊或水库取水的灌溉泵站,确定其设计运行水位时,以历年灌溉期的日平均或旬平均水位排频,水源保证率应满足灌溉保证率要求。
4 最低运行水位是确定水泵安装高程的依据。
城镇排水泵站集水池设计水位的确定
1前言
根据排水性质的不同,排水泵站可分为污水泵站、雨水泵站和合流污水泵站。
在排水泵站的设计过程中,集水池相关设计水位的确定十分重要,它关系到泵的选型和整个构筑物尺寸的计算,进而影响到工程造价和建成后泵站的运行管理。
2最高设计水位
最高水位,一般指泵站在正常运行情况下,进水达到设计流量时的集水池水位。
对于雨水泵站和合流污水泵站,进水管按满流[1]设计污水泵站,因而最高设计水位应与进水管管顶相平,室外排水设计规范[1]指出,我国的雨水泵站运行时,部分受压情况较多,因此最高设计水位也可选择高于进水管管顶,但不得使管道上游地面冒水。
污水泵站进水干管按非满流设计,因而集水池最高设计水位应按进水干管设计充满度计算。
实际设计中,对于小型污水泵站(最高日污水量小于5000 m3)一般取进水干管管底标高,对于大中型污水泵
站(最高日污水量小于15000 m3)可取进水干管设计水面标高。
但近年来,随着城镇规模的扩张及施工技术的进步,污水干管埋深越来越大,如取进水干管设计标高作为集水池最高设计水位,势必造成泵房埋深加大,工程费用及施工难度成倍增加,考虑到在污水泵站实际运行过程中,污水干管存在部分受压情况,在条件允许时选择高于进水管管顶污水泵站,但须低于上游干管起始管底标高,避免管道上游地面冒水
为了泵站正常运行,集水池的贮水部分必须有适当的有效容积,集水池设计最高水位与设计最低水位之间的容积称为有效容积。
不同类型的泵站,有效容积具有不同的确定方式。
对于全昼夜运行的大中型污水泵站,集水池容积一般根据工作水泵机组停车时启动备用机组所需要的时间来计算,如不应小于最大一台水泵5min的出水量。
如水泵机组为自动控制,根据规范要求,对污水泵站应控制单台泵开停次数不大于6次/h,由此推算最小有效容积不应低于水泵机组10min 出水量[1]。
对于雨水泵站和合流污水泵站,由于雨水进水管部分可作为贮水容积考虑,根据规范[1],有效容积不应小于最大一台水泵30s的出水量。
间歇使用的排水泵站,应按一次排入的水、泥量和水泵输送能力计算,如对于小型污水泵站,由于夜间的流入量不大,通常在夜间停止运行污水泵站,此时集水池有效容积应能够满足贮存夜间流入量的要求。
水泵机组不同,停泵水位也不同,最低设计水位一般取决于水
泵吸水喇叭口的安装条件及叶轮的淹没深度。
卧式离心泵及立式轴流泵的最低水位的确定方法可以参照手册[2]。
潜水泵的最低设计水位则在保证淹没泵蜗壳顶部的同时,还应考虑抽水过程形成漩涡使水位降低对水泵运行造成的影响,如可能导致水泵抽气不抽水,使水泵空载运行,因此最低设计水位应该淹没叶轮0.1~0.2m。
对于小功率潜水泵,其最低设计水位可以考虑淹没泵体,这样可以省去冷却装置。
集水池有效容积、最低设计水位及池底设计标高三个参数相互制约,他们之间的关系如下:
Hmin=Hmax-V/A 式1
H0= Hmin -△h 式2
式中,Hmin表示集水池最低设计水位,Hmax表示集水池最高设计水位,V表示集水池设计有效容积,A表示集水池平面面积,H0表示池底设计标高,△h表示水泵吸水口安装要求水深。
在实际设计过程中,需对这三个参数相互校核污水泵站,如确定了池底设计标高,计算最低水位时,需校核集水池有效容积能否满足规范要求,即不低于水泵机组10min出水量,如确定了有效容积,需校核池底设计标高能否满足构筑物构造及设备安装、运行管理要
求。
4正常工作水位
正常工作水位指水泵运行时经常保持的水位,在最高与最低水位之间,由泵站管理单位根据具体情况决定,一般根据集水池有效水深的平均值确定。
如集水池有效水深为2m,则正常水位可取1m
