泵与泵站(第五版)第五章排水泵站
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第五章 排水泵站
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 排水泵站的分类与特点 污水泵站的工艺设计 雨水泵站的工艺设计 合流泵站的工艺设计 螺旋污水泵站的工艺设计 排水泵站的节能及SCADA系统
5.1 排水泵站的分类与特点
5.1.1组成与分类 1、组成 基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助 间，有时还附设有变电所 2、分类 （1）按其排水的性质，可分为污水(生活污水、生 产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站 （2）按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站 (或叫区域泵站)和终点泵站(又叫总泵站)
（3）按水泵启动前能否自流充水分为自灌式泵站 和非自灌式泵站 （4）按泵房的平面形状，可以分为圆形泵站和矩 形泵站 （5）按集水池与机器间的组合情况，可分为合建 式泵站和分建式泵站 （6）按照控制的方式又可分为人工控制、自动控 制和遥控3类
5.1.2排水泵站的基本类型及特点 排水泵站的类型取决于进水管渠的埋没深度、 来水流量、水泵机组的型号与台数、水文地质条件 以及施工方法等因素 选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、 运行条件等方面综合考虑
5.3.3集水池的设计 1、在雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的调节 作用，只要求在保证水泵正常工作和合理布置吸水 口等所必须的容积。一般采用不小于最大一台水泵 30s的出水量。 2、保证水泵良好的吸水条件。
5.3.4出流设施 雨水泵站的出流设施一般包括出流井、出流管、 超越管(溢流管)、排水口4个部分
Hss——吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与水
泵轴线之高差 Hsd——压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高点 (即压水管出口处)之高差 Σ hs和Σ hd——污水通过吸水管路和压水管路中的水 头损失(包括沿程损失和局部损失)
3、选泵要点 (1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在高 效段内 (2)水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应在 高效段内
5.2.6排水泵站的构造特点
1、泵站往往设计成为半地下式或地下式。 2、集水池应尽可能和机器间合建在一起，缩短吸水管路。 3、辅助间(包括工人休息室) 往往分开修建。 4、当集水池和机器间合建时，应当用无门窗的不透水的 隔墙分开。集水池和机器间各设有单独的进口。 5、在地下式排水泵站内，扶梯通常沿着房屋周边布置。 如地下部分深度超过3m时，应设中间平台。 6、在机器间的地板上应有排水沟和集水坑。 7、对于非自动化泵站，在集水池中应设置水位指示器。 8、当泵站有被洪水淹没的可能时，应设必要的防洪措施。 9、集水池间的通风管必须伸到工作平台以下，以免在抽 风时臭气从室内通过。 10、集水池中一般应设事故排水管。
5.2.4泵站内部标高的确定 泵站内部标高主要根据进水管渠底标高或管中 水位确定 机器间底板标高 集水池最高水位 水泵轴线 水泵基础标高等
5.2.5污水泵站中的辅助设备 1、格栅：最主要的辅助设备 2、水位控制器 3、计量设备 4、引水装置 5、反冲洗装置 6、排水设备 7、采暖与通风设施 8、起重设备
合建式圆形排水泵站
适于中、小型排水量，水 泵不超过4台 优点： 圆形结构受力条件好，便 于沉井法施工，降低工程造 价，水泵启动方便，易于根据 吸水井中水位实现自动操作 缺点： 机器内机组与附属设备布 置较困难，当泵房很深时，工人 上下不便，且电动机容易受潮
合建式矩形排水泵站
适于大型泵站 优点： 在机组、管道和附属设备 的布置方面较为方便，启动操 作简单，易于实现自动化。电 气设备置于上层，不易受潮， 工人操作管理条件良好 缺点： 建造费用高。当土质差，地 下水位高时，因不利施工，不 宜采用
分建式排水泵站
优点： 结构上处理比合建式 简单，施工较方便，机器间 没有污水渗透和被污水淹没 的危险 缺点： 要抽真空启动，为了 满足排水泵站来水的不均 匀，启动水泵较频繁
设计要点小结
1、水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的 雨水泵站，其地下部分结构采用圆形最为经济，其地 面以上构筑物的形式，必须与周围建筑物相适应 2、当水泵台数超过4台时，地下及地上部分都可以采 用矩形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为了 发挥圆形结构比较经济和便于沉并施工的优点，也可 以采取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置方 式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内，地 上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置适用于流 量较大的雨水泵站或合流泵站 3、对于抽送会产生易燃易爆和有毒气体的污水泵 站，必须设计为单独的建筑物，并应采取相应的防护 措施
