水泵在建筑给排水设计中的如何选用

水资源是我们人类和一切生物赖以生存的物质基础。在水资源短缺和日益污染的今天,科学合理的选用建筑给排水水泵,能够有效地达到用水经济性和安全稳定性,达到节能节水的目的,本文将对建筑给排水中水泵的选用进行分析。
  一、前言
  众所周知,在高层建筑中,给排水的水泵设计至关重要,其中包括给水泵、排水泵以及消防泵,水泵的特性以及各种参数都是直接关系到建筑工程能否稳定及安全的重要因素,另外,在选择水泵过程中,水泵的节能系统是需要考虑的重点问题。
  二、水泵的概述
  1、水泵的工作原理
  在建筑给排水中常用的水泵,都属叶片式水泵中的离心泵。其工作原理就是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。这一工作原理实际就是能量传递和转化的过程,在这过程中,伴随着许多能量损失,这些损失越大,水泵的性能就越差,工作效率就越低。
  2、水泵的结构形式
  立式、卧式是水泵的主要的结构形式,立式水泵具有高度比较大、平面的尺寸小和启动方便的特点,水泵叶轮在立式水泵运行中淹没于水中,较高的安装要求和较大的检修难度是这种水泵的存在的缺陷;卧式水泵对泵房的面积要求较大,这种水泵的泵房载荷一般比较均匀。当进水池水位低于卧式水泵叶轮时,要增加一些充水的设备,这种卧式水泵的检修相对比较简便。
  三、建筑给排水设计中水泵选用的要点
  1、给水泵的选择
  高层建筑给水方式有高位水箱给水方式、气压罐给水方式、变频调速泵给水方式等,这几种给水方式都是采用加压给水方式来满足高层建筑给水的用水要求。合理选择给水方式,提高整个给水系统的供水可靠性,降低了工程投资、运行费用,减少了维护管理工作,达到了使用效果。
 (1)高位水箱给水方式
  高位水箱给水方式是世界上用的最广泛的高层建筑给水方式。根据是泵、水箱和给水管网分区之间的关系,高位水箱给水方式包括分区水箱并联给水方式、分区水箱串联给水方式、减压水箱给水方式、减压阀给水方式、双出口水泵供水方式等。高位水箱给水方式通常采用水泵、水箱联合给水方式,以水池、水泵、水箱、给水管网、用水点的供水模式,在各区上层的适当位置设分区高位水箱,达到贮存、调节本区的用水量和稳定水压水箱里的水从设在底层或地下室的水泵输送。
  (2)变频调速泵给水方式
  变频调速泵给水方式是根据给水系统中用水量情况自动改变水泵,使水泵处于较高效率下共走,达到流量调节的目的。变频调速泵给水方式以供水压力稳定、水质好、节约占地面积、减少二次污染等优势应用于高层建筑中。但是,高频调速泵给水方式在流量失调区内水泵反复启停,耗能严重;在较大流量范围内低效运行。
  (3)给水泵的选择要求
  ①按照计算的扬程值乘以1.05-1.1后选择生活给水泵,避免给水泵磨损等原因造成的水泵处理下降。根据实际流量和扬程选择生活给水泵,一般不宜选用Q-H曲线有上升段的泵,并且生活给水泵只能在高效区运行。
  ②水箱、水塔的提升泵以一用一备为宜,采用并联运行或大小泵搭配方式时避免型号、台数不宜过多,最好控制在两种之内。
  ③避免采用淘汰产品,选用低噪声、节能型水泵。
  ④采用变频调速泵给水方式,应符合以下条件:以双电源或双回路供电方式,电源可靠;水泵调速工作范围尽量在水泵高效区段内,避免在水泵特性曲线高效区段的右断电出现设计最不利工况点;设备应具有水位控制功能;水泵宜自动切换、交替运行,避免设备用泵、备用泵的供水能力小于最大一台运行水泵的供水能力;水泵调速方位宜在0.75-1.0。范围内;水泵所配电机的压力宜相同。位于杭州市老城区解放路中段的香溢大酒店生活给水采用上行下给方式,即市政给水管网两路环网供至地下生活水池,水泵分别提升至裙房、主楼屋顶水箱,然后以重力流至各用水点。水泵的启停由液位控制仪来控制。采用上行下给这种供水方式,屋顶水箱起到了中间调节作用。
  2、消防泵的选择要求
  消防泵是消防给水系统中重要的组成部分,设计所选用的消防泵,其性能必须满足消防系统所需的流量和压力要求。消防泵的水泵性能曲线应平滑无驼峰,消防泵零流量时的压力控制在系统设计额定压力的140%范围内。当水泵流量为额定流量的150%时,消防泵的压力应大于额定压力的65%。消防泵电机轴功率应在水泵流量扬程曲线上任何一点进行工作运行。采用一用一备或多用一备,并且备用消防泵的工作能力不应小于其中最大一台工作消防泵。
  3、排水泵的选择要求
  建筑物内使用的排水泵包括潜水排水泵、液下排水泵、立式污水泵、卧式污水泵等。选择排污泵要考虑地下污废水尤其是粪便废水排放畅通,避免造成污染泵的堵塞,损坏电机,排污泵要具有一定的抽吸撕裂现状物质的功能。作为耗费电能较高的市政设施―排水泵站,选用变频水泵排污泵选择一次抽吸时间,满足节能减排大环境的要求,确保其节能运行。潜水排污泵和液下排水泵在建筑内场地较小、排水量不大等情况下选用。由于立式污水泵和卧式污水泵要求设置隔震基础、自灌式吸水,并占用一定的场地等原因,在建筑中较少使用。按照生活排水设计秒流量选定排水泵的流量。在排水量调节时,按照生活排水最大时流量选定排水泵。消防电梯集水池内排水泵流量大于10L/s。公共建筑内以每个生活排水集水池为单位设置一台备用泵,平时交互运行。两台或两台以上排水泵设置在地下室、设备机房等时,可以不设备用泵。不同集水池内的潜水排污泵出水管在提升带有较大杂质的污、废水的情况下不合并排出。每台水泵出水管在两台或两台以上水泵共用一条出水管的情况下,装设阀门和止回阀。在潜水排污泵电机功率不小于7.5kw或出水口管径不小于DN100时,选用水泵固定自耦装置;反之,可以设置软管移动式安装,为了方便水泵检修,在污水集水池采用潜水排污泵排水时设水泵固定自耦装置。
  4、水泵自身的节能系统
  (1)水泵系统节能
  开展系统工程设计,从节能角度使系统各组成环节匹配最佳,通过对水泵电机和其连接方式、管网相关附件等措施达到合理可靠、寿命长、节能高效等效果。水泵节能的潜力很大,通过开展研究工作将系统效率提高20-30倍。
  (2)水泵运行节能
  变速调节通过改变水泵转速来改变水泵性能,以皮带传动调速、齿轮变速箱调速、变频调速、液力耦合器调速、柴油机、电动机调速等,其中变频调速以销量不好、机械特性高、调速范围宽等特点开始在给排水设计中应用。但是其投资较高在市场得到广泛使用需要时间。
  四、结束语
  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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