1、本章内容本章内容排水泵站设计第一节第一节 排水泵站的功用和设置地点排水泵站的功用和设置地点第二节第二节 常用排水泵常用排水泵第三节第三节 污水泵站设计污水泵站设计第四节第四节 雨水泵站设计雨水泵站设计一、排水泵站的功能一、排水泵站的功能污水泵站雨水泵站合流泵站中途泵站终点泵站将上游来水提升至下游管道内总干沟的终端，把废水排入水体，或把废水送入污水厂处理提升某些低于街管建筑污水入街管局部泵站排水泵站的功用和设置地点排水泵站的功用和设置地点二二、布置位置布置位置需从技术和经济角度考虑：当地卫生要求地质条件电力供应设置应急出口渠的可能性与居住及公共建筑保持适当距离（臭味、噪声）注意高程衔接三三、排水
2、泵站的设备排水泵站的设备泵电机变配电发电机引水设备格栅起重设备常用的常用的排水泵排水泵离心泵离心泵混流泵混流泵轴流泵轴流泵螺旋泵螺旋泵潜污泵潜污泵常用的排水泵常用的排水泵一、几种常用排水泵一、几种常用排水泵1离心泵离心泵 离心泵分卧式和立式两种形式离心泵分卧式和立式两种形式立式立式优点优点它占地面积较小，能节省造价它占地面积较小，能节省造价水泵和电动机可以分别安放在适宜的地方水泵和电动机可以分别安放在适宜的地方立式立式缺点缺点对安装技术和机件精度要求都较高对安装技术和机件精度要求都较高检修不及卧式泵方便检修不及卧式泵方便立式泵立式泵卧式泵卧式泵混流泵混流泵泵内主流方向介乎辐射与轴向之间泵内主流
3、方向介乎辐射与轴向之间用途用途：江河湖海提水、城市排污、农田灌溉、水产养殖。江河湖海提水、城市排污、农田灌溉、水产养殖。全封闭式：用于干式泵房，便于操作、维修。全封闭式：用于干式泵房，便于操作、维修。清水润滑式：可输送污水、泥砂水。清水润滑式：可输送污水、泥砂水。防腐耐磨损喷涂：可输送含酸、碱泥砂的流体。防腐耐磨损喷涂：可输送含酸、碱泥砂的流体。轴流泵轴流泵主流方向和主流方向和泵轴平行泵轴平行螺旋泵螺旋泵特点特点提升絮提升絮体易碎体易碎的回流的回流活性污活性污泥泥没有阻塞问题没有阻塞问题结构简单，可自行制造结构简单，可自行制造无需辅助设备无需辅助设备无需正规泵站无需正规泵站基建投资省基建投资省
4、低速运行，机械磨低速运行，机械磨损小，维修方便损小，维修方便电能消耗少电能消耗少运行费用低运行费用低占地较大，扬程低占地较大，扬程低螺旋泵示意图螺旋泵示意图螺旋泵螺旋泵适用于低扬程适用于低扬程(36m)，进水水位变进水水位变化较小场合化较小场合5潜污泵潜污泵 无需正规的无需正规的泵站，占地面积泵站，占地面积小；管路简单，小；管路简单，配套设备少。配套设备少。潜污泵安装图三、排水泵引水设备三、排水泵引水设备真空泵系统真空泵系统 启动迅速，效率高，尤其适用于大、中型水泵启动迅速，效率高，尤其适用于大、中型水泵和吸水管较长的水泵系统；但操作较繁，自控复杂。和吸水管较长的水泵系统；但操作较繁，自控复杂
5、。水射器水射器(泵泵)适用于小型泵站，具有结构简单、占地少、安装容适用于小型泵站，具有结构简单、占地少、安装容易、工作可靠等特点。易、工作可靠等特点。5.2.1 几种常用排水泵1离心泵 离心泵分卧式（轮轴平放）和立式（轮轴竖放）两种形式卧式离心泵离心泵动画 5.2.1几种常用排水泵1离心泵 离心泵分卧式（轮轴平放）和立式（轮轴竖放）两种形式立式离心泵1离心泵 离心泵分卧式（轮轴平放）和立式（轮轴竖放）两种形式立式泵优点：（1）占地面积较小，能节省造价；（2）水泵和电动机可以分别安放在适宜的地方。应用：城市排水系统中常采用立式泵。5.2.1几种常用排水泵2轴流泵 n轴流泵的主流方向与泵轴平行。n
