齊益達

【摘 要】本文首先概述了水泵的工作原理、結(jié)構(gòu)形式和選擇原則，然后著重分析了建筑給排水設(shè)計中水泵選用的要點，最后介紹了建筑給排水設(shè)計中水泵工況點的調(diào)節(jié)措施。

【關(guān)鍵詞】給排水設(shè)計；水泵；選用要點

1 水泵的概述

1.1水泵的工作原理

在水泵打開前將泵體充滿液體，水泵被打開后，泵體內(nèi)的液體會隨著泵體內(nèi)的葉輪做高速旋轉(zhuǎn)運動，葉輪在離心力的作用下在出口處將液體甩出，在泵體擴散室內(nèi)被甩出的液體的速度逐步的變得的緩慢，液體被甩出后，葉輪中心處形成真空低壓區(qū)，液池中的液體在外界大氣壓的作用下，經(jīng)吸入管流入水泵內(nèi)。在一定容積的泵體擴散室內(nèi)，壓力會隨著被甩出液體的增加而增加，最后在水泵的出口將液體排出。液體就這樣連續(xù)不斷地從液池中被吸上來然后又連續(xù)不斷地從水泵出口被排出去。

1.2水泵的結(jié)構(gòu)形式

水泵的主要結(jié)構(gòu)形式有臥式、立式及斜式。立式水泵一般平面尺寸小、高度較大，運行中水泵葉輪淹沒于水中，該種水泵啟動方便，但該種水泵安裝要求較高，檢修難度較大；臥式水泵要求泵房面積較大，該種水泵泵房荷載較均勻，該種水泵葉輪高于進水池水位時需增加充水設(shè)備，但其檢修較方便。

1.3選擇原則

在進行水泵選擇時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)及生活需要滿足流量和揚程要求，應(yīng)保證水泵在高效區(qū)運行，以保證水泵在長期運行中保持較高效率，能量消耗較少，運行費用較低，在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的各種工況下保證水泵機組能正常運行，其保證其在運行中不發(fā)生汽蝕、振動及超載現(xiàn)象，并保證其便于安裝、維修和運行管理。

在選擇時不可片面考慮單臺泵高效率運行，應(yīng)兼顧水泵組運行的整體效果，并應(yīng)盡量選用大功率水泵以減少工作泵臺數(shù)，并應(yīng)充分認(rèn)識到大功率水泵效率高以利于節(jié)能。應(yīng)保證并聯(lián)工作泵臺數(shù)不超過3臺以保證其在高效區(qū)運行，若要實現(xiàn)某水泵既單獨運行又并聯(lián)運行在選泵時應(yīng)保證每臺泵并聯(lián)時的工況。

2. 泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)在泵站中的需求

21電氣設(shè)備的自動控制、監(jiān)視、測量、保護、通訊

包括：泵站高壓變配電系統(tǒng)，泵站0.4kV配電系統(tǒng)，主機勵磁系統(tǒng)，泵站直流電系統(tǒng)，電機的綜合保護系統(tǒng)。

2.2泵站及輔機系統(tǒng)的自動控制、監(jiān)測、測量、保護、通訊

包括：為主機配套的油系統(tǒng)的控制，為主機配套的氣系統(tǒng)的控制，泵站水系統(tǒng)。

2.3各種非電量的自動控制、監(jiān)測、保護、通訊

包括：水工安全方面的位移、沉降、揚壓力、應(yīng)力等各種監(jiān)測；水文、水位、水情、水量、水質(zhì)等各種監(jiān)測；各種溫度、濕度的監(jiān)測；絕緣監(jiān)測；各閘門開度、荷重等監(jiān)測。

2.4泵站內(nèi)、外部的通訊網(wǎng)絡(luò)、辦公自動化、保安消防系統(tǒng)。

2.5全站的視頻監(jiān)視系統(tǒng)及視頻信息上傳。

根據(jù)以上納入自動化系統(tǒng)的各項需求，將其進行分類、集成，使系統(tǒng)具備以下功能：控制、保護與調(diào)節(jié)功能；數(shù)據(jù)采集與處理功能；設(shè)備運行在線監(jiān)視功能；事故預(yù)告與報警功能；數(shù)據(jù)遠傳與系統(tǒng)管理功能。

