王 汝

中建二局安裝工程有限公司 北京 100032

目前由于城市給水管網(wǎng)壓力較低,經(jīng)常會(huì)存在供水壓力不足的問(wèn)題,需要增加水泵裝置,進(jìn)一步增加水流壓力,在建筑內(nèi)部進(jìn)行給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要使用離心泵。

1 水泵裝置抽水

從水泵裝置抽水上可將其分為直接從室外給水進(jìn)行抽水,其次能夠從出儲(chǔ)水池進(jìn)行抽水,水泵直接抽水是將水泵吸水管連接在室外的給水管網(wǎng)中,能夠從室外給水管網(wǎng)直接抽水,該方式能夠從一定程度上解決城市管網(wǎng)目前的水壓?jiǎn)栴},節(jié)約能源,設(shè)置較為簡(jiǎn)單,而且投入成本較低,可確保水質(zhì)不受環(huán)境污染。但特殊情況下采用直接抽水的方式會(huì)降低城市管網(wǎng)壓力,影響周邊用戶(hù)的正常供水問(wèn)題,因此在抽水量較小的情況下,為不影響城市管網(wǎng)壓力確保室外給水管壓力高于0.1兆帕,這種情況下才可以使用該方式,同時(shí)還需要有關(guān)部門(mén)進(jìn)行協(xié)商,當(dāng)水量較大時(shí)無(wú)法使用這種方式直接抽水,應(yīng)當(dāng)設(shè)置儲(chǔ)水池,由城市管網(wǎng)向池內(nèi)進(jìn)行注水,利用水泵從抽水池進(jìn)行抽水,該方式不會(huì)由于抽水量較大影響管網(wǎng)正常運(yùn)行,同時(shí)儲(chǔ)水池能夠儲(chǔ)存一定量的水,確保供水安全可靠,但利用該方式無(wú)法有效利用管網(wǎng)水壓,因此耗能較多,且水池中的水長(zhǎng)時(shí)間也會(huì)受到環(huán)境污染。在設(shè)計(jì)水泵裝置時(shí),可將其設(shè)為自動(dòng)控制方式,由水箱系統(tǒng)水位繼電器進(jìn)行水泵的開(kāi)關(guān)控制,無(wú)水箱系統(tǒng)可以由壓力繼電器進(jìn)行水泵的開(kāi)關(guān)控制,從儲(chǔ)水池進(jìn)行抽水時(shí)可以設(shè)置為自灌式方式,在無(wú)法設(shè)置這種方式時(shí)也可設(shè)為抽吸式方式,增加飲水裝置,確保水泵可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行,包括水環(huán)式真空泵和底閥等設(shè)置,水泵備用泵需要根據(jù)建筑物的重要性以及供水安全性等多種因素進(jìn)行確定,通常來(lái)說(shuō),生活用水泵需要設(shè)置一臺(tái)備用機(jī)組,而對(duì)于短時(shí)間內(nèi)允許存在斷水問(wèn)題的民用建筑,也可以不設(shè)置備用機(jī)組嗎,而消防和生產(chǎn)水泵需要按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行備用機(jī)組的設(shè)置。

2 選擇水泵

在選擇水泵過(guò)程中需要確定水泵流量,與其相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程,合理選擇水泵的型號(hào),能夠確保其實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。首先需要確定水泵流量,水泵流量按照以下規(guī)定進(jìn)行確定：在無(wú)水箱等裝置的情況下應(yīng)當(dāng)按照秒流量進(jìn)一步確定水泵流量,而對(duì)于存在水箱調(diào)節(jié)裝置的水泵來(lái)說(shuō),按照最大小時(shí)流量進(jìn)行水泵流量,確定在額定轉(zhuǎn)速條件下調(diào)速泵應(yīng)當(dāng)位于水泵高效區(qū)域的末端位置,確定水泵揚(yáng)程時(shí)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足最不利配水點(diǎn)和消防栓所需水壓,可以按照下列公式進(jìn)行計(jì)算。

當(dāng)水泵從抽水池進(jìn)行抽水時(shí),沒(méi)有設(shè)置水箱調(diào)節(jié)裝置時(shí),總揚(yáng)程可以按照下列公式進(jìn)行計(jì)算,

Hb＝Z+H2+H4

該公式中水泵總揚(yáng)程可以用Hb表示,揚(yáng)長(zhǎng)高度Z表示,該高度是指儲(chǔ)水池最低水位到不利配水點(diǎn)的距離差,吸水管和壓力管水頭損失和局部水頭損失的和可以用H2表示,最不利點(diǎn)所需流出水頭用H4表示。如果從儲(chǔ)水池進(jìn)行水泵抽水且存在水箱調(diào)節(jié)裝置,此時(shí)水泵總揚(yáng)程可以用下列公式表示,

