升压贮水设备选择计算方法

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：气压给水设备气压给水设备与水塔或高位水箱的功能同等；兼有升压、调节、贮水、供水、蓄能和控制水泵启停的功能，由气压水罐、水泵机组、管路系统、电控系统、气体调节控制系统、自动控制箱组成。

1.增压设备

（1）水泵选择生活给水系统的加压水泵，应遵守以下一般规定：水泵的Q～H特性曲线，应是随流量增大扬程逐渐下降的曲线；应根据管网水力计算进行选泵，水泵应在其高效区内运行；生活加压给水系统的水泵机组应设备用泵，备用泵的供水能力不应小于最大一台运行水泵的供水能力，水泵宜自动切换交替运行。

1）水泵出水量的确定。小区的给水加压泵站，当给水管网无调节设施时，宜采用调速泵组或额定转速泵组运行供水。泵组的最大出水量不应小于小区生活给水设计流量，建筑物采用高位水箱调节生活给水系统时，水泵的最大出水量不应小于最大小时用水量。生活给水系统采用调速泵组供水时，应按系统最大设计秒流量选泵。调速泵在额定转速时的工作点，应位于水泵高效区的末端。变频调速泵组电源应可靠，并宜采用双电源或双回路供电方式。

2）水泵扬程的确定。根据水泵的用途及室外给水管网连接的方式不同，其扬程可按以下不同公式计算：

泵与室外管网直接连接

H_b≥H₁+H₂+H₃+H₄-H₀ （3-1-13）

泵与室外管网间接连接

H_b≥H₁+H₂+H₄ （3-1-14）

式中，H_b为水泵扬程（kPa）；H₀为室外给水管网所能提供的最小压力（kPa）；H₁、H₂、H₃、H₄释义同式（3-1-12）。

3）水泵的选择与布置。水泵宜自灌吸水，卧式离心泵的泵顶放气孔、立式多级离心泵吸水端第一级（段）泵体可置于最低设计水位标高以下，每台水泵宜设置单独从水池吸水的吸水管。吸水管内的流速宜采用1.0～1.2m/s；吸水管口应设置喇叭口，喇叭口宜向下，低于水池最低水位不宜小于0.3m，当达不到此要求时，应采取防止空气被吸入的措施。吸水管喇叭口至池底的净距，不应小于0.8倍吸水管管径，且不应小于0.1m；吸水管喇叭口边缘与池壁的净距不宜小于1.5倍吸水管管径；吸水管与吸水管之间的净距，不宜小于3.5倍吸水管管径（管径以相邻两者的平均值计）。

当每台水泵单独从水池吸水有困难时，可采用单独从吸水总管上自灌吸水，吸水总管应符合下列规定：吸水总管伸入水池的引水管不宜少于两条，当一条引水管发生故障时，其余引水管应能通过全部设计流量。每条引水管上应设闸门。水池有独立的两个及两个以上的分格，每格有一条引水管，可视为有两条以上引水管。引水管宜设向下的喇叭口，且喇叭口低于水池最低水位的距离不宜小于0.3m。吸水总管内的流速应小于1.2m/s。水泵吸水管与吸水总管的连接，应采用管顶平接或高出管顶连接。

自吸式水泵每台应设置独立从水池吸水的吸水管。水泵以水池最低水位计的允许安装高度，应根据当地的大气压力、最高水温时的饱和蒸汽压、水泵的汽蚀余量、水池最低水位和吸水管路的水头损失，经计算确定，并应有不小于0.3m的安全余量。

每台水泵的出水管上，应装设压力表、止回阀和阀门（符合多功能阀安装条件的出水管，可用多功能阀取代止回阀和阀门），必要时应设置水锤消除装置。自灌式吸水的水泵吸水管上应装设阀门，并宜装设管道过滤器。

