与泵站课件-第8讲给水泵

1第四章给水泵站（第1～4节）要点：水泵选型、台数、泵站电气设备、泵机组布置2前言目的：掌握泵站设计与管理技术主要内容：水泵、管道、机电设备的计算和选用，水泵机组布置，基础安装，吸压水管管径确定、闸阀布置等。合理选用辅机设施，保证泵、管、机正常运行。包括计量、充水、起重、排水、通风、减噪、采光、交通以及水锤防护等3第一节泵站分类

主要掌握：各泵站的用途和特点1、

取水泵站：均匀供水，泵型单一，运行调度简单，有时有调节流量要求；

泵房需适应水位变化，有固定式（圆形地下式泵房）和移动式（泵船），占地面积较小。2、

送水泵站：有分级供水、等压供水要求，泵型及台数较多，运行管理复杂；多为半地下式和地面式矩形泵房，占地面积较大。3、加压泵站：用于分压供水，分时段运行，低峰期不加压4、循环泵站：用于循环使用的生产用水的增压泵型复杂，台数多（供水安全性高，备用率大），流量大、扬程小，多为混流泵或轴流泵；分冷泵组和热泵组（强制循环时）

要求自灌，泵房多为地下式（或湿式）4第二节水泵选择

一、选泵的主要依据：

用户需要流量、扬程及其变化1、泵站从水源取水，输送到净水构筑物

（一泵房、取水泵房）

流量：

式中：为漏损和自身用水系数

扬程：

（另加安全水头）5

2、泵站直接向用户供水或送至地下集水池

（二泵房、送水泵房）

流量：

式中:__给水系统自身用水系数扬程：

式中：静扬程为水源井中枯水位至管网控制点地面标高差；服务水头为管网控制点所要求的最小自由水压6二级泵站运行特点对小城市，均均供水，实际流量按最高日平均时计，据此计算水塔调节容积；对大城市，多采用无水塔、多水源、分散供水系统，泵站分级供水，设计流量按最高日最高时用水量计算，利用调速并联等方式进行流量调节。

7

二、泵的选型及台数1、满足最大工况要求（利弊分析）例：已知：解：考虑最大流量（795）和最大扬程

H=1+2+9.3+6+1.5=19.8由（Q，H）：（795,19.8）选用4台12sh19泵，三用一备82、经济运行，避免过大浪费扬程扬程浪费是因为：用水量的变化、水位的变化，最大流量和扬程同时发生的机率很小用水量减小，管路损失减小，而泵扬程加大，造成较大的扬程浪费，且增加漏水（如4－8图）9

水泵型号及台数的优化选择泵型号越多、扬程浪费越小但安装及管理复杂、且不利备用采用多台同型号泵并联运行，台数选择应便于流量调节例：二级泵站供水量变化较大，应合理选用不同性能水泵，做到大小兼顾，运行中可灵活调度，一般选3～6台泵；3台：1:2:2(可配置5种流量)6台:1:1:2.5:2.5:2.5:2.5（可配制14种流量）合理用尽高效段例：0.85Qp~1.15Qp(P128例:可分别按最大日平均时的0.7,1.0,1.3选泵，水泵组工作范围为所选流量范围的上、下限)选择高效泵，且使单泵工况点位于高效区右下方，以使多数泵均能在高效区运行10例题：已知最高日最高时用水量920L/s,Kh=1.7,Kd=1.3,管网最大用水时泵站内水损11.5m,输水管水损1.5m,地形高差2m,用水区建筑物层数为3（16m）流量范围：最大日最高时流量：920平均日最高时流量：920／1.3＝708平均日平均时流量：920／1.3／1.7＝416最大日平均时流量：920／1.7=541(0.7×0.85×541=)321~(1.3×1.15×541=)809扬程范围：H=2+1.5+11.5+2+16+2(Q=920)H=2+2+16+2(Q=30)在型谱图上划出ab线给出符合流量扬程需求的方案：最高扬程和最大流量11型谱图选泵(P152图4-12）12例题中方案比较（P153表4-1）133、选泵小结原则：根据实际工作中可能发生的最不利工况选泵；对其他不利工况进行校核（1）合理选型和台数：大小兼顾、调配灵活，型号整齐、互为备用，合理用尽高效段，选用大泵、减少台数Q、H变化均小的泵站：台数满足备用，型号力求一致（选3-2台水同型号泵）Q、H变化较大泵站：型号、台数满足不同流量需要（2-3种型号泵，大泵台数较小泵台数多，力求各种工况下的经济运行）例：3-6台泵，设计流量比：3台（1：2：2）（5种流量）；

6台（1：2.5：2.5：2.5：2.5：2.5）(14种流量)143、选泵小结（2）备用泵的选择：根据供水标准按大泵备用（3）泵型选择对泵房结构、布置、占地面积大小有关（4）保证吸水条件，并充分利用吸上真空高度减少泵站埋深（5）考虑发展：土建工程按远期施工，设备按近期安装15三、工况点校核1、一泵房向清水池补充消防储备用水（P154备用泵流量按式4-5计算）2、二泵房（1）事故工况：特点是流量小（要求满足正常用水的75%）、扬程大

(2)消防工况：特点是流量大量增加，低压制时扬程不高（自由水压满足10m），不满足扬程时适当调整管网中各个管径减少水损；流量不满足时可利用备用泵或增设消防用泵16第三节泵站变配电设施及自动测控系统要点：电压等级、变电所组成、电机种类、变频调速方法及适用范围、泵站自控运行17一、变配电系统负荷等级及电压选择1、负荷等级根据停电造成的危害：一级负荷：两个独立电源供电（人身伤亡）二级负荷：两回路供电或一回路专用线路供电（造成大量废品的产生，城市水厂属此类）三级负荷：生活用水小型水厂2、电压选择与泵站规模和供电距离有关：380V（220V）（P<100KW）、

