为什么取水泵房要设计一个吸水井

预制泵站的主要特征是什么？预制泵站（一体化预制泵站）是一种新型集成式污水、雨水自动化收集与提升系统，是真正意义上的一体化泵站。泵站的筒体采用先进的材质如强化玻璃钢铸造而成。内部的水泵、管路、阀门、仪表、控制设备、爬梯以及其他用户所需要的附件都可以定制生产，并安装调试完毕后出厂。是一种使用方便，质量可靠、土建工作少，成本较低的新型一体化集成式泵站设备。集成度高，容积优化是其最显著的特征，是传统中小型混凝土泵站的完美替代品。

主要特点：

1、高集成度。作为一体化单元，其成套提供：预制筒体、潜水排污泵、管道系统、粉碎性格栅（提蓝格栅）、智能控制系统、提升装置、排气装置等部件，自带大容量安全冗余的固定防护，保证各部件的完美匹配，能充分满足用户的质量要求。

2、坚固、美观。设备主体机构由纤维缠绕玻璃钢制成，其强度相当于传统层压式玻璃钢的双倍，可完全抵抗撕裂、腐蚀及其他破坏力，故其坚固、持久、耐用。地埋式构造使其与周边环境融为一体，美观大方。

3、工程周期短。该系列产品为成品供货，厂内完成各部件的安装调试，货到现场后只需整体定位放置、掩埋，所需安装调试时间比传统泵站大大缩短。

给站由泵站构筑物和主、辅设施组成。泵站构筑物主要有取水和引水构筑物、进水构筑物、泵房和阀门井等工程设施。

主要设备包括潜水排污泵、电动机和管道,是泵站的主要工艺设施辅助设施为主要设备的安装、检修和运行管理提供可靠保证。因此,掌握泵站的设计与管理技术,必须掌握泵站构筑物的设计、水泵的选型、电动机的选型、主机组的布置、机组基础设计、管道直径确定与布置、阀件布置、电气设备的选配及布置。

除此之外,还要掌握对保证主机组安装、运行与维护必需的辅助设施,如:计量、充水、起重、排水、通风、减噪、采光、交通及水锤防治等方面的设施与设备的选型、配套和布置。本章将对上述内容逐一进行阐述。

给水泵站的组成

给水泵站主要由以下几部分组成。

1.进水构筑物

进水构筑物包括前池和吸水井,其作用是为水泵或水泵吸水管道的吸水喇叭口提供良好的进水条件。

泵房是安装水泵、电动机、管道及其辅助设施的构筑物。其主要作用是为主机组的安装、检修和运行管理提供良好的工作条件。

包括水泵和电动机,是泵站中的主要设备。

是指水泵的吸水管道和压水管道,水泵的吸水管道从进水构筑物吸水,经水泵后通过压水管道和管网系统将水送至用户。

5.计量设备

6.充水设备当水泵为吸入式工作时,启动前需用充水设备进行充水。充水设备主要包括真空泵、气水分离器、7.循环水箱。

用以排除泵房内的积水,以保持泵房内环境整洁和运行安全。主要包括排水泵、集水坑、排水沟等。

8.起重设备为水泵、电动机及其他设备的安装、检修而设置的起重设备。起重设备主要有三角架装手动葫芦、单轨悬挂吊车、桥式起重机等。

9.通风采暖设备

指泵房的通风设备和采暖系统。

10.防水锤设备

指防治水锤的有关设备。

11.电气设备

指变电设备、高压配电设备、低压配电设备等。

12.其他设施

主要包括通信、安全、防火、照明等。

污水泵属于离心泵范围，结构和原理和一般离心泵是一样的。污水泵也有自身的结构特点，污水泵的扬程都不高，由于污水中杂物较多，叶轮的间隙比清水泵大。污水泵容易产生的故障，和一般离心泵也是相似的，因为抽污水，所以叶轮磨损较快。普通清水泵是以获得最高效率而设计的，也就是说，清水泵的水力结构参数是获得最高效率的最佳组合。对污水泵、这类有特殊要求的泵其效率不可能超过同一时期的清水泵效率。污水泵、效率低于清水泵的主要原因是它们的过流通道加宽了。效率下降的值主要与加宽的程度有关。污水泵流道加宽是为防止阻塞.