5.3 雨水泵站的工艺设计
5.3.1雨水泵站的基本类型 干室式雨水泵站和湿室式雨水泵站两种
5.3.2泵的选择 1、流量：应满足最大设计流量的要求，但也必须考 虑到雨水径流量的变化。雨水泵的台数，一般不宜少 于2~3台．以便适应来水流量的变化;大型雨水泵站按 流入泵站的雨水道设计流量来选择水泵，小型雨水泵 站中(流量在2．5m3／h以下)，水泵的总抽水能力可 略大于雨水道设计流量。 2、 水泵的型号不宜太多，最好选用同一型号。 如必须大小泵搭配时两种。如采用一大二小三台水泵 时，小泵出水量不小于大泵的1／3。 3、 雨水泵可以在旱季检修，通常不设备用泵。 4、水泵的扬程必须满足从集水池平均水位到出水 池最高水位所需扬程的要求。
5.2 污水泵站的工艺设计
5.2.1泵的选择 1、流量的确定 排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污 水流量决定 一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以 下)，设l～2套机组；大型排水泵站(最高日污水量 超过15000m3)设3～4套机组
2、扬程的确定
H H ss H sd hs hd (1 2 ) ～
5.2.3机组与管道的布置特点 1、机组布置的特点 一般3～4台，污水泵都是轴向进水，一侧出水 （a）适用于卧式污水泵；（b）、（c）适用 于立式污水泵
2、管道的布置与设计特点 (1)每台水泵应设置一条单独的吸水管 (2)吸水管的设计流速一般采用1.0～1.5m／s ， 最低不得小于0.7m／s ，以免管内产生沉淀。吸水 管很短时，流速可提高到2.0～2.5m／s (3)压水管的流速一般不小于1.5m／s ，当两台或 两台以上水泵合用一条压水管而仅一台水泵工作 时，其流速也不得小于0.7m／s，以免管内产生沉淀。 (4)其它：每台水泵的压水管上均应装设闸门,污 水泵出口一般不装设止回阀；电气安全；防腐等
5.2.2确定集水池容积 在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作 时的水力条件以及能够及时将流入的污水抽走的前提 下，应尽量小些 1、全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站中最 大一台水泵5min出水量的体积 2、小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量的要 求 3、工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水量来 复核 4、集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出的污 泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定
5.5 螺旋污水泵站的工艺设计
5.5.1设计参数的选择 直径和长度是两个主要的设计参数 直径主要取决于排水量 长度取决于所要求的扬程 5.5.2螺旋泵的安装 1、斜槽（泵壳）的安装 2、电动机的安装 5.5.3选泵举例
5.6 排水泵站的节能及SCADA系统
5.6.1排水泵站的节能 5.6.2排水泵站的SCADA系统
(3) 选用工作泵的要求是在满足最大排水量的条件 下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方 便 (A)流量选择：大小兼顾、型号整齐 (B)泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污水泵 当流量大时，可选择轴流泵；当泵房不太深时，也可选 用卧式离心泵。对于排除含有酸性或其他腐蚀性工业废 水的泵站，应选择耐腐蚀的水泵。排除污泥，应尽可能 选用污泥泵 (4) 备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多于四 台，且为同一型号，则可只设一套备用机组；超过4台 时，除安设一套备用机组外，在仓库中还应存放一套 (5)考虑扩建
5、自动控制的污水泵站集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时： Q
W
0
4n
Q 2 Q1 4n
(B)泵站分二级工作时：
W
W——集水池容积(m3)； Q0——泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) Q1、Q2——泵站分二级工作时，一级与二级工 作水泵的出水量(m3/h) n——水泵每小时启动次数，一般取n＝6
5.3.5雨水泵站内部布置、构造特点 1、机组布置
雨水泵站中水泵一般都是单行排列。 2、吸水、压水管路 吸水口、集水池 压水管 3、辅助设施 吊车 格栅
5.4 合流泵站的工艺设计
5.4.1概述 在合流制或截流式合流行水系统设置的用以提 升或排除服务区域内的污水和雨水的泵站为合流泵 站。 合流泵站的工艺设计、布置、构造等具有污水 泵站和雨水泵站两者的特点。 合流泵站设计选泵时，不仅要装设流量较大的用 以抽送雨天合流污水的水泵，还要装设小流量的水 泵，用于不下雨时抽送经常连续流来的少量污水。 5.4.2合流泵站工艺设计实例
