有調(diào)節(jié)容積供水的二次加壓泵站的運(yùn)行時(shí)間比較分析

1、有調(diào)節(jié)容積供水的二次加壓泵站的運(yùn)行時(shí)間比較分析    摘要：九龍片區(qū)是云南中部某城市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的三大片區(qū)之一，由于園區(qū)地勢西北高、東南低，規(guī)劃范圍內(nèi)供水相差63m，有2.5km2區(qū)域市政供水管網(wǎng)無法直接供水，須加壓提升至高位水池，再由高位水池重力供水。供水規(guī)模為2.5萬m3/d。本文章就有調(diào)節(jié)容積的二次加壓泵站的運(yùn)行時(shí)間對輸水管道管徑、水泵揚(yáng)程計(jì)算、水泵選型等的選擇計(jì)算進(jìn)行比較分析，為以后類似設(shè)計(jì)提供一定的參考。 關(guān)鍵詞：運(yùn)行時(shí)間，輸水管水力計(jì)算，水泵揚(yáng)程計(jì)算，水泵選型，比較分析 Abstract: the Kowloon area in cent

2、ral yunnan province is a city high-tech industrial park of one of the three major area, because the northwest high, low terrain southeast, planning area water supply differ 63 m, 2.5 km2 area municipal water supply network can't direct water supply, must be up to high pressure pool, again by poo

3、l water supply high gravity. Water supply for 25000 m3 / d scale. This article has adjust volume of the secondary pump station running time of water pipe diameter, water pump head calculation, water pump type selection of the calculation of the selection, this paper analyzes the design for the futur

4、e similar to provide certain reference. Keywords: running time, delivery pipe hydraulic calculation and water pump head calculation, the water pump selection, comparative analysis 中圖分類號：TV675文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： 1.概述 該高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)云南省三個省級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)之一，而九龍片區(qū)是該高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的三大片區(qū)之一，規(guī)劃總面積7.04km2，規(guī)劃期末（2020年）人口容量為3.5萬人。由于園區(qū)

5、地勢西北高、東南低，規(guī)劃供水范圍高程16341697m，高差63m，市政供水管網(wǎng)無法對整個片區(qū)進(jìn)行直接供水，經(jīng)實(shí)測和計(jì)算，需二次加壓供水的面積約2.5km2。由于九龍片區(qū)目前正進(jìn)行大面積開發(fā)建設(shè)，而較高片區(qū)無自來水的供給，給片區(qū)的發(fā)展帶來相當(dāng)大的制約。市政府和高新區(qū)管委會高度重視九龍片區(qū)的供水問題，為此提出九龍片區(qū)的二次加壓供水工程。經(jīng)過對片區(qū)的調(diào)查和供水量計(jì)算，片區(qū)供水量為2.5萬m3/d。為利用云南的山地優(yōu)勢，節(jié)約成本，降低電耗，經(jīng)充分分析論證，采用高位水池（4000m3）調(diào)蓄重力供水，因此二次加壓工程的流程為：市政管網(wǎng)水二次加壓泵站進(jìn)水調(diào)節(jié)池（取水池）二次加壓泵站輸水管高位水池園區(qū)用戶。

6、 因有高位水池4000 m3容積的進(jìn)行調(diào)節(jié)供水，故二次加壓泵站可不需全天運(yùn)行，應(yīng)對泵站水泵運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行科學(xué)的理論測算，以達(dá)到節(jié)約能耗，降低成本。因?yàn)槎伪谜具\(yùn)行時(shí)間的長短，直接影響到水泵的流量大小設(shè)計(jì)、輸水管道的管徑大小確定、水泵的揚(yáng)程計(jì)算、水泵運(yùn)行電耗高低、輸水管道工程投資等。因此，有調(diào)節(jié)容積的二次加壓泵站的運(yùn)行時(shí)間長短的確定對泵站的運(yùn)行至關(guān)重要，是整個設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需認(rèn)真計(jì)算比較分析。 2.比較分析 本二次泵站加壓提升水量近期為12000m3/d，遠(yuǎn)期為25000m3/d。設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間按24h，22h，20h，16h，12h五種情況進(jìn)行計(jì)算分析。 （1）各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的水泵流量 為達(dá)到某一提

7、升水量規(guī)模，運(yùn)行時(shí)間直接決定水泵的設(shè)計(jì)流量，表1為設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間下所對應(yīng)的水泵流量。 表1 各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的水泵流量表 （2）各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的輸水管水力計(jì)算 管徑的大小直接影響工程的輸水管的投資和水泵的揚(yáng)程高低，影響水泵站的運(yùn)行成本，這也和泵站的運(yùn)行時(shí)間確定息息相關(guān)。設(shè)計(jì)采用球磨鑄鐵管，管徑以DN500和DN600兩種管徑進(jìn)行計(jì)算比較，各種運(yùn)行時(shí)間輸水工況如表2所示。 根據(jù)表2的計(jì)算結(jié)果，在四種運(yùn)行時(shí)間工況下，DN600管徑管道流速偏小，建設(shè)投資偏高，而水泵選型時(shí)與采用DN500管徑所需水泵揚(yáng)程相差不大，因此選擇DN500管道在流速和管道損失數(shù)據(jù)上更合理。 （3）各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的揚(yáng)程計(jì)算 根據(jù)已

