寒溪河南岸下穿通道雨水泵站

一、背景資料

本工程為寒溪河南岸下穿通道雨水泵站

泵站設計情況：

雨水流量：1541.77m³/h ，揚程：10m。

進水管底標高：-1.53m，出水管中心標高2.50m ，地面標高：5.7m；

進水管徑800mm，出水管徑600mm。

出水與進水角度180°。

1、提升泵房

1.1提升泵房采用潛水泵站的形式，選用3臺潛水排污泵，3用。水泵采用固定自耦式安裝。

考慮按3臺水泵（3用），每臺水泵的流量為：

      Q max=1541.77m3/h，單泵流量：Q=514m3/h，楊程：H=10m

1.2水泵選型

單泵流量：Q=514m3/h，楊程：H=10m，N=30KW

所選水泵蝸殼尺寸為721mm，高度為1363mm，

水泵蝸殼總尺寸：701*3=2103mm

水泵之間的安全距離是中心距離的1.5倍：701/2*3=1051.7mm

水泵到筒體邊緣安全距離：300*2=600mm

合計：水泵蝸殼總尺寸+水泵之間的安全距離是中心距離的1.5倍+水泵到筒

體邊緣安全距離=2103+1051.7+600=3754.7mm

按照泵站標準設備型號此次選用直徑為3.8m

1.3筒體高度計算

雨水集水池池有效容積按Vmin=Q/4*Zmax計算，其中按每小時啟泵不超過6次核算（備注：根據《GB 50014-2006室外排水設計規范》中5.3.1 1中規定：每小時開動水泵不得超過6次。雖然有的品牌水泵可以達到每小時啟動15次以上，但是考慮到綜合安全性，仍取6次。）

（1）采用液位控制水泵自動開停時，泵池內最高液位和最低液位之間的有效容積應根據水泵每小時最大啟停次數確定，可采用式計算：

式中：VEff——泵站有效容積（m3）

Qp——泵站最大一臺泵的泵送流量（m3/h）

Zmax——水泵每小時最大啟停次數。按照6次計算。

水泵流量Q=514m3/h，經計算VEff=21.42m3

泵站直徑按3.8m計，

則有效水深： H1=21.42/(3.14*1.9*1.9)=1.89m，取1.89m

水泵保護高度：水泵高度為：1363m根據國家排水規范取水泵高度即1363m

底部u型漕：0.4m

即泵站高度為=地面標高-進水口管底標高+有效容積高度+水泵保護高度

+底部u型漕=5.7-（-1.53）+1.89+1.363+0.4=10.883m，取10.883m。

4、揚程計算

1）桶底標高與出水口標高之間的凈高差為：

出水口管底標高為：2.2m，桶底標高：-5.183m

則靜揚程為H1：2.2-（-5.183）=7.383m。

2）管道損失計算：

單泵的流量為Q=5140m³/h，v=1.9m/s

水泵的出水管道直徑為250

管道摩擦系數=0.021

筒體內沿程水力損失：H_f=0.021×7.383÷0.2×1.9²÷(2×9.81)=0.14m

筒體內局部水力損失：H_j=（1.5+1.0+1.2+0.3+1.0）×1.9²÷(2×9.81)

　　　　　　　　　　 =0.9m

最低水位與出口的高度差：H_a=7.383m

筒體內水泵所需揚程H=0.14+0.9+7.383=8.423m

總計揚程為8.423m，所以水泵揚程取9m是安全合理的。

水泵型號為國產通用型250WQ460-13-30。

2、提籃格柵

由于來水為雨水，前端對贓物攔截有不確定因素，所以泵站進水口配用提籃格柵，以保證水泵長期有效安全運行，具體型號900×300×1100mm，材質為不銹鋼304，柵隙為40mm。

三、綜上所述

設計一套泵站安裝，筒體直徑3.8米，筒體高度10.883米，泵站內部管路管徑DN250；擬設置3臺潛水排污泵組合工作。單臺水泵流量為Q=514m3/h，揚程9m，功率30kw。提籃格柵一套。其他配套設備由預制泵站廠家統一提供。所以，最終確定FYPS預制泵站規格：FYPS-3800-108.83-3

