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市政排水泵站是城市排水系统的重要组成部分,一般设于排水系统的终端或枢纽位置,担负着提升区域或系统内雨季降水和生产生活污水的任务,保证系统内雨污水的及时排出。集水池的合理布置则是保证市政排水泵站安全、高效运行的重要环节。
1 集水池常见的不利水力现象
1.1 进水流道预旋过多
水流通过进水流道进入泵站集水池时存在轴向分速度和切向分速度,因轴向分速度和切向分速度的不对称分布从而产生预旋。进水流道内预旋会改变叶轮转速,导致水泵轴承磨损和电机过载;改变水泵入口的水流状态,产生气蚀现象,从而导致水泵性能下降。一般认为预旋角度超过50对水泵运行较大,是泵站设计及运行不可接受的。
1.2 水泵吸入口流速不均匀
水经水泵提升时水泵吸入口的流速存在不均匀现象,这种不均匀是由不同的影响因素相互干扰造成的。较大幅度的流速变化会导致叶轮和轴承的负载不均匀,导致产生噪音、震动和轴承负载。流速分布不均在实际工程中是不可避免的,一般控制水泵吸入口轴向速度分量平均值的偏差不应该超过10%。
1.3 集水池水体漩涡的产生
在水流自进水口流向水泵进口过程中,受到水泵数量、集水池几何形状、布置形式等多种因素影响,集水池内流速不均匀,导致空气卷入水体,从而在泵站池壁、水体表面上下及水泵吸入口等处产生漩涡。漩涡可导致产生气蚀现象、机组振动和噪音、水泵效率降低等现象。
2 集水池不利水力现象的对策
2.1 排水系统布置方面
(1) 市政排水泵站受排水系统布置、泵站场地等原因影响,为保证流入泵站集水池内水流均匀、平稳,应从排水系统规划阶段入手,尽量保证泵站正向进水且对称式布置。在保证泵站正向进水时,泵站出水可采用侧向出水方式;亦可采用水泵反装,压力出水池利用集水池上部空间的方式确保正向进水,泵站出水采用侧向出水或与向泵站进水管道方向出水。
(2) 当进水来自不同方向时,应在站前交汇,再进入集水池,直线段的长度应尽量放长,不宜小于5~10倍进水管直径,且泵站进水管流速宜取0.8m/s~1.0m/s,以保证流入泵站集水池内水流均匀、平稳。
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