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雨水泵站设计注意的几点问题研究

   日期:2015-10-10     来源:论文网    浏览:8    

  雨水泵站是城市基础设施建设的重要环节,它在排除城市低洼地带或管道的积水,有效避免城市内涝出现等方面发挥着重要的作用。雨水泵站的设计是否合理直接决定着其以后能否稳定可靠地运行。本文主要从雨水泵站设计过程中的资料收集、工艺流程、雨水泵选择以及雨水量计算等多方面分析其设计时应注意的问题。

  所谓雨水泵站主要是指在城市的低洼地带或者城市的雨水管道系统中,设置的用于城市雨水排除的泵站。雨水泵站的设置避免了城市内涝灾害,有效改善了城市居民的居住环境,对于城市形象的建设具有重要的意义。特别是对于地势平坦的平原地区城市而言,由于其雨水管渠的埋深相对较大,且起点与河道的距离相隔较远,从而使洪水的水位高于城市雨水管渠的水位,增加了施工难度,加之海潮的影响,雨水泵站就成为平原地区城市防止内涝灾害的必然选择。

  1 雨水泵站设计前的资料收集

  雨水泵站设计是否科学合理,前期的设计资料收集的完整性与没可靠性至关重要。只有保证所收集的设计资料齐全且可靠,在设计时才能对整工程有一个全局的了解与把握,从而使雨水泵站的设计能够与城市的实际情况相符合,充分发挥雨水泵站的作用。因此,在雨水泵站设计前期的资料收集中,须注意如下问题。

  1.1雨水泵站的位置确定与厂站地形测量

  1)位置的确定。要注意所设置雨水泵站的城市整体规划以及基础设施建设的规划情况,确保雨水泵站设计能与城市基础设施相配套,能与城市的总体规划相协调。对于市政雨水泵站而言,须根据市政的设计与规划的具体需要,确定城市雨水泵站及其排水管的位置;对于工厂的雨水泵站而言,厂区内外皆可设置;

  2)厂站地形测量。在进行厂站地形测量时,测量比例按照1:500或者1:1000进行。同时,测量范围需要结合泵站以及附属构筑物的占地面积进行确定,通常而言,测量范围≥4倍泵站面积为宜。采取沿着管道的中心线的两侧各20m-30m的指标,确定雨水泵站排出管道以及雨水管的测量范围。征地范围以及钻探深度等资料的收集也必不可少。

  1.2降雨强度与河渠水文资料收集

  1)深入了解并掌握雨水泵站所在城市的降雨状况,并对其降雨强度进行准确地计算;

  2)在收集城市雨水排出口位置河渠水文资料过程中,关键在于所收集资料的准确性与可靠性,否则就会影响雨泵站的正常运行,造成不必要的浪费。

  2 雨水泵站的工艺流程设计

  雨水泵站的工艺流程的设计要坚持“从实际出发”的原则进行,结合设置雨水泵站城市的实际情况进行灵活地设计,在设计过程中,具体注意以下方面的问题。

  2.1结合当地实际情况,确定雨水泵站流程

  我国当前的雨水泵站多采用雨水-隔栅间-进水管-雨水调节池-雨水泵站-水泵压力出水管-缓冲池-排水管渠-河流(海洋)的流程进行设计,而在实际的设计中,可根据当地的具体情况,进行设计流程的增减,从而使雨水泵站设计更符合实际的需要。例如,在遇到洪水位或者高潮位的情况,可进行岔道的设计,通过高潮位水泵排水与中低潮位自流排水的方式,将雨水排至河流或海洋之中。

  2.2隔栅设置的注意事项

  隔栅设置时,可根据当地实际,将隔栅间与雨水调节池合并为一体,共同设置于雨水泵站内部。同时,在隔栅设置时,要兼顾进水的稳定与易于清理两种情况,防止漩涡的出现,保证水泵稳定运行。通常而言,雨水泵站在其平面布置方面具有紧凑性的特点,这就造成了雨水泵站排水量非常大,轴流泵是较为合适的选择。

  3 雨水泵的选择与雨水量计算

  3.1合理选择雨水泵

  雨水泵站能否高效安全运行关键在于雨水泵的选择。在雨水泵站的设计中,雨水泵的选择要确保在任何情况下,所选择的各台水泵都能够及时且有效地运转,而且若地面无积水现象,还应保证选用的水泵能够运行足够长的时间。具体应注意如下问题:

