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水泵与泵站在给水排水工程中的作用和地位

2019/11/27 16:50:59
在工程术语中,水泵是为大家所熟悉的名词。这多半是由于水泵是属于通用性
的机械类而广泛地应用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展,采
矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中,各种形式的泵站很多,
其规模和投资越来越大,功能分类愈分愈细。
以采矿工业而言,矿山中竖井的井底排水,大型矿床的地表疏干以及掘进
斜井的初期排水等技术设施,都需要建造--系列相应的泵站来满足整个采矿工
程的需要。在电力部门中,无论是火力或原子能发电系统,从高压锅炉给水泵
站起,一直到冷热水的循环泵站、水力清渣除灰的高压泵站以及冷却水的补给
泵站等都是必不可少的。它们在整个系统中,常常是规模大、投资大、地位重
要的工程项目。
在市政建设中,泵站也是城市给水和排水工程中重要的组成部分。它们通常
是整个给水排水系统正常运转的枢纽。图1-1所示为城市给水排水系统工艺基本
流程,由图可知,原水由取水泵站,从水源地(江、河、湖、水库等)抽送至自
来水厂,净化后的清水由送水泵站输送到城市管网,流人工厂、企业以及千家万
户。城市中的废水,经过各区域的排水管网收集进入排水泵站,由各区域的排水
泵站将各路污(废)水输送至污水处理厂、经过一-系列的污水处理工艺后,由污
水处理厂的主泵站将处理合格的出厂水,再回送人江、河、湖水之中(目前,一
些城市污水处理厂的出水经深度净化后,形成再生水进行回用)。由此可见,给
排水科学与工程专业的工作者,就是把水的采集、净化、输送、利用,直到再净
化、再输送以及再利用的过程,视为- -个完整的社会循环过程。给排水科学与工
程专业人士应该做好水的社会循环,建立起对水在进人社会循环过程中所发生的
一切改变负责到底、跟踪到底的精神,从总体上确保水环境的良好状态,使我国

的水工业真正体现造福人民的效能。

城市给水排水系统工艺基本流程

图1-1中虚线表示城市中排泄的生活污水和工业废水经排水管渠系统汇集
后,由各区域排水泵站将污水抽送回污水处理厂,逆向的循环过程。实际上,在
排水管渠系统中使用泵站的场合是相当多的。除抽送污水和工业废水的泵站外,
还有专门抽送雨水的泵站。也有仅用来抽送城市地势低洼区防洪排涝的区域性泵
站。在污水处理厂内,往往从沉淀池把新鲜污泥抽送到污泥消化池,从沉砂池中
排除沉渣,从二次沉淀池中提送回流活性污泥等,都要用各种不同类型的泵和泵
站来保证运行的。
水资源是基础自然资源,是生态环境的控制性因素之一。在水资源合理开采、利用和共享的大政方针下,全国出现了多个跨区、跨市
的长距离、大流量的输配水系统工程的建设。在这些大型的调水工程中,泵站的
建设和运行管理通常是起很重要的角色。诸如“引滦人津”工程,是一项较大规
模的跨流域的调水工程。该工程全长234km,全年引水量达10亿余立方米,全
部工程中修建了4座大型泵站,分别采用了多台叶片可调型的大型轴流泵和高压
离心泵进行抽升工作。2014 年建成通水的南水北调中线工程,从长江最大支流
汉江中上游的丹江口水库东岸岸边引水,输送到北京,总干渠全长1432公里,
渠道设计流量63~70m2/s。尽管该工程充分利用地形高差重力输水,但还需要
加设泵站,如工程北京段的惠南庄泵站(位于北京市房山区大石窝镇惠南庄村
东,距北京市城区约60km)的设计装机流量为60m*/s,总装机功率为达
58. 4MW (泵站共设8台卧式单级双吸离心泵,6台工作2台备用,单机设计流
量10m2/s,设计扬程58. 2m,单机容量7300kW)。其他长距离引水工程还有引
黄济青工程、东深供水工程、引黄人晋工程等。

除此以外,在农田灌溉、防洪排涝等方面,泵站经常作为一个独立的构筑物
而服务于各项事业。特别是随着社会主义农业的现代化,在农田基本建设中、在
抽升黄河水引向西北高原的大型灌溉工程中都需建造很多大型、巨大型的泵站。
在这方面有大流量、低扬程的轴流泵站,也有大流量、高扬程的离心泵站。目
前,在我国西北地区抽升黄河水进行高原灌溉的工程中,已建成的大型泵站的单
泵扬程一-般均在70~ 150m以上,有时多座泵站“串联”工作,组成梯级泵站
群,工程规模是十分壮观的。
从经济的角度来看,城市供水企业一-般都是用电大户。在整个给水工程的用
电量中,95%~98%的电量是用来维持泵的运转,其他2%~5%用在制水过程
中的辅助设备上(如电动阀、排污泵、真空泵、机修及照明等)。以一般城镇水
厂而言,泵站消耗的电费,通常占自来水制水成本的40%~70%,甚至更多。
就全国泵机组的电能消耗而言,它占全国电能总耗的20%左右。因此,通过科
学调度,提高机泵设备的运行效率;采用调速电动机,扩大泵机组的高效工作范
围;对役龄过长、设备陈旧的机泵,及时采取更新改造等措施,都是合理降低泵
站电耗的重要途径。

比如:上海市吴淞水厂,自1981 年将一台55kW电动机采用可控

硅串级调速运行以来,-直运行良好,每年节电约90万度;北京市水源九厂一
期工程中2台取水泵和2台配水泵均采用了从德国引进的变频式电动机调速装
置,这是国内水厂首先采用变频调速的机组,每年的节电效果是十分可观的。除
此以外,泵站中还有多种形式的节电措施,例如采用液压自控蝶阀、各种微阻缓

闭止回阀、取消止回阀等方式均能达到良好的节电效果。

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