泵站是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置和工程称泵和泵站工程。排灌泵站的进水、出水、泵房等建筑物的总称。

泵站作用

pumping house 设置水泵机组、电气设备和管道、闸阀等房屋。

1、是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置和工程称泵和泵站工程。

2、油箱、电机和泵这三样东西是主要部件，但还有很多辅助设备，根据实际情况需要增减，如供油设备、压缩空气设备、充水设备、供水、排水设备、通风设备、起重设备等等。

泵站分类

1、污水泵站

2、雨水泵站

3、河水泵站

远程监控

泵站远程监控系统分类:

1、供水泵站远程监控系统

2、排水泵站远程监控系统

一、供水泵站远程监控系统

适用范围:

供水泵站远程监控系统适用于城市供水系统中加压泵站的远程监控及管理。

泵站管理人员在监控中心即可远程监测泵站水池水位或进站压力、加压泵组工作状态、出站流量、出站压力等可远程控制、自动控制加压泵组的启停光纤通信时，可图像监视站内全景及重要工位，实现泵站无人值守。

系统组成:

系统功能:

远程监测:

监测电压、电流、频率、状态、控制方式等设备参数。

监测压力、流量、水位、阀门开度等工艺参数。

自动控制:

远程手动或逻辑控制潜水泵的启、停，调节出口流量等。

远程手动或逻辑控制电动阀门的开、关等。

传输网络:

有线网络:ADSL、光纤、网络通信时，支持视频实时监控。

无线网络:GPRS/CDMA通信时可远程拍照，3G、4G通信时可视频传输。

水质安防:

实时监测水质余氯、PH值、浊度等数据。

监测现场安防、设备巡检、现场环境等情况。

报警功能:

支持设备故障报警及采集参量上下限报警等。

支持红外监测、闯入报警等报警，支持报警照片自动上传。

高级分析:

分析采集数据、计算水泵能效，提出设备改型参考建议。

自动生成报表、曲线，提高办公自动化水平。

管理软件:

二、排水泵站远程监控系统

适用范围:

排水泵站远程监控系统适用于城市排水泵站的远程监控及管理。泵站管理人员可以在泵站管理处的监控中心远程监测站内格栅机的工作状态、污水池水位、提升泵组 工作状态、出站流量、池内有害气体浓度等支持手动控制、自动控制、远程控制格栅机、排风机及提升泵的启停图像监视站内全景及重要的工位。

系统组成:

排水泵站远程监控系统主要由监控中心、通信平台、排水泵站监控设备、计量测量及摄像设备组成。

通信平台:

通信平台常用两种，一是有线通信:每个加压泵站与管理处之间租用光纤通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台可传输连续图像。二是无线通信:每个加压泵站与调度中心之间通过GPRS无线网络通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台不能传输连续图像。

泵站远程测控终端的功能特点:

◆ 测控终端被安装在排水泵站，监测污水池液位监测排污流量监测泵的启停状态、控制模式、电压、电流、保护状态监测安防报警、巡检监测有害气体浓度。

◆ 支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制排水泵的启停，支持远程切换控制模式。

◆ 智能控制排水泵轮换工作，实现所有水泵均衡磨损。

◆ 采用集散式控制模式，每个泵站使用一个主控制器，每台排水泵使用一个分控制器，分控制器是否投入使用可以控制。

◆ 自动、远程控制格栅机控制工作。

◆ 支持采用现场工业以太网通信，支持光纤通信、支持GPRS无线通信。光纤通信时支持图像监控。

◆ 现场显示测控设备的工作状态、显示每台水泵的工作电压、电流、显示污水池水位。

◆ 现场键盘读取、修改、设置测控终端的工作参数。

◆ 定时存储现场监控信息，以备查询。

◆ 告警主动上报，如:液位超限告警、水泵工作状态变化、电流电压超限等告警。

◆ 支持远程设置、修改终端的工作参数，实现远程维护终端设备。

泵站监控中心主要功能:

◆ 数据监测功能:

