泵與泵站第十三講

1、第四章第四章 給水泵站給水泵站47泵站噪音及消除 48輔助設備411給水泵站土建特點和要求 生理學定義：使人煩躁的，討厭的，不需要的聲音都叫噪聲。物理學：各種不同頻率和聲強的聲音無規(guī)律的雜亂組合。二、泵站中的噪聲源電機噪聲：電機轉子高速轉動，引起與定子間的空氣振動發(fā)出的高頻聲響（泵站的主要噪聲）泵和液體流動噪聲：液體流出葉輪時的不穩(wěn)定流動產(chǎn)生的。閥件噪聲：流體沖擊閥件時的不穩(wěn)定流動產(chǎn)生的。變壓器噪聲：電磁振蕩引起的空氣振動。 1.職業(yè)性的聽力損失。2.躁聲引起疾病: 頭疼、腦脹、昏暈、耳鳴、多夢、失眠、心慌。還有其它疾病。3.影響正常生活。4. 降低勞動生產(chǎn)率。 較高級環(huán)境中的泵站一定要消聲隔

2、振。一般泵房：值班室要求降低噪聲，其它不要求。目前我國還沒有泵房的噪聲標準 （應屬于衛(wèi)生標準）防治噪聲的途徑：吸音： 可用多孔吸聲材料或共振吸聲結構。消聲：也就是利用振動阻尼技術阻止彈性物的振動。隔音：一般是把值班室用隔音材料（結實、沉重的材料，磚墻、砼墻等）與泵房間隔開。隔振：基礎隔振；常用橡膠隔振墊。 管道隔振；橡膠接頭。 4.8.1 計量 水廠泵站中常用的計量設施有電磁流量計、超聲波流量計、插入式渦輪流量計、插入式渦街流量計，以及均速流量計等。 流量計的工作原理：基本上都是由變送器(傳感元件)和轉換器(放大器)兩部分組成。傳感元件在管流中所產(chǎn)生的微電訊號或非電訊號，通過變送、轉換放大為電

3、訊號在液晶顯示儀上顯示或記錄。電磁流量計電磁流量計WL-1A型超聲波明渠流量計型超聲波明渠流量計電電磁流量計(1)工作原理 利用電磁感應定律 當被測的導電液體，在導管內(nèi)以平均速度v切割磁力線時，便產(chǎn)生感應電勢。感應電勢的大小與磁力線密度和導體運動速度成正比，即：810 BvDEvDQ248104DBEQE產(chǎn)生的電動勢(v)；B磁力線密度(gs)；Q導管內(nèi)通過的流量(cm3s)；D管徑(cm)；v導體通過導管的平均流速(cms) (2)電磁流量計的特點 (A)其變送器結構簡單，工作可靠。(B)水頭損失小，且不易堵塞，電耗少。(C)無機械慣性，反應靈敏，可以測量脈動流量，流量測量范圍大低負荷亦可測

4、量；而且輸出訊號與流量成線性關系，計量方便；測量精度約為土15。(D)安裝方便。(E)重量輕，體積小，占地少。(6)價格較高，怕潮、怕水浸。(3)電磁流量計的選擇 流量計的測量量程應比設計流量大，一般正常工藝流量為量程的65-80，而最大流量仍不超過量程。 例：設計管道直徑為700mm，設計流量為1500m3h ，就可以選用LD-600型電磁流量計，其量程范圍為0-2000m3h。在這種情況下，正常工作時最大流量為最大量程的75。(4)電磁流量計的安裝 (A)電磁流量計的安裝環(huán)境，應選擇周圍環(huán)境溫度為0-40。 (B)盡量遠離大電器設備，如電動機、變壓器等，從流量計電極中心起在上游側5倍直徑的

