排水泵站的基本類型及特點
排水泵站的基本類型及特點：
排水泵站的類型取決于進水管渠的埋設(shè)深度、來水流量、泵機組的型號與臺數(shù)、水文地質(zhì)條件以及施工方法等因素。選擇排水泵站的類型應(yīng)從造價、布置、施工、運行條件等方面綜合考慮。下面就幾種典型的排水泵站說明其優(yōu)缺點及適用條件。
圖1為合建式圓形排水泵站，裝設(shè)臥式泵，自灌式工作。適合于中、小型排水量，泵不超過四臺。圓形結(jié)構(gòu)受力條件好，便于采用沉井法施工，可降低工程造價，泵啟動方便，易于根據(jù)吸水井中水位實現(xiàn)自動操作。缺點是：機器內(nèi)機組與附屬設(shè)備布置較困難，當(dāng)泵房很深時，工人上下不便，且電動機容易受潮。由于電動機深入地下，需考慮通風(fēng)設(shè)施，以降低機器間的溫度。
圖1 合建式圓形排水泵站
1-排水管渠 2-集水池 3-機器間
4-壓水管 5-臥式污水泵 6-格柵
若將此種類型泵站中的臥式泵改為立式離心泵(也可用軸流泵)，就可避免上述缺點。但是，立式離心泵安裝技術(shù)要求較高，特別是泵房較深，傳動軸甚長時，須設(shè)中間軸承及固定支架，以免泵運行時傳動軸發(fā)生振蕩。由于這種類型能減少泵房面積，降低工程造價，并使電氣設(shè)備運行條件和工人操作條件得到改善，故在我國仍廣泛采用。
圖2為合建式矩形排水泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作。大型泵站用此種類型較合適。泵臺數(shù)為四臺或更多時，采用矩形機器間，在機組、管道和附屬設(shè)備的布置方面較為方便，啟動操作簡單，易于實現(xiàn)自動化。電氣設(shè)備置于上層，不易受潮，工人操作管理條件良好。缺點是建造費用高。當(dāng)土質(zhì)差，地下水位高時，因不利施工，不宜采用。
圖2 合建式矩形排水泵站
1-排水管渠 2-集水池 3-機器間 4-壓水管
5-立式污水管 6-立式電動機 7-格柵
圖3為分建式排水泵站。當(dāng)土質(zhì)差、地下水位高時，為了減少施工困難和降低工程造價，將集水池與機器間分開修建是合理的。將一定深度的集水池單獨修建，施工上相對容易些。為了減小機器間的地下部分深度，應(yīng)盡量利用泵的吸水能力，以提高機器間標(biāo)高。但是，應(yīng)注意泵的允許吸上真空高度不要利用到極限，以免泵站投人運行后吸水發(fā)生困難。因為在設(shè)計當(dāng)中對施工時可能發(fā)生的種種與設(shè)計不符情況和運動后管道積垢、泵磨損、電源頻率降低等情況都無法事先準(zhǔn)確估計，所以適當(dāng)留有余地是必要的。
圖3 分建式圓形排水泵站
1-排水管渠 2-集水池 3-機器間 4-壓水管
5-水泵機組 7-格柵
分建式泵站的主要優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)上處理比合建式簡單，施工較方便，機器間沒有污水滲透和被污水淹沒的危險。它的大缺點是要抽真空啟動，為了滿足排水泵站來水的不均勻，啟動泵較頻繁，給運行操作帶來困難。
合建式排水泵站當(dāng)機器間中泵軸線標(biāo)高高于集水池中水位時(即機器間與集水池的底板不在同一標(biāo)高時)，泵也要采用抽真空啟動。這種類型適應(yīng)于土質(zhì)堅硬，施工困難的條件，為了減少挖方量而不得不將機器間抬高。在運行方面，它的缺點同分建式一樣。實際工程中采用較少。
