建筑給排水設(shè)計中水泵的選用

　　摘要：綜述了水泵的結(jié)構(gòu)形式和其選擇原則，從給水、排水、消防等角度論述了相應水泵選擇要點，并分析了水泵工況點調(diào)節(jié)方法。
　　關(guān)鍵詞：給排水 水泵 選用 設(shè)計
　　中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　在現(xiàn)代建筑尤其是高層建筑中，給排水專業(yè)水泵的設(shè)計至關(guān)重要，其中包括給水水泵、排水水泵和消防水泵，選用水泵的特性及其參數(shù)將直接關(guān)系到建筑工程能否穩(wěn)定及安全的重要因素，因此在水泵選擇時應給予充分重視。
　　1 水泵的結(jié)構(gòu)形式及選擇原則
　　1.1 水泵的結(jié)構(gòu)形式
　　水泵的主要結(jié)構(gòu)形式有臥式、立式及斜式。立式水泵一般平面尺寸小、高度較大，運行中水泵葉輪淹沒于水中，該種水泵啟動方便，但該種水泵安裝要求較高，檢修難度較大；臥式水泵要求泵房面積較大，該種水泵泵房荷載較均勻，該種水泵葉輪高于進水池水位時需增加充水設(shè)備，但其檢修較方便。
　　1.2 選擇原則
　　在進行水泵選擇時應根據(jù)生產(chǎn)及生活需要滿足流量和揚程要求，應保證水泵在高效區(qū)運行，以保證水泵在長期運行中保持較高效率，能量消耗較少，運行費用較低，在設(shè)計標準的各種工況下保證水泵機組能正常運行，其保證其在運行中不發(fā)生汽蝕、振動及超載現(xiàn)象，并保證其便于安裝、維修和運行管理；
　　在選擇時不可片面考慮單臺泵高效率運行，應兼顧水泵組運行的整體效果，并應盡量選用大功率水泵以減少工作泵臺數(shù)，并應充分認識到大功率水泵效率高以利于節(jié)能；
　　應保證并聯(lián)工作泵臺數(shù)不超過3臺以保證其在高效區(qū)運行，若要實現(xiàn)某水泵既單獨運行又并聯(lián)運行在選泵時應保證每臺泵并聯(lián)時的工況點接近高效段左邊界，實現(xiàn)單泵運行時工況點右移時仍處于高效段內(nèi)，以保證在整個工況變化范圍內(nèi)高效運行【1】。
　　2 各種水泵選擇要點
　　2.1 給水泵選擇
　　高位水箱給水。高位水箱供水包括水泵和水箱，其是在各區(qū)上層的適當位置設(shè)分區(qū)高位水箱以起到貯存、調(diào)節(jié)用水量和穩(wěn)定水壓的作用，水箱里面的水通過設(shè)置在底層或地下室內(nèi)水泵輸送，其供水模式為水池一水泵一水箱一給水管網(wǎng)一用水點，其根據(jù)水泵、水箱以及管網(wǎng)的相互關(guān)系，該給水方式又分為分區(qū)水箱并聯(lián)給水方式、分區(qū)水箱串聯(lián)給水、減壓水箱供水、減壓閥給水及雙出口水泵供水等形式。
　　氣壓罐供水。其為水泵水箱供水的變形，其氣壓罐本身為一個承壓水箱，水泵水箱供水的多種形式都適用于氣壓罐供水，且該種方式且有氣壓罐位置不受建筑條件限制，其可設(shè)于建筑物頂層、中間層、地下室以及室外適當位置，但在實際應用中氣壓罐并不可代替高位水箱，而是作為一個補充措施，其作為生活給水時無需設(shè)高位水箱，作為消防高區(qū)增壓設(shè)備可滿足最不利點消防水壓要求，且其運行方便、可靠，但該種方式消耗鋼材較多，系統(tǒng)富于水頭較大，系統(tǒng)水量有限導致其供水可靠性降低，且補氣效果難以保證導致水壓不穩(wěn)定的缺點。
　　變頻調(diào)速泵給水。該種形式可根據(jù)系統(tǒng)用水情況自動改變水泵轉(zhuǎn)速以保證水泵處于高效區(qū)工作，并可實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，該種形式可省去高位水箱，并可節(jié)省占地面積，減少二次污染的機會，且供水壓力穩(wěn)定，水質(zhì)較好，適于不允許設(shè)水箱且用水量不均勻的情況，但該種形式投資較大，對供電要求高，維護復雜導致經(jīng)常費用較高，且系統(tǒng)存在一定范圍的流量失調(diào)區(qū)和低效運行區(qū)域等【2】。