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 排水泵站的分类与特点 污水泵站的工艺设计 雨水泵站的工艺设计 合流泵站的工艺设计 螺旋污水泵站的工艺设计 排水泵站的节能及SCADA系统
5.1 排水泵站的分类与特点
5.1.1组成与分类 1、组成 基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助 间，有时还附设有变电所 2、分类 （1）按其排水的性质，可分为污水(生活污水、生 产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站 （2）按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站 (或叫区域泵站)和终点泵站(又叫总泵站)
（3）按水泵启动前能否自流充水分为自灌式泵站 和非自灌式泵站 （4）按泵房的平面形状，可以分为圆形泵站和矩 形泵站 （5）按集水池与机器间的组合情况，可分为合建 式泵站和分建式泵站 （6）按照控制的方式又可分为人工控制、自动控 制和遥控3类
5.1.2排水泵站的基本类型及特点 排水泵站的类型取决于进水管渠的埋没深度、 来水流量、水泵机组的型号与台数、水文地质条件 以及施工方法等因素 选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、 运行条件等方面综合考虑
5.3.3集水池的设计 1、在雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的调节 作用，只要求在保证水泵正常工作和合理布置吸水 口等所必须的容积。一般采用不小于最大一台水泵 30s的出水量。 2、保证水泵良好的吸水条件。
5.3.4出流设施 雨水泵站的出流设施一般包括出流井、出流管、 超越管(溢流管)、排水口4个部分
Hss——吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与水
泵轴线之高差 Hsd——压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高点 (即压水管出口处)之高差 Σ hs和Σ hd——污水通过吸水管路和压水管路中的水 头损失(包括沿程损失和局部损失)
3、选泵要点 (1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在高 效段内 (2)水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应在 高效段内
5.2.6排水泵站的构造特点
1、泵站往往设计成为半地下式或地下式。 2、集水池应尽可能和机器间合建在一起，缩短吸水管路。 3、辅助间(包括工人休息室) 往往分开修建。 4、当集水池和机器间合建时，应当用无门窗的不透水的 隔墙分开。集水池和机器间各设有单独的进口。 5、在地下式排水泵站内，扶梯通常沿着房屋周边布置。 如地下部分深度超过3m时，应设中间平台。 6、在机器间的地板上应有排水沟和集水坑。 7、对于非自动化泵站，在集水池中应设置水位指示器。 8、当泵站有被洪水淹没的可能时，应设必要的防洪措施。 9、集水池间的通风管必须伸到工作平台以下，以免在抽 风时臭气从室内通过。 10、集水池中一般应设事故排水管。
5.2.4泵站内部标高的确定 泵站内部标高主要根据进水管渠底标高或管中 水位确定 机器间底板标高 集水池最高水位 水泵轴线 水泵基础标高等
5.2.5污水泵站中的辅助设备 1、格栅：最主要的辅助设备 2、水位控制器 3、计量设备 4、引水装置 5、反冲洗装置 6、排水设备 7、采暖与通风设施 8、起重设备
合建式圆形排水泵站
适于中、小型排水量，水 泵不超过4台 优点： 圆形结构受力条件好，便 于沉井法施工，降低工程造 价，水泵启动方便，易于根据 吸水井中水位实现自动操作 缺点： 机器内机组与附属设备布 置较困难，当泵房很深时，工人 上下不便，且电动机容易受潮
合建式矩形排水泵站
适于大型泵站 优点： 在机组、管道和附属设备 的布置方面较为方便，启动操 作简单，易于实现自动化。电 气设备置于上层，不易受潮， 工人操作管理条件良好 缺点： 建造费用高。当土质差，地 下水位高时，因不利施工，不 宜采用
分建式排水泵站
优点： 结构上处理比合建式 简单，施工较方便，机器间 没有污水渗透和被污水淹没 的危险 缺点： 要抽真空启动，为了 满足排水泵站来水的不均 匀，启动水泵较频繁
设计要点小结
1、水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的 雨水泵站，其地下部分结构采用圆形最为经济，其地 面以上构筑物的形式，必须与周围建筑物相适应 2、当水泵台数超过4台时，地下及地上部分都可以采 用矩形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为了 发挥圆形结构比较经济和便于沉并施工的优点，也可 以采取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置方 式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内，地 上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置适用于流 量较大的雨水泵站或合流泵站 3、对于抽送会产生易燃易爆和有毒气体的污水泵 站，必须设计为单独的建筑物，并应采取相应的防护 措施
