福州市中心城区供水工程扩建工程设计

福州市中心城区供水工程扩建工程设计

一、工程建设及其所需水量预测福州有6座水库，总建筑面积43.5万元。水源来自福建省。在城市的中心河中，原水水质较低。通过需水量预测,至1995年城市尚缺水33.0万m3/d,至2000年缺水57.0万m3/d。扩建供水工程已成燃眉之急。经论证,扩建工程分二期进行:一期工程供水量为30.0万m3/d,于1993年建成;二期工程于2000年建成后,供水总量为60.0万m3/d;取水口及取水泵房的土建设计能力不小于80.0万m3/d,一期建成。一、平均河流速度、水质取水口、取水泵房选择在位于城市上游的闽江洪山河段,该河段自淮安分流处至洪山桥下街全长4.5km。洪山河谷较为顺直,河面狭窄,平均河宽约200m,两岸较为陡峭,水流速度大(断面平均流速1.0m/s左右),水面比降(1.5～3.5)和综合粗糙度增大,冲刷加剧、河床刷深,心滩和边滩不发育。该河段洪水位与枯水位高差达10.0m,水质监测结果,基本符合国家地面水环境质量二级标准。取水口、取水泵房距原西区水厂及新建西厂较近,在穿过新开凿隧洞内敷管,管长1600m,是较理想的位置。二、dn3000丁字朗侵权口设置结合河床条件、航道要求及河岸地形等因素综合考虑,取水口采用江心式,泵房为岸边式。取水口直接设在DN2000的自流钢管上,共敷设二根DN2000自流管,在每根自流管的前端设有二个DN3000丁字喇叭口,在喇叭口上装有拦污格栅,喇叭口均伸入河床深槽,喇叭口及自流管采用桩架搁置。泵房为岸边式,采用沉井法施工。三、两种泵的对比及规模根据设计流量及扬程,分别对卧式、立式离心泵及斜流泵进行了技术经济比较,其主要优缺点如下。斜流泵的优点:1.单泵流量大,性能稳定,效率较高,比离心泵高出约5%,从装机功率比较:当Q=30万m3/d时,比离心泵减少420kW;当Q=60万m3/d时,装机功率减少670kW。2.泵体平面尺寸小,充分利用了井室的空间,减少了泵房平面尺寸,从而使土建费用较离心泵节约190万元。其缺点是对进水前池设计水力流态要求较高,泵机安装精度要求高,水下部件多,安装难度较大。离心泵的优点:1.对进水前池水力流态要求较低。2.水泵安装检修较方便,无水下部件。其缺点是:泵效率较斜流泵低,装机功率大;泵体平面尺寸较大,增加泵房面积,高水位时,泵房浮力大,从而增加了土建工程费用。通过上述比较,本工程选择斜流泵,由长沙水泵厂承担设计制造,节约了外汇(本工程是国外贷款项目)。装机规模为:一期安装三台斜流泵,其中一台备用,每台Q=1.9m3/s,H=19m,N=500kW,η=88%;二期添装三台,其中一台备用,每台Q=4.0m3/s,H=19m,N=1000kW,η=88%。四、前池上安装法与水泵出水管设置泵房与进水前池合建在一起,每台泵设有独立的整流进水室,进水室前端设有闸板及格网,在吸水室设有导流墙,泵叶轮浸没在最低水位以下留有足够的安全度,电机设在洪水位以上,为安装、检修水泵方便,在泵房上部设有20T/5T电动桥式双梁起重机,起重机安装高度按能吊起可拆卸的一节泵轴长度而定。在水泵出水管上装有液压控制缓闭阀及检修阀,均设于阀门井内,为缩小沉井尺寸,阀门井挑在沉井井壁上。为便于操作,并减少占地及节约投资,设计中充分利用前池上部的空间布置6kV配电间、控制室、仪表间及生活用房。整个布置紧凑、合理、操作管理方便,节约用地。泵房布置如图1示。五、泵方案的总结1.水阀门无上水流量由于该泵的比转速介于离心泵与轴流泵之间,启动时,要求先打开出水阀门,以免在零流量或很小的出水流量时电流过大,烧毁电机。设计中采用安装一个检修阀与一个缓闭止回阀,启动前先将缓闭阀开启15～30°,用时间继电器控制,待水泵开启后,再开足缓闭止回阀。2.冷却水充足由于泵轴是采用橡胶轴套,在泵启动后,轴的快速旋转与橡胶轴套间产生很大的热量,如得不到充足的冷却水,轴套会被烧坏。故不间断供应充足的冷却水十分重要,要求在水泵启动前5min即应打开冷却水阀门先进行轴套的润滑,且要保证足够的压力(>0.2MPa),水质要清洁,不含泥质,以免磨损泵轴。3.设置真空破坏阀停机后,出水管上的缓闭止回阀关闭,这时由于重力作用,在水泵吸水管内的水流会下落,管内将形成真空,为此,必须在泵管顶点安装真空破坏阀,以保安全。六、对机泵的控制机泵采用PLC控制,有关工艺、电气运行数据、信号可通过无线电传输至净水厂中心控制室。中控室也可直接控制机泵的操作