  1)雨水泵数量的确定。(1)根据雨水泵的功率以及设计流量(设计流量最大值≤100m?/s)等情况,确定选择雨水泵的数量。雨水泵站的建设涉及到土建、道路以及配套的设备与电器等,投资较高。因此,雨水泵的数量选择在2~5台为宜。(2)若雨水的径流量比较集中或降雨短暂,容易导致雨水管内的压力流形成。这时,选择雨水泵的台数应尽量少,流量尽可能大。(3)根据非暴雨时或者初雨时雨量的排除情况选择雨水泵的数量,同时水泵最好选择相同的型号。当一定容量的雨水调节池允许设置时,选用的水泵数量要适当减少;

  2)水泵组合选择。雨水泵应采用中小型或大中型组合水泵的方式,从而适应雨量的变化。一般而言,可采取设计雨量的的水泵组合,且其中的1台或2台水泵应该选取可调整叶片或者无极变速电机的轴流泵,从而通过调整叶轮或电机的变速,实现水量的调整,提高水泵利用率,有效节约投资;

  3)水泵的扬程确定。首先要确保第一、第二台水泵两者间的启止水位存在差异,但启动水位与停止水位间的差异宜控制在0.3m~0.6m范围内,不宜过大。水泵的扬程需要根据所需自由水头、压力出水管与第一次启动水位间的标高差、局部阻力等因素进行确定,并通过停止水位进行扬程的复核。

  3.2准确计算雨水量

  由于降雨量设计过小容易造成厂房被淹等事故,若过大则会造成大量的浪费。因此,雨水量的计算要结合当地长年的降雨情况进行计算,力求准确。在计算时,主要注意以下问题:

  1)确保城市或全厂的雨水管网的设计与城市雨水泵站的水量设计同时进行;在设计过程中,既要考虑城市或厂区的排水总干管的设计流量,还需要利用所有的管网在压力流状况下的流量进行雨水量的校对;

  2)注意城市或者厂区的地形状况,同时还要了解城市或者厂区内短时间的积水现象是否被允许;   3)城市或者厂区的雨水管网中,都排入了一定数量的污水。如果污水排入量≤8%的雨水量的情况下,雨水流量设计时可不考虑;若污水排入量>10%的雨水量,在流量设计时,需要考虑生产废水的流量;

  4)由于降雨量是一个变量,且波动较大,因此,在流量设计时,要综合考虑小雨、中雨以及暴雨等不同降雨强度阶段的雨水量的排除情况。

  4 雨水泵站与地下式雨水泵站设计的注意事项

  4.1雨水泵站的设计

  雨水泵的主要建筑物便是雨水泵站,它在整个排水系统中作用突出。在其设计的过程中,需要考虑如下问题:

  1)根据所选用水泵的规格及其型号,雨水泵站应设计为干室淹设式雨水泵站。若水泵台数≤3台,雨水泵站可采用圆形;若水泵台数>3台,矩形则较为适宜;

  2)当水泵压力出水管穿墙时,要预埋套管并做到水平设置,在转动轴运转不平稳时,还要注意运用柔性接头减小转动轴产生的应力;

  3)在计算雨水集水池内的有效容量时,需要从所有水泵中的最小启动水位到最大的停止水位进行计算,但要保证集水池有效容量≥所有水泵的1min流量;

  4)若雨水泵站中有污水排入,必须做好雨水集水池的防腐工作,水泵间的布置时,在结合水泵布置的同时,需要预留较为适合的检修空间;

  5)结合吸水喇叭口与泵样本的要求进行集水池底部标高的确定,同时结合最高水位确定电机间的标高,通常而言,电机间标高要超过水位最高时的0.5m之上。

  4.2地下式雨水泵站的设计

  1)在地下式的雨水泵站设计中,由于空气中容易聚集大量CO与H2S等有害气体,不易扩散,因此,必须安装相应的臭气处理设施,降低有害气体对设备及人员的伤害;

  2)地下的变配电间、栅间以及风机房等需要进行完全的分离,并设置单独入口,且尽量减少设备维修工作量;

  3)检修面的选择需要根据所选用设备的检修要求进行,对于检修几率小且大型的设备可以运用汽车吊装的方式;对于检修几率大且较小型的设备,如风机房或变电间内的风机与配电柜等设备,可采用电动葫芦进出。此外,对于污水泵以及拍门等轻型的设备可采用手拉葫芦实施检修。

  城市雨水泵站设计是否合理,直接决定着居民的生活质量以及城市整体形象建设。因此,在雨水泵站的设计过程中,要结合城市的具体实际,全面收集设计资料、并进行雨水泵站流程的设计、准确计算雨水量以及合理选择水泵等,从而保障设计出的雨水泵站在今后能够正常稳定的运行,充分发挥其效用。

 
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