胡偉 胡凌云

【摘要】針對客車廠污水泵站存在污水回流現象，提出利用添設堰墻來消除這一現象，從而達到降低管線的氣阻壓力，提高水泵工作效率。

【關鍵詞】污水泵站 回流現象

1背景資料

（1）簡介：客車廠泵站主要是收集上游苗圃泵站的污水及沿線的納管水，通過提升采用高位井形式出水。該泵站能夠通過對出水堰門的調節(jié)來控制出水的方向，一路通過D800壓力管線流向下游屬于一污系統(tǒng)的武林門泵站，另一路通過D800壓力管線流向下游屬于三污系統(tǒng)的蔣村泵站。（2）水泵基本技術參數：水泵型號：WQ1450-9-55，提升揚程：H=9米，單臺流量：Q=1450（ｍ3/h），單臺水泵功率：P=55kW。（3）開泵形式：三開一備。（4）壓力管線基本參數：此壓力管線主要針對客車廠泵站至蔣村泵站中間的污水輸送，管線總長約為1.07公里，管徑D800，管線之間有兩個口徑為D200排氣閥。

2提出問題

該泵站從2000年開始投入運行，污水送往一污系統(tǒng)的武林門泵站。但遇到下雨天該管線就超負荷運行，在壓力釋放井及天目山路郵政車輛廠附近低洼地區(qū)造成雨污水外溢，經常接到投訴。之后蔣村泵站投入運行，同時客車廠泵站至蔣村泵站的分流管線也已經建成。于2006年4月開始由客車廠泵站提升的污水流到一污系統(tǒng)的武林門泵站切向三污系統(tǒng)的蔣村泵站。

初期投入運行的時候，發(fā)現開泵時高位井水位較高，大量的水通過高位井堰墻回流到前池，而且持續(xù)時間較長。當時我們判斷問題的原因可能是由于管道不通，但經管網分公司對管線及排氣閥進行檢查，并沒有發(fā)現問題。通過再次輸送試驗發(fā)現排氣閥排氣非常激烈，同時開泵之后壓力釋放井出水較小，過了30分鐘后才能逐步大量出水。目前狀況是只要停泵時間一長，重新開泵后都會發(fā)生這樣的問題。

該問題不但影響了泵站正常提升量的合算，而且還影響了下游泵站納管水的統(tǒng)計量，更重要的是造成了該泵站能耗的大大浪費。

3分析問題

產生的原因是由于客車廠泵站上游來水達不到該壓力管線的正常連續(xù)輸水，因此就無法按設計要求運行。我們通過對壓力管線斷面圖分析了解到該壓力管在停運情況下空管率相當高，特別是兩個過河倒虹管之間的壓力管線，基本處在空管當中，兩個排氣閥無法正常完成排氣。如圖1所示。

經初步測算從泵站出水管+2.60的管底標高點開始到一號橋上游最高變坡點+2.805的管底標高結束，大約管線長度為215米，空氣量約108立方米。而從一號橋下游最高變坡點+2.570的管底標高開始到二號橋上游最高變坡點+2.30管底標高結束，管線長度大約為582米，空氣量約292立方米。除去底部剩水約40立方米，剩下管內空氣量約為252立方米。兩項合計共360立方米。

在泵站水泵運行初期，前段的空氣108立方米十分容易從進水口溢出。當高位井水位高于+3.40米以上時，部分剩余空氣經過一號橋上游D200排氣閥進行排氣。但252立方米的空氣必需經過一號橋下游D200排氣閥進行排氣，由于排氣量遠遠小于排水量，在壓力管道內形成較強的氣阻，水頭損失明顯增加，直接造成高位井水位高到+6.70米以上，通過高位井堰墻+6.70米回流到前池。

通過分析問題，總結結論主要有以下兩點：（1）排水量不足，時停時開不能滿足該壓力管正常運行。（2）壓力管線在停運過程中產生空管率較高，再一次輸水容易形成氣阻，影響正常排水。

從實際測量情況看，在沒有開泵的時候，經測量高位井里的液位標高約為2.9m，當開啟一臺水泵時，高位井液位標高為6.75m，運行15分鐘后，高位井液位標高穩(wěn)定在6.7m，井內冒氣泡，泵池內回流現象明顯，前池回流孔有水溢出；再經過45分鐘，高位井液位標高為6.65m，泵池恢復平靜，前池回流現象消失，管道正常大量出水，歷時1小時。當開兩臺水泵時，回流的水量更加大。

4解決問題

（1）穩(wěn)定污水的排放量，滿足該壓力管的正常運行。按目前水量情況分析這顯然是行不通的，因為水量的增加是要靠用戶增加用水量來實現的，不確定性太大。（2）在二號橋上游再增加一個D200排氣閥。增加排氣閥后，能夠加大排氣量，使管內空氣能夠迅速排出，效果會有，但不會很明顯。由于施工難度較大，同時會增加日常的管線保養(yǎng)維護工作。顯然這也不是一個好的解決方案。（3）在釋放井內設一堵臨時堰墻。引起短時排水不暢的主要原因是氣阻造成的，氣阻的存在是由于空管率管道自然坡度形成的。只要采取簡單的工程技術措施，就能消除空管率或者減少空管率，那么形成氣阻的現象就會消失，短時的排水也就會暢通。我們的設想就是在釋放井內設一堵臨時堰墻，把原釋放井管底標高+2.00米，調整到堰墻+3.37米出水。如圖2所示。（4）建議在開啟三污系統(tǒng)切換閘門的同時，適當開啟一污系統(tǒng)的切換閘門，這樣可以減少回流量，減少能耗損失（前提是一污系統(tǒng)未滿負荷運行）。

5調整后對壓力管線及高位井水位的影響評估

釋放井出水標高調整后是否存在管線壓力增大而影響運行安全性？答：不會，增加一堵堰墻高度只能影響一點水頭損失，它跟氣阻造成的水頭損失相比要小得多。對管線的運行安全及流量影響可以忽略不計。

6實施后的預期效果

（1）回流現象消失，提高了水泵的工作效率，降低了無用功消耗，節(jié)能效果明顯。（2）消除氣阻對管道產生的附加壓力，使管路運行更加通暢。（3）消除了氣阻，進一步延長了排氣閥的使用壽命。（4）客車廠泵站實際污水提升量的準確性更高，同時也提高了蔣村泵站納管水的準確性。