南方某市某取水泵房方案比选介绍-职称论文发表

南方某市某取水泵房方案比选介绍

建峥嵘 姚毅

摘要：以南方某市某取水泵房为例，对设计过程中取水口位置、取水泵流量搭配、取水构筑物类型几个方案比选的进行了详细介绍，可为类似取水泵房的建设提供一定借鉴、参考。

关键词：取水泵房；方案；比选；

1 概述

南方某市某供水工程的建设规模为5.0万 m3/d，供水范围为炉山循环经济工业园区，取水水源采用清水江。清水江最大流量56.50m3/s，多年平均流量30.33m3/s，最枯流量14.03m3/s，水量完全满足供水工程的取水需求；清水江属典型的山区河流，主要由地表径流汇集而成，枯水季节河床水位较浅，有些河段会出现多股细流，河水浊度很低有时清澈见底，汛期雨季时水位骤增，浊度可高达数百上千度[1]。清水江最枯水位高程为572.10m，最高水位高程为586.12m，预沉池进口高程为693.60m，需要在清水江边建设取水泵房。

整个供水工程的流程框图详见图1：

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基金项目：1、国家重大水专项： “高排放标准氧化沟处理流程升级改造关键技术研究与工程示范旅游城市周期性冲击负荷调控技术研究（2008ZX07317-02-03E）2、教育部科学研究重点项目210170：西部城镇污水管网系统抗冲击负荷强化技术研究；3、桂科攻0092008高排放标准氧化沟处理流程升级改造关键技术研究；4、桂科青0640070,微氧酸化水解反应机理及调控技术研究。

2 取水口位置比较

江河取水口位置的选择是否恰当，直接影响到取水的水质和水量、取水的安全可靠性、投资、施工、运行管理以及水资源的综合利用，因此正确选择取水口位置是取水泵房设计中的一个十分重要的问题[2]，通过设计人员多次深入现场实地调查研究，并结合《国电贵州清江电厂2×1000MW工程水资源论证工作大纲》的相关资料数据，取水口位置有以下两处供比较选择：

①方案一：玻璃厂取水口，玻璃厂取水口位于清水江干流某市玻璃厂小区段，在炉山循环经济区东南面，距炉山循环经济区26.16km，有S308省道和正在建设的虎炉公路直达供水服务范围，交通便利，输水管线可沿道路沿线敷设，无需修建大量施工便道。取水口高程571.2m，提升总扬程为452.00m，取水口可用地面积大、用电方便。由于取水口位于某市境内，各种前期工作的协调难度较小。

②方案二：同兴取水口，取水口位于清水江干流黔东南州麻江县同兴村对面河段，距炉山循环经济区19.79km。取水口高程578.00m，提升总扬程为432.19m，取水口可用地面积小，用电困难。由于同兴取水口位于黔东南州麻江县境内（不在某市管辖范围内），各种前期工作的协调难度较玻璃厂取水口大。而且输水线路地形复杂，沿线无道路，多大山、河流，施工难度大，建设费用高。

为了更科学合理的进行取水口选择，设计中对两个取水口的取水、输水工程费用和十年运行费用进行了详细经济比较，比较情况详见表1。

表1 取水口技术经济比较表 单位：万元

项目 方案一 方案二 项目 方案一 方案二

输水距离（Km） 26.16 19.79 取水工程投资 2104.63 2303.25

提升扬程（m） 452.00 432.19 输水工程投资 10329.82 12142.14

年动力费 1572.52 1503.61 工程投资+10年动力费 28159.67 29481.44

从表1中可以看出，玻璃厂取水口的技术经济指标要优于同兴取水口，而且为了便于工程建设的实施和今后的运行管理，确定选用玻璃厂取水口。

3 取水泵流量搭配方案比较

为了节省动力费用，应该根据用水量的实际变化情况，合理的选择不同性能的水泵，做到大小搭配、在运行中实现灵活调度，以求得最经济的效果，但泵型多、备件多、安装维护较麻烦。当采用3台工作泵时，各台水泵间的设计流量比可采用1:2:2，这样配置的3台工作泵可以应付5种不同的流量变化[3]。

另外从泵房运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多则不便于管理，通常希望可以选择同型号的水泵并联工作，这样一来无论是电机、电气设备的配套与贮备，管道管件的安装、制作均会带来很大的方便[3]。当采用3台工作泵时，各台水泵间的设计流量比即为1:1:1，这样配置的3台工作泵可以应付3种不同的流量变化。