6、轴流泵的特点是流量大，扬程低，吸水高度很低，仅有12m。n轴流泵常用于输送雨水，广泛应用于城市雨水防洪泵站，大型污水泵站，农业排灌泵站以及大型工矿企业的冷却水泵站中。5.2.1几种常用排水泵2轴流泵 轴流泵动画 5.2.1几种常用排水泵3混流泵 混流泵构造基本上于离心泵相同，只是叶轮的设计不同，泵内主流方向介于辐射和轴向之间。5.2.1几种常用排水泵4螺旋泵 应用：灌溉、排涝、提升污水和污泥。尤其用于污水处理厂的污泥提升方面。螺旋泵示意图5.2.1几种常用排水泵4螺旋泵 应用：灌溉、排涝、提升污水和污泥。尤其用于污水处理厂的污泥提升方面。螺旋泵示意图特点：（1）没有阻塞问题；（2）结构简单，可
7、自行制造；（3）无须辅助设备；（4）无须正规泵站；（5）基建投资省；（6）低速运行，机械磨损小，维修方便；（7）电能消耗少，运行费用低。5.2.1几种常用排水泵4螺旋泵 5.2.1几种常用排水泵5空气提升泵 利用回流活性污泥与“泵”内的混有气泡的活性污泥之间的比重差2-1造成的浮力。常用于提升回流活性污泥。结构简单，管理方便，当压缩空气有现成来源时，可以采用。5.2.1几种常用排水泵6螺杆泵 螺杆泵动画 5.2.1几种常用排水泵7潜水泵 随着防腐措施和防水绝缘性能的不断改善，电动泵组可以制成能放在水中的泵组，称潜水泵。无需正规的泵站，占地面积小；管路简单，配套设备少。5.2.1几种常用排水泵7
8、潜水泵 5.2.1几种常用排水泵v泵组的选择v进水池容积计算确定v泵站的建筑设想及泵组与管道的布置v起重设备的选择和布置v电器设备和自动化设备的选择v施工方法的确定v泵站的建筑与结构设计污水泵站是排水系统中的重要构筑物排水泵站设计中要解决的问题污水泵站的设计污水泵站的设计 根据最大时、平均时、最小时流量及相应的全扬程，按照水泵的特性曲线选择水泵，要求选用的水泵在以上各种情况下能高效运转。一、污水泵的选择 不小于最大一台泵的5min出水量，进水池大小要满足管道与设备的安装要求。人工操作每小时不宜多于4次，自动操作每小时不多于6次。二、进水池 进水池最高水位和最低水位之间的容积。“有效高度”1.5
9、2.0m有效容积有效容积设计要求格栅位置进水池污水入口处作用阻挡粗大物质，保护水泵清渣方式人工、机械，目前一般采用机械格栅栅面与水面成60 70角，过栅流速0.61.0m/s，栅间空隙10 20mm(随水泵类型和大小而定)参数粗 格 栅细 格 栅弧形格栅除污机安装要求吸水管中流速每台泵布置单独的吸水管，力求短而直，以减小阻力损失吸水口设置喇叭口吸水口水平部分顺水流方向略微抬高与水泵连接处采用偏心大小头自灌式布置的水泵，吸水管上应安装闸阀0.71.5m/s吸水管三、吸水管与出水管出水管泵站进水池或上游窨井中设有应急出水口时采用一条总出水管泵站进水池或上游窨井中没有应急出口或泵站很大时采用两条总出
10、水管出水管中流速0.82.5m/s不能小于0.7m/s出水管的所有管道应不妨碍交通、检修等，便于安装和拆卸，一般用法兰接口四、泵组间水泵机组的平面布置一般按单排布置；泵组多时，可采用两排或交叉排列布置影响泵组间布置的因素水泵型号 外形尺寸 水泵台数 泵站建筑形式布置要求泵组之间、泵组与墙壁之间有一定的距离，满足维修和安装需要五、变电室与配电盘电机功率100kW，用380V电机功率200kW，用6300V电机功率在100200kW，视情况而定泵组间的高度应便于设置的吊装泵站的地上部分一般采用自然通风，在地下间应设置机械通风设备无吊车起重设备的泵组间室内净高不小于3.0m有吊车起重设备的泵组间吊起