- 监测各泵站每台排水泵启停状态、保护状态、电流、电压等。

- 监测各泵站格栅机的工作状态。

- 监测各泵站的污水池液位、累计排水量、及有害气体浓度。

- 监测各泵站安防报警信息。

◆ 远程控制功能

- 远程控制各泵站每台排水泵、格栅机的启停工作。

- 远程切换各泵站每台排水泵的控制模式。

◆ 报警功能

- 污水池液位超过警戒水位告警。

- 设备保护状态发生，电压、电流超限时告警。

- 非法闯入报警、巡检未到位报警。

- 有害气体超标告警。

◆ 数据存储

- 定时存储各种监测数据。

- 记录事件报警信息及当时监测数据。

- 记录各种操作信息及当时监测数据。

◆ 信息查询

- 可以进行所有监测信息查询。

- 可以进行所有事件报警信息查询。

- 可以进行所有操作信息查询。

◆ 数据报表

将监测数据、报警数据生成报表，数据可以导出，支持打印输出。

◆ 视频监视

通过现场工业以太网将视频传输至信息中心，实现实时监视、视频数据存储，回放。并可远程控制摄像机的变焦，拍摄方向。

◆ 人机界面

实时监测数据与视频在同一界面上显示，可以同屏监测多个泵站视频和数据，也可以切换成单个泵站的视频和数据显示。

◆ 权限管理

对不同的操作使用者授予不同的使用权限。

◆ 扩展

- 可以任意增加、减少所监控的泵站。

- 可以增加、修改、删除软件功能模块。

- 预留与其他系统的通讯接口。

取水建构物的类型主要有垂直取水建筑物（井、孔等）、水平取水建构物（渗渠、廊道等）、斜井、联合取水工程4种类型。目前，我国常用的取水建构物类型及适用条件见表11-1。此外，还有一些是适用于某种特定水文地质条件的联合取水工程：①井—水平廊道联合取水建筑物，也称坎儿井：主要适用于开采干旱半干旱地区山前洪积扇中的地下水，我国西北地区新疆等地采用这种形式较多；②辐射井：由大口井—水平或倾斜滤水管联合组成，主要适用于含水层渗透性能差的地区或开采复杂脉状含水层等；③大口井（竖井）—钻孔联合取水工程（复合井）：主要用于开采深埋岩溶含水层中的水；④开采岩溶暗河水的拦地下水堵坝引水工程（水平廊道）。

表11-1 地下取水构筑的类型和适用条件

正确地选择取水构筑物的类型，不仅关系到能否以最少投资取得最大出水量，同时，也关系到水源地建成后，能否长期运转和取水成本问题。正确地选择井型，常常是能否成井的关键。取水构筑物类型的选择，主要决定于含水层（带）的空间分布特点及含水层（带）的埋藏深度、厚度和富水性能；同时，也与设计需水量大小、预计的施工方法及选用的抽水设备类型等因素有关。

（一）管井

管井又名机井，通常是指用凿井机械开凿而成的垂直井孔，根据其是否完全穿透含水层，还可以分为完整管井与非完整管井。管井是开发利用地下水资源工程中采用最为广泛的建筑物形式。在城镇工矿企业的地下水供水工程中，多采用管井开采地下水。管井施工方便，能建造于任何岩性的地层中，适用于各种地下水埋深和水量丰富的含水层。

管井的直径一般为50～100mm，井深最大可达1000m以上。在实际中最常见的管井直径多小于500mm，井深多小于200m。

管井的结构因其水文地质条件、施工方法、提水机具和用途等的不同，其结构形式也是各种各样的，但大体可分为井头、井身、进水部分和沉淀管四部分（图11-1）。管中施工建造一般包括钻机凿井、井管安装、填砾、管外封闭、洗井等过程，最后进行抽水试验。

图11-1 管井示意图

1—隔水层；2—含水层；3—井壁管；4—滤水管；5—泵管；6—封闭物；7—滤料；8—水泵；9—水位观测孔；10—护管；11—泵座；12—不透水层

关于管井的设计和施工在后续内容中还将作进一步的介绍。

（二）大口井

大口井因其井径大而得名。大口井是开采浅层地下水最合适的取水构筑物类型，不仅进水断面大，并具有构造简单、取材容易、使用年限长及容积大能兼起调蓄水量作用等优点，但也受到施工困难和基建费用高等条件的限制。我国大口井的直径一般为4～8m，井深一般在15m以内，很少超过20m。大口井大多采用不完整井形式，虽然施工条件较困难，但可以从井筒和底同时进水，以扩大进水面积，而且当井筒进水孔被堵后，仍可保证一定的进水量。

