农村饮水安全工程泵机组布置研究

刘晓慧

摘要 全面推进农村饮水安全工程建设，保证农村居民的饮水安全是关系农村可持续发展、城乡一体化建设的重要举措。该文在详细了解国内农饮工程水泵机组布置现状的基础上，结合蒙城县立仓镇的工程实例，对水泵机组的布置优化提出新的建议。

关键词 农村供水工程；水泵机组布置；横向双行排列

中图分类号 S277.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）19-362-03

农村饮水安全工程建设直接关系到农村居民的健康、生活水平和农村区域经济发展。农村饮水安全工程作为农村饮水安全的保障工程，在促进农村经济快速发展、提高农村居民生活水平、缩小城乡差距和维护农村生态环境等方面起到了重要作用。

笔者以安徽省亳州市蒙城县立仓镇某水厂为例，就小城镇供水设计中2级泵机组的布置进行了初步探讨。

1 研究区概况

立仓镇地处安徽省亳州市蒙城县城东南部，距离蒙城县城35 km。全镇国土面积201 km2，耕地12 000 hm2（18万亩），居住人口9.7万人。

立仓镇南部有一座自来水厂，承担立仓镇大部分地区的供水任务；余下部分零散用户及周边农村居民基本都是依赖以浅层地下水为水源、以家庭为单位的手压井。由于浅层地下水量、水质动态变化较大，自备井供水在水质与水量两方面均得不到有效保障。原有老水厂给水管道布置不成系统，大部分用户无法集中用水，且给水管道管径较小、老化严重，供水安全性较差。

2 泵机组布置分类

通常，水泵机组的布置一般分为以下3类：①纵向排列；②横向排列；③横向双行排列。

3 立仓镇二级泵站设计

立仓镇某水厂供水人口57 008人，日最大取水量为4 782 m3/d，日供水规模为4 560 m3/d。

水源选择：规划将深层地下水作为立仓镇自来水厂水源，深层地下水水质优于地下水Ⅲ类水标准，以满足农村安全饮水水源的要求。

地形条件：立仓镇地处冲积平原，地势平缓，高差不大于5 m。

该水厂设计给水系统由水源取水井群、水源输水管道、自来水厂以及输配水管网组成。根据该地区总体规划、水源、地势条件以及管网排布，该设计二级泵站选用8台立式多级离心泵，其中包括7台大泵，1台小泵。现针对泵的排列方式提出以下3个设计方案进行比选。

3.1 泵机组纵向排列 方案1采用二级泵机组纵向排列，即各机组轴线平行单排并列布置。

方案1适用于悬臂式离心泵。因为悬臂式离心泵是顶端进水，采用纵向排列能使吸水管保持顺直状态[6]。设计选用7台CDL65-30-1离心泵，备用1台CDL32-30离心泵。因为CDL65-30-1立式多级离心泵的进水口与出水口位于泵座同一水平线上，若采用纵向排列，首先增加吸水口与压水口的水头损失。其次，泵机组在纵向排列时，横向跨度较大，增加泵房设计的宽度，增加成本。再者，进出口的水利条件较差，长期运行造成大量电耗。

3.2 泵机组横向排列 考虑到该设计的2级泵CDL65-30-1为侧向进水、出水，方案2中泵机组采用横向单排排列。

横向排列虽然稍增加泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水利条件较纵向排列好，2级泵房整体结构趋向方形，有利于减少占地面积，且在长期运行使用中能有效节省电耗。

3.3 泵机组横向双行排列 方案3中泵机组采用横向双行排列，错位布置成两排。由于该设计中的2级泵个数较多，双排布置可以充分利用空间，更为紧凑，能有效的节省建筑面积，减小水厂的初期投资。但泵房跨度较大，起重设备需考虑采用桥式行车。

3.4 方案比选

3.4.1 方案技术比选（表1）。由表1可知，方案1只适用于悬臂式离心泵，而该设计的2级泵CDL65-30-1是侧面吸水、出水的立式离心泵，采用纵向排列时，水力条件差，造成大量能量浪费，缺点明显。方案2、3结合了2级泵的进出水特点，因地制宜，均适用于立仓镇的水厂建设。从供水安全性考虑，首先排除方案1，后续经济比较着重对后2个方案进行比选。

3.4.2 方案经济指标比较。

在技术比较之后，通过对方案2、3投资和运行费用的比较，确定更为经济、更为适用于该工程的工艺方案作为该工程的推荐工艺进行设计。由表2可知，经济指标对比情况见表2。

布置方案优点缺点

1泵房宽度稍小，能使悬臂式离心泵的吸水管保持顺直状态，此时水力条件好水头损失大；水力条件差；电耗大，占地面积较大，运行维护费用高

2泵房跨度小，进出水管顺直，水力条件好；占地面积小；电耗小泵房长度大，一般适用于水泵台数较少时

3进出水管顺直，水力条件好，水头损失小；泵房长度小，管道布置简单，占地面积小泵房跨度稍大；两行泵的转向是相反的，订货及安装时要注意管理

由表2可知，3个方案均可实现本工程的建设目的，但方案1供水安全性低，水力条件差，电耗大，占地面积大，投资过大，不推荐使用。

由经济比选来看，方案3初期建投资较小，不仅节省2级泵房的建筑面积，亦有利于整个水厂的布局，减少整个工程的土地投入。

综合技术和经济比选结果，考虑到项目实施的可行性、可靠性、经济性等综合因素，将方案3确定为立仓镇某水厂的泵站设计方案。

4 结论

对于日水量变化较大、新农村建设中的小城镇给水系统设计时，必须进行多个方案分析比较之后确定最适宜的方案。

立仓镇泵站设计特点：①单个水泵流量小，个数多；②厂房征地面积有限；③给水工程规模较小，水质、水量条件较差。

目前我国小城镇给水系统较为简单，供水设施落后，为了满足城镇发展，需新建给水设施或升级改造现有给水设施，如遇与立仓镇相似案例，该工程泵房设计可供参考。

参考文献

[1] 颜营营.我国农村饮水安全问题研究[D].济南：山东大学，2013.

[2] 全国农村饮水安全工程“十一五”规划实施中期评估报告（摘要）[J].中国水利，2009（1）：1-7.

[3] 杨华仙，桑钢，杨国林.关于农村饮水安全工程的思考[J].给水排水，2011（3）：28-31.

[4] 高风华.滨州市农村饮水安全工程建设与水源优化配置研究[D].济南：山东大学，2007.

[5] 吴贤忠.武威市农村饮水安全问题研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2010.

[6] 姜乃昌.泵与泵站[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2007.