8、經(jīng)確定二次加壓泵站、高位水池的位置和高程（二次加壓泵站高程1648m，高位水池高程1722m），以及輸水管道的走向，得出已知條件：二次加壓泵站和高位水池高差74m，管道長度1930m。據(jù)泵站布置，吸水管長度8.8m，吸水停泵水位與泵軸高差1.4m，泵軸與高位水池最高水位高差74.9m。 表2 各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的輸水管水力計(jì)算 注：局部水頭損失按沿程水頭損失的12%計(jì)。 根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范GB50265-2010、教材水泵及水泵站，本泵站水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算為： H=H1+H2+h1+h2+h3（m） H水泵揚(yáng)程（m）； H1取水池最低水位（停泵水位）與水泵基準(zhǔn)面的幾何高度（m）； H2水泵基準(zhǔn)面與高位

9、水池最高水位的幾何高度（m）； h1吸水管路的總水頭損失（m）； h2輸水管路的總水頭損失（m）； h3出水富裕水頭（m）； 說明： H1：可理解為水泵最大吸水高度，其值不得大于水泵的真空吸上高度，一般取0.9Hs，在高海拔地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)睾０胃叨冗M(jìn)行核算修正。本工程為1.4m。 H2：考慮高位水池最高水位時(shí)，水泵運(yùn)行的最高揚(yáng)程。本工程為74.9m。 h1：吸水管路的沿程水頭和局部水頭損失之和。管道越長，管件或閥門等越多，水頭損失越大。本工程取0.3m。 h2：輸水管路沿程水頭和局部水頭損失之和。管道長度一定的情況下，盡量選擇經(jīng)濟(jì)流速（最佳管徑）和減少管道彎頭（水頭損失計(jì)算結(jié)果見表2）。 h3：

10、出水富裕水頭，不宜過大，一般取12m。本工程取1m。 根據(jù)以上已知條件，經(jīng)相應(yīng)計(jì)算公式，得各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的水泵最大設(shè)計(jì)揚(yáng)程，如表3所示。 表3 各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的水泵最大設(shè)計(jì)揚(yáng)程（管徑為DN500） （4）各運(yùn)行時(shí)間對應(yīng)的水泵選型表 根據(jù)上述水泵水量計(jì)算、揚(yáng)程計(jì)算，進(jìn)行水泵選型比較，如表4所示。 （5）結(jié)果比較分析 通過以上的計(jì)算數(shù)據(jù)和表格，泵站在運(yùn)行時(shí)間為20-24 h，水泵的流量為500625m3/h臺，流量變化小；同時(shí)，輸水管道的流速較合理（近期0.710.85m/s，遠(yuǎn)期1.421.77 m/s），水頭損失也?。ń?.094.32m，遠(yuǎn)期12.3817.81m）；電耗較小（特別是近期運(yùn)

11、行20h/d電耗最小，4000kwh/d，遠(yuǎn)期運(yùn)行22h/d電耗8800kwh/d），且運(yùn)行水泵的規(guī)格型號一致。 如果運(yùn)行時(shí)間為1216h，流量變化大，水泵的流量為7501050m3/h臺；輸水管道的流速較大（遠(yuǎn)期達(dá)2.212.95m/s），水頭損失也?。ㄟh(yuǎn)期達(dá)27.854946m）。電耗高（如近期運(yùn)行12h/d電耗為5400kwh/d，遠(yuǎn)期運(yùn)行12h/d電耗17040kwh/d），且運(yùn)行水泵的規(guī)格型號不一致。 表4 水泵選型比較表 因此，為便于加壓泵站在運(yùn)行中的管理、設(shè)備維護(hù)檢修、控制等，近遠(yuǎn)期運(yùn)行水泵的規(guī)格型號宜統(tǒng)一。根據(jù)表4水泵選型的比較表結(jié)果，在運(yùn)行時(shí)間為20-24 h時(shí)水泵型號近遠(yuǎn)期是相同的，電耗低，經(jīng)濟(jì)合理。運(yùn)行時(shí)間1220h，水泵流量變幅較大，管道水頭損失增加很快，水泵揚(yáng)程增幅大，電機(jī)功率要求很大，電耗增加很多（近期相比，每天運(yùn)行12h要比運(yùn)行20h多耗電1400 kwh，遠(yuǎn)期每天運(yùn)行12h要比運(yùn)行22h多耗電8240kwh，幾乎一倍），不經(jīng)濟(jì)，不節(jié)能，不環(huán)保，同時(shí)泵站的變配電也越復(fù)雜，工程投資會增加更多。 3.結(jié)論 通過計(jì)算、比較、分析，結(jié)果表明，二次泵站運(yùn)行時(shí)間合理選擇，是整個設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需認(rèn)真多方案計(jì)算，比較分析。運(yùn)行時(shí)間將直接影響到泵運(yùn)行管理、電耗高低、工程投資等。本設(shè)計(jì)表明，二