11、物件与地面物件间有不小于0.5m的净空有高压配电设备的泵组间高度应根据电器设备要求确定六、污水泵站建筑要求七、污水泵站建筑形式按泵站与集水井的组合方式区分合建式分建式常用，进水间与泵组间下层在同一高程上，水泵轴线低于进水室中水位少用，可用于土质差、施工困难、进水间深度大的场合，缺点是水泵启动需用引水设备便于安排设备,需开挖法施工按泵站平面形状矩形圆形组合对土质要求低，可采用沉井法施工地下部分圆形，地上部分矩形，适用于小型泵站 七、污水泵站建筑形式合建式合建式分建式八、事故排出口设置事故排出口的情况设置位置泵站前第一个窨井处污水泵站不可能具有两个独立电源，也没有备用内燃机时事故排出口的设置，应取
12、得当地环保部门卫生机关的同意 雨水泵站的设计雨水泵站的设计 雨水的地面径流量很大，雨水泵站的基建费用很高，使用率往往很低，只有当地势平坦、管路较长或出水河道水位很高时，才考虑设置雨水泵站。雨水泵的选择入流沟道流量的入流沟道流量的120%设计流量设计流量 轴流泵轴流泵和和混流泵混流泵 雨水泵选择雨水泵选择出水量大扬程小出水量大扬程小雨水泵特点雨水泵特点另需装设小流量离心式污水泵另需装设小流量离心式污水泵或小型的轴流泵，以节约电能或小型的轴流泵，以节约电能 合流泵站合流泵站满足满足最大最大设计流量的要求，设计流量的要求，同时考虑雨水径流量的变化同时考虑雨水径流量的变化选型要求选型要求 一般不宜少于
13、一般不宜少于23台，最好选台，最好选用同一型号，可不设用同一型号，可不设备用泵备用泵 台数及型号台数及型号 进水池的设计进水池的设计有效容积有效容积设设计要求：不计要求：不小于最大一小于最大一台泵的台泵的30s出水量出水量 调节池：调节池：雨水沟雨水沟道的断面一般很道的断面一般很大，敷设坡度较大，敷设坡度较小，故将沟道本小，故将沟道本身作为备用调节身作为备用调节池来利用池来利用进水池的设计应进水池的设计应使进水均等地流使进水均等地流向每台水泵，必向每台水泵，必要时可以设置导要时可以设置导流壁或椎，以防流壁或椎，以防涡流的形成涡流的形成P153 按水泵轮轴按水泵轮轴安装的位置安装的位置 竖式竖式
14、卧式卧式 斜式斜式雨水泵站的形式雨水泵站的形式干室干室 湿室湿室 按泵组间按泵组间是否浸水是否浸水 中层：中层：水泵间水泵间特点：检修方便，卫生条特点：检修方便，卫生条件好，因电动机间干燥，件好，因电动机间干燥，运行条件好，造价较高运行条件好，造价较高特点：结构简单，造价较低，吸水特点：结构简单，造价较低，吸水口处易发生漩涡，设备的拆装、检口处易发生漩涡，设备的拆装、检修和维护较为不便，室内的电器修和维护较为不便，室内的电器设备容易受潮，卫生条件较差设备容易受潮，卫生条件较差下层：吸下层：吸水室，连水室，连进水池进水池上层：电上层：电动机间动机间下层：连进水池下层：连进水池（水泵浸于水中）（水
15、泵浸于水中）上层：上层：电机间电机间 根据最大时、平均时、最小时流量及相应的全扬程，按照水泵的特性曲线选择水泵，要求选用的水泵在以上各种情况下能高效运转。污水泵的选择有效容积确定：进水池的有效容积不小于最大一台泵的5分钟出水量。进水池底部应设集水坑，深度一般不小于0.5m，池底向坑口倾斜，坡度不宜小于10。进水池中应设水位指示器。污水泵站进水池内应设置格栅以阻挡粗大的物质，保护水泵。进水池容积还与水泵的操作方式有关，人工操作每小时不宜多于4次，自动操作每小时不宜多于6次。1.52.0m集水坑0.5m进水池的有效容积不小于最大一台泵的5分钟出水量格栅格栅设置在进水池污水入口处，栅面和水面成607