Hb＝Z+H2+V2/2g

在該公式中水箱的入口流速用為表示揚(yáng)水的高度,可用Z表示,水泵能夠從室外直接進(jìn)行抽水,且無(wú)水箱調(diào)節(jié)裝置時(shí),其總揚(yáng)程公式如下所示,

Hb＝Z+H2+H3+H4-H0

揚(yáng)水的高度用Z表示,該高度是指連接引入管位置,室外給水網(wǎng)主線(xiàn)到最不利配水點(diǎn)的垂直距離,水表水頭的損失可以用H3表示,資用水頭用H0表示。

選用水泵的類(lèi)型。在選擇水泵構(gòu)造時(shí),需要對(duì)水泵房的結(jié)構(gòu),大小,位置進(jìn)行分析,其構(gòu)造對(duì)上述因素也會(huì)產(chǎn)生一定影響,因此對(duì)整體的泵房設(shè)計(jì)造價(jià)存在直接關(guān)系。通常立式泵占地面積較小,安裝高度大,而臥室泵占地面積大,而安裝高度較小。在水泵處于并聯(lián)運(yùn)行過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)要求：具體來(lái)看,針對(duì)建筑物生活給水,系統(tǒng),消防給水,排水等系統(tǒng)中采用水泵并聯(lián)的運(yùn)行方式,這種方式能夠從一定程度上增加供水量,其流量是由個(gè)并聯(lián)水泵水量總和來(lái)計(jì)算的,通過(guò)對(duì)水泵開(kāi)關(guān)的控制臺(tái)數(shù)進(jìn)行流量控制,以達(dá)到安全供水和節(jié)能的效果。當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行過(guò)程中一臺(tái)水泵出現(xiàn)損壞時(shí),其余水泵可實(shí)現(xiàn)繼續(xù)正常供水,提高供水的有效性和可靠性,在水泵選擇過(guò)程中對(duì)水泵處于并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài),需要結(jié)合實(shí)際情況,做出相同型號(hào),水位對(duì)稱(chēng)物質(zhì)水泵并聯(lián),以及不同型號(hào)相同水位水泵并聯(lián)的性能曲線(xiàn),根據(jù)性能曲線(xiàn)進(jìn)行分析能夠滿(mǎn)足建筑工程的水量水壓相關(guān)要求,同時(shí)能夠使水泵處于高效運(yùn)行。

3 水泵的調(diào)速運(yùn)行分析

通常水泵調(diào)速方式包括恒速和調(diào)速這兩種類(lèi)型,在高層給水建筑中高位水箱給水以及氣壓罐給水采用的是恒速運(yùn)行的方式,無(wú)水箱給水使用調(diào)速運(yùn)行或也可以使用恒速運(yùn)行的方式,需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析。在目前高層建筑給水中普遍采用變頻調(diào)速的控制方式,在選擇調(diào)速控制方式時(shí),需要結(jié)合供水的規(guī)模對(duì)象,設(shè)備,產(chǎn)品性能進(jìn)行分析,目前常采用的控制方式有水泵出口壓力恒定控制以及管網(wǎng)末端壓力恒定控制這兩種類(lèi)型,當(dāng)供水規(guī)模較小,而且管網(wǎng)損阻力損失占據(jù)總揚(yáng)程比例較小時(shí),此時(shí)可以使用水泵出口壓力恒定控制的方式,該方法雖然會(huì)有部分能量損失,整體控制步驟比較簡(jiǎn)單,因此具有較廣的應(yīng)用性。當(dāng)管網(wǎng)線(xiàn)流量變化阻力損失占據(jù)總揚(yáng)程比例情況較大時(shí),可以通過(guò)管網(wǎng)末端不利點(diǎn)壓力進(jìn)行恒速控制,該方法相比上一種方法來(lái)說(shuō)效果要好,但整體來(lái)看控制流程比較復(fù)雜。

4 水泵布置以及安裝分析

通常要求電動(dòng)機(jī)容量控制在20千瓦的范圍內(nèi),或者要求水泵的吸水口直徑控制在100毫米的范圍內(nèi),機(jī)組的一端與墻面不能保留通道,兩臺(tái)機(jī)組可以在同一基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置,彼此不能存在通道,機(jī)組周邊寬度應(yīng)當(dāng)高于0.7米不流通道,機(jī)組突出部位以及墻壁間距或相鄰兩個(gè)機(jī)組突出部位間距應(yīng)當(dāng)高于0.2米。電動(dòng)機(jī)的容量高于20千瓦或者水泵吸水口的直徑高于100毫米的情況下,布置水泵的間距如下表所示。