3建筑給排水設(shè)計中水泵選用的要點

3.1 給水泵選擇

建筑給排水設(shè)計中給水泵的選用主要包括高位水箱給水、氣壓罐供水和變頻調(diào)速泵給水等要點。

3.1.1建筑給水泵選用高位水箱供水方式

水箱和水泵組成了高位水箱供水，將高位水箱分區(qū)適當(dāng)設(shè)置在各區(qū)上層，具有調(diào)節(jié)水量、穩(wěn)定水壓和貯存的作用。設(shè)置在地下室或著底層的水泵輸送水箱里面的水，其供水的方式是先由水池到水泵輸送到水箱在輸送到給水管網(wǎng)最后供給用戶。高位水箱供水方式依據(jù)水箱、管網(wǎng)和水泵三者之間的相互關(guān)系，可以分為串聯(lián)分區(qū)水箱給水、并聯(lián)分區(qū)水箱給水、減壓水箱供水、水泵雙出口供水和減壓閥給水等方式。

3.1.2建筑給水泵選用氣壓罐供水方式

氣壓罐的本身其實是一個承壓水箱，氣壓罐供水是水泵水箱的變形，其適用于多種形式的水泵水箱供水。這種氣壓罐供水的方式的布置不受建筑條件的影響，其可以適當(dāng)?shù)牟贾迷诮ㄖ锏闹虚g層，地下室、室外和頂層等。而氣壓罐只是一種給水的補充設(shè)備，在實際的應(yīng)用中代替不了高位水箱。其在用于不需要布置高位水箱的生活用水和為消防高區(qū)增加壓力的設(shè)備時，具有一種運行可靠和便捷的特點，但由于其鋼材消耗大、水頭大和有限的系統(tǒng)水量，降低了供水的可靠性和水壓的穩(wěn)定性。

3.1.3建筑給水泵選用變頻調(diào)速泵給水方式

該種形式可根據(jù)系統(tǒng)用水情況自動改變水泵轉(zhuǎn)速以保證水泵處于高效區(qū)工作，并可實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，該種形式可省去高位水箱，并可節(jié)省占地面積，減少二次污染的機會，且供水壓力穩(wěn)定，水質(zhì)較好，適于不允許設(shè)水箱且用水量不均勻的情況，但該種形式投資較大，對供電要求高，維護復(fù)雜導(dǎo)致經(jīng)常費用較高，且系統(tǒng)存在一定范圍的流量失調(diào)區(qū)和低效運行區(qū)域等。

3.2 排水泵選擇

高層建筑一般設(shè)有地下排水設(shè)施，設(shè)計采取分別設(shè)置污廢水的集水池來收集污廢水，然后用潛水排污泵分別提升輸送至室外化糞池和市政排水管網(wǎng)。要使地下室污廢水排放暢通，在選擇排污泵時要考慮到地下污廢水特別是糞便水中含有較多的線狀物質(zhì)。排污泵要具有一定的抽吸、撕裂線狀物質(zhì)的功能，否則易造成排污泵的堵塞，損壞電機。水泵的控制手段與能否及時排除集水池來水密切相關(guān)，自動控制不僅有助于及時排水，還可減少集水池的容積。改造后的三座泵站均實現(xiàn)了自動水位控制與人工現(xiàn)場控制兩種方式。采用一控二、一控三軟啟動控制柜，還具有工況參數(shù)的采集與處理、故障報警、計算機遠程控制接口等功能。

排水泵站是耗費電能較高的市政設(shè)施，在節(jié)能減排大環(huán)境要求下，要確保其節(jié)能運行，要優(yōu)先選用變頻水泵。排污泵選擇還應(yīng)考慮一次抽吸時間，這關(guān)系到排污泵每小時啟動次數(shù)和集水池容積大小。參考有關(guān)資料，一般排污泵一次抽吸時間不少于 5min 合適。

3.3 消防泵選擇

為了確保消防工作的安全可靠，設(shè)計中應(yīng)注意以下兩方面的工作：一是要使設(shè)計的消防管道系統(tǒng)有其理想的特性曲線，即當(dāng)流量變化大時，管道的水頭損失波動較小，使管內(nèi)壓力變化保持平衡或變化較小。要做到這一點，只能使設(shè)計的管徑盡可能大些，而這顯然是有限的。要么采用變額調(diào)速水泵，但建設(shè)單位多因其價高而拒用。二是在選擇消防水泵時應(yīng)使選用水泵的H-Q特性曲線與管道的特性曲線協(xié)調(diào)。

總結(jié)：

整個建筑給排水工程的核心部位就是水泵，所以，在建筑給排水的設(shè)計中水泵的選擇要在充分掌握了解水泵的工作原理和結(jié)構(gòu)類型及水泵的選擇原則和要點的基礎(chǔ)上進行科學(xué)合理的選擇，以保證建筑給排水的各個系統(tǒng)能夠高效、安全和正常的運行，達到一種環(huán)保、節(jié)水、降耗、節(jié)支的目的，使建筑給排水系統(tǒng)的投入使用具有安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性的特點。

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