農(nóng)村飲水安全工程泵機(jī)組布置研究

劉曉慧

摘要 全面推進(jìn)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)，保證農(nóng)村居民的飲水安全是關(guān)系農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展、城鄉(xiāng)一體化建設(shè)的重要舉措。該文在詳細(xì)了解國內(nèi)農(nóng)飲工程水泵機(jī)組布置現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合蒙城縣立倉鎮(zhèn)的工程實(shí)例，對水泵機(jī)組的布置優(yōu)化提出新的建議。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村供水工程；水泵機(jī)組布置；橫向雙行排列

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

農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)直接關(guān)系到農(nóng)村居民的健康、生活水平和農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。農(nóng)村飲水安全工程作為農(nóng)村飲水安全的保障工程，在促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、提高農(nóng)村居民生活水平、縮小城鄉(xiāng)差距和維護(hù)農(nóng)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(shè)計(jì)中2級泵機(jī)組的布置進(jìn)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(dān)立倉鎮(zhèn)大部分地區(qū)的供水任務(wù)；余下部分零散用戶及周邊農(nóng)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(zhì)動(dòng)態(tài)變化較大，自備井供水在水質(zhì)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(yán)重，供水安全性較差。

2 泵機(jī)組布置分類

通常，水泵機(jī)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(shè)計(jì)

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(zhì)優(yōu)于地下水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，以滿足農(nóng)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(shè)計(jì)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(wǎng)組成。根據(jù)該地區(qū)總體規(guī)劃、水源、地勢條件以及管網(wǎng)排布，該設(shè)計(jì)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(xiàn)針對泵的排列方式提出以下3個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選。

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

方案1適用于懸臂式離心泵。因?yàn)閼冶凼诫x心泵是頂端進(jìn)水，采用縱向排列能使吸水管保持順直狀態(tài)[6]。設(shè)計(jì)選用7臺CDL65-30-1離心泵，備用1臺CDL32-30離心泵。因?yàn)镃DL65-30-1立式多級離心泵的進(jìn)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(jī)組在縱向排列時(shí)，橫向跨度較大，增加泵房設(shè)計(jì)的寬度，增加成本。再者，進(jìn)出口的水利條件較差，長期運(yùn)行造成大量電耗。

3.2 泵機(jī)組橫向排列 考慮到該設(shè)計(jì)的2級泵CDL65-30-1為側(cè)向進(jìn)水、出水，方案2中泵機(jī)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(jìn)出水管順直，水利條件較縱向排列好，2級泵房整體結(jié)構(gòu)趨向方形，有利于減少占地面積，且在長期運(yùn)行使用中能有效節(jié)省電耗。

3.3 泵機(jī)組橫向雙行排列 方案3中泵機(jī)組采用橫向雙行排列，錯(cuò)位布置成兩排。由于該設(shè)計(jì)中的2級泵個(gè)數(shù)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(shè)備需考慮采用橋式行車。

3.4 方案比選

3.4.1 方案技術(shù)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(shè)計(jì)的2級泵CDL65-30-1是側(cè)面吸水、出水的立式離心泵，采用縱向排列時(shí)，水力條件差，造成大量能量浪費(fèi)，缺點(diǎn)明顯。方案2、3結(jié)合了2級泵的進(jìn)出水特點(diǎn)，因地制宜，均適用于立倉鎮(zhèn)的水廠建設(shè)。從供水安全性考慮，首先排除方案1，后續(xù)經(jīng)濟(jì)比較著重對后2個(gè)方案進(jìn)行比選。

3.4.2 方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較。

在技術(shù)比較之后，通過對方案2、3投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較，確定更為經(jīng)濟(jì)、更為適用于該工程的工藝方案作為該工程的推薦工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。由表2可知，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比情況見表2。

布置方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

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(shí)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(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高

2泵房跨度小，進(jìn)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(shù)較少時(shí)

3進(jìn)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(zhuǎn)向是相反的，訂貨及安裝時(shí)要注意管理

由表2可知，3個(gè)方案均可實(shí)現(xiàn)本工程的建設(shè)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(jīng)濟(jì)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(gè)水廠的布局，減少整個(gè)工程的土地投入。

綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比選結(jié)果，考慮到項(xiàng)目實(shí)施的可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等綜合因素，將方案3確定為立倉鎮(zhèn)某水廠的泵站設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)論

對于日水量變化較大、新農(nóng)村建設(shè)中的小城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行多個(gè)方案分析比較之后確定最適宜的方案。

立倉鎮(zhèn)泵站設(shè)計(jì)特點(diǎn)：①單個(gè)水泵流量小，個(gè)數(shù)多；②廠房征地面積有限；③給水工程規(guī)模較小，水質(zhì)、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(shè)施落后，為了滿足城鎮(zhèn)發(fā)展，需新建給水設(shè)施或升級改造現(xiàn)有給水設(shè)施，如遇與立倉鎮(zhèn)相似案例，該工程泵房設(shè)計(jì)可供參考。

參考文獻(xiàn)

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