简述排水设计中水泵的选用问题

齐益达

【摘 要】本文首先概述了水泵的工作原理、结构形式和选择原则，然后着重分析了建筑给排水设计中水泵选用的要点，最后介绍了建筑给排水设计中水泵工况点的调节措施。

【关键词】给排水设计；水泵；选用要点

1 水泵的概述

1.1水泵的工作原理

在水泵打开前将泵体充满液体，水泵被打开后，泵体内的液体会随着泵体内的叶轮做高速旋转运动，叶轮在离心力的作用下在出口处将液体甩出，在泵体扩散室内被甩出的液体的速度逐步的变得的缓慢，液体被甩出后，叶轮中心处形成真空低压区，液池中的液体在外界大气压的作用下，经吸入管流入水泵内。在一定容积的泵体扩散室内，压力会随着被甩出液体的增加而增加，最后在水泵的出口将液体排出。液体就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去。

1.2水泵的结构形式

水泵的主要结构形式有卧式、立式及斜式。立式水泵一般平面尺寸小、高度较大，运行中水泵叶轮淹没于水中，该种水泵启动方便，但该种水泵安装要求较高，检修难度较大；卧式水泵要求泵房面积较大，该种水泵泵房荷载较均匀，该种水泵叶轮高于进水池水位时需增加充水设备，但其检修较方便。

1.3选择原则

在进行水泵选择时应根据生产及生活需要满足流量和扬程要求，应保证水泵在高效区运行，以保证水泵在长期运行中保持较高效率，能量消耗较少，运行费用较低，在设计标准的各种工况下保证水泵机组能正常运行，其保证其在运行中不发生汽蚀、振动及超载现象，并保证其便于安装、维修和运行管理。

在选择时不可片面考虑单台泵高效率运行，应兼顾水泵组运行的整体效果，并应尽量选用大功率水泵以减少工作泵台数，并应充分认识到大功率水泵效率高以利于节能。应保证并联工作泵台数不超过3台以保证其在高效区运行，若要实现某水泵既单独运行又并联运行在选泵时应保证每台泵并联时的工况。

2. 泵站自动化监控系统在泵站中的需求

21电气设备的自动控制、监视、测量、保护、通讯

包括：泵站高压变配电系统，泵站0.4kV配电系统，主机励磁系统，泵站直流电系统，电机的综合保护系统。

2.2泵站及辅机系统的自动控制、监测、测量、保护、通讯

包括：为主机配套的油系统的控制，为主机配套的气系统的控制，泵站水系统。

2.3各种非电量的自动控制、监测、保护、通讯

包括：水工安全方面的位移、沉降、扬压力、应力等各种监测；水文、水位、水情、水量、水质等各种监测；各种温度、湿度的监测；绝缘监测；各闸门开度、荷重等监测。

2.4泵站内、外部的通讯网络、办公自动化、保安消防系统。

2.5全站的视频监视系统及视频信息上传。

根据以上纳入自动化系统的各项需求，将其进行分类、集成，使系统具备以下功能：控制、保护与调节功能；数据采集与处理功能；设备运行在线监视功能；事故预告与报警功能；数据远传与系统管理功能。

3建筑给排水设计中水泵选用的要点

3.1 给水泵选择

建筑给排水设计中给水泵的选用主要包括高位水箱给水、气压罐供水和变频调速泵给水等要点。

3.1.1建筑给水泵选用高位水箱供水方式

水箱和水泵组成了高位水箱供水，将高位水箱分区适当设置在各区上层，具有调节水量、稳定水压和贮存的作用。设置在地下室或着底层的水泵输送水箱里面的水，其供水的方式是先由水池到水泵输送到水箱在输送到给水管网最后供给用户。高位水箱供水方式依據水箱、管网和水泵三者之间的相互关系，可以分为串联分区水箱给水、并联分区水箱给水、减压水箱供水、水泵双出口供水和减压阀给水等方式。

3.1.2建筑给水泵选用气压罐供水方式

气压罐的本身其实是一个承压水箱，气压罐供水是水泵水箱的变形，其适用于多种形式的水泵水箱供水。这种气压罐供水的方式的布置不受建筑条件的影响，其可以适当的布置在建筑物的中间层，地下室、室外和顶层等。而气压罐只是一种给水的补充设备，在实际的应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为消防高区增加压力的设备时，具有一种运行可靠和便捷的特点，但由于其钢材消耗大、水头大和有限的系统水量，降低了供水的可靠性和水压的稳定性。

3.1.3建筑给水泵选用变频调速泵给水方式

该种形式可根据系统用水情况自动改变水泵转速以保证水泵处于高效区工作，并可实现流量调节，该种形式可省去高位水箱，并可节省占地面积，减少二次污染的机会，且供水压力稳定，水质较好，适于不允许设水箱且用水量不均匀的情况，但该种形式投资较大，对供电要求高，维护复杂导致经常费用较高，且系统存在一定范围的流量失调区和低效运行区域等。

3.2 排水泵选择

高层建筑一般设有地下排水设施，设计采取分别设置污废水的集水池来收集污废水，然后用潜水排污泵分别提升输送至室外化粪池和市政排水管网。要使地下室污废水排放畅通，在选择排污泵时要考虑到地下污废水特别是粪便水中含有较多的线状物质。排污泵要具有一定的抽吸、撕裂线状物质的功能，否则易造成排污泵的堵塞，损坏电机。水泵的控制手段与能否及时排除集水池来水密切相关，自动控制不仅有助于及时排水，还可减少集水池的容积。改造后的三座泵站均实现了自动水位控制与人工现场控制两种方式。采用一控二、一控三软启动控制柜，还具有工况参数的采集与处理、故障报警、计算机远程控制接口等功能。

排水泵站是耗费电能较高的市政设施，在节能减排大环境要求下，要确保其节能运行，要优先选用变频水泵。排污泵选择还应考虑一次抽吸时间，这关系到排污泵每小时启动次数和集水池容积大小。参考有关资料，一般排污泵一次抽吸时间不少于 5min 合适。

3.3 消防泵选择

为了确保消防工作的安全可靠，设计中应注意以下两方面的工作：一是要使设计的消防管道系统有其理想的特性曲线，即当流量变化大时，管道的水头损失波动较小，使管内压力变化保持平衡或变化较小。要做到这一点，只能使设计的管径尽可能大些，而这显然是有限的。要么采用变额调速水泵，但建设单位多因其价高而拒用。二是在选择消防水泵时应使选用水泵的H-Q特性曲线与管道的特性曲线协调。

总结：

整个建筑给排水工程的核心部位就是水泵，所以，在建筑给排水的设计中水泵的选择要在充分掌握了解水泵的工作原理和结构类型及水泵的选择原则和要点的基础上进行科学合理的选择，以保证建筑给排水的各个系统能够高效、安全和正常的运行，达到一种环保、节水、降耗、节支的目的，使建筑给排水系统的投入使用具有安全性、稳定性和经济性的特点。

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