福州市中心城區(qū)供水工程擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)

福州市中心城區(qū)供水工程擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)

一、工程建設(shè)及其所需水量預(yù)測(cè)福州有6座水庫(kù)，總建筑面積43.5萬(wàn)元。水源來(lái)自福建省。在城市的中心河中，原水水質(zhì)較低。通過需水量預(yù)測(cè),至1995年城市尚缺水33.0萬(wàn)m3/d,至2000年缺水57.0萬(wàn)m3/d。擴(kuò)建供水工程已成燃眉之急。經(jīng)論證,擴(kuò)建工程分二期進(jìn)行:一期工程供水量為30.0萬(wàn)m3/d,于1993年建成;二期工程于2000年建成后,供水總量為60.0萬(wàn)m3/d;取水口及取水泵房的土建設(shè)計(jì)能力不小于80.0萬(wàn)m3/d,一期建成。一、平均河流速度、水質(zhì)取水口、取水泵房選擇在位于城市上游的閩江洪山河段,該河段自淮安分流處至洪山橋下街全長(zhǎng)4.5km。洪山河谷較為順直,河面狹窄,平均河寬約200m,兩岸較為陡峭,水流速度大(斷面平均流速1.0m/s左右),水面比降(1.5～3.5)和綜合粗糙度增大,沖刷加劇、河床刷深,心灘和邊灘不發(fā)育。該河段洪水位與枯水位高差達(dá)10.0m,水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,基本符合國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。取水口、取水泵房距原西區(qū)水廠及新建西廠較近,在穿過新開鑿隧洞內(nèi)敷管,管長(zhǎng)1600m,是較理想的位置。二、dn3000丁字朗侵權(quán)口設(shè)置結(jié)合河床條件、航道要求及河岸地形等因素綜合考慮,取水口采用江心式,泵房為岸邊式。取水口直接設(shè)在DN2000的自流鋼管上,共敷設(shè)二根DN2000自流管,在每根自流管的前端設(shè)有二個(gè)DN3000丁字喇叭口,在喇叭口上裝有攔污格柵,喇叭口均伸入河床深槽,喇叭口及自流管采用樁架擱置。泵房為岸邊式,采用沉井法施工。三、兩種泵的對(duì)比及規(guī)模根據(jù)設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程,分別對(duì)臥式、立式離心泵及斜流泵進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下。斜流泵的優(yōu)點(diǎn):1.單泵流量大,性能穩(wěn)定,效率較高,比離心泵高出約5%,從裝機(jī)功率比較:當(dāng)Q=30萬(wàn)m3/d時(shí),比離心泵減少420kW;當(dāng)Q=60萬(wàn)m3/d時(shí),裝機(jī)功率減少670kW。2.泵體平面尺寸小,充分利用了井室的空間,減少了泵房平面尺寸,從而使土建費(fèi)用較離心泵節(jié)約190萬(wàn)元。其缺點(diǎn)是對(duì)進(jìn)水前池設(shè)計(jì)水力流態(tài)要求較高,泵機(jī)安裝精度要求高,水下部件多,安裝難度較大。離心泵的優(yōu)點(diǎn):1.對(duì)進(jìn)水前池水力流態(tài)要求較低。2.水泵安裝檢修較方便,無(wú)水下部件。其缺點(diǎn)是:泵效率較斜流泵低,裝機(jī)功率大;泵體平面尺寸較大,增加泵房面積,高水位時(shí),泵房浮力大,從而增加了土建工程費(fèi)用。通過上述比較,本工程選擇斜流泵,由長(zhǎng)沙水泵廠承擔(dān)設(shè)計(jì)制造,節(jié)約了外匯(本工程是國(guó)外貸款項(xiàng)目)。裝機(jī)規(guī)模為:一期安裝三臺(tái)斜流泵,其中一臺(tái)備用,每臺(tái)Q=1.9m3/s,H=19m,N=500kW,η=88%;二期添裝三臺(tái),其中一臺(tái)備用,每臺(tái)Q=4.0m3/s,H=19m,N=1000kW,η=88%。四、前池上安裝法與水泵出水管設(shè)置泵房與進(jìn)水前池合建在一起,每臺(tái)泵設(shè)有獨(dú)立的整流進(jìn)水室,進(jìn)水室前端設(shè)有閘板及格網(wǎng),在吸水室設(shè)有導(dǎo)流墻,泵葉輪浸沒在最低水位以下留有足夠的安全度,電機(jī)設(shè)在洪水位以上,為安裝、檢修水泵方便,在泵房上部設(shè)有20T/5T電動(dòng)橋式雙梁起重機(jī),起重機(jī)安裝高度按能吊起可拆卸的一節(jié)泵軸長(zhǎng)度而定。在水泵出水管上裝有液壓控制緩閉閥及檢修閥,均設(shè)于閥門井內(nèi),為縮小沉井尺寸,閥門井挑在沉井井壁上。為便于操作,并減少占地及節(jié)約投資,設(shè)計(jì)中充分利用前池上部的空間布置6kV配電間、控制室、儀表間及生活用房。整個(gè)布置緊湊、合理、操作管理方便,節(jié)約用地。泵房布置如圖1示。五、泵方案的總結(jié)1.水閥門無(wú)上水流量由于該泵的比轉(zhuǎn)速介于離心泵與軸流泵之間,啟動(dòng)時(shí),要求先打開出水閥門,以免在零流量或很小的出水流量時(shí)電流過大,燒毀電機(jī)。設(shè)計(jì)中采用安裝一個(gè)檢修閥與一個(gè)緩閉止回閥,啟動(dòng)前先將緩閉閥開啟15～30°,用時(shí)間繼電器控制,待水泵開啟后,再開足緩閉止回閥。2.冷卻水充足由于泵軸是采用橡膠軸套,在泵啟動(dòng)后,軸的快速旋轉(zhuǎn)與橡膠軸套間產(chǎn)生很大的熱量,如得不到充足的冷卻水,軸套會(huì)被燒壞。故不間斷供應(yīng)充足的冷卻水十分重要,要求在水泵啟動(dòng)前5min即應(yīng)打開冷卻水閥門先進(jìn)行軸套的潤(rùn)滑,且要保證足夠的壓力(>0.2MPa),水質(zhì)要清潔,不含泥質(zhì),以免磨損泵軸。3.設(shè)置真空破壞閥停機(jī)后,出水管上的緩閉止回閥關(guān)閉,這時(shí)由于重力作用,在水泵吸水管內(nèi)的水流會(huì)下落,管內(nèi)將形成真空,為此,必須在泵管頂點(diǎn)安裝真空破壞閥,以保安全。六、對(duì)機(jī)泵的控制機(jī)泵采用PLC控制,有關(guān)工藝、電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)、信號(hào)可通過無(wú)線電傳輸至凈水廠中心控制室。中控室也可直接控制機(jī)泵的操作