5.3 雨水泵站的工艺设计
5.3.1雨水泵站的基本类型 干室式雨水泵站和湿室式雨水泵站两种
5.3.2泵的选择 1、流量：应满足最大设计流量的要求，但也必须考 虑到雨水径流量的变化。雨水泵的台数，一般不宜少 于2~3台．以便适应来水流量的变化;大型雨水泵站按 流入泵站的雨水道设计流量来选择水泵，小型雨水泵 站中(流量在2．5m3／h以下)，水泵的总抽水能力可 略大于雨水道设计流量。 2、 水泵的型号不宜太多，最好选用同一型号。 如必须大小泵搭配时两种。如采用一大二小三台水泵 时，小泵出水量不小于大泵的1／3。 3、 雨水泵可以在旱季检修，通常不设备用泵。 4、水泵的扬程必须满足从集水池平均水位到出水 池最高水位所需扬程的要求。
5.2 污水泵站的工艺设计
5.2.1泵的选择 1、流量的确定 排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污 水流量决定 一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以 下)，设l～2套机组；大型排水泵站(最高日污水量 超过15000m3)设3～4套机组
2、扬程的确定
H H ss H sd hs hd (1 2 ) ～
5.2.3机组与管道的布置特点 1、机组布置的特点 一般3～4台，污水泵都是轴向进水，一侧出水 （a）适用于卧式污水泵；（b）、（c）适用 于立式污水泵
2、管道的布置与设计特点 (1)每台水泵应设置一条单独的吸水管 (2)吸水管的设计流速一般采用1.0～1.5m／s ， 最低不得小于0.7m／s ，以免管内产生沉淀。吸水 管很短时，流速可提高到2.0～2.5m／s (3)压水管的流速一般不小于1.5m／s ，当两台或 两台以上水泵合用一条压水管而仅一台水泵工作 时，其流速也不得小于0.7m／s，以免管内产生沉淀。 (4)其它：每台水泵的压水管上均应装设闸门,污 水泵出口一般不装设止回阀；电气安全；防腐等
5.2.2确定集水池容积 在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作 时的水力条件以及能够及时将流入的污水抽走的前提 下，应尽量小些 1、全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站中最 大一台水泵5min出水量的体积 2、小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量的要 求 3、工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水量来 复核 4、集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出的污 泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定
5.5 螺旋污水泵站的工艺设计
5.5.1设计参数的选择 直径和长度是两个主要的设计参数 直径主要取决于排水量 长度取决于所要求的扬程 5.5.2螺旋泵的安装 1、斜槽（泵壳）的安装 2、电动机的安装 5.5.3选泵举例
5.6 排水泵站的节能及SCADA系统
5.6.1排水泵站的节能 5.6.2排水泵站的SCADA系统
(3) 选用工作泵的要求是在满足最大排水量的条件 下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方 便 (A)流量选择：大小兼顾、型号整齐 (B)泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污水泵 当流量大时，可选择轴流泵；当泵房不太深时，也可选 用卧式离心泵。对于排除含有酸性或其他腐蚀性工业废 水的泵站，应选择耐腐蚀的水泵。排除污泥，应尽可能 选用污泥泵 (4) 备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多于四 台，且为同一型号，则可只设一套备用机组；超过4台 时，除安设一套备用机组外，在仓库中还应存放一套 (5)考虑扩建
5、自动控制的污水泵站集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时： Q
W
0
4n
Q 2 Q1 4n
(B)泵站分二级工作时：
W
W——集水池容积(m3)； Q0——泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) Q1、Q2——泵站分二级工作时，一级与二级工 作水泵的出水量(m3/h) n——水泵每小时启动次数，一般取n＝6
5.3.5雨水泵站内部布置、构造特点 1、机组布置
雨水泵站中水泵一般都是单行排列。 2、吸水、压水管路 吸水口、集水池 压水管 3、辅助设施 吊车 格栅
5.4 合流泵站的工艺设计
5.4.1概述 在合流制或截流式合流行水系统设置的用以提 升或排除服务区域内的污水和雨水的泵站为合流泵 站。 合流泵站的工艺设计、布置、构造等具有污水 泵站和雨水泵站两者的特点。 合流泵站设计选泵时，不仅要装设流量较大的用 以抽送雨天合流污水的水泵，还要装设小流量的水 泵，用于不下雨时抽送经常连续流来的少量污水。 5.4.2合流泵站工艺设计实例