5、范圍內(nèi)，不要安裝影響管內(nèi)流速的設備配件，如閘閥等。 (C)對于地下埋設的管道，電磁流量計的變送器應裝在鋼筋混凝土水表井內(nèi)。 (D)在流量計的下游側安裝伸縮接頭，以便于儀表的拆裝。超聲波流量計介紹超聲波流量計的基本原理及類型超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超聲波流量計。超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展才開始應用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行

6、敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。眾所周知，目前的工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優(yōu)越。超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量

7、顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。LXvctLcm1212LXvctLcm2121)11(221122ttXLvm42DKvQm傳播時間式超聲波流量計多普勒超聲流量計多普勒超聲流量計coscos12ddvcvcffcvffffddcos21121cos2ffcvdd42DKvQd水泵工作分為：底閥）真空吸水（吸水管不帶閥）引壓力水（吸水管帶底吸入式：啟動前引水于吸水池內(nèi)啟動水位。自灌式：泵外殼頂點低1.吸水管帶底

8、閥：人工引水：打開排氣閥和泵頂灌水孔灌水。適用臨時性供水的小泵。壓水管水倒灌引水：直接打開壓力閥（壓力管水壓不大，且無止回閥）。手動開啟止回閥，手搬動一下止回閥，向回引水。旁通管向回引水。2.吸水管上不裝底閥 的引水方法：真空泵引水： 泵站應用最多的形式。優(yōu)點：水泵啟動快，運行可靠，易實現(xiàn)自動化（真空泵可電控）。真空泵的排氣量：Q（m3/h） )/(3hmHHTHWWKQsssssp）（）（nWp泵站中最大泵的泵殼空氣容積（m3）（估算）吸入口的面積乘以吸入口至出水閥間距。nWs吸水管中空氣容積（m3）nHs大氣壓水柱高度10.33mH20nHss離心泵安裝高度mnT引水時間（h）一般情況下T

9、5min 消防泵T吸水管路體積。1.起重設備的選擇：泵房中必須設置起重設備以滿足機泵安裝與維修需要。起重對象：水泵、電機（機組）、閘閥、管道。 一般水泵電機最重。常用起重設備： 移動吊架：手動移動、吊重手動、或電動。 單軌吊車梁：電動、手動、（梁下加設工字鋼）橋式吊車：電動、手動（力傳入柱的牛腿）吊車的選擇：重量、最大釣鉤高度（確定泵房高度）、吊鏈長度（可向廠家聲明加長）。手動、電動、移動吊架、單軌式、橋式。據(jù)表48選定。2.起重設備布置：吊車安裝高度：吊重后能在最高機組或設備頂上越過；能將重物吊至泵站進出口；有汽車開進時，能裝卸汽車。 無吊車時，泵房高度也要大于3.0m。n深井泵房高度：n考

10、慮因素：每節(jié)井管長度可進出泵房，可裝可拆。n電機和揚水管的提取高度。n檢修時，三角架跨度不可過大。n通風要求。深井泵房：一般屋頂設1.01.0m檢修孔。在屋頂或室外設三角架。吊重用手拉葫蘆。作業(yè)面：吊鉤服務范圍。單軌小可U形布置，但有最小轉彎半徑。設備出入門口的位置。 小橋式吊車有死角區(qū)域，死角區(qū)域中可布置不常檢修的設備吸水閥等一般采用自然通風。機械間要求夏季不超：35較深泵站也可采用機械通風，抽風、鼓風。 常為軸流風機。采暖：自動化泵站機器間要求大于5。（不凍溫度）非自動化（有人）機械間要大于16。輔助間（值班室）：要大于18。采暖方式：火爐、集中采暖（電熱采暖少見）1.排水：可用手搖泵、排

