試論一體化泵站的設(shè)計(jì)開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用

古文山

摘要：作為一種較好實(shí)現(xiàn)潛水泵、泵站設(shè)備、除污格柵設(shè)備、控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)集成的產(chǎn)品，一體化泵站本身已經(jīng)成為我國(guó)泵站建設(shè)的最主流發(fā)展趨勢(shì)，為此文章就一體戶泵站的設(shè)計(jì)開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用展開了具體研究，希望這一研究能夠?yàn)槲覈?guó)泵站建設(shè)領(lǐng)域的向發(fā)展帶來(lái)一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：一體化泵站；自動(dòng)化控制；潛水泵；城市內(nèi)澇

在無(wú)自流的條件下想要實(shí)現(xiàn)水的排灌與排污，泵站所提供的勢(shì)能與壓能極為重要，但在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)快速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)傳統(tǒng)混凝土泵站已經(jīng)不能滿足我國(guó)城鄉(xiāng)發(fā)展的需要，這就使得新泵站的發(fā)展形勢(shì)開始引起業(yè)界的高度關(guān)注，而文章所進(jìn)行的一體化泵站設(shè)計(jì)開發(fā)與應(yīng)用，就屬于一種嶄新的泵站發(fā)展方向，這一發(fā)展方向能夠較好滿足我國(guó)城鄉(xiāng)的排灌、排污需求。

1.一體化泵站的含義與特點(diǎn)

1.1一體化泵站的含義

在文章就一體化泵站展開的研究中，筆者選擇了成本較低的新型一體化泵站設(shè)備，這一設(shè)備內(nèi)部集成了潛水排污泵、管路、閥門、儀表、控制設(shè)備、樓梯以及其他用戶所需要的附件部件，而由于這些部件能夠?qū)崿F(xiàn)成套提供，這就為該一體化泵站的自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)提供了幫助，而由于這一一體化泵站選擇了強(qiáng)化玻璃鋼、聚乙烯樹酯作為外殼筒體材料，這就使得該一體化泵站能夠在制造廠安裝完畢后進(jìn)行具體的土建作業(yè)，在底基的開挖與保養(yǎng)完成后，這一在底基的開挖與保養(yǎng)完成后能夠在3天內(nèi)實(shí)現(xiàn)試運(yùn)行。

1.2一體化泵站的特點(diǎn)

為了較好完成文章就—體化泵站展開的相關(guān)研究，我們首先需要深入了解一體化泵站的特點(diǎn)，而結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料與自身認(rèn)知，筆者將這一特點(diǎn)概括為占地面積與占地空間較小、施工周期短、集成度高、設(shè)備匹配度高、可重復(fù)利用、自動(dòng)化控制程度高等方面，表1對(duì)這一特點(diǎn)及特點(diǎn)的表現(xiàn)進(jìn)行了直觀描述。

2.一體化泵站設(shè)計(jì)中需要考慮的因素

為了較好完成文章就一體化泵站設(shè)計(jì)展開的研究，我們還必須明晰一體化泵站設(shè)計(jì)中需要考慮的因素，結(jié)合自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)文獻(xiàn)資料，筆者將這一因素概括為以下幾個(gè)方面。

2.1地形、地貌和水文地質(zhì)條件

在具體的一體化泵站設(shè)計(jì)中，一體化泵站安裝地的地形、地貌和水文條件是我們必須考慮的因素，而為了保證這一因素不會(huì)影響一體化泵站的較好運(yùn)行，參照《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50265-2010）就顯得很有必要。在筆者對(duì)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行的查閱中發(fā)現(xiàn)，一體化泵站的設(shè)計(jì)需要保證安裝地巖土堅(jiān)實(shí)，水文地質(zhì)條件有利，并避開軟土、松沙、膨脹等不良地基，這樣才能夠保證一體化泵站較好為我們提供服務(wù)。

2.2泵送液體介質(zhì)

除了地形、地貌和水文地質(zhì)條件，泵送液體介質(zhì)也是一體化泵站設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的因素。對(duì)于一體化泵站來(lái)說(shuō)，市政污水排放是其主要負(fù)責(zé)的工作之一，而這一工作的特性就使得一體化泵站的殼體和水泵材質(zhì)的選擇需要作出一些針對(duì)性改變，這種改變的出現(xiàn)主要是由于市政污水排放中較為容易出現(xiàn)易燃易爆氣體，而為了避免引發(fā)相關(guān)安全事故，一體化泵站的設(shè)計(jì)就必須重點(diǎn)考慮排送介質(zhì)的黏度及密度，這樣才能夠較好完成殼體和水泵材質(zhì)的選擇，較好質(zhì)量的完成一體化泵站的設(shè)計(jì)。

2.3集水池有效容積

在具體的一體化泵站設(shè)計(jì)中，集水池的有效容積也是相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要考慮的問(wèn)題。之所以一體化泵站的設(shè)計(jì)需要重視集水池容積，主要是由于集水池容積過(guò)小容易會(huì)導(dǎo)致潛水排污泵的頻繁啟動(dòng)并影響其使用壽命，而如果集水池過(guò)大則會(huì)增加施工成本并造成浪費(fèi)，所以保證集水池較好滿足一體化泵站的實(shí)際使用需求、較為精準(zhǔn)的完成集水池容積計(jì)算、在集水池底部設(shè)計(jì)中選擇100%防水結(jié)構(gòu)等三方面就必須引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的重視。