6KV、10KV（中小型水厂）、35KV（大型水厂）

18二、变配电系统

（P133图4-13～14）总变电所（双电源）：主变压器：10KV→6KV厂变压器：10KV→380V变压器容量：按负荷的100%-75%油开关：操作用开关，开关盒内装有变压器油，接通与断开瞬间起灭弧作用隔离开关：在油开关检修时切断电路，高压电路在断路情况下使用，避免带负荷拉闸造成的强电弧

19变配电系统厂变电所（双回路电源）注意：水泵闭阀启动过程，先推上隔离开关，再推上油开关高压配电屏：油开关、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电流表、电压表、功率表低压配电屏：普通闸刀开关作隔离开关采用成套设备（开关柜）开关柜布置应遵守（P158）由低压配电室到水泵房要方便由低压配电室到高压配电室、变压器室要方便要考虑操作路线，上下班进出方便20三、变电所

1、作用：用于接收、变换和分配电能的电气装置2、组成：变压器、开关设备、保护电器、测量仪表、连接母线和电缆3、类型：独立变电所（浪费大，少用）、附设变电所、室内变电所4、位置和数目：根据负荷的大小和分散情况决定（如负荷大、数量少且集中，则集中布置——一二级泵站，反之负荷小、数量大且分散，则分散布置——深井泵站）布置：变电所应尽量靠近电源，低压配电室尽量靠近泵房；线路顺直、尽量短；交通方便21四、常用电动机

1、根据最大功率、转矩、转数选用电机

2、根据电动机功率大小，参考点网电压决定电动机电压（P160）

3、

根据工作环境选外形及构造：防护式电机（不潮湿、少尘），封闭自扇冷式电机（潮湿、多尘），防潮式电机（暂时、露天）

4、根据投资、效率及运行条件等因素选用电机类型：（1）鼠笼式（Y、JS、JO2）：结构简单、价廉、工作可靠、维护方便、易于自动化控制；起动电流大（4～7倍额定电流）（2）绕线型电动机（YR、JR、JRQ）：适用于起动转矩、功率较大或许调速的情况，控制系统复杂（3）同步电机：功率因素高，大型机组采用（>300kw）

22五、交流电动机调速改变电机转速

（P137式4-6，4-7）通过调节交流电机的频率、极对数、转差率改变电机转速同步电机：

调节同步转速（变频、变极）、效率高

异步电机：

调节转差率、效率低

232425变频调速特点：可用于同步或异步电机；转矩一定，频率大，转速大；频率小，转速小；在某一频率下，负载转矩变化时，其转速变化不大——机械特性硬机械特性：转速－转矩特性变压调速的机械特性软电动机转差损耗小，效率高无级调速，调速范围大需变频器26六、水泵机组的控制设备

1、启动方式电机功率<10kw可直接启动，否则需减压启动，深井泵均采用减压启动2、

启动器（1）手操作启动器

(2)电磁启动器便于遥控27七、自动测控系统

1、控制方式（目的：实现生产过程实时监控和自动控制）技术基础：IAC技术（仪表化、自动化、控制化）控制方式：集中型控制、分散型控制、集散型控制、分布式控制2、集散型控制（指挥权集中、控制权分散）三级控制：现场手动控制、车间自动控制、中央控制室集中控制技术基础：工控机（IPC）、可编程控制器（PLC）、及智能化仪表群（P140图4-17）（功能分散、危险分散、提高系统可靠性）

28七、自动测控系统3、

泵站中的测控过程（1）取水泵站：PLC控制子站：监控机组设备、对水源、清水池有关数据进行采集和监控。如电机电流电压、功率、闸阀状态、河流水位浊度；清水池水位流量扬程。自动控制：远程控制和全自动控制（根据水源进水量和出厂水流量决定原水泵开启台数，并根据开启情况让轮换工作）（2）送水泵站：自动控制：根据出厂水压和流量确定清水泵的启停水泵控制：按出厂水压力，控制1-2台恒速泵为基本工作泵，并逐步调节调速泵运行的台数和转速监测：与取水泵站不同之处为监测管网中各测点的压力参数

29第四节水泵机组的布置与基础30一机组布置1、

原则工作安全、可靠，管道总长度按、管件少，便于维修、管理，考虑扩建2、

排列形式（1）

纵向排列：机组轴线平行单排并列（IS泵单级单吸悬臂式离心泵），使吸水管保持顺畅（2）

横向排列：机组轴线平行单行顺列（侧向进出水的水泵Sh型、SA型双吸泵），泵房长度稍长，但跨度减小，进出水管顺直，水力条件好（3）

横向双行排列（图4-22）双吸泵、台数较多或深井泵房采用31323、机组之间各部尺寸

（P142图4-19、P143图4-21）考虑交通、安全、检修方便等因素

吸水管侧至少1m，出水管侧至少3m，门前区至少1m，横轴长度＋0.5m，检修距离0.7m33二、机组基础1、作用：支撑并固定机组，使之运行平稳、防止剧烈振动和基础不均匀沉陷2、设计要点（1）基础尺寸按水泵安装尺寸选取（P143）（外边缘尺寸加混凝土0.15－0.20m保护层厚），基础高度应满足大于机组总量的