11、污泵（液位自動控制電泵）、潛水泵、水射器、 插桶泵。2.通訊：電話（無線電）電話間應隔音室。3.防火與安全設施： 火險：導線過載起火、雷擊。 消防設計：一般用四氯化碳滅火器或滅火機、二氧化碳滅火器。 泵站投資的絕大部分是土建內(nèi)容，對土建內(nèi)容應給與足夠的重視。分為：1、取水泵站（一級泵站） 2、送（輸）水泵站（二級泵站） 3、循環(huán)水泵站一級泵站“臨水深埋”。（一）特點：1、地表水源取水泵站，常為地下式；2、結構要求承受土壓和水壓；3、泵房筒體和底板要求不透水；（水下部分整體澆注的混凝土結構，并與水泵機組的基礎澆成一體。 ）4、有一定的自重以抗浮力；5、基建投資大；工程造價大。1、多采用圓形或橢圓

12、形結構；（便于采用沉井法施工）地上部分可做成磚砌矩形； 2、布置機組及其他設備困難，不能充分利用建筑面積；（為了減小平面尺寸，有時采用立式水泵。 ）3、安設吊車也有一定困難。4、壓水管路上的附件，常設在泵房外的閘閥井（或稱切換井） 。（如止回閥、閘閥、水錘消除器及流量計等）5、配電設備一般放在上層，充分利用泵房內(nèi)空間，并當壓水管道損壞時，水流淹沒泵房配電設備。6、為防不均勻沉陷切管，泵站與切換井間的管道應敷設于支墩或鋼筋混凝土墊板上。7、泵站與吸水井分建時，吸水管常放在鋼筋混凝土暗溝內(nèi)，暗溝上應留人孔；暗溝的尺寸：保證工人可以進入檢查、處理漏水漏氣事故，當換管道時，管道可以通過人孔出入。8、暗

13、溝與泵房連接處應設沉降縫，防止不均勻沉降而導致管道破裂。9、泵房內(nèi)四周應設排水溝和集水坑，用排水泵抽走。排水泵的流量可選用1030L/s，其揚程由計算確定。10、水泵機組的水封用水需要另外接入，由于一級泵站抽的是未經(jīng)處理的渾水，不能作為水封用水。11、垂直交通：上下設扶梯，寬：0.81.2m，坡度1:1或稍小些。中間平臺之間不應超過20級踏步。12、站內(nèi)應設電話與各種指示訊號，以便調(diào)度聯(lián)系。但一般不設衛(wèi)生間、貯藏室。13、泵站內(nèi)外要考慮滅火設備，以防火災。14、考慮將來的擴建問題：地下式一級泵站擴建有困難，所以在第一次修建時，即應一次建成，設備分期安裝。 15、泵站內(nèi)機器間的電力照明按每m2地

14、板面積（2025）W計算。16、泵站的大門，應比最大設備外形尺寸大0.25m。對于特別笨重的設備應領先留出安裝孔。17、為了保證泵房內(nèi)有良好的照明，應在泵房的縱墻方向開窗，窗戶面積通常應大于地板面積的1617，最好為14。18、修理場所：泵房附近沒有修理場所時，應在泵房內(nèi)留出610m2的面積，作為修理和放置備用零件。圖中所示為某化工廠地下式取水泵房實例泵房內(nèi)設14Sh13A型水泵四臺（三臺工作，一臺備用），河中最低水位低于水泵軸線標高，但常水位卻高于水泵軸線標高，故僅設SZ2型真空泵兩臺（一臺工作一臺備用），作為不利情況下啟動水泵使用。因泵房較深，僅筒體高度即達13m，為了改善工人工作環(huán)境和電

15、動機工作條件，設置4-72-114.5A風機一臺。為便于安裝和檢修機組及各種設備，安設起重量為2t、跨度為9m的手動動單軌吊車一臺。此外，為排除機器間內(nèi)積水，設置2BA6A型排水泵一臺。沿泵房內(nèi)壁設寬1.2m的扶梯，以便值班人員上下。圖示為某電廠采用立式水泵的地下式取水泵站實例。泵站組成：泵房本體、棧橋、護岸、切換井4部分構成。泵房為箱形結構，縱向間隔，1、進水間；2、轉動格網(wǎng)間；3、機器間。機器間豎向布置：上、操作層、中、電動機層、下、水泵層。在操作層和電機層地板上開有吊裝孔，平時用鋼筋混凝土板或鋼板蓋住。泵站設置：四臺沅江3623型水泵（3臺工作1臺備用）。取水能力為7m3/s，裝機總容量

