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污水處理廠提升泵站在設(shè)計時的注意事項
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污水處理廠提升泵站的作用就是要把污水提升到后續(xù)處理單元所要求的高度，使污水實現(xiàn)重力流以便通過后面的處理構(gòu)筑物。污水處理廠提升泵站在設(shè)計時的注意事項總體可概括為以下幾個方面：
(1)泵站選址
泵站的選址要結(jié)合污水收集管網(wǎng)設(shè)計的考慮，包括不同地址建泵站導(dǎo)致的管網(wǎng)工程量的差異、水電接入工程量、占地限制、泵站數(shù)量、能耗、土方量、地基處理和護(hù)坡護(hù)堤等工程難度和費(fèi)用、投資差異、運(yùn)行費(fèi)用差異、環(huán)境影響、文物保護(hù)、廠址地塊價值、拆遷難度、防洪工程量以及泵站對周邊地塊用途和商業(yè)價值的影響等方面，綜合列表比較和評估后確定選址。
(2)泵站規(guī)模
分期建設(shè)的工程比較經(jīng)濟(jì)的做法是建議提升泵站土建和出水管道按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計，水泵機(jī)組按近期規(guī)模配置，待遠(yuǎn)期擴(kuò)建時增加泵或更換泵。市政污水泵站的設(shè)計流量應(yīng)按泵站進(jìn)水總管的較高日較高時流量計算確定。對于污水廠內(nèi)的一級提升泵站，要考慮暴雨情況下的水量激增情況，根據(jù)管網(wǎng)是分流制或合流制的具體情況，采用適當(dāng)?shù)某交蛞缌鞔胧苊庖缢鹿实陌l(fā)生。泵站設(shè)置事故排出口應(yīng)報有關(guān)部門批準(zhǔn)。
(3)預(yù)處理
泵的上游根據(jù)廢水特點(diǎn)選擇預(yù)處理設(shè)施，對于市政污水，設(shè)粗格柵，格柵的柵條間隙取值根據(jù)水泵口徑取值，取值表見《室外排水設(shè)計規(guī)范》。對于特殊工業(yè)廢水，則需要考慮溫度、泥砂量和水質(zhì)如懸浮物、油、酸堿度、粘接性懸浮固體等等因素進(jìn)行針對性設(shè)計。
(4)起吊設(shè)備
泵站起吊設(shè)備可選用電動葫蘆或起重機(jī)，視泵站布置和規(guī)模來定。圖紙上標(biāo)出葫蘆軌道底標(biāo)高，該標(biāo)高根據(jù)水泵尺寸、水泵標(biāo)高、維修空間要求和葫蘆型式選取。軌道伸出池壁外長度取0. 8~1m，再長需要加柱子，不經(jīng)濟(jì)。葫蘆軌道中線位置的設(shè)置要能同時滿足大泵和小泵的起吊以及綜合考慮近期和遠(yuǎn)期換泵的情況，偏差多了會阻礙正常起吊。盡量取到一個比較合適的位置。葫蘆起吊重量應(yīng)根據(jù)不小于較大起吊設(shè)備(或部件)重量的1.3~1.5倍來選。應(yīng)兼顧考慮遠(yuǎn)期設(shè)備。設(shè)計中注意門式吊車寬度不要影響泵的進(jìn)出。起吊設(shè)備為手動控制，自帶控制板。
潛污泵上方吊裝孔蓋板可視環(huán)境需要采取密封措施。吊裝孔尺寸應(yīng)按需起吊較大部件外形尺寸每邊放大0. 2m，邊長或直徑宜不小于800mm。
(5)泵的基礎(chǔ)及機(jī)組布置
潛污泵基礎(chǔ)設(shè)計不但要考慮近期還應(yīng)考慮遠(yuǎn)期，但是基礎(chǔ)上的地腳螺栓預(yù)留孔可只考慮近期，遠(yuǎn)期可重新做，用化學(xué)螺栓，并與土建專業(yè)溝通是否可行。地腳螺栓的埋深和尺寸以及螺栓與基礎(chǔ)邊緣的距離取決于設(shè)備的振動和沖擊性，預(yù)留孔大小與螺栓尺寸相關(guān)，以供貨商的建議作為參考。泵基礎(chǔ)的平面尺寸、剖面尺寸以及地腳螺栓(或膨脹螺栓)的預(yù)留孔尺寸、定位尺寸和深度等信息應(yīng)在圖紙上表示出來。離心泵的基礎(chǔ)的標(biāo)高應(yīng)滿足泵的吸程要求。
水泵基礎(chǔ)的高度一般取200~ 300mm高，根據(jù)泵的大小進(jìn)行調(diào)整，泵基礎(chǔ)間距應(yīng)符合規(guī)范要求，大泵基礎(chǔ)間距和小泵基礎(chǔ)間距有區(qū)別，小于55kw凈距不小于0. 8m，大于 55kW時應(yīng)加大。根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》，給水泵站單排布置時，相鄰兩個機(jī)組及機(jī)組至墻壁間的凈距：電動機(jī)容量不大于55kW時，不小于1.0m；電動機(jī)容量大于55kW時， 不小于1. 2m。當(dāng)機(jī)組豎向布置時，尚需滿足相鄰進(jìn)、出水管道間凈距不小于0. 6m。雙排布置時，進(jìn)、出水管道與相鄰機(jī)組間的凈距宜為0.6~1.2m。當(dāng)考慮就地檢修時，應(yīng)保證泵軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸。地下式泵房或活動式取水泵房以及電動機(jī)容量小于20kW時，水泵機(jī)組間距可適當(dāng)減小。葉輪直徑較大的立式水泵機(jī)組凈距不應(yīng)小于1.5m, 并應(yīng)滿足進(jìn)水流道的布置要求。
