一体化预制泵站设计开发研究及应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)上海凯泉泵业(集团)有限公司 作者:王东进

  一体化预制泵站是一种集潜水泵、泵站设备、除污格栅设备、控制系统及远程监控系统集成的一体化的产品。其特点具有机动灵活,泵站建设周期极短,安装极其简便。目前在国内市政行业成为一个新的泵站建设发展趋势。从PPS预制泵站水泵选型,预制泵站设计研究及应用等方面系统论述,系统介绍预制一体化泵站的开发应用。

一、前言

  泵站是通过水泵为水提供势能和压能,解决无自流条件下排灌、排污的唯一方法。传统混凝土泵站作为目前的主流泵站的建设方式。传统混凝土泵站也日益暴露出它自身难以克服的缺点:混凝土泵站投资巨大,往往一个泵站会花费大量的经费,建设周期长,耗费大量人力、物力,同时混凝土泵站一旦建设成后就无法移动。将来如果城市需要拆迁,泵站必须异地重新建设。这些弊端都促使人们开始寻找一种性能更为优化的替代品。一种机动灵活的PPS预制泵站应运而生。PPS目前在国外的应用主要集中在管网末端污水收集和中途泵站,在中小型泵站(流量小于0.5 m3/s)大量应用,可以解决城市中小型排涝泵站的快速建设的难题。

二、一体化预制泵站的设计开发研究

  1. 一体化预制泵站的含义

  PPS预制泵站是由外壳筒体采用先进的材质如强化玻璃钢(GRP)或聚乙烯树酯(PE)自动化铸造而成。预制泵站内部由水泵、管路、阀门、仪表、控制设备、楼梯以及其他用户所需要的附件都可以由制造厂成套提供,并安装完毕后出厂,如下图所示。它甚至可以带维修间和格栅,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泵站设备。

一体化预制泵站的内部结构图

一体化预制泵站的内部结构图

  2. 预制泵站设计需要考虑的因素

  (1)地形、地貌和水文地质条件 预制泵站也是泵站的一种,设计必须按照国家相关规范,可参照《泵站设计规范》(GB 50265—2010)内容实施。泵站选址宜选择在岩土坚实,水文地质条件有利的天然地基上,宜避开软土、松沙、膨胀土及分散性土振动液化土等不良地基。不应设在活动性断裂构造地带。

  (2)泵送液体介质 预制泵站一般可以用在市政污水排放,排放的介质的性质直接决定预制泵站的壳体和水泵材质的选用。一般要考虑易燃易爆气体含量,腐蚀性介质的含量。排送介质的黏度及密度。这些重要的信息,必须在选型过程中考虑,才能正确选择泵的材质和壳体的材质。

  (3)集水池(收集桶)有效容积 外壳采用缠绕玻璃钢、玻璃纤维增强复合材料,玻璃纤维含量占75%,坚固的底部结构100%防水结构。集水池的有效容积满足泵的正常使用要求。有效容积过小造成水泵频繁起动,会影响水泵的使用寿命,过大则造成浪费,造成施工成本增加。所以必须正确地计算有效容积。

  (4)选择正确的泵型 PPS所选用的泵型采用潜水排污泵系列水泵。潜水排污泵采用自动耦合安装,安装检修方便。同时内部设置多种监控元件,通过控制系统可以实现远程管理、远程监控。在偏远的地段也可实现泵站自动化管理,减少泵站的运行管理成本。

  3. 一体化预制泵站构造设计要求

  (1)防滑顶盖 采用璃纤维或铝合金制成,加装防盗安全锁和防盗报警装置,当无关人员破坏性打开顶盖,立即进行声光报警和短信方式通知管理人员。为了便于轻松打开顶盖,需加装气压弹簧。

  (2)泵站上盖 采用玻璃钢或铝制成,带安全格栅、通风排气管和扶手。

  (3)压力管路 一般设计采用304不锈钢。

  (4)安装平板 水泵须安装在不锈钢安装平板上。方便未来的管路、水泵因为入流增大时升级。

  (5)液位传感器 采用压力传感器,配套专用监测继电器和远程通信系统,实现泵站液位自动控制运行。

  (6)篮式格栅或采用粉碎性格栅 采用不锈钢制成,带导杆和提升链,可自动耦合在进水管路上,防止固体颗粒堵塞水泵和管路。

  (7)自动化控制及远程监控系统 通过自动化设计可选配外部RS485接口 (可选G100或CIU通信模块,协议有GENI, PROFI, LON⋯) GPRS/GSM无线远程通信功能并提供配套SCADA远程监控平台,通过远程计算机,智能手机即可实现泵站的管理和水泵运行状态的监控。

  一体化预制泵站和传统混凝土泵站的优势对比见下表。

一体化预制泵站和传统混凝土泵站的优势对比表

一体化预制泵站和传统混凝土泵站的优势对比表

三、一体化预制泵站推广应用

  通过对比发现,一体化预制泵站在中小型泵站建设上具有突出的优势。

  每年夏季的时候我国很多大中城市遭遇暴雨,暴雨后引发的城市内涝及造成的生命财产损失,越来越引起人们的关注。如今人们的出行方式变了。过去骑自行车出门,不怕下雨,遇到积水,绕道而行或扛起自行车就过去了。如今不少人开车,汽车熄火就回不了家,更造成城市拥堵。难怪公众与媒体对城市内涝的“积水潭”现象越来越敏感。PPS预制泵站具有建设周期快,投资省,投入运行及时快速,安装简便,特别是解决大城市棚户区的积水问题具有灵活机动的作用。伴随着棚户区改造的完成,泵站完成使命,即可通过整体开挖,搬迁到另一地方承担雨水排涝的作用。

四、结语

  1)一体化提升泵站技术是一种集成化,综合水泵、泵站技术、控制系统以及远程监控技术的一体化技术,由同一家供应商设计、制造、安装、调试及维护。对于客户来说提供了极大的便利。

  2)采用新型缠绕玻璃钢、玻璃纤维增强复合材料,筒体具有质量轻、强度高等特点。同时具有防腐蚀的性能。

  3)对比传统混凝土泵站优势更加突出,成为将来中小型泵站建设的一个趋势。势必在城市排涝、市政雨水泵站建设中承担突出的作用。

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