16、0度，过栅流速0.61.0m/s。泵前栅条间隙和栅条断面形状和尺寸参照设计规范确定。格栅位置进水池污水入口处作用阻挡粗大物质，保护水泵清渣方式人工、机械，目前一般采用机械格栅栅面与水面成60 70角，过栅流速0.6 1.0m/s，栅间空隙10 20mm(随水泵类型和大小而定)参数粗 格 栅细 格 栅格栅动画每台水泵都应有单独吸水管，力求短而直。吸水管内流速0.71.5m/s。吸水管的水平部分应顺水流方向微抬高，坡度0.005。（以便于吸水管中空气的排出）出水管的数量取决于泵站的大小和有无应急出口。有应急出口：1条出水管 无应急出口或泵站很大：2条出水管。出水管管内流速0.82.5m/s，在任何
17、情况下应不小于0.7m/s出水管应有倾向进水池的坡度，便于检修放空存水。离心式污水泵出水管上靠近泵的出口处应设逆止阀和闸阀。泵组间水泵机组的平面布置一般按单排布置；泵组多时，可采用两排或交叉排列布置影响泵组间布置的因素水泵型号 外形尺寸 水泵台数 泵站建筑形式布置要求泵组之间、泵组与墙壁之间有一定的距离，满足维修和安装需要污水泵站建筑要求泵组间的高度应便于设置的吊装泵站的地上部分一般采用自然通风，在地下间应设置机械通风设备无吊车起重设备的泵组间室内净高不小于3.0m有吊车起重设备的泵组间吊起物件与地面物件间有不小于0.5m的净空有高压配电设备的泵组间高度应根据电器设备要求确定事故排出口设置事故
18、排出口的情况设置位置泵站前第一个检查井处污水泵站不可能具有两个独立电源，也没有备用内燃机时事故排出口的设置，应取得当地环保部门卫生机关的同意 5.3.7事故排出口污水泵站建筑形式按泵站与集水井的组合方式区分合建式分建式常用，进水间与泵组间下层在同一高程上，水泵轴线低于进水室中水位少用，可用于土质差、施工困难、进水间深度大的场合，缺点是水泵启动需用引水设备5.3.8 污水泵站的建筑型式便于安排设备,需开挖法施工污水泵站建筑形式按泵站平面形状矩形圆形组合对土质要求低，可采用沉井法施工地下部分圆形，地上部分矩形，适用于小型泵站 5.3.8 污水泵站的建筑型式进水间和泵组间合建的形式 1泵站平面呈矩形
19、，便于安排设备，需用开挖法施工。特点：（1）将进水间和泵组间的隔墙完全分隔，互不通气；（2）泵组间（出水间）分上下两层，上层（地面上）为工作室；（3）进水间和泵组间（出水间）的下层在同一高程上，水泵轴线低于进水室中水位（自吸进水）。5.3.8 污水泵站的建筑型式进水间和泵组间合建的形式2 特点：（1）将进水间和泵组间用隔墙完全分隔，互不通气；（2）泵组间（出水间）分上下两层，上层（地面上）为工作室；（3）进水间和泵组间（出水间）的下层在同一高程上，水泵轴线低于进水室中水位（自吸进水）。泵站平面呈圆形，常用沉井法施工，对土质要求低。5.3.8 污水泵站的建筑型式进水间和泵组间合建的形式3 地下部
20、分呈圆形，地上部分呈矩形，适用于小型泵站。特点：（1）将进水间和泵组间用隔墙完全分隔，互不通气；（2）泵组间（出水间）分上下两层，上层（地面上）为工作室；（3）进水间和泵组间（出水间）的下层在同一高程上，水泵轴线低于进水室中水位（自吸进水）。5.3.8 污水泵站的建筑型式可用于土质很差，施工困难，进水间深度又大的场合，其缺点是水泵起动需用引水设备，水泵轴线高程的确定需要计算。雨水的地面径流量很大，雨水泵站的基建费用很高，使用率往往很低，因此，在雨水管道的设计中，应避免建造雨水泵站。只有当地势平坦、管路较长或出水河道水位很高时，才考虑设置雨水泵站。雨水泵的选择入流管渠流量的120%设计流量 轴流