水泵基礎(chǔ)的高度一般取200~ 300mm高，根據(jù)泵的大小進(jìn)行調(diào)整，泵基礎(chǔ)間距應(yīng)符合規(guī)范要求，大泵基礎(chǔ)間距和小泵基礎(chǔ)間距有區(qū)別，小于55kw凈距不小于0. 8m，大于 55kW時應(yīng)加大。根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》，給水泵站單排布置時，相鄰兩個機(jī)組及機(jī)組至墻壁間的凈距：電動機(jī)容量不大于55kW時，不小于1.0m；電動機(jī)容量大于55kW時， 不小于1. 2m。當(dāng)機(jī)組豎向布置時，尚需滿足相鄰進(jìn)、出水管道間凈距不小于0. 6m。雙排布置時，進(jìn)、出水管道與相鄰機(jī)組間的凈距宜為0.6~1.2m。當(dāng)考慮就地檢修時，應(yīng)保證泵軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸。地下式泵房或活動式取水泵房以及電動機(jī)容量小于20kW時，水泵機(jī)組間距可適當(dāng)減小。葉輪直徑較大的立式水泵機(jī)組凈距不應(yīng)小于1.5m, 并應(yīng)滿足進(jìn)水流道的布置要求。
根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》(2014年版)和《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》，排水泵房的主要機(jī)組的布置和通道寬度應(yīng)滿足機(jī)電設(shè)備安裝、運(yùn)行和操作的要求，并應(yīng)符合下列要求：水泵機(jī)組基礎(chǔ)間的凈距不宜小于1.0m。機(jī)組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1. 2m。主要通道寬度不宜小于1.5m。配電箱前面通道寬度，低壓配電時不宜小于1.5m，高壓配電時不宜小于2.0m。當(dāng)采用在配電箱后面檢修時，后面距墻的凈距不宜小于1.0m。有電動起重機(jī)的泵房內(nèi)，應(yīng)有吊運(yùn)設(shè)備的通道。
(6)預(yù)防水錘設(shè)計
提升泵站的設(shè)計中必須了解的一個詞是“水錘”。在泵壓力管道中，由于閥門過快開啟或關(guān)閉、停電、停泵、中段管路上的安全閥或減壓閥等的快開快閉等情況發(fā)生時，壓力水流慣性作用導(dǎo)致管道內(nèi)流速突然變化，引起壓力急劇交替升降波動的水力沖擊現(xiàn)象稱為水錘， 又稱水擊。這種水流沖擊可能會損壞閥門和水泵。
預(yù)防水錘是一個系統(tǒng)復(fù)雜的工程。對于輸水管網(wǎng)，管網(wǎng)中根據(jù)地形地貌進(jìn)行高低壓分區(qū)，主輸水管線布置時，減少管路布置的陡峭度，盡量布置平緩管路，應(yīng)考慮盡量避免出現(xiàn)峰點(diǎn)或坡度劇變，在管路中各峰點(diǎn)安裝可靠的排氣閥。按照《室外排水設(shè)計規(guī)范》，重力流管道在倒虹管、長距離直線輸送后變化段會產(chǎn)生氣體的逸出，為防止產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，宜設(shè)置排氣裝置。當(dāng)壓力管道內(nèi)流速較大或管路很長時應(yīng)有消除水錘的措施。為使壓力管道內(nèi)空氣流通、壓力穩(wěn)定，防止污水中產(chǎn)生的氣體逸出后在高點(diǎn)堵塞管道，需設(shè)排氣裝置。上海市合流污水工程的直線壓力管道1~2km，設(shè)1座透氣井，透氣管面積為管道斷面的1/8~1/10,實際運(yùn)行中取得較好的效果。為考慮檢修，故需在管道低點(diǎn)設(shè)排空裝置。
管網(wǎng)設(shè)計中，通過管道進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)平差計算，在流速過高的管段增加管道直徑、壁厚可降低輸水管道的流速一定程度上降低水錘壓力。停泵水錘的大小主要與泵房的幾何揚(yáng)程有關(guān)，幾何揚(yáng)程越高，停泵水錘值也越大。當(dāng)幾何揚(yáng)程≥30m時，各種工況下的較大水錘壓力值(Hmax)與幾何揚(yáng)程(H0)的比值以及水泵較大逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(β max)與額定轉(zhuǎn)速(βn)如下表4-1所示，較大水錘壓力按照《給水排水設(shè)計手冊》計算。表中數(shù)據(jù)為計算值，實際工況中閥門關(guān)閉需要一段時間，因此實際水錘值將與表中所列數(shù)據(jù)有出入。