圖4所示為螺旋泵站布置。污水由來水管，進入螺旋泵的水槽內(nèi)，帶動螺旋泵的電動機及有關(guān)的電氣設(shè)備設(shè)于機器間3內(nèi)，污水經(jīng)螺旋泵提升后進人出水渠5，在渠道起端設(shè)置格柵4。
圖4 螺旋泵站布置
1-來水管 2-螺旋泵 3-機器間 4-格柵 5-出水渠
采用螺旋泵抽水可以不設(shè)集水池，不建地下式或半地下式泵房，節(jié)約土建投資。螺旋泵抽水不需要封閉的管道，因此水頭損失較小，電耗較省。
由于螺旋泵螺旋部分是敞開的，維護與檢修方便，運行時不需看管，便于實行遙控和在無人看管的泵站中使用，還可以直接安裝在下水道內(nèi)提升污水。
螺旋泵可以提升破布、罐頭盒、石頭、雜草、塑料袋以及廢瓶子等任何能進入泵葉片之間的固體物。因此，泵前可不必設(shè)置格柵。格柵設(shè)于泵后，在地面以上，便于安裝、檢修與清除。
使用螺旋泵時，可完全取消通常其他類型污水泵配用的吸水喇叭管、底閥、進水和出水閘閥等配件和設(shè)備。
螺旋泵還有一些其他泵所沒有的特殊功能：例如用在提升活性污泥和含油污水時，由于其轉(zhuǎn)速慢，所以不會打碎污泥顆粒和礬花。用于沉淀池排泥，能使沉淀污泥起一定的濃縮作用。
但是，螺旋泵也有其本身的缺點：受機械加工條件的限制，泵軸不能太粗太長，所以揚程較低，一般為3～6m，國外介紹可達12m。因此，不適用于高揚程、出水水位變化大或出水為壓力管的場合。在需要較大揚程的地方，往往采用二級或多級抽升的布置方式。它和其他泵不同，是斜裝的，由于體積大，占地面積也大，耗鋼材也較多。此外，螺旋泵在敞開布置的情況下，泵運行時，由于污水被攪動而有臭氣逸出。
隨著各種國產(chǎn)潛水泵質(zhì)量的不斷提高，越來越多的新建或改建的排水泵站都采用了各種形式的潛水泵，包括排水用潛水軸流泵、潛水混流泵、潛水離心泵等，其大的優(yōu)點是不需要專門的機器間，將潛水泵直接置于集水井中，但對潛水泵尤其是潛水電機的質(zhì)量要求較高。
圖5所示為潛水泵站布置，將集水井與機器間合建，使用潛水電泵，將潛水泵機組1直接置于集水井2中，甚至可以采用開放式泵房，不需上部結(jié)構(gòu)和固定吊車，機組結(jié)構(gòu)緊湊，泵直接吸水，出水經(jīng)泵出口從原水管口排出。
圖5 潛水泵排水泵站
在工程實踐中，排水泵站的類型是多種多樣的。例如：合建式泵站，集水池采用半圓形，機器間為矩形；合建橢圓形泵站；集水池露天或加蓋；泵站地下部分為圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上部分用矩形磚砌體等等。究竟采取何種類型，應(yīng)根據(jù)具體情況，經(jīng)多方案技術(shù)經(jīng)濟比較后決定。根據(jù)我國設(shè)計和運行經(jīng)驗，凡泵臺數(shù)不多于四臺的污水泵站和三臺或三臺以下的雨水泵站，其地下部分結(jié)構(gòu)采用圓形為經(jīng)濟，其地面以上構(gòu)筑物的形式，必須與周圍建筑物相適應(yīng)。當(dāng)泵臺數(shù)超過上述數(shù)量時，地下及地上部分都可采用矩形或由矩形組合成的多邊形；地下部分有時為了發(fā)揮圓形結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟和便于沉井施工的優(yōu)點，也可以采取將集水池和機器間分開為兩個構(gòu)筑物的布置方式，或者將泵分設(shè)在兩個地下的圓形構(gòu)筑物內(nèi)，地上部分可以處理為矩形或腰圓形。這種布置適用于流量較大的雨水泵站或合流泵站。對于抽送會產(chǎn)生易燃易爆和有毒氣體的污水泵站，必須設(shè)計為單獨的建筑物，并應(yīng)采用相應(yīng)的防護措施。