21、泵和混流泵 雨水泵选择出水量大扬程小雨水泵特点另需装设小流量离心式污水泵或小型的轴流泵，以节约电能 合流泵站满足最大设计流量的要求，同时考虑雨水径流量的变化选型要求 一般不宜少于23台，最好选用同一型号，可不设备用泵 台数及型号 5.4.1 雨水泵的选择进水池的设计进水池的设计有效容积：有效容积：设计要求：设计要求：不小于最大不小于最大一台泵的一台泵的30s出水量出水量 调节池调节池：雨水管：雨水管渠的断面一般很渠的断面一般很大，敷设坡度较大，敷设坡度较小，故将管渠本小，故将管渠本身作为备用调节身作为备用调节池来利用池来利用进水方式：进水方式：进水进水池的设计应使进池的设计应使进水均等地流向每
22、水均等地流向每台水泵，必要时台水泵，必要时可以设置导流壁可以设置导流壁或椎，以防涡流或椎，以防涡流的形成的形成 5.4.2 进水池的设计按水泵轮轴按水泵轮轴安装的位置安装的位置 竖式竖式卧式卧式 斜式斜式5.4.3 雨水泵站的形式干室干室 湿室湿室 按泵组间按泵组间是否浸水是否浸水 中层：中层：水泵间水泵间特点：检修方便，卫生条特点：检修方便，卫生条件好，因电动机间干燥，件好，因电动机间干燥，运行条件好，造价较高运行条件好，造价较高特点：结构简单，造价较低，吸水特点：结构简单，造价较低，吸水口处易发生漩涡，设备的拆装、检口处易发生漩涡，设备的拆装、检修和维护较为不便，室内的电器修和维护较为不便
23、，室内的电器设备容易受潮，卫生条件较差设备容易受潮，卫生条件较差下层：吸下层：吸水室，连水室，连进水池进水池上层：电上层：电动机间动机间下层：连进水池下层：连进水池（水泵浸于水中）（水泵浸于水中）上层：上层：电机间电机间5.4.3 雨水泵站的形式局部损失的计算不要求掌握。Qmax居住区生活污水最大流量工厂甲设计流量工厂乙设计流量 8.52.1+26+6=49.85L/s50L/sQmin居住区生活污水最小流量工厂甲设计流量居住区生活污水最小时流量可以按照平均日流量的1估算，则居住区生活污水最小流量8.58640013600 2L/sQmin22628L/s泵站的设计流量应能适应2850L/s间
24、的任何流量泵站进水池泵沉砂池41.5036.4545.50最高水位？最小扬程沉砂池水面标高泵站进水间的最高水位泵站进水间的最高水位泵站入流管水面标高格栅水损格栅水损815cm泵站进水间的最高水位36.45-0.10=36.35(格栅水损取10cm)最小扬程45.50-36.35=9.15m36.24泵站进水池泵沉砂池41.5036.4545.50最低水位泵站进水池最低水位在最高水位下1.50m处扬程的上限最小扬程1.50m=9.15+1.50=10.65m36.24可见净扬程在9.15-10.65m之间。实际选泵的扬程时，还要加上管线水头损失（约2.0m）和自由水头1.0m。这样就可以根据确定的流量和扬程对水泵选型。选用4PW型水泵3台，转速n=960r/min，2用一备。查水泵特性曲线有，其高效工作段的流量为2233L/s，总扬程为12.0-10.5m。进水池池容可根据一台泵5min的扬水量确定。有效水深取1.50m，进水池面积进水池池容/1.50=10/1.5=6.7m2。水泵的最大流量为33L/s，则进水池池容33605/1000=10m3。