　　2.2 排水泵選擇
　　設(shè)置地下排水設(shè)施的建筑一般采取設(shè)置污廢水的集水池收集污廢水，之后用潛水排污泵將其提升輸送至室外化糞池及市政排水管網(wǎng)。由于污廢水中常含有較多的線狀物質(zhì)，因此應保證排污泵具有一定的抽吸、撕裂線狀物質(zhì)的功能以保證污廢水排放暢通，以免排污泵被堵塞。且為了保證其節(jié)能運行應優(yōu)先采用變頻水泵，且在選擇時應考慮一次抽吸時間，以減少排污泵每小時的啟動次數(shù)和集水池容積的大小。若采取自動控制應利于及時排水且減少集水池容積。
　　2.3 消防泵選擇
　　為保證消防系統(tǒng)的安全可靠性在設(shè)計過程中除了保證管道系統(tǒng)有理想的特性曲線外還應在進行消防水泵設(shè)計時保證選用水泵的H—Q特性曲線與管道的特性曲線協(xié)調(diào)。對于多層建筑可不設(shè)置高層建筑的消防主泵而僅設(shè)置用于火災初期的消防增壓泵，系統(tǒng)增壓泵一般設(shè)置在屋頂特定房間，其電源為消防專用電源，其啟動方式可為采用消火栓內(nèi)按鈕啟動或在消防水箱出水管上設(shè)置水流指示器啟動。高層建筑內(nèi)消防系統(tǒng)屋頂消防水箱貯水和對最不利消火栓栓口部位靜水壓的要求僅是保證消防主泵啟動前所需用水和水壓要求，其消防主泵應預留備用泵，當主泵電機過載熱繼電器動作、斷路器跳閘或接觸器發(fā)生故障則備用泵自動運行，其是以消防管網(wǎng)壓力作為備用泵啟動的控制依據(jù)，該系統(tǒng)可大大提高消防系統(tǒng)的可靠性。
　　3 工況點調(diào)節(jié)方法
　　節(jié)流調(diào)節(jié)。其是在水泵運行中通過調(diào)節(jié)水泵出水管上閥門開啟度來改變水泵的工況點，其原理是通過增加系統(tǒng)阻力來改變管路特性曲線，但該種方式不可避免的增加能耗因此近年來不被提倡，但其具有防止機組超載和防止汽蝕的作用。
　　換輪運行。其是基于離心泵切削律的一種方法，在一定的切削范圍內(nèi)可視水泵的效率不變，其性能參數(shù)Q、H等的變化符合切削定律，該種調(diào)節(jié)方式適于水泵工況點季節(jié)性變化且其變化程度相對穩(wěn)定的情況以及給水系統(tǒng)為分期建設(shè)的情況，其更換葉輪后可保證水泵在較長一段時間內(nèi)處于高效區(qū)穩(wěn)定運行，并可實現(xiàn)系統(tǒng)安全、節(jié)能運行【3】。
　　調(diào)速運行。該種方式當前應用較廣，其是通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來改變水泵的特性曲線以實現(xiàn)節(jié)能運行，該系統(tǒng)對流量揚程的變化適應性強并可最大限度的節(jié)約電耗，同時可通過水泵機組的合理選擇與搭配，即用不同的水泵組合滿足不同的工況段，實現(xiàn)大泵滿足大流量，小泵滿足小流量，但該系統(tǒng)適于小流量供水且自控水平要求不高。
　　系統(tǒng)節(jié)能。當前設(shè)計人員存在著只重視水泵本身產(chǎn)品節(jié)能而忽視系統(tǒng)節(jié)能，但國外數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)節(jié)能可將效率提高20-30%，因此在設(shè)計時應從節(jié)能角度考慮實現(xiàn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)最佳匹配，即實現(xiàn)水泵、電機以及管網(wǎng)和連接方式等最大限度的達到合理并節(jié)能高效。
　　4 結(jié)語
　　水泵是建筑整個供排水系統(tǒng)的核心部位，因此在進行水泵選擇時應根據(jù)水泵工作原理，并經(jīng)過正確計算進行合理設(shè)計，以保證水泵運行工況處于高效區(qū)內(nèi)，最終保證供排水系統(tǒng)能夠正常、安全、高效的投入運行。
　　
　　參考文獻
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