農村飲水安全工程泵機組布置研究

劉曉慧

摘要 全面推進農村飲水安全工程建設，保證農村居民的飲水安全是關系農村可持續(xù)發(fā)展、城鄉(xiāng)一體化建設的重要舉措。該文在詳細了解國內農飲工程水泵機組布置現狀的基礎上，結合蒙城縣立倉鎮(zhèn)的工程實例，對水泵機組的布置優(yōu)化提出新的建議。

關鍵詞 農村供水工程；水泵機組布置；橫向雙行排列

中圖分類號 S277.7 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-362-03

農村飲水安全工程建設直接關系到農村居民的健康、生活水平和農村區(qū)域經濟發(fā)展。農村飲水安全工程作為農村飲水安全的保障工程，在促進農村經濟快速發(fā)展、提高農村居民生活水平、縮小城鄉(xiāng)差距和維護農村生態(tài)環(huán)境等方面起到了重要作用。

筆者以安徽省亳州市蒙城縣立倉鎮(zhèn)某水廠為例，就小城鎮(zhèn)供水設計中2級泵機組的布置進行了初步探討。

1 研究區(qū)概況

立倉鎮(zhèn)地處安徽省亳州市蒙城縣城東南部，距離蒙城縣城35 km。全鎮(zhèn)國土面積201 km2，耕地12 000 hm2（18萬畝），居住人口9.7萬人。

立倉鎮(zhèn)南部有一座自來水廠，承擔立倉鎮(zhèn)大部分地區(qū)的供水任務；余下部分零散用戶及周邊農村居民基本都是依賴以淺層地下水為水源、以家庭為單位的手壓井。由于淺層地下水量、水質動態(tài)變化較大，自備井供水在水質與水量兩方面均得不到有效保障。原有老水廠給水管道布置不成系統(tǒng)，大部分用戶無法集中用水，且給水管道管徑較小、老化嚴重，供水安全性較差。

2 泵機組布置分類

通常，水泵機組的布置一般分為以下3類：①縱向排列；②橫向排列；③橫向雙行排列。

3 立倉鎮(zhèn)二級泵站設計

立倉鎮(zhèn)某水廠供水人口57 008人，日最大取水量為4 782 m3/d，日供水規(guī)模為4 560 m3/d。

水源選擇：規(guī)劃將深層地下水作為立倉鎮(zhèn)自來水廠水源，深層地下水水質優(yōu)于地下水Ⅲ類水標準，以滿足農村安全飲水水源的要求。

地形條件：立倉鎮(zhèn)地處沖積平原，地勢平緩，高差不大于5 m。

該水廠設計給水系統(tǒng)由水源取水井群、水源輸水管道、自來水廠以及輸配水管網組成。根據該地區(qū)總體規(guī)劃、水源、地勢條件以及管網排布，該設計二級泵站選用8臺立式多級離心泵，其中包括7臺大泵，1臺小泵。現針對泵的排列方式提出以下3個設計方案進行比選。

3.1 泵機組縱向排列 方案1采用二級泵機組縱向排列，即各機組軸線平行單排并列布置。

方案1適用于懸臂式離心泵。因為懸臂式離心泵是頂端進水，采用縱向排列能使吸水管保持順直狀態(tài)[6]。設計選用7臺CDL65-30-1離心泵，備用1臺CDL32-30離心泵。因為CDL65-30-1立式多級離心泵的進水口與出水口位于泵座同一水平線上，若采用縱向排列，首先增加吸水口與壓水口的水頭損失。其次，泵機組在縱向排列時，橫向跨度較大，增加泵房設計的寬度，增加成本。再者，進出口的水利條件較差，長期運行造成大量電耗。

3.2 泵機組橫向排列 考慮到該設計的2級泵CDL65-30-1為側向進水、出水，方案2中泵機組采用橫向單排排列。

橫向排列雖然稍增加泵房的長度，但跨度可減小，進出水管順直，水利條件較縱向排列好，2級泵房整體結構趨向方形，有利于減少占地面積，且在長期運行使用中能有效節(jié)省電耗。

3.3 泵機組橫向雙行排列 方案3中泵機組采用橫向雙行排列，錯位布置成兩排。由于該設計中的2級泵個數較多，雙排布置可以充分利用空間，更為緊湊，能有效的節(jié)省建筑面積，減小水廠的初期投資。但泵房跨度較大，起重設備需考慮采用橋式行車。

3.4 方案比選

3.4.1 方案技術比選（表1）。由表1可知，方案1只適用于懸臂式離心泵，而該設計的2級泵CDL65-30-1是側面吸水、出水的立式離心泵，采用縱向排列時，水力條件差，造成大量能量浪費，缺點明顯。方案2、3結合了2級泵的進出水特點，因地制宜，均適用于立倉鎮(zhèn)的水廠建設。從供水安全性考慮，首先排除方案1，后續(xù)經濟比較著重對后2個方案進行比選。

3.4.2 方案經濟指標比較。

在技術比較之后，通過對方案2、3投資和運行費用的比較，確定更為經濟、更為適用于該工程的工藝方案作為該工程的推薦工藝進行設計。由表2可知，經濟指標對比情況見表2。

布置方案優(yōu)點缺點

1泵房寬度稍小，能使懸臂式離心泵的吸水管保持順直狀態(tài)，此時水力條件好水頭損失大；水力條件差；電耗大，占地面積較大，運行維護費用高

2泵房跨度小，進出水管順直，水力條件好；占地面積小；電耗小泵房長度大，一般適用于水泵臺數較少時

3進出水管順直，水力條件好，水頭損失小；泵房長度小，管道布置簡單，占地面積小泵房跨度稍大；兩行泵的轉向是相反的，訂貨及安裝時要注意管理

由表2可知，3個方案均可實現本工程的建設目的，但方案1供水安全性低，水力條件差，電耗大，占地面積大，投資過大，不推薦使用。

由經濟比選來看，方案3初期建投資較小，不僅節(jié)省2級泵房的建筑面積，亦有利于整個水廠的布局，減少整個工程的土地投入。

綜合技術和經濟比選結果，考慮到項目實施的可行性、可靠性、經濟性等綜合因素，將方案3確定為立倉鎮(zhèn)某水廠的泵站設計方案。

4 結論

對于日水量變化較大、新農村建設中的小城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)設計時，必須進行多個方案分析比較之后確定最適宜的方案。

立倉鎮(zhèn)泵站設計特點：①單個水泵流量小，個數多；②廠房征地面積有限；③給水工程規(guī)模較小，水質、水量條件較差。

目前我國小城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)較為簡單，供水設施落后，為了滿足城鎮(zhèn)發(fā)展，需新建給水設施或升級改造現有給水設施，如遇與立倉鎮(zhèn)相似案例，該工程泵房設計可供參考。

參考文獻

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[6] 姜乃昌.泵與泵站[M].第5版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.