小区独立设置的水泵房，宜靠近用水大户，水泵机组的运行噪声应符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》（GB 3096—2008）的要求。民用建筑物内设置的生活给水泵房不应毗邻居住用房或在其上层或下层，水泵机组宜设在水池的侧面、下方，单台泵可设于水池内或管道内，其运行的噪声应符合国家现行标准《民用建筑隔声设计规范》（GBJ 118—1988）的规定。建筑物内的给水泵房，应采用下列减振防噪措施：①应选用低噪声水泵机组。②吸水管和出水管上应设置减振装置。③水泵机组的基础应设置减振装置。④管道支架、吊架和管道穿墙、楼板处，应采取防止固体传声措施。⑤必要时，泵房的墙壁和天花应采取隔声吸声处理。

设置水泵的房间，应设排水设施；通风应良好，不得结冻。水泵机组的布置，应符合表3-1-11的规定。

表3-1-11 水泵机组外轮廓面与墙和相邻机组间的间距

注：1.水泵侧面有管道时，外轮廓面计至管道外壁面。

2.水泵机组是指水泵与电动机的联合体，或已安装在金属座架上的多台水泵组合体。

水泵基础高出地面的高度应便于水泵安装，不应小于0.1m；泵房内管道管外底距地面或管沟底面的距离，当管径小于等于150mm时，不应小于0.2m；当管径大于等于200mm时，不应小于0.25m。

泵房内宜有检修水泵的场地，检修场地尺寸宜按水泵或电动机外形尺寸四周有不小于0.7m的通道确定。泵房内配电柜和控制柜前面通道宽度不宜小于1.5m。泵房内宜设置手动起重设备。

（2）气压给水设备气压给水设备与水塔或高位水箱的功能同等；兼有升压、调节、贮水、供水、蓄能和控制水泵启停的功能，由气压水罐、水泵机组、管路系统、电控系统、气体调节控制系统、自动控制箱组成。其工作过程是水泵启动，向室内管网供水，同时也向罐内供水，罐内水位上升，气体被压缩，体积变小，系统压力上升；当罐内压力达到设定的最高压力P_max时，水泵停泵，由气压水罐向室内管网供水，水位逐渐下降，气体体积变大，系统压力下降；当罐内压力下降到设定的最低压力P_min时，水泵启动，向室内管网和罐内供水。

生活给水系统采用气压给水设备供水时，应符合下列规定：气压水罐内的最低工作压力，应满足管网最不利处配水点的所需水压；气压水罐内的最高工作压力，不得使管网最大水压处配水点的水压大于0.55MPa；水泵（或泵组）的流量（以气压水罐内的平均压力计，其对应的水泵扬程的流量），不应小于给水系统最大小时用水量的1.2倍。

气压水罐的调节容积应按式（3-1-15）计算

式中，为气压水罐的调节容积（m³）；q_b为水泵（或泵组）的出流量（m3/h）；α_a为安全系数，宜取1.0～0.3；n_q为水泵在1h内的启动次数，宜采用6～8次。

气压水罐的总容积应按式（3-1-16）计算

式中，V_q为气压水罐总容积（m³）；V_q1为气压水罐的水容积（m³），应等于或大于调节容量；α_b为气压水罐内的工作压力比（以绝对压力计），宜采用0.65～0.85；β为气压水罐内的容积系数，隔膜式气压水罐β取1.05。

2.贮水设备

（1）贮水设备的计算贮水池是贮存和调节水量的构筑物，其有效容积应根据生活（生产）调节水量、消防储备水量和生产事故备用水量确定，可按式（3-1-17）和式（3-1-18）计算

V≥（Q_b-Q_j）T_b+V_f+V_s （3-1-17）

Q_jT_t≥（Q_b-Q_j）T_b （3-1-18）

式中，V为贮水池有效容积（m³）；Q_b为水泵出水量（m³/h）；Q_j为水池进水量（m³/h）；T_b为水泵最长连续运行时间（h）；T_t为水泵运行的时间间隔（h）；V_f为消防储备水量（m³）；V_s为生产事故备用水量（m³）。

水箱的有效容积主要根据它在给水系统中的作用来确定。若仅作为水量调节之用，其有效容积即为调节容积；若兼有储备消防和生产事故用水量的作用，其容积应以调节水量、消防和生产事故备用水量之和来确定。实际工程中，水箱的调节容积按水箱进水的不同情况由以下经验公式计算确定：

