全地下排水泵站安全设计

□文/舒福荪 李 莉

全地下排水泵站安全设计

□文/舒福荪 李 莉

集城市排水、自动控制、城市景观建设等功能为一体的全地下排水泵站解决了传统型排水泵站占地面积大，泵站建设用地与土地资源矛盾以及传统型泵站建设标准低，影响城市景观环境等问题。全地下排水泵站设计上必需解决有毒、有害气体，自然通风条件差有可能危及人身安全以及变配电室、控制室电气设备防火、防潮、防爆等问题。

全地下；排水泵站；安全设计

集城市排水、自动控制、城市景观建设等功能为一体的全地下排水泵站解决了传统型排水泵站占地面积大，泵站建设用地与土地资源矛盾以及传统型泵站建设标准低，影响城市景观环境等问题。但与传统型泵站相比需要考虑安全问题。

1 全地下排水泵站总体设计

全地下排水泵站的设计并非将传统型排水泵站简单的设置在地下，而是在泵站工艺、结构、电气自控等方面较传统型泵站进行了重大变革。为减少泵站建设用地，开发利用地下空间，全地下泵站总体布置采用整体合建式，即将进水闸井、格栅井、进水廊道（平流式沉砂池）、集水池、出水池、变配电室、自动控制室等合建在地面以下的一个整体构筑物内，地面以上仅设置必要的人员出入口、通风孔、设备吊装孔。

1）机械设备间与变配电室、自动控制室独立设置，两者之间采用钢筋混凝土隔墙分开，从而形成两个独立的功能分区。

2）地下1层设置机械设备间、变配电室、自动控制室、后置式出水池，地下2层设置配水渠道、格栅井、进水廊道（平流式沉砂池）、集水池、潜水泵井。

2 泵站安全设计

泵站安全设计首先要考虑泵站管理人员的安全，在保证泵站管理人员安全的同时还要考虑泵站运行安全。由于全地下排水泵站将原建设在地面以上的主机房、变配电室及裸露在室外的进水闸井、格栅间、出水池等设施全部设置在地面以下一整体构筑物内，较传统型泵站设置在地面以上及裸露室外相比，臭气不易散发，自然通风条件差，设计上必须解决全地下泵站有毒、有害气体，自然通风条件差有可能危及人身安全的问题，同时要解决非正常运行工况条件下可能淹泡以及泵站变配电室、控制室电气设备防火、防潮、防爆等隐患问题。

2.1 臭气源和自然通风条件差的解决措施

1）泵站臭气的来源

臭气是客观存在的。因为泵站提升的废水在传输过程中，腐化产生的硫化氢和甲硫醇等恶臭气体将从格栅间大量释放出来。栅渣中的有机成分高达85%，很少一点栅渣腐败后，就能在较大空间内产生强烈的恶臭。由于泵站的臭气主要来源于格栅间、栅渣处理区及敞开式出水池，而地下式泵站恰恰将格栅间、栅渣处理区封闭在地面以下，如果产生有毒、有害气体将散发在机房设备间，当数量超过临界值，就有可能发生人身事故。

2）安装除臭、除湿及通风设备

（1）为解决臭气源散发有毒、有害气体危及人身安全的问题，机房设备间安装高能离子除臭设备，由管路收集系统将臭气抽送至离子除臭装置进行集中处理。该技术的主要特点是设备简单，运转方式灵活，运行维护费用低，除臭效果好。

（2）变配电室、控制室安装固定除湿设备，以改善工作环境，充分保证泵站供电系统、自控系统及相关检测系统的安全运行。

（3）机房设备间、变配电室、控制室各自安装自动送排风设备，进行强制式机械通风，以解决自然通风条件差的问题。

（4）栅渣清捞采用现场拼装型密闭式格栅除污机，打捞的污杂物经密闭式螺旋输送机、压榨机处理后即时打包外运，有效地解决了栅渣臭气散发问题。

（5）格栅、栅渣处理区产生的有害气体，由在线式有毒、有害气体检测仪实施定时检测和随机检测，其信号传输给控制室内PLC控制系统，PLC控制系统根据测得的气体浓度值自动控制除臭设备的运行。除臭设备运行达标后，泵站管理人员方可进入机房设备间。同时，管理人员还要带上便携式检测仪再进行监测，达到双重防范，确保管理人员安全。

2.2 泵站防淹泡的解决措施

1）泵站淹泡隐患的来源

全地下排水泵站变配电室、控制室与机房设备间全部置于地面以下一整体构筑物内，特别是到汛期受降雨影响，泵站外界水位很高，遇到运行中突然断电、水量超负荷、机电设备、自控设备故障等情况时，极易造成泵站淹泡事故的发生。

2）安装快速关闭闸门设备

（1）为进一步提高泵站的安全度，在进水闸井上正向安装2部快速关闭型闸门、反向安装2部普通闸门，双层屏障。快速关闭型闸门和普通闸门均可以在空气和水两种介质环境下运行。速闭型闸门在泵站运行时因突然停（断）电或其他突发事故发生时，能够保证闸门在15 s内实现快速关闭，有效避免机械设备间淹泡等恶性事故发生。

（2）泵站恢复供电后，泵站管理人员要严格按照快速关闭型闸门开、闭度数据指导闸门运行，确保泵站安全。

（3）泵站管理人员在泵站运行前，全面检查快速关闭型闸门的控制系统，确认快速关闭型闸门能按设定的程序启闭后，方可投入运行。

2.3 电气设备防护的解决措施

泵站变配电室、控制室置于地面以下，在气温较低、湿度较大时电气设备容易产生凝露，存在发生电气设备短路事故的隐患。要防火、防潮、防爆，确保泵站电气设备的正常运行。

1）在电气设备选型上采用防护等级高、防护功能满足特定环境使用要求的设备并在电气和仪表设备中加装检测温度 、湿度和除湿装置。

2）机房设备间安装远程图像监视（遥视）系统，对机房设备间进行全天候监视。随时掌握、控制泵站的运行情况，及时准确做出运行决策，高效发挥设备功能。

3 结语

根据天津市城市总体规划和海河两岸综合开发改造景观建设要求，大沽路雨水泵站设施全部设置在地面以下，开发利用了城市地下空间，节约了土地资源，最大限度地获取了城市基础设施建设的综合效益，全地下泵站较传统型泵站可节省用地约50%，泵站以上地面几乎可全部用于城市景观建设，实践证明，全地下泵站通过安装高能离子除臭设备、固定除湿设备和自动送排风设备、安装快速关闭闸门以及提高电气设备防护等级等措施，大大提高了泵站运行的安全性、可靠性，对泵站管理人员及运行安全的安全起到了重要的保证作用。

□李 莉/天津市九河市政工程设计咨询有限公司。

TV675

C

1008-3197（2011）03-59-02

2011-04-21

舒福荪/男，1954年出生，高级工程师，天津市九河市政工程设计咨询有限公司，从事排水工作设计。