污水泵站的设计

醉清风

一．概述
在工程术语中,水泵站是为大家熟悉的名词,这多半是由于水泵是属于通用性的机械类而广泛地应用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展,采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中,各种形式的泵站很多,其规模和投资越来越大,功能分类也愈来愈细。
排水泵站是应用于排水系统中,因管道埋深太大,提高了造价,并处地下水位之下时,地下水渗入,还使维护管理工作不便等多方面的原因而设置的污水提升装置。排水泵站的基本组成包括:机器间、集水池、隔栅、辅助间以及变电所等。排水泵站按其排水的性质一般可分为污水(生活污水、生产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。本次设计所做的便是污水泵站,该泵站是接纳整个城市排水管网输送来的所有污水并将其抽送提升到污水处理厂内最高构筑物的污水总泵站。
污水泵站的一般规定:
⒈应根据污水量,确定污水泵站的规模,泵站设计流量一般为进水管设计流量。
⒉应考虑泵站是一次建成,还是分期建设,是永久性还是非永久性,以确定其标准和设施,并根据污水经泵站提升后是继续流动还是进行处理来选定合适的泵站位置。
⒊在分流制排水体制中,雨水泵站和污水总泵站可分建在不同的地区也合建在一起,但泵、集水池及管道应自成系统。
⒋污水泵站的集水池与机器间须用防火隔墙分开,不允许渗漏,做法按结构设计规划要求,分建式集水池与机械间要保持一定的施工距离，其中集水池多采用圆形,机械间多采用方形。
⒌泵站构筑物不允许地下水渗入,应设有高出地下水位0.05m 的防水设施,见《给排水工程施工工程结构设计规范》。
二．泵站设计
1 设计资料
设计原始资料
1 泵站进水管的最大小时流量为655L/S
2泵站进水管官底标高为40米，管径为700mm。充满度为0.8
3泵站出水直接送至污水处理厂的沉淀池。沉淀池的水面标高49m，泵站至沉砂池的管道长度为100m
4泵站选定位置不受洪水威胁，地面标高为45m
5地质条件为亚粘土，地下水位标高为38m。冰冻深度为0.9m
(1)设计流量
最大流量Qmax=655L/S
(2)扬程
设泵站内的总损失为2m,安全水头为2m，集水池的有效水深为2m。
Hstmax=49-（40+0.8×0.7-0.1-2）=10.54m
Hstmin=49-（40+0.8×0.7-0.1）=8.54
∑h=3.4729m

则可初步确定水泵的扬程:
H =
(3)地质条件
土壤性质为亚粘土,冰冻深度为1.8m。
(5)进水管标高
进水管的水面标高134m
(6)电源
电源由污水厂变电所提供,在泵站内仅设控制系统,勿须另配电系统。
2 选泵及配套电机
(1)选泵
根据已知流量和扬程选用4台300TSW-500IA直联立式污水泵。300TSW-500IA直联立式污水泵的参数如下:
Q=911m3/h 扬程H=17.6m 轴功率 η=76% m= NPSH(汽蚀余量)=5.8m外形尺寸见。进水管径350mm ，出水管径300 mm. 水泵配有电机。水泵的质量=1950kg  电动机的质量=990kg
3 泵站类型的确定
排水泵站的类型取决于进水管渠的埋设深度、来水流量，水泵机组的型号和台数、水文地质条件以及施工方法等因素。选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、运行条件等方面综合考虑,本次设计综合该工程中以上各因素确定泵站为合建式圆形泵站,进水方式为自灌式
4 吸水管路
(1)吸水管路的管径
本设计选用四台水泵三用一备,因此每跟吸水管的流量为=786(m3/h)
因为自灌式进水,故不考虑气蚀余量直径选为DN500流速为1.29m/s,查表可知:i=4.383‰。
(2)阀门
选用的规格如下:
DN=500mm  ζ=0.06
(3)喇叭口
喇叭口大口直径取为D=1.8d=900mm, ζ=0.1
(4) 渐缩管
DN=500×350    ζ=0.2
⑸ 90°弯管两个  ζ=0.64
5 集水池
(1)集水井容积
集水池容积按一台泵5min出水量计，即
V=Q单*5*60/1000=65.5m3
(2)集水井面积
集水井有效水深为2m，则其面积为A=65.5/2=32.75
四.集水池设计计算。（此设计为岸边取水泵房）。
集水池尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。
集水池最低水位：
集水池最高水位：
水泵吸水管进口喇叭口大头直径：DN≧(1.3～1.5)d＝
水泵吸水管进口喇叭口长度：L≧（3.0～7.0）×（D－d）＝
喇叭口距吸水井井壁距离：≥(0.75～1.0)D=
喇叭口之间的距离：≥(1.5～2.0)D=
喇叭口距集水池底距离:≧0.8D=
喇叭口淹没水深:≧(0.5～1.0)=1.0m
所以，集水池长度＝（注：最后还要参考水泵机组之间距离调整确定）。
吸水井宽度＝520×2+650＝1690mm。
(4)集水井尺寸的确定
为了扩大容积,在已计算的集水池基础上扩大,为了减小土方施工量,并达到水位足够深的情况下,只扩大其上部尺寸,格栅各半段直接连入集水池。
6 压水管路
(1)压水管路管径
DN=400mm v=2.014m/s,i=14.3‰,(其中V=2.0---2.5)
(2)闸阀
选用规格为:
DN=400mm   ζ=0.07
(3)渐扩管
DN=300×400  ζ=0.13
(4)90 弯管
DN=400 两个  ζ=0.07
∑h=（ζ1+ζ
7机组尺寸的确定
(1)基础长度L=底座长度L1+(0.15-0.20)=1.05+0.15=1.2
(2)基础宽度B=底座螺孔间距b1+(0.15-0.20)=0.75+0.15=0.9
(3) 基础高度H＝
      ＝
(4)基础与墙的距离c=1.0m
(5) 500TGW-690IC型水泵机组基础平面尺寸为1300×1100m
机组总重量W=(3050+2880)×9.8=58114N。
基础深度H=3.0W/(1.3×1.1×23520)=5.18m
基础实际深度连同泵房底板在内，应为6.36m