由室外给水管网直接供水

V═Q_LT_L （3-1-19）

式中，V为水箱的有效容积（m³）；Q_L为由水箱供水的最大连续平均小时用水量（m³/h）；T_L为由水箱供水的最大连续时间（h）。

由人工启动水泵供水

式中，V为水箱的有效容积（m³）；Q_d为最高日用水量（m³/d）；n_b为水泵每天启动次数（次/d）；T_b为水泵启动一次的最短运行时间（h），由设计确定；Q_p为水泵运行时间T_b内的建筑平均时用水量（m³/h）。

水泵自动启动供水

式中，V为水箱的有效容积（m³）；q_b为水泵出水量（m³/h）；K_b为水泵1h内启动次数，一般选用4～8次/h；C为安全系数，可在1.5～2.0内选用。

生活用水的调节水量按水箱服务区内最高日用水量Q_d的百分率估算，水泵自动启闭式大于等于50%Q_h，人工操作时大于等于12%Q_d。生产事故备用水量可按工艺要求确定。消防储备水量用以扑救初期火灾，一般以10min的室内消防设计流量计。

水箱的设置高度应满足以下条件：

h≥H₂+H₄ （3-1-22）

式中，h为水箱最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压（kPa）；H₂为水箱出水口至最不利配水点计算管路的总水头损失（kPa）；H₄为最不利配水点的流出水头（kPa）。

（2）贮水设备的设计要求小区生活用贮水池的有效容积、生活用水调节量应按流入量和供出量的变化曲线经计算确定，资料不足时可按小区最高日生活用水量的15%～20%确定。贮水池宜分成容积基本相等的两格。

建筑物内的生活用水低位贮水池（箱）有效容积按进水量和用水量变化曲线经计算确定，当资料不足时，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%确定；池（箱）外壁与建筑本体结构墙面或其他池壁之间的净距，应满足施工或装配的需要，无管道的侧面，净距不宜小于0.7m；安装有管道的侧面，净距不宜小于1.0m，且管道外壁与建筑本体墙面之间的通道宽度不宜小于0.6m；设有人孔的池顶，顶板面与上面建筑本体板底的净空不应小于0.8m；贮水池（箱）不宜毗邻电气用房和居住用房或在其下方；贮水池内宜设有水泵吸水坑，吸水坑的大小和深度，应满足水泵或水泵吸水管的安装要求。无调节要求的加压给水系统，可设置吸水井，吸水井的有效容积不应小于水泵3min的设计流量。

生活用水高位水箱应符合：由城镇给水管网夜间直接进水的高位水箱生活用水调节容积，宜按用水人数和最高日用水定额确定；由水泵联动提升进水水箱的生活用水调节容积，不宜小于最大用水时水量的50%；水箱的设置高度（以板底面计）应满足最高层用户的用水水压要求，当达不到要求时，宜采取管道增压措施。

建筑物贮水池（箱）应设置在通风良好、不冻结的房间内。水塔、水池、水箱等构筑物应设进水管、出水管、溢流管、泄水管和信号装置，并应符合下列要求：①水池（箱）设置和管道布置应符合有关防治水质污染的规定。②进、出水管宜分别设置。③当利用城镇给水管网压力直接进水时，应设置自动水位控制阀，控制阀直径与进水管管径相同，当采用直接作用式浮球阀时不宜少于两个，且进水管标高应一致。④当水箱采用水泵加压进水时，应设置水箱水位自动控制水泵开停的装置。当一组水泵供给多个水箱进水时，在进水管上装设信号控制阀，由水位监控设备实现自动控制。⑤溢流管宜采用水平喇叭口集水；喇叭口下的垂直管段不宜小于4倍溢流管管径。溢流管的管径，应能排泄水塔（池、箱）的最大入流量确定，并宜比进水管管径大一级。⑥泄水管的管径，应按水池（箱）泄空时间和泄水受体排泄能力确定。当水池（箱）中的水不能以重力自流泄空时，应设置移动或固定的提升装置。⑦水塔、水池应设水位监视和溢流报警装置，水箱宜设置水位监视溢流报警装置。信息应传至监控中心。

水箱用水中途转输水箱的转输调节容积宜取转输水泵5～10min的流量。

升压贮水设备选择计算方法

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