论述双向泵、单向泵的可行性

江门市天沙河引水增流工程初步方案
天沙河引水增流工程初步方案
按天沙河目前存在的主要问题，要彻底根治天沙河污染问题，首先要进行截污，将排入天沙河的工业和生活污水进行净化处理，其次还需兴建动力引水增流设施，引西江水入城，提高天沙河景观水位。

经初步计算和规划，天沙河动力引水增流方案需兴建如下设施：
1、兴建横江抽水泵站，要求抽水流量为12.0m3/s，装机容量为620kw。

2、疏浚扩宽横江河2.5k m。

3、兴建海口、桐井、丹灶三座节制闸。

4、兴建调度自动化控制系统。

5、配套其他有关设施。

工程估算投资约1.5亿元，年运行管理费用约需1000万元。

以上工程完成后，可以进行自流及动力引水调度。

趁外江落潮时开启江咀水闸排水，使天沙河水位从0.8m（珠基）景观水位预降至0.02~0.04m，然后关闭江咀水闸；趁外江涨潮、外江水位与内河水位形成水位差时，从横江、宁波两水闸或横江、宁波、耙冲三水闸引水，至内外江水位接近相平时关闭引水水闸；再由横江泵站抽水补充到景观水位0.8m，引排换水周期为7~8天。

经初步计算，若一个周期内自天沙河周边排入天沙河的污染总量为天沙河内原有污染物总量的
20%，引入水中的污染物浓度为天沙河内原有污染物浓度的20%，经大约7次引排的重复过程，天沙河内该种污染物稳定浓度约为天沙河内原有污染物浓度的60%，该方案对改善天沙河水环境效果明显。

七双向泵
双向泵抽水、排涝的工况。

抽水工况点：设计站扬程=0.8－（－0.2）= 1.0 m
排涝工况点：设计站扬程=4.41－ 2.0 = 2.41 m
最高运行站扬程=5.30 －2.0=3.30 m
按照抽水要求的流量来确定双向泵的型号，按照排涝的最高扬程下的电机功率来定装机容量，选出1000ZWSB3.2-2型双向泵，其综合特性曲线见后附件。

从双向泵的特性曲线来看，就本泵站而言，双向泵抽水性能尚可，但排涝性能不明显，效率很低；另外按规划要求，西江水厂上游的5公里范围内是不允许新建排涝泵站的，而横江泵站正好位于西江水厂上游的5公里范围内，所以横江泵站的排涝功能要论证。

横江泵站最主要任务是从西江抽水入天沙河改善天沙河水环境，
而排涝任务是次要的，是可以忽略的，所以本泵站可以考虑用单向泵，即是单向抽水。

双向泵和单向泵的比较见下表。

从上面的方案比较来看，建议选用单向泵。

八、单向泵
原先方案曾经提出过应用离心泵的构想。

但是离心泵的应用扬程比较高，而横江泵站的抽水扬程比较低，从扬程上来分析本泵站不适用离心泵。

泵站规范规定，扬程高于10米才考虑用离心泵；另外目前市场上没有查到有扬程低于5米的离心泵的资料，而且从离心泵的性能曲线来分析，当离心泵扬程越低的时候，电机功率是越高的，这对于低扬程的横江抽水泵站来讲是很不经济的。

而轴流泵的性能曲线
则和离心泵刚好相反，扬程越低的时候，电机功率也是越低的，所以如果本泵站考虑采用单向泵的话，建议选用低扬程大流量的轴流泵。

横江泵站装机规模的确定
1 泵型的选择
1.1 引水工况下泵站的特征水位和特征扬程
（横江泵站抽水←西江，横江泵站从西江抽水入天沙河）
1.1.1 引水工况下横江泵站特征水位：
（1）横江泵站设计水位：是排水泵站前经常出现的内涝水位，是计算确定泵站设计扬程的依据。

取降雨前内河水位1.1m为依据，推算到站前为0.8m。

(2) 横江泵站最低运行水位：横江泵站抽水入天沙河的构想是“趁外江落潮时开启江咀水闸排水，使天沙河水位从0.8m（珠基）景观水位预降至0.02~0.04m，然后关闭江咀水闸；趁外江涨潮、外江水位与内河水位形成水位差时，从横江、宁波两水闸或横江、宁波、耙冲三水闸引水，至内外江水位接近相平时关闭引水水闸；再由横江泵站抽水补充到景观水位0.8 m”。