2.4泵型的選擇

除了上述幾方面因素外，一體化泵站設(shè)計(jì)中，泵型的選擇也是相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須重視的因素。在文章所研究的一體化泵站設(shè)計(jì)中，筆者選擇了潛水排污泵系列水泵，這一系列水泵采用自動(dòng)耦合安裝，這就使得在一體化泵站的實(shí)際運(yùn)行與安裝中，潛水排污泵的檢修都將獲得較好的支持。此外，由于潛水排污泵系列水泵本身具備著多種監(jiān)控元件，這就使得安裝潛水排污泵系列水泵的一體化泵站能夠較為簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控，泵站的運(yùn)行管理成本將由此大大下降。

3.一體化泵站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

結(jié)合上述內(nèi)容，我們能夠更加全面的了解一體化泵站設(shè)計(jì)，而在下文中筆者將結(jié)合自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)一體化泵站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)論述，希望這一論述內(nèi)容能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)者帶來(lái)一定啟發(fā)。

3.1泵型選用

前面筆者提到泵型的選擇是一體化泵站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出了潛水排污泵系列水泵的泵型選擇，而之所以選擇這一泵型，主要是由于該泵型的高度較低、占用空間較小、保養(yǎng)較為簡(jiǎn)單，工作人員在不進(jìn)入水中或抽干水的前提下就可以進(jìn)行潛水排污泵的檢修與保養(yǎng)，這自然大大提高了一體化泵站的實(shí)用性。

3.2占用空間最小化設(shè)計(jì)

為了保證一體化泵站能夠最大化自身優(yōu)勢(shì)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需要完成一體化泵站的占用空間最小化設(shè)計(jì)，筆者前面提到的將各類設(shè)備集成于一體化泵站的簡(jiǎn)體內(nèi)就是這一設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，這樣一體化泵站的建設(shè)周期與投資成本都將得以實(shí)現(xiàn)較好降低。

3.3筒徑和有效容積的計(jì)算和確定

對(duì)于一體化泵站來(lái)說(shuō)，潛水排污泵是其主設(shè)備，而對(duì)于如圖1所示的潛水排污泵來(lái)說(shuō)，該潛水配污泵的起停由預(yù)制桶內(nèi)的液體自動(dòng)控制，這就使得預(yù)制桶的筒徑和有效容積計(jì)算與確定屬于一體化泵站設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。而結(jié)合公式V有效=Vmin=Q/n，我們就可以進(jìn)行預(yù)制簡(jiǎn)體內(nèi)水泵起動(dòng)液位與停止液位間的介質(zhì)容量（即有效容積）的計(jì)算，公式中的n指的是潛水配污泵的起停次數(shù)，而Q則是指潛水排污泵的設(shè)計(jì)容量。對(duì)于這里的潛水排污泵的設(shè)計(jì)容量Q來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)工況需要與歷史來(lái)流情況是確定這一數(shù)值的主要途徑。一般來(lái)說(shuō)，潛水排污泵的筒徑一般設(shè)計(jì)為1200mm、1500mm、2000ram、3800ram等數(shù)值，這主要是在簡(jiǎn)體制作工藝與運(yùn)輸考慮下做出的選擇。

3.4抗浮力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于一體化泵站來(lái)說(shuō)，埋地式安裝最為常見，而在采用埋地式安裝的一體化泵站設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員就需要考慮地下水位較高時(shí)一體化泵站可能出現(xiàn)的浮起問(wèn)題，這一問(wèn)題一旦出現(xiàn)一體化泵站就很容易遭受較為嚴(yán)重的破壞，為此相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須在可能出現(xiàn)一體化泵站浮起問(wèn)題的相關(guān)設(shè)計(jì)中為其設(shè)計(jì)防浮力結(jié)構(gòu)，在筒體底部采用法蘭式結(jié)構(gòu)是這一防浮力結(jié)構(gòu)的最常見設(shè)計(jì)方式，這一設(shè)計(jì)就能夠保證一體化泵站實(shí)現(xiàn)與地基的更好固定，地下水對(duì)一體化泵站所帶來(lái)的浮力也能夠由法蘭上方泥土重力的作用實(shí)現(xiàn)平衡。值得注意的是，在這一抗浮力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要考慮一體化泵站簡(jiǎn)體所受的地下水浮力、化學(xué)螺拴對(duì)法蘭拉力、法蘭上方泥土重力、簡(jiǎn)體重力，并結(jié)合受力平衡原則求出筒體下部法蘭外徑的選擇，這樣才能保證這一設(shè)計(jì)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

4.一體化泵站的實(shí)際應(yīng)用

結(jié)合以上論述我們能夠清楚發(fā)現(xiàn)，一體化泵站具備的多方面優(yōu)點(diǎn)，能夠較好滿足我國(guó)城鄉(xiāng)發(fā)展需要。在我國(guó)近年來(lái)的很多大中型城市中，每逢夏季因暴雨引起的城市內(nèi)澇往往直接影響著城市的整體形象與當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量，很多人車輛熄火回不了家的情況也極為常見，這一問(wèn)題的出現(xiàn)本身就與城市污水排放設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題有著較為密切的聯(lián)系，而如果能夠?qū)⑽恼滤芯康囊惑w化泵站應(yīng)用于這類城市中，一體化泵站具備的建設(shè)周期短、投資小、安裝簡(jiǎn)便、效果明顯的優(yōu)點(diǎn)就能夠較好解決城市內(nèi)澇問(wèn)題，這就使得一體化泵站實(shí)際應(yīng)用的最好選擇之一。

5.結(jié)語(yǔ)

在文章就一體化泵站設(shè)計(jì)開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用展開的研究中，筆者詳細(xì)論述了一體化泵站的概念、一體化泵站設(shè)計(jì)中需要考慮的因素、一體化泵站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、以及一體化泵站的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)合這一系列內(nèi)容我們能夠更加全面了解一體化泵站，而一體化泵站憑借著自身優(yōu)勢(shì)也將在未來(lái)城市內(nèi)澇問(wèn)題的解決中大顯身手。