大口井的构造，一般如图11-2所示，主要由井室、井筒及进水部分组成。

（三）复合井

复合井是由非完整式大口井和井底下设管井过滤器组成。实际上，它是一个大口井和管井组合的分层或分段取水系统（图11-3）。它适用于地下水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。模型试验资料表明，当含水层厚度大于大口井半径3～6倍，或含水层透水性较差时，采用复合井出水量增加显著。

为了充分发挥复合井的效率，减少大口井与管井间的干扰，过滤器直径不宜过大，一般以200～300mm为宜，过滤器的有效长度应比管井稍大；过滤器不宜超过三根。

图11-2 大口井的构造（图中尺寸：mm）

1—井筒；2—吸水管；3—井壁透水孔；4—井底反滤层；5—刃脚；6—通风管；7—排水坡；8—粘土层

图11-3 复合井

（四）辐射井

辐射井是在大口井（集水井）井壁上向外沿半径方向铺设辐射状渗入管（辐射管）组合而成的。由于扩大了进水面积，其单井出水量为各类地下水取水构筑物之首。

辐射井也是一种适应性较强的取水构筑物。一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深较大的含水层，均可用辐射井开采。辐射井对开发位于咸水上部的淡水透镜体也比其他取水构筑物更为适宜。辐射井还具有管理集中、占地少、便于卫生防护等优点。

辐射井施工难度较高，施工质量和施工技术水平直接影响出水量的大小。

图11-4 井底封闭单层辐射管的辐射井

（1）辐射井的型式：①辐射井按集水井本身取水与否分为：集水井井底与辐射管同时进水与集水井井底封闭仅辐射管进水两种形式；②按辐射管（图11-4）铺设方式，辐射井有单层辐射管和多层辐射管两种；③辐射井按其集取水源的不同，又可分为：集取一般地下水（图11-5a）、集取河流或其他地表水体渗透水（图11-5b、c）、集取岸边地下水和河床地下水的辐射井（图11-5d）等型式。

（2）集水井：集水井的作用是汇集辐射管的来水和安装抽水设备等；对于不封底的集水井还兼有取水井的作用。我国一般采用不封底集水井，以扩大井的出水量。集水井的直径一般不应小于3m。集水井都采用圆形钢筋混凝土井筒，沉井施工。

图11-5 按取集水源分类的辐射井

（图中虚线表示辐射管）

（3）辐射管：辐射管的配置分单层或多层，每层4～12根，层间距1～3m，根据含水层厚度和补给条件而定。辐射管采用直径70～150mm、壁厚6～9mm的厚钢管，以便于直接顶管施工。当采用套管施工时，也可用薄壁钢管或其他管材。辐射管的进水孔有条形孔和圆形孔，其缝宽和孔径应按含水层颗粒组成确定。圆形孔交错排列，条形孔沿管轴方向错开排列。在靠近井壁2～3m处不应设孔眼，孔隙率一般为15%～20%。管长一般在30m以内。

辐射管尽量布置在集水井的底部，一般距井底1m左右，以保证在大水位降条件下取得最大的出水量。

（五）渗渠

1.渗渠的形式

渗渠分集水管和集水廊道两种形式；同时也有完整式和非完整式之分。集水廊道由于造价高，很少采用。渗渠由于是水平铺设在含水层中，也称水平式取水构筑物。由于受施工条件的限制，其埋深很少超过10m。

渗渠的优点是：既可截取浅层地水，也可集取河床地下水或地表渗水；渗渠水经过地层的渗滤作用，悬浮物和细菌含量少，硬度和矿化度低，兼有地表水与地下水的优点；渗渠可以满足北方山区季节性河段全年取水的要求。其缺点是：施工条件复杂、造价高、易淤塞，常有早期报废的现象，应用受到限制。

2.渗渠的构造

渗渠通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成（图11-6）。集水管一般为穿孔钢筋混凝土管，水量较小时可用穿孔混凝土管、陶土管、铸铁管；也可用带缝隙的干砌块石或装配式钢筋混凝土暗渠。钢筋混凝土集水管管径应根据水力计算确定，一般为600～1000mm。管上进水孔有圆孔和条孔两种，圆孔孔径为20～30mm，条孔宽为20mm、长度60～100mm。孔眼内大外小。交错排列于渠的上1/2～2/3部分。孔眼净距满足结构强度要求。但孔隙率一般不应超过15%。