對(duì)于每一臺(tái)水泵需要單獨(dú)進(jìn)行吸水管的設(shè)計(jì),如果采用共用吸水管設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)兩條以上的儲(chǔ)水管,并且要求每臺(tái)泵吸水管和聯(lián)通管進(jìn)行連接,吸水管內(nèi)部的流速應(yīng)當(dāng)控制在每秒1.2米的范圍左右,吸水喇叭口低于最低水位,且應(yīng)當(dāng)高于二倍吸水管管徑。為能夠進(jìn)一步減少水泵在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的影響,需要對(duì)水泵運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行隔振處理以設(shè)備隔振技術(shù)為主,同時(shí)以支架,管道隔振技術(shù)為輔,對(duì)于臥式水泵來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)增加隔振器或者增加隔振墊以采取隔振處理。而對(duì)于立式水泵來(lái)說(shuō),優(yōu)先進(jìn)行阻尼彈簧隔振器的安裝,要求在隔振器上端與隔振器座鋼墊板用螺栓固定,而下部能夠與混凝土螺栓固定,在水泵放置的房間中應(yīng)當(dāng)保持通風(fēng),干燥,具有充足的光線(xiàn),冬季溫度不能較低,設(shè)有排水措施,泵房高度應(yīng)當(dāng)高于3.2米,內(nèi)部設(shè)置水泵泵房應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離房振和需要安靜的房間。

比如對(duì)于某小區(qū)來(lái)說(shuō),該小區(qū)共有8棟樓,每棟樓高為15層,標(biāo)高67米,每層共有8戶(hù)住戶(hù),自來(lái)水管道壓力為0.15-0.35兆帕,市政供水水管直徑為DN250,要想獲取該小區(qū)的最大供水量和揚(yáng)程,首先需要確定流量Q,流量Q＝用水人數(shù)×8棟×15層×8戶(hù)×小時(shí)變化數(shù)/12小時(shí)/進(jìn)率,最終取整數(shù)為2000立方米每小時(shí)。確定揚(yáng)程,由于該小區(qū)所需壓力為67米,減去市政管道壓力0.15兆帕,即15米,最終揚(yáng)程為52米,取整數(shù)為60米。驗(yàn)證該水量是否滿(mǎn)足市政供水量,要求按照國(guó)家建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求,生活給水管道水流速可以選取1-1.5米每秒,因此市政管道流量為212立方米,每小時(shí)市政供水量遠(yuǎn)高于小區(qū)所需供水量,因此在水泵選的過(guò)程中是比較合理的。

5水泵吸水管路的設(shè)計(jì)安裝注意事項(xiàng)分析

在進(jìn)行水泵管,水系管路設(shè)計(jì)布置安裝過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)確保水泵吸水管路的密閉性,不能透氣,如果管路出現(xiàn)漏氣或存在部分空氣滲入之后,會(huì)減小儲(chǔ)水量,甚至使水泵無(wú)法吸水,因此通常采用鋼管作為吸水管路進(jìn)行焊接,進(jìn)一步確保其密封性,如果使用其他管材時(shí),在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好管道接頭的密封性處理,吸水管的橫管段部機(jī)器,當(dāng)吸水管中真空度達(dá)到一定值時(shí),水中氣體溶解會(huì)不斷溢出,如果沒(méi)有合理進(jìn)行吸水管的設(shè)計(jì),溢出氣體會(huì)存在橫管段的某個(gè)位置,并形成氣囊,從一定程度上影響過(guò)水能力,甚至還會(huì)使水泵無(wú)法正常吸水,因此在水泵和吸水管連接位置可以使用偏心大小頭,正確進(jìn)行吸水管的安裝。吸水口不能吸氣,在吸水管的進(jìn)口位置應(yīng)當(dāng)確保足夠的淹沒(méi)度,否則在吸水過(guò)程中會(huì)在進(jìn)口位置形成漩渦,導(dǎo)致存在大量的空氣進(jìn)入,甚至還會(huì)影響水泵的吸水,為避免水泵吸入過(guò)量的空氣,在進(jìn)口位置,儲(chǔ)水量最低水位的淹沒(méi)深度應(yīng)當(dāng)高于一米左右,如果淹沒(méi)這一深度時(shí)則無(wú)法保證吸水效果,應(yīng)當(dāng)在吸水口起端設(shè)置水平隔板。

小結(jié)

總而言之,由于高層建筑樓層較高,振動(dòng)源較多,因此在給水工程設(shè)計(jì)過(guò)程中要求比較高,需要采取合理技術(shù)分析,確保給水的正常運(yùn)行,滿(mǎn)足建筑的功能需求。