由于供水的服务范围为循环经济工业园区，该工业园区正处于开始建设的初期，工业园区的企业也是分批逐渐进入的，其用水量也是根据园区企业的入驻数逐步增长的，若采用1:2:2的设计流量比能较好的适应园区水量逐步增长的特点，有效避免能量浪费，而管理维护困难的缺点可通过加强管理人员的培训，提高管理人员的素质来克服。

因此，设计中确定采用3大1小的水泵搭配方案：工作大泵流量为1030m3/h，工作小泵流量为515m3/h，备用泵流量为1030m3/h。

4 取水构筑物类型比较

取水构筑物类型很多，可以分为固定式取水构筑物和活动式取水构筑物两类。固定式取水构筑物与活动式取水构筑物相比具有取水可靠、维护管理简单、适应范围广等优点，但工程投资较大、水下工程量较大、施工周期较长。移动式取水构筑物通常适用于水位变幅大、供水要求急、供水量小、安全性要求不高的情形[2]。虽然清水江取水口处的河岸较陡，且河流水位变化幅度大、速度快，但由于用水安全性要求较高而且取水量较大，因此设计中采用固定式取水构筑物。

固定式取水构筑物中的框架式取水构筑物结构简单，土建费用低，但由于其设备选型只能选择潜水电泵，而现有的潜水电泵无法满足本项目取水扬程高、流量大的工况要求，因此不能采用固定式框架取水构筑物。

设计中重点针对岸边式干式深井泵房（干式卧式泵）方案与湿式竖井泵房（长轴深井泵）方案进行技术经济比较，以确定最优构筑物方案。

①方案一：岸边式干式深井泵房。该方案采用干式泵房与吸水井合建形式，根据山区河流的枯、汛期水位特点，分别在吸水井的上部和下部设进水口，进水口上分别设置格栅，以取到不同时期的表层水。采用此方案，水泵能够自灌启动，检修及维护较为方便，设备可选范围广，设备购置费用低，设备效率高，但装机面积较大，即泵房面积大，造价较高，通风条件差。

②方案二：湿式竖井泵房。该方案上部为泵房，下部为吸水井。由于采用长轴深井泵取水，装机面积较卧式泵小，泵房面积较小，土建费用低，但设备可选范围非常窄，且设备效率低，仅有进口设备才能满足设计要求，设备购置费用高，检修水泵时需吊装全部泵管，拆卸及安装工作量大，维护管理不便。

表2 取水构筑物类型技术经济比较表 单位：万元

序号 技术经济指标 方案一 方案二

1 土建尺寸（m） L×B×H=18.0×16.0×23.5m L×B×H=14.0×11.0×23.5m

2 土建投资 828.53 428.79

3 设备配置 卧式单级离心泵，3用1备 立式长轴深井泵，3用1备

4 设备参数 Q=515m3、H=126m、N=280KW η=77.5%、1台 Q=515m3、H=126m、 N=350KW η=73% 、1台

Q=1030m3、H=126m、N=560KW

η=80.5% 、3台 Q=1030m3、H=126m、N=700KW η=74%、3台

5 设备投资 283.50 760.50

6 取水泵房投资 1112.03 1189.29

7 年运行费用 613.20 810.30

8 取水泵房投资 +

10年运行费用 7244.03 13082.19

从表2中可以看出，方案一在设备投资、设备效率、年运行费用、工程总投资等方面均优于方案二，因此设计中采用方案一：岸边式干式深井泵房。

5 结束语

对于山区河流取水泵房而言，取水口位置、取水泵流量搭配、取水构筑物类型等方案设计的优劣对今后取水泵房的实施、运行及投资至关重要。因此，要求设计人员必须通过深入研究、详细的技术经济比较结果来确定设计方案，最终设计出一个最经济合理的取水泵房。

参考文献

[1] 徐承华．贵州山区城市的给水规划设计[J]．中国给水排水，1999,12(3):33-35.

[2] 严煦世，范瑾初．给水工程[Ｍ].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[3] 姜乃昌．泵与泵站[Ｍ].北京：中国建筑工业出版社，2007.

作者简介：

建峥嵘，（1977- ），男，工程师，在读工程硕士，研究方向为市政给水、排水工程咨询、规划、设计。