3.渗渠位置选择及平面布置

（1）渗渠位置选择：①选在水流较急、有一定冲刷能力的直线或凹岸非淤积河段，并尽可能靠近主流；②选在含水层较厚、颗粒较粗、不含淤泥等不透水夹层；③选在河水清澈、水位变化小、河床稳定的河段。

图11-6 渗渠的构造

1—集水管；2—集水井；3—泵站；4—检查井

（2）渗渠平面布置：①平行河流布置：如图11-7（a）所示，可同时集取河床和岸边的地下水，且施工检修方便、不易淤塞、水量稳定。渗渠和河流水边线的距离，视含水层颗粒粗细而定，一般不宜小于20～25m。②垂直河流布置：如图11-7（b）所示，当岸边地下水补给差，冲积层薄，河流枯水期流量小，河流主流摆动不定时，可采用此种布置，以最大限度截取河床潜流水。其施工检修困难，出水量小、水量和水质受河流影响变化大，易淤塞。③平行和垂直河流组合布置：如图11-7（c）所示，其最大优点是出水量大。设计时，垂直河流的应短于平行河流的渗渠，二者的夹角不宜小于120°，以免相互干扰。截取地下水的渗渠，应尽可能垂直地下水流向。不论采用哪种布置方式，都应通过经济技术比较，因地制宜地确定。

图11-7 渗渠的布置

1—集水管；2—集水井；3—泵站；4—检查井；5—河流

以地面水为水源的给水系统一般包括：取水工程、净水工程、输配水工程以及泵站等：

一、取水工程

取水工程一般包括水源选择和取水工筑物两大部分。

1.水源选择

城市给水系统按水源的不同可分为：地表水源给水系统和地下水源给水系统。

2.取水构筑物。按照水源的不同，取水构筑物分为地下水取水构筑物和地表水取水构筑物。常用的地下水取水构筑物有管井、大口井、辐射井、渗渠等。

地表水取水构筑物有固定式和移动式两大类。固定式取水构筑物，有岸边式、河床式和斗槽式；移动式取水构筑物，有浮船式和缆车式。

二、净水工程

净水工程的任务就是解决水的净化问题。

水的净化方法和净化程度根据水源的水质和用户对水质的要求而定。生活用水净化须符合我国现行的生活饮用水标准。

工业用水的水质标准和生活饮用水不完全相同，或有较大差异。应按照生产工艺、产品性质对水质的不同要求来具体确定相应的水质标准及净化工艺。

城市自来水厂只需生活饮用水的水质标准。以地表水为原水，供给饮用水为目的的工艺流程一般经过混凝、沉淀、过滤及消毒等净水工艺。

三、输配水工程

净水工程解决了水质问题，输配水工程则是将净化后的水输送至用水地区并分配到所有用户的全部设施。通常包括输水管网，配水管网及调节构筑物等。

四、调节构筑物

常见的调节构筑物有水塔和高地水池。作用是调节供水与用水之间的不平衡状况。

五、泵站

泵站是把整个给水系统连为一体的枢纽，是保证给水系统正常运行的关键。在给水系统中。通常把水源地取水泵站称为一级泵站，而把连接清水池和输配水系统得送水泵站称为二级泵站。

一级泵站的任务是把水源的水抽升上来，送至净化构筑物。

二级泵站的任务是把净化后的水，由清水池抽吸并送入输配水管网而供给用户。

泵站的主要设备有水泵及其引水装置，配套电机及配电设备和起重设备等。

与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m；

与液化石油气储罐的距离不宜小于60m，如采取防止辐射热的保护措施时取水口是供消防车取水用的

供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。取水口或取水井与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m

串联操作主要为了提高压头；并联操作主要是为了增大流量。

基本构造：

1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大。

2、泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。

3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件

4、密封环又称减漏环。

5、填料函主要由填料，不让泵内的水流流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却！

6、轴向力平衡装置，在离心泵运行过程中，由于液体是在低压下进入叶轮，而在高压下流出，使叶轮两侧所受压力不等，产生了指向入口方向的轴向推力，会引起转子发生轴向窜动，产生磨损和振动，因此应设置轴向推力轴承，以便平衡轴向力。