16、為3200kw。輔助設備：1、通風為抽風式，泵室設吸風口抽風，電機室風管與電動機殼連接密閉抽風。2、設計起重量為10t，起吊高度16m的電動橋式吊車一臺。水泵壓水管上設兩道閘閥，止回閥設于室外的切換井內(nèi)。二級泵站的工藝特點：1、水泵機組較多；2、占地面積較大；3、吸水條件較好；4、多數(shù)建成地面式或半地下式。 地面式的優(yōu)點：施工方便，造價較低，運行條件較好。在半地下式的水泵站內(nèi)，啟動水泵比較方便。若泵房地坪標高低于室外排水管標高時，則應設置抽水設備。 二級泵站由于機組臺數(shù)較多，因而附屬的電氣設備及電纜線也較多。在進行工藝設計時，應結合土建與供電要求一并考慮。但是，對于二級泵站，土建造價相對地比經(jīng)

17、常電能耗費小，因此，在設計二級泵站時，要著重注意工藝上的要求和布置，土建結構應保證滿足工藝布置的要求。二級泵房的構造特點：屬于一般的工業(yè)建筑，常用柱墩式基礎，墻壁用磚砌筑于地基梁上，外墻可以是一磚（ 24墻）、一磚半（37墻）或二磚（48墻）厚，根據(jù)當?shù)貧夂虻暮ā榱朔莱?，墻身用防水砂漿與基礎隔開。對于裝有橋式吊車的泵房，墻內(nèi)須設置壁柱，橋式吊車的力由柱傳至地基。減震措施：在保證機組安裝的質(zhì)量，要把機組與基礎連結好，機組運行時，因為震動發(fā)生很大噪聲，影響工人健康。有必要采取消音措施：在管道穿過墻壁處采用柔性穿墻套管以少噪聲的傳播?？拐鸷腿朔酪螅簭目拐鸾嵌瘸霭l(fā)，泵房最好建成地下式或半地下

18、式的。如果地下水位很高，施工困難或受其他條件限制，不能修建地下式時，也可設計成地面式泵房，但必須盡量做到：平、上面簡單，體形規(guī)整，不做局部突出的建筑。水泵站內(nèi)還應有水位指示器，當清水池或水塔中水位最高或最低時，能自動發(fā)出燈光或音響信號。消防設計：泵站內(nèi)外設置滅火設施或消火栓。通訊設計：泵站內(nèi)應設電話機，供調(diào)度聯(lián)絡用。如電話機設在機器間內(nèi)，電話間應隔音。圖示為設有三臺Sh型水泵的半地下式泵房的平面布置圖。三臺水泵（二臺工作一臺備用）成橫向單行排列，這樣布置優(yōu)點：便于沿泵房縱向設置單梁式吊車。吸水管道與壓水管道直進直出，可減少水頭損失，節(jié)省電耗。水泵用真空泵引水啟動。機器間地板向吸水側有0.005

19、的坡度，坡向沿墻內(nèi)側設有排水溝；集水坑設于泵房一角，用手搖泵排水。交通設計：壓水管路上方的走道平臺，直接與值班室相通，從平臺有短梯通向機器間。值班室設計：值班室和配電室設于泵房一端，兩側各有大門和單扇小門與外面相通。值班室隔墻上設雙層玻璃窗，既可隔音，又可觀察整個機器間。泵房另一端還開有一小門通向室外。循環(huán)水泵站的特點：（1）泵站的流量和揚程比較穩(wěn)定，一般可選用同型號的水泵機組并聯(lián)工作。（2）對供水的安全性（可靠性）要求較高，特別是一些大型的冶金廠和電廠（核電廠），甚至不允許有極短時間的斷水。（3）站內(nèi)常裝有熱水泵，改善水泵的吸水條件的措施：采用自灌式工作。（4）泵站埋深大。在選泵和布置機組時