四、泵站運行簡述

當污水通過進水管先經過提籃格柵進行過濾攔截處理，然后進入泵站。當水位到達一泵啟動水位，泵站第一臺水泵啟動。隨著水位繼續上升泵站的第二，第三臺水泵也開始運轉。

附：FYPS預制泵站構造基本說明

1． 防滑頂蓋

蓋板材料由GRP制成。

蓋板內外表面平整，不允許有深度2mm以上的裂紋，不允許有分層脫層，纖維祼露、樹脂結節、異物夾雜、色澤明顯不勻等現象。

GRP材料外保護層加抗紫外線材料，防止長時間裸露在太陽光下面老化。

整體頂蓋有防滑措施，如防滑花紋或顆粒，并刷有防腐漆。

2． 泵站上蓋

采用鋁合金制成，帶安全格柵、通風排氣管和扶手?？杉友b防盜安全鎖?？杉託鈮簭椈?，輕松打開。厚度須5mm

3． 玻璃鋼筒體

★筒體以無堿玻璃纖維無捻粗紗及其制品為增強材料，熱固性樹脂為高標號頂級樹脂，采用計算機控制纏繞工藝，確保厚度均勻并達到設計要求，結構層厚度由結構設計確定，其剛度經過FEA（計算有限元分析Finite Element Analysis）技術校核。筒體巴氏硬度達到40Hba以上，拉伸強度達到150MPa,彎曲強度達到120Mpa（廠家必須提供相關檢驗報告）。出廠前須進行100%防滲漏試驗，確保無泄漏。泵站主體結構設計壽命為50年。

4． 吊耳

外部一體化吊耳易于安裝。

5． 配套水泵

配套性能優越的國內知名品牌污水泵。在設計負荷范圍內，無振動和氣蝕現象，運行平穩。泵的所有旋轉部件（包括電機）在制造時均進行動、靜平衡實驗。泵運轉噪音低于80dB(A)。

自耦安裝的潛污泵，配備有出水彎管、自耦底座和移動、自動就位時起連接作用的不銹鋼導軌及提升鏈。水泵經過導軌引導能夠在泵坑頂部和自耦底座之間自由滑動。

★水泵與藕合底座的密封為金屬與金屬之間的連接并由輔助橡膠圈密封。

★潛污泵的葉輪帶有葉輪端耐磨環，泵體帶有蝸殼端的耐磨環，相應的間隙能夠有效的保證潛污泵在整個使用壽命周期內的高效運轉。

★泵的潛水電機是三相鼠籠式感應電機。電機的防護等級為IEC IP68級，絕緣等級為F級，155℃。合適的額定功率保證水泵在整個性能曲線中不會發生過載。電機能每小時啟動15次。電機軸和轉子經動、靜平衡測試合格。

電機設計成在最高40℃(104F)環境下工作。泵頭和電機能浸入和連續泵送最高為40℃的液體，并且定子繞組的平均溫升不超過80℃。

電機和電纜能在最大20米淹深下連續使用而不失去其防水性能（符合IP68防護等級）。

為監控每相繞阻上的溫度，在每相定子繞組線圈中裝有熱敏開關，熱敏開關的設定打開溫度為150℃，并接至控制柜，與控制繼電器連接。

★電機保護

電機內設多個保護裝置并監測控制。包括埋置在定子線圈中熱敏開關、接線室內機械式觸動的濕度微動開關。

1）熱敏開關

電機定子的每一相均由常閉型雙金屬片式熱敏開關保護，熱敏開關埋置于定子內，三只串聯于同一回路中。在150°C時動作斷開，以防線圈過載、過熱，保護電機。當溫度過高時，熱敏開關打開，報警并停止電機。