5.1启泵水位1
启动水位1的确定不仅要结合集水池的构造特点,而且要满足当水泵机组为自动控制时每小时开泵次数不得超过6次的规范要求,因此,启动水位1到最低水位之间水体的体积至少要满足最大一台水泵最短工作周期(10min)出水量的要求。
由于污水泵站的设计规模是按最高日最高时流量确定的。
而实际上,平日泵站污水量基本上是处于小流量状况下。
所以对于一个常年运行的泵站,更多的是在单泵情况下运行。
因此确定启动水位1对于污水泵站具有重要意义,水位确定不合理易导致机组启闭频繁污水泵站,对运行控制不利。
5.2启泵水位2、启泵水位3
启动水位2、3指水泵运行时由于水位上升需要再投入一台水泵运行需要的水位。
为满足当水泵机组为自动控制时每小时开泵次数不
得超过6次的规范要求,从最低设计水位到启动水位2、3之间水体的体积至少要满足投入运行的水泵并联运行10min的出水量要求。
需要注意的是,从图1多台水泵并联运行特性曲线可知,水泵并联的总出水量并非是单台水泵单独工作时出水量的简单叠加,而是前者小于后者。
因此,确定并联运行的多台水泵启动水位时应考虑该特性,同时也应该考虑由于水位上升造成的静扬程减小、工况点偏移等问题。
图1 水泵并联运行特性曲线
5.3讨论
水泵启动水位若仅按水泵机组最短运行周期l0min的流量确定,可能会导致水泵两个启动水位太低,水位传感器反应不够灵敏,影响到水泵机组的却换运行。
因此,在实际设计中应尽量考虑两个水位之间水体体积大于水泵并联运行最短工作周期的要求。
通过设置启动水位2、3,阶梯式开启水泵,可以降低集水池正常工作水位,为上游污水干管创造良好的水力条件。
6警戒水位
考虑最不利情况,即集水池的进水量连续数小时大于最高日最高时设计流量,或是水泵出现故障而关闭进水闸门需要一段时间,使得集水池水位不断上升危及机器间污水泵站,因此有必要设定一个警戒水位
南方某地区污水提升泵站,泵站远期设计规模15000 m3/d,污水最大提升高度15m,最大设计流量945m3/h,进水干管管径d800,管内底标高-3.900m污水泵站,设计地面标高3.8m。
主体构筑物为矩形沉井结构,长18.4m,宽7.8m,集水池底面面积64.13m2。
选用WQ315-15-22型潜污泵4台,3用1备,近期安装2台,见图2。
图2 南方某地区污水提升泵站示意图
相关设计水位的确定:
(1)最高水位。
泵站进水干管管内底标高为-3.9m,设计充满度0.7,取进水干管设计水面标高-3.34m为集水池最高水位。
(2)最低水位、池底设计标高。
取有效水深2.5m,最低设计水位-5.84m,有效容积160.3m3,满足3台水泵机组10min最短工作周期(10min)出水量157.5m 3的要求。
本工程采用WQ315-15-22型潜水泵,不带冷却装置,根据手册提供的安装大样图,水泵最小淹没水深取0.9m,为满足水泵冷却以及安装、运行管理的要求,本工程确定池底设计标高为-4.940m。
(3)启泵水位1。
取最短运行周期10min污水泵站,初步计算启动水位1应大于31510/60/A=0.819m。
考虑到集水池水位上升,水泵工况点右移,泵流量增加,经过核算启泵水位10.84m
(5)警戒水位。
由于本工程不存在机器间,也不允许设置事故排放口,故可以不设置警戒水位。
参考文献:
[1]上海市政工程设计研究总院.室外排水设计规范.GB/T 50014-2006. 北京:中国计划出版社,2006
[2]北京市市政工程设计研究总院.给排水设计手册(第5册).城镇排水.(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2004
[3]中华人民共和国水力部.泵站设计规范.GB/T 50265-97. 北京:中国计划出版社,1997。