實際的污水處理工程設(shè)計中，泵站選擇止回閥常遇到的是兩種情況，一種情況是揚(yáng)程不高，管徑小于DN300mm時，可盡量縮短管道長度并適當(dāng)降低管道流速來防止水錘，選用旋啟式或蝶式止回閥。第二種情況是當(dāng)管徑≥DN300mm時，選用微阻緩閉止因閥來消除停泵水錘。
泵站配置水錘消除器和穩(wěn)壓罐的工程實例如圖4-2所示，圖中3個止回閥為微阻緩閉止回閥，用以消除停泵水錘。3根支管連接主干管將水送出。
(7)附屬設(shè)施
獨(dú)立的污水提升泵站應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計變電、配電間、衛(wèi)生間、工具間、值班室、道路、 圍墻、綠化等設(shè)施。泵房設(shè)2個出入口，其中一個應(yīng)能滿足較大設(shè)備和部件進(jìn)出，且應(yīng)與車行道連通，目的是方便設(shè)備吊裝和運(yùn)輸。泵站高度要能滿足吊裝設(shè)備和清渣要求。
(8)地坪標(biāo)高
地坪標(biāo)高考慮洪水位、周邊道路標(biāo)高、排水接口等因素確定，并綜合土建、電氣的要求進(jìn)行布局調(diào)整。泵房室內(nèi)地坪應(yīng)比室外地坪高0.2~0.3m；易受洪水淹沒地區(qū)的泵站，其入口處設(shè)計地面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計洪水位高0. 5m以上；當(dāng)不能滿足上述要求時，可在入口處設(shè)置閘槽等臨時防洪措施。干式離心污水泵站地面地坪宜以1%坡向集水溝，并在集水溝內(nèi)設(shè)抽吸積水的水泵。
(9)電源
根據(jù)規(guī)范，若突然中斷供電，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，使城鎮(zhèn)生活帶來重大影響者應(yīng)采用一級負(fù)荷設(shè)計。二級負(fù)荷宜由二回路供電，二路互為備用或一路常用一路備用。根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052的規(guī)定，二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，對小型負(fù)荷或供電確有困難地區(qū)， 也容許一回路專線供電，但應(yīng)從嚴(yán)掌握，必要時設(shè)柴油發(fā)電機(jī)。一級負(fù)荷應(yīng)有兩個電源供電， 當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。大型輸水泵站35kV變電站都按一級負(fù)荷設(shè)計。
(10)泵站通風(fēng)和除臭
提升泵站可建在室外，根據(jù)規(guī)定和要求進(jìn)行除臭設(shè)計。如在室內(nèi)要做好通風(fēng)除臭設(shè)計， 通風(fēng)換氣次數(shù)一般為5次/h~10次/h，通風(fēng)換氣體積以地面為界。地下式泵房在水泵間有頂板結(jié)構(gòu)時，其自然通風(fēng)條件差，應(yīng)設(shè)置機(jī)械送排風(fēng)綜合系統(tǒng)排除可能產(chǎn)生的有害氣體以及泵房內(nèi)的余熱、余濕?？刹捎梦蓓旓L(fēng)機(jī)等排風(fēng)設(shè)備，吸風(fēng)口要設(shè)置在所有操作場所，并設(shè)有毒有害氣體報警。當(dāng)?shù)叵率奖梅康乃瞄g為無頂板結(jié)構(gòu)，或為地面層泵房時，則根據(jù)通風(fēng)條件和要求確定通風(fēng)方式。送排風(fēng)口應(yīng)合理布置，防止氣流短路。
(11)電氣自控
污水泵啟動或流量過大時如有變頻調(diào)節(jié)，可避免下游二沉池滿堰和出水懸浮物增加的現(xiàn)象發(fā)生。在泵流量設(shè)計合理的前提下，從運(yùn)行方便和節(jié)能角度，建議所有泵均配變頻。泵的自控為PLC根據(jù)液位控制啟停，設(shè)配電柜，中控室監(jiān)控。設(shè)備附近設(shè)現(xiàn)場按鈕箱。如果為設(shè)備自帶控制柜，則中控室監(jiān)控、監(jiān)視。泵的控制為現(xiàn)場手動、液位自動控制和中控室遠(yuǎn)程控制，電氣設(shè)計條件中要注明泵的變頻數(shù)量要求并不得輕易改動，以免產(chǎn)生較大的電氣設(shè)計修改量。泵的變頻數(shù)量、是否配現(xiàn)場電控箱以及備用情況應(yīng)寫到施工圖中。
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