試論一體化泵站的設計開發及實際應用

古文山

摘要：作為一種較好實現潛水泵、泵站設備、除污格柵設備、控制系統及遠程監控系統集成的產品，一體化泵站本身已經成為我國泵站建設的最主流發展趨勢，為此文章就一體戶泵站的設計開發及實際應用展開了具體研究，希望這一研究能夠為我國泵站建設領域的向發展帶來一定啟發。

關鍵詞：一體化泵站；自動化控制；潛水泵；城市內澇

在無自流的條件下想要實現水的排灌與排污，泵站所提供的勢能與壓能極為重要，但在我國經濟與社會快速發展的今天，傳統傳統混凝土泵站已經不能滿足我國城鄉發展的需要，這就使得新泵站的發展形勢開始引起業界的高度關注，而文章所進行的一體化泵站設計開發與應用，就屬于一種嶄新的泵站發展方向，這一發展方向能夠較好滿足我國城鄉的排灌、排污需求。

1.一體化泵站的含義與特點

1.1一體化泵站的含義

在文章就一體化泵站展開的研究中，筆者選擇了成本較低的新型一體化泵站設備，這一設備內部集成了潛水排污泵、管路、閥門、儀表、控制設備、樓梯以及其他用戶所需要的附件部件，而由于這些部件能夠實現成套提供，這就為該一體化泵站的自動化控制實現提供了幫助，而由于這一一體化泵站選擇了強化玻璃鋼、聚乙烯樹酯作為外殼筒體材料，這就使得該一體化泵站能夠在制造廠安裝完畢后進行具體的土建作業，在底基的開挖與保養完成后，這一在底基的開挖與保養完成后能夠在3天內實現試運行。

1.2一體化泵站的特點

為了較好完成文章就—體化泵站展開的相關研究，我們首先需要深入了解一體化泵站的特點，而結合相關文獻資料與自身認知，筆者將這一特點概括為占地面積與占地空間較小、施工周期短、集成度高、設備匹配度高、可重復利用、自動化控制程度高等方面，表1對這一特點及特點的表現進行了直觀描述。

2.一體化泵站設計中需要考慮的因素

為了較好完成文章就一體化泵站設計展開的研究，我們還必須明晰一體化泵站設計中需要考慮的因素，結合自身實際工作經驗與相關文獻資料，筆者將這一因素概括為以下幾個方面。

2.1地形、地貌和水文地質條件

在具體的一體化泵站設計中，一體化泵站安裝地的地形、地貌和水文條件是我們必須考慮的因素，而為了保證這一因素不會影響一體化泵站的較好運行，參照《泵站設計規范》（GB50265-2010）就顯得很有必要。在筆者對《泵站設計規范》進行的查閱中發現，一體化泵站的設計需要保證安裝地巖土堅實，水文地質條件有利，并避開軟土、松沙、膨脹等不良地基，這樣才能夠保證一體化泵站較好為我們提供服務。

2.2泵送液體介質

除了地形、地貌和水文地質條件，泵送液體介質也是一體化泵站設計中需要重點考慮的因素。對于一體化泵站來說，市政污水排放是其主要負責的工作之一，而這一工作的特性就使得一體化泵站的殼體和水泵材質的選擇需要作出一些針對性改變，這種改變的出現主要是由于市政污水排放中較為容易出現易燃易爆氣體，而為了避免引發相關安全事故，一體化泵站的設計就必須重點考慮排送介質的黏度及密度，這樣才能夠較好完成殼體和水泵材質的選擇，較好質量的完成一體化泵站的設計。

2.3集水池有效容積

在具體的一體化泵站設計中，集水池的有效容積也是相關設計人員需要考慮的問題。之所以一體化泵站的設計需要重視集水池容積，主要是由于集水池容積過小容易會導致潛水排污泵的頻繁啟動并影響其使用壽命，而如果集水池過大則會增加施工成本并造成浪費，所以保證集水池較好滿足一體化泵站的實際使用需求、較為精準的完成集水池容積計算、在集水池底部設計中選擇100%防水結構等三方面就必須引起相關設計人員的重視。