所以取0.0 m为横江泵站最低运行水位。

1.1.2 引水工况下西江水位的确定
（1）西江设计水位：指横江泵站位于西江出口前引水渠的水位。

西江退潮时的最低潮位为-0.2m，通过引水渠引到横江泵站位于西江出口，按照水面坡降从西江推算到横江泵站西江出口处，水位为-0.4，水面坡降0.2m。

（1）设计净扬程=设计外水位－设计内水位=0.8－（－0.4）=1.2 m 设计扬程（估算）=设计净扬程+水力损失=1.2+1.8=3.0 m
1.2 排洪工况下泵站的特征水位和特征扬程
（横江泵站排洪→西江，横江泵站向西江排洪水）
1.2.1 排洪工况下横江泵站特征水位：
（1）横江泵站最高运行水位：横江河堤防顶高程为4.0 m，根据防洪要求，横江河水位最高防洪水位为3.0 m，以该水位3.0 m作为最高运行水位。

(2) 横江泵站设计水位：是排水泵站前经常出现的内涝水位，是计算确定泵站设计扬程的依据。

取降雨前内河水位2.0m为设计水位。

1.2.2 排洪工况下西江水位的确定
（1）最高运行设计水位：取西江20年一遇设计洪水位，为5.30m。

（2）设计外水位：本站设计采用10年一遇24小时暴雨所产生的径流量一天排干标准，应取外江重现期10年一遇洪水日平均水位作为设计水位，但无实测资料，另根据广东省水利厅粤水总字[1995]14号文“关于印发《广东省防洪（潮）标准和治涝标准》（试行）的通知”规定，潮区可采用5年一遇最高水位作为设计水位，即4.41m。

（1）设计净扬程=设计外水位－设计内水位=4.41－2.0=2.41 m 设计扬程（估算）=设计净扬程+水力损失=2.41+1.7=4.11 m （2）最高净扬程=最高运行外水位－设计内水位=5.30－2.0=3.30m 最高扬程（估算）=设计净扬程+水力损失=3.3+1.4=4.85 m
1.3泵型的选择
根据横江泵站低扬程大流量的特性，查阅水泵性能综合型谱图，轴流泵符合低扬程大流量的要求，本泵站决定使用轴流泵。

2 单向泵和双向型的选择
2.1 以引水条件和排水条件比选双向泵的规模
横江泵站主要任务是从西江抽水入天沙河改善天沙河水环境，在满足抽水的情况下兼顾排洪。

根据“按抽水设计扬程的流量选择水泵台数和按排洪最高扬程的轴功率选择电动机”的原则，选定的双向泵的泵站装机方案如下：水泵型号：平面S形双向轴流泵1000ZWSB3.2-2,Φ=+2°，n=490r/min，装设4台。

装机容量为4×200=800KW,配套拍门直径Dg为1200mm，变压器容量为1000KV A。

估算抽水流量4×3.21=12.84 m3/s，估算排洪流量4×2.4=9.6m3/s。

2.1 以引水条件比选单向泵的规模
根据“按抽水设计扬程的流量选择水泵台数和按最大轴功率选择电动机”的原则，选定的单向泵的泵站装机方案如下：
水泵型号1000ZLB－125,Φ=0°，n=490r/min，装设4台。

装机容量为4×155=620KW,估算流量4×3.5=14.0 m3/s。

配套拍门直径Dg 为1200mm，变压器容量为800KV A。

2.3单向泵和双向型的比较
单向泵和双向型的比较
从双向泵的特性曲线来看，就本泵站而言，双向泵能满足改善天
沙河水环境需要的抽水量；但是排洪流量比较少，对于天沙河的防洪起不到什么作用，同时排洪的效率非常低，非常浪费电能；另外，按规划要求，西江水厂上游的5公里范围内是不允许新建排涝泵站的，而横江泵站正好位于西江水厂上游的5公里范围内，所以横江泵站的排洪功能需要环保部门的审批。

横江泵站主要任务是从西江抽水入天沙河改善天沙河水环境，而排洪任务是次要的，天沙河的防洪可以通过其他泵站来实现。

所以横江泵站建议采用单向泵，即是单向抽水。

水泵型号：轴流泵1000ZLB－125,Φ=0°，n=490r/min，装设4台。

装机容量为4×155=620KW,估算流量4×3.5=14.0 m3/s。

配套拍门直径Dg为1200mm，变压器容量为800KV A。