20、，必須考慮有必要的備用率和安全供水措施。（5）循環(huán)水泵站中有時有冷、熱水兩種水泵機組。當條件允許時，應盡量利用廢熱水本身的余壓直接送到冷卻構筑物上去冷卻，這樣，便可省去一組熱水泵機組，只需設置冷水泵機組，因而使泵站布置大為簡化。 沒有冷水及熱水泵機組的循環(huán)水泵房，在平面上常有以下幾種布置形式：（1）機組橫向雙行交錯排列布置，如圖示。適用于機組較多，水泵都是相同轉向的情況下。優(yōu)點是布置緊湊，泵房跨度較??；缺點是吸水管與壓水管均須橫向穿過泵房，增加管溝或管橋設施。（2）圖（b）與圖（a）的布置基本相同。特點：冷、熱水泵都有正、反兩種轉向，冷熱水吸水池可以設在泵房的同一側。（3）圖（C）所示：機組縱

21、向雙行排列布置，。適用于機組較多的情況。特點：管道布置在泵房兩側，不需橫穿泵房，通道比較寬敞，便于操作檢修；缺點：泵房跨度較大。（4）圖（d）所示：機組縱向單行排列布置，適用于機組較少的情況。冷水池與熱水池可以布置在泵房的同一側或者分開布置在泵房的兩側。亦可采取水泵機組軸線位于同一直線的單行順列。特點：管道的水力條件較好；泵房長度較大。有些大型工廠的循環(huán)水泵站，水泵機組多達十幾臺、幾十臺，往往采用幾種形式的綜合布置，這要根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的布局，對泵站的要求以及地形地質(zhì)條件等具體情況，經(jīng)多方案的技術經(jīng)濟比較后確定。北方以地下水為水源常用的泵房。組成:深井泵站通常由泵房與變電所。類型：深井泵房的形

22、式有地面式、半地下式和地下式3種。優(yōu)缺點：地面式：造價最低，建成投產(chǎn)迅速；通風條件好，室溫一般比半下地式的低56；操作管理與檢修方便；室內(nèi)排水容易；噪聲擴散快，音量小；但出水管彎頭配件多，不便于工藝布置，且水頭損失較大。半地下式：比地面式造價高；出水管可不用彎頭配件，便于工藝布置，且水力條件好，可稍節(jié)省電耗及經(jīng)常運行費用，人防條件較好；但通風條件較差，夏季室溫高；室內(nèi)有樓梯，有效面積縮?。徊僮鞴芾?、檢修人員上下、機器設備上下搬運均較不便；室內(nèi)地坪低，不利排水；噪音不易擴散，聲量大；地下部分土建施工困難。地下式：造價最高，施工困難最大，防水處理復雜；室內(nèi)排水困難；操作管理、檢修工作不便；但人防條件好；抗震條件好；因不受陽光照射，故夏季室溫較低。 實踐表明：以上3種形式，以前兩種為好。深井泵房設計注意事項：1、深井泵房平面尺寸一般均很緊湊，因此選用尺寸較小的設備，可縮小平面尺寸。2、設計時應與機電密切配合，選擇效能高、尺寸小、占地少的機電設備。3、注意泵房屋頂?shù)奶幚?，屋頂檢修孔的設置以及泵房的通風、排水等問題。當用深井泵提升地下水時，水泵浸于水中，電動機設于井上，一臺水泵即為一個獨立泵站。圖所示為深井泵提升地下水的半地下式泵房水泵壓水管直接接出，無彎頭配件，水力條件較好。泵房