2.4泵型的選擇

除了上述幾方面因素外，一體化泵站設計中，泵型的選擇也是相關設計人員必須重視的因素。在文章所研究的一體化泵站設計中，筆者選擇了潛水排污泵系列水泵，這一系列水泵采用自動耦合安裝，這就使得在一體化泵站的實際運行與安裝中，潛水排污泵的檢修都將獲得較好的支持。此外，由于潛水排污泵系列水泵本身具備著多種監控元件，這就使得安裝潛水排污泵系列水泵的一體化泵站能夠較為簡單的實現遠程管理、遠程監控，泵站的運行管理成本將由此大大下降。

3.一體化泵站的設計要點

結合上述內容，我們能夠更加全面的了解一體化泵站設計，而在下文中筆者將結合自身實際經驗對一體化泵站的設計要點進行詳細論述，希望這一論述內容能夠為相關從業者帶來一定啟發。

3.1泵型選用

前面筆者提到泵型的選擇是一體化泵站的設計要點，并提出了潛水排污泵系列水泵的泵型選擇，而之所以選擇這一泵型，主要是由于該泵型的高度較低、占用空間較小、保養較為簡單，工作人員在不進入水中或抽干水的前提下就可以進行潛水排污泵的檢修與保養，這自然大大提高了一體化泵站的實用性。

3.2占用空間最小化設計

為了保證一體化泵站能夠最大化自身優勢，相關設計人員還需要完成一體化泵站的占用空間最小化設計，筆者前面提到的將各類設備集成于一體化泵站的簡體內就是這一設計的指導思想，這樣一體化泵站的建設周期與投資成本都將得以實現較好降低。

3.3筒徑和有效容積的計算和確定

對于一體化泵站來說，潛水排污泵是其主設備，而對于如圖1所示的潛水排污泵來說，該潛水配污泵的起停由預制桶內的液體自動控制，這就使得預制桶的筒徑和有效容積計算與確定屬于一體化泵站設計的重要內容。而結合公式V有效=Vmin=Q/n，我們就可以進行預制簡體內水泵起動液位與停止液位間的介質容量（即有效容積）的計算，公式中的n指的是潛水配污泵的起停次數，而Q則是指潛水排污泵的設計容量。對于這里的潛水排污泵的設計容量Q來說，現場工況需要與歷史來流情況是確定這一數值的主要途徑。一般來說，潛水排污泵的筒徑一般設計為1200mm、1500mm、2000ram、3800ram等數值，這主要是在簡體制作工藝與運輸考慮下做出的選擇。

3.4抗浮力結構設計

對于一體化泵站來說，埋地式安裝最為常見，而在采用埋地式安裝的一體化泵站設計中，設計人員就需要考慮地下水位較高時一體化泵站可能出現的浮起問題，這一問題一旦出現一體化泵站就很容易遭受較為嚴重的破壞，為此相關設計人員必須在可能出現一體化泵站浮起問題的相關設計中為其設計防浮力結構，在筒體底部采用法蘭式結構是這一防浮力結構的最常見設計方式，這一設計就能夠保證一體化泵站實現與地基的更好固定，地下水對一體化泵站所帶來的浮力也能夠由法蘭上方泥土重力的作用實現平衡。值得注意的是，在這一抗浮力結構設計中，設計人員需要考慮一體化泵站簡體所受的地下水浮力、化學螺拴對法蘭拉力、法蘭上方泥土重力、簡體重力，并結合受力平衡原則求出筒體下部法蘭外徑的選擇，這樣才能保證這一設計質量的進一步提升。

4.一體化泵站的實際應用

結合以上論述我們能夠清楚發現，一體化泵站具備的多方面優點，能夠較好滿足我國城鄉發展需要。在我國近年來的很多大中型城市中，每逢夏季因暴雨引起的城市內澇往往直接影響著城市的整體形象與當地居民的生活質量，很多人車輛熄火回不了家的情況也極為常見，這一問題的出現本身就與城市污水排放設計存在的問題有著較為密切的聯系，而如果能夠將文章所研究的一體化泵站應用于這類城市中，一體化泵站具備的建設周期短、投資小、安裝簡便、效果明顯的優點就能夠較好解決城市內澇問題，這就使得一體化泵站實際應用的最好選擇之一。

5.結語

在文章就一體化泵站設計開發及實際應用展開的研究中，筆者詳細論述了一體化泵站的概念、一體化泵站設計中需要考慮的因素、一體化泵站的設計要點、以及一體化泵站的實際應用，結合這一系列內容我們能夠更加全面了解一體化泵站，而一體化泵站憑借著自身優勢也將在未來城市內澇問題的解決中大顯身手。