（深圳市市政设计研究院有限公司，518029）
【摘 要】本文介绍了市政供水加压泵站中水泵的选择与设置、工艺布置及设计参数的确定等。还指出应在加压泵站的设计过程中加强泵站的节能考虑。
【关键词】市政供水加压泵站；工艺设计；变频调速；节能
市政供水加压泵站（以下简称供水泵站）作为城市供水管网的重要环节，其运行状况、能效情况直接影响到各地水务公司和泵房管理单位的社会效益及经济效益。在城市给水工程设计中，供水泵站是给排水设计工作中很重要的一部分内容，设计成果的特性，直接影响到泵房的正常运行及供水安全。
1、泵站选址要点
供水泵站是为居民提供生活和生产用水的，确保水源可靠和水质符合规定要求是选址时必须考虑的首要条件。还应考虑供水半径、工程占地、对周边环境影响、拆迁因素等，合理利用土地，并兼顾工程扩建的可能性。
因此，在确保水源水质安全可靠的基础上，适当减小供水半径，供水泵房优先选择设置在远离居住建筑的场站内，并尽量设置在地面层，这种做法不但解决了噪声问题，还满足了泵房采光、通风的要求，排水问题也较好解决；次之选择在远离住宅楼的地下室内，形成地下室结构或者半地下室结构泵房；再者设置在一层为商服网点等对安静要求较低的住宅地下室内。后两种情况需设置机械通风系统。总之，泵站选址及形式应充分考虑安全可靠，经济高效。
2、泵站工艺设计要点
2.1泵站供水方式
常用供水方式有：工频水泵供水、气压水罐+工频水泵供水、清水池+变频调速设备供水（以下简称变频调速供水）、管网叠压供水。
管网叠压供水（无负压供水），可基本消除二次污染，运行能耗较低，占地面积最小。其工作原理为：直接从市政给水管网吸水，当市政管网内水压波动、水量不足时，吸水管路上的“速断”装置马上切断与市政管网的供水联系，达到不影响为附近用户供水的目的。
变频调速供水是加压供水系统的主流方式。供水安全性高，水泵变频工作，调速运行，运行费用也较理想。且部分城市对管网叠压供水设备的使用管理严格，而清水池+变频调速设备供水恰好弥补了城市供水调节容积欠缺的不足。因此，供水公司更倾向于变频调速供水方式。
2.2泵站设计参数的确定
2.2.1泵站设计流量确定
根据片区供水需求确定供水泵站设计规模为2.2万m3/d。
2.2.2泵站设计扬程
根据加压泵站站址选择和布设，确定泵站的设计扬程。供水管线净扬程Hst为42.5m（泵站清水池最高水位约576.5m，最不利供水点高程为619m，输水管线长2.4km。
（1）泵房内水头损失h=吸水管路水头损失+压水管路水头损失=4m。
（2）输水管路损失hi
输水管线为DN600球墨铸铁管，1000i=3.3，故hi=il×1.2=3.3×2500/1000×1.2=9.9m。
（3）安全水头：2m
则泵站计算总扬程为：H=Hst+ h+hi+2=58.4m，选用扬程H=60m。
2.3水泵选择的要点
根据总体设计要求，选用卧式离心清水泵，因片区逐步开发，用水量变化大，故采用大、小泵搭配的方式，共选用6台水泵。所有土建均一次建成，大泵根据片区的开发计划逐步增加：
（1）2台小泵：Q=100m3/h，H=60米，一用一备（近期变频供水组，考虑到近期开发片区用水量较小，尤其是夜间），备用泵自投。
（2）4台大泵：Q=500m3/h，H=60米。近期（2014-2017）一用一备，变频控制；中期（2018-2020）二用一备；远期（2021-2022）三用一备，备用泵自投。
水泵选型时，应全面考虑泵站内水泵机组优化组合，尽可能结合用户用水需求的实际情况，选择较为节能的水泵，实现节能高效。
2.4泵站总体布置
泵站总体布置，在满足供水需求的前提下，根据地形、风向、进（出）站交通条件，安全防火和自然通风，充分利用自然资源，合理确定建筑物室外场地、设施位置、绿化场地和建筑风格等。道路、生产区、辅助生产区、生活区功能明确，并与供水流程有机结合顺畅，在统一布局的前提下，不失各个分区的灵活性与功能性，形成布局合理、功能明确、生产安全、生活全面、交通顺畅、完整统一的整体布局。
泵站主要构筑物有：泵房和控制室、低压配电及变压器室、高压配电室、值班室、清水池、流量计井、消毒措施等。
2.5泵房工艺要点
泵房建设采用半地下式泵房，水池容积按最高日用水量10%考虑，故设置容积为1100m3的清水池2座。
水泵开启采用恒压控制。启泵时需保持水泵出水管电动碟阀处于关闭状态，待泵启动后再打开出水管电动蝶阀。吸水管上手动闸阀常开，待所有出水管上电动碟阀及水泵均关闭时才可关闭。
半地下式泵房下部结构采用钢筋混凝土，水泵及管道呈直线型布置（如图）；管路布置简洁，水头损失较小，结构体系合理，检修便捷。泵房共设6台泵组，其中□1为4台主泵供水组（虚线框内为中、远期预留），□3为近期变频供水泵组；整个泵组布置为单列式，水泵吸水管路上设吸水喇叭管、90°弯头、手动闸阀、挠性橡胶接头、偏心渐缩管各1个，压水管路上设同心渐放管、微阻缓闭止回阀、电动蝶阀、挠性橡胶接头、手动蝶阀各一个，并在出水总管上设置水锤消除器及压力表。
3、泵站设计中的节能措施
3.1水泵选型中的节能
水泵的选型配套、安装运行、维修管理的好坏，不仅对工程投资的影响很大，而且与节约能源、降低成本，提高经济效益都密切相关。水泵设计选型切不可随意，而要通过细致的计算，这是节能的重要措施。主要以供水扬程和流量为依据，合理准确确定泵的参数，使之以最高效状态满足用户水量要求。全面考虑泵站内水泵机组优化组合，尽可能结合用户用水需求的实际情况，选择较为节能的水泵，实现节能高效。
3.2水泵改型、更新和维修管理上的节能
当泵站服务面积和泵供水能力改变时，使原配的泵工况偏离了其设计工作点时，应结合具体情况，权衡利弊，及时更换新型节能泵或更换叶轮，以满足新输水能力，保持泵的持续高效。并且泵在运行中必然有磨损，严重时可使泵的效率降低5％～20％，因此良好的维修管理也是泵高效运行的保证。
3.3水泵调速节能
采用全部或部分变频控制的运行方式，根据最不利点压力设定泵站的泵口压力，既能节省由水量变化而引起的水泵剩余扬程，又能节省管网阻力下降而产生的剩余扬程。不仅可降低能耗，也可节约由于水压过高而漏损的大量水源。现场试验和调查表明：变频控制运行与工频运行对比节能率≥25％，且变频控制方式不会因末梢管网压力过大而损坏用户用水器具和爆管等现象的发生，避免出现水头浪费的情况。
4、结语
随着城市的发展，市政供水管网由管网和加压设施有机组合,市政供水加压泵站已是市政给水体系中不可缺少的组成部分,作为城市给水管网的延续，设计工作中应充分发挥其作用，根据区域管网的实际情况，选择加压方式，合理组合水泵机组，实现高效节能。
论文作者:罗春幸
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：泵站论文; 水泵论文; 泵房论文; 管网论文; 扬程论文; 节能论文; 市政论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;