2）泄漏傳感器

在接線室內設濕度傳感器，在接線室進水時提前預警以防損壞電機。泄漏傳感器必須在電機內水份去除后才能手動更換，而不能自動復位，以防止電機內還有水份時電機啟動。

3）油室漏水保護

在油室中設漏水保護傳感器，確保在水進入電機室前提前預警，以便用戶及時采取維修保養措施，在液體進入電機室前換油，保護電機不進水。維修可以安排在正常停泵時從容進行，避免緊急停機，不會影響設備的工藝運行。

4)水泵專用保護繼電器隨水泵配套提供，安裝于就地控制箱內,其電源要求為AC220V或AC24V。專用保護繼電器接受水泵電機保護元件的報警信號，并將報警故障信號傳送到泵的管理系統或污水處理廠的中央控制系統。以便自動停止電機。

6.壓力管路

要求使用SUS304不銹鋼材料。所有管路在出廠前均通過壓力測試，以防泄漏。

7.服務平臺

內置服務平臺，（按圖紙）要求定制不同形式、位置和高度的平臺，堅固可靠，可滿足日常在平臺上檢修和維護設備使用。

8.液位傳感器

采用靜壓液位儀（標配），配套專用水泵控制系統，實現泵站液位自動控制運行。

9.智能底部設計

★經CFD（計算機流體動力學Computational Fluid Dynamics）特殊設計的預制泵站智能化底部采用下凹式結構，可抵抗地下水的壓力而不變形，同時只允許少量的污水停留在泵坑，當泵再次啟動時，泵坑附近的大流速可以達到自清潔的效果，免除了人工清淤。

10. 預制泵站電氣控制系統

1)、泵運行控制系統需具備下列功能：

性能控制-能耗最佳化

總線通訊

運行向導

泵的自動并聯控制

運行中泵之間的自動切換功能 (確保所有泵運行時間相同)

手動操作運行 (對單泵測試)

泵和系統的監視功能

──電機保護-集成水泵電機保護功能

──總線通訊

可選配件：外部RS485接口 (可選G100或CIU通訊模塊，協議有GENI, PROFI, LON…)； GPRS/GSM無線遠程通訊功能并提供配套SCADA遠程監控平臺

可遠程手機接收報警信息，遠程電腦監測及控制整個泵站運行，實現整個泵站無人值守，確保泵站的安全運行

   ──測量值的最大、最小限制；可實現系統失控時停機功能

──進水流量體積估算

──出水流量體積估算

──預防堵轉，堵塞并自動解決

──排空泡沫

──測試運行

顯示、報警和信號功能：

──320*240 1/4 VGA顯示LCD顯示屏，帶背景光設計，使得操作不再考慮環境亮度的影響

──帶中文語言顯示功能；并提供7種語言可供選擇，使系統可滿足不同國家地區的使用需求，操作簡便，可進行實時切換

──系統結構圖形直觀顯示，可從系統圖中直接顯示出各泵運行故障情況及轉速，泵站液位

──可讀出系統的液位值，計算流量、功率損耗等信息

──運行和故障信號自動轉換接觸器

2）、其他功能

除以上主要功能外，電氣控制系統還提供以下功能：

1）電壓，電流指示

2）泵自動，手動運行切換

3）系統運行故障報警

4）緊急運行開關，功能如下：

  當控制柜發生故障時，通過緊急運行開關進行緊急運行。

  在發貨前，成套增壓設備已經過廠方測試，并按要求設置好，以備運行。

備注說明：泵站供應商需為預制泵站專業生產廠家，必須具有ISO9001質量管理體系認證、14001環境管理體系認證、18001職業健康安全管理體系認證（認證內容須為：一體化預制泵站生產），廠家須出具省級以上質檢部門通過的

《一體化預制泵站質檢報告》和《GRP玻璃鋼筒體質檢報告》，以及《泵站CFD流體分析報告》和GRP玻璃鋼筒體強度《CAE有限元分析報告》，以上資料設備驗收時必須提供，否則無法通過驗收。

案例圖片：