城市地下管廊排水系统及其相关设备器材详细解析.doc

城市地下管廊排水系统及其相关设备、器材详细解析 本文已获得原创授权由于综合管廊内地下水渗透；外部通风口、人员进出口、投料口等外部开口进水，消防灭火过程中喷洒的水；内部供水管道、雨污管道、循环热水管道的维修的放空，以及其它一些发生泄露的情况，从而造成一定的积水，因此需要设置必要的排水设施。 城市综合管廊附属工程图集是这样表述的：综合管廊有排水需要，且排水设施低于室外的排水管网。通过设置一定容积的集水坑来汇集渗漏水、管道放空水，当水位达到一定位置时，（自动或者手动）启动设在坑内的排水泵，将水提升到室外排水管网的高度，再通过室外管网排出。系统组成 综合管廊排水系统主要包括：排水沟、集水坑、潜污泵、液位传感器,止回阀、截止阀、压力表、压力传感器等。 1. 排水沟综合管廊沿线设置排水沟，断面尺寸通常采用200X100mm；地坪以1%的坡度坡向排水沟 ，排水沟纵向与综合管廊的坡度一致，但不小于2。 下图是管廊的断面图，红色部分为排水沟 2.集水坑集水坑的三维视图集水坑的三维视图 集水坑的功能与位置：投料口、通风口、局部低洼处（如倒虹段、管道交叉等）设置集水坑或每一防火分区的低处，内设潜水泵用于排水。集水坑内设置排水泵. 有供水管道的舱室会设置双泵集水坑，平时一用一备。天然气舱的集水坑一般设计单泵集水坑，因为燃气舱水量原则上不会很多。综合管廊除了雨污舱其他舱室在设计时都需要设计集水坑(雨污舱本身就有雨污水的流通通道)集水坑的材质与施工：按照材料分类： 分为非粘土烧结普通砖砌筑集水坑和现浇（或预制）混凝土集水坑及陶管集水坑按照有无盖板分类： 分为带盖板集水坑和不带盖板集水坑 为了保证防渗漏要求，集水坑内壁应涂刷防水材料。 3.排水泵 集水坑有单泵集水坑和双泵集水坑。单泵集水坑一般用于电力舱和燃气舱，双泵集水坑（一用一备，事故时同时开启）一般用于综合舱（包含中水管和给水管的舱室）潜污排水泵是一种泵与电机连体,并同时潜入液下工作的泵类产品。潜水泵的优点：（1）结构紧凑、占地面积小。潜水排污泵由于潜入液下工作,因此可直接安装于污水池内,无需建造专门的泵房用来安装泵及机,可以节省大量的土地及基建费用。（2）安装维修方便。小型的排污泵可以自由安装,大型的排污泵一般都配有自动藕合装置可以进行自动安装,安装及维修相当方便。（3）连续运转时间长。排污泵由于泵和电机同轴,轴短,转动部件重量轻,因此轴承上承受的载荷(径向)相对较小,寿命比一般泵要长得多。（4）不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很大的方便。正是由于上述优点,潜水排污泵已越来越受到人们的重视,使用的范围也越来越广,由原来的单纯地用来输送清水到可以输送各种生活污水、工业废水、建筑工地排水、液状饲料等等。在市政工程、工业、医院、建筑、饭店、水利建设等各行各业中起着十分重要的作用离心泵离心泵具有构造简单、能与电动机直接相连、不受转速限制、不易磨损、运行平稳、噪声小、出水均匀、调节方便、效率高、运行可靠、维修方便等优点。在叶片泵中，离心泵的用量最大、使用范围也最广。水厂中经常使用的单级单吸与单级双吸离心泵、深井泵、潜水泵等都属于这类水泵。离心泵启动前泵壳内要灌满液体，当电动机带动泵轴和叶轮旋转时，液体一方面随叶轮作圆周运动，一方面在离心力作用下自叶轮中心向外周抛出，液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体流经蜗壳到排液口时，部分速度将转变为静压力能。在液体被叶轮抛出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入的液面压力形成压力差，于是液体不断地被吸入，并以一定的压力排出。轴流泵轴流泵具有流量大、结构简单、重量轻、外形尺寸小的优点。立式轴流泵工作时叶轮全部浸没水中，启动时不必灌泵，操作简单方便。轴流泵的主要缺点是扬程太低，应用范围受到限制。 轴流泵输送液体是利用旋转叶轮叶片的推力使被输送的液体沿泵轴方向流动，而不是依靠叶轮对液体的离心力。当泵轴由电动机带动旋转后，由于叶片与泵轴轴线有一定的螺旋角，所以对液体产生推力(或叫升力)，将液体推出从而沿排出管排出。这和电风扇运行的道理相似：靠近风扇叶片前方的空气被叶片推向前面，使空气流动。轴流泵的液体被推出后，原来的位置便形成局部真空，外面的液体在大气压的作用下，将沿进口管被吸人叶轮中。只要叶轮不断旋转，泵便能不断地吸入和排出液体。 轴流泵的工作原理图混流泵混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。文章由广州泽德污水提升泵整理电动机带动叶轮旋转后，对液体的作用既有离心力又有轴向推力，是离心泵和轴流泵的综合。混流泵的比转速高于离心泵，低于轴流泵，一般在300500之间。它的扬程比轴流泵高，但比离心泵低；流量比轴流泵小，比离心泵大。混流泵的工作原理4.传感器 功能：集水坑内设置液位传感器，高水位自动开泵，低水位停泵，超高水位报警。工作原理：综合管廊的排水系统在集水坑设置液位传感器，实时监测集水坑的液位变化。当液位到达液位上限后，联动开启排水泵，当液位到达液位设定下限后联动停止排水泵。 静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为420mA/15VDC）。（源自百度百科） 液位传感器分类：液位传感器分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，伺服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 a、投入式液位传感器 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压强公式为： = .g.H + Po式中：P ：变送器迎液面所受压强：被测液体密度g ：当地重力加速度Po ：液面上大气压H ：变送器投入液体的深度同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ，使传感器测得压力为： .g.H ，显然，通过测取压强 P ，可以得到液位深度。 b、光电液位传感器光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式点液位测控装置。它具有结构简单，定位精度高；没有机械部件，不需调试；灵敏度高及耐腐蚀；耗电少；体积小等诸多优点而受到市场的逐渐认可。（1）由于液位的输出只与光电探头是否接触液面有关，与介质的其它特性，如温度、压力、密度、电等参数无关，所以光电液位传感器检测准确、重复精度高；响应速度快，液面控制非常精确，并且不需调校，就可以直接安装使用。（2）由于光电液位传感器探头体积相对小巧，可分开安装在狭小空间中适合特殊罐体或容器中使用。另外还可以在一个测量体上安装多个光电探头制成多点液位传感器、变控器。（3）由于对传感器内部的所有元器件进行了树脂浇封处理,传感器内部没有任何机械活动部件,因此光电液位传感器可靠性高、寿命长、免维护。 技术选型：从节省成本和简单应用的角度:集水坑的液位监测可以选用连杆浮球液位开关；从技术先进性和测量精度以及系统后期扩展，参数实时监测的角度:可以选用投入式液位传感器。5、盖板在排水沟和集水坑顶部也可以加装盖板。盖板一般有混凝土材质和金属材质等，具体请看下图：漏水的叫算子算子在建筑学通常说的是水算子，指的是带孔的盖子，它的作用是防止外物进入。 注意冗余设计 综合管廊内还应备用23台水泵，用于紧急情况的备用。6、排水系统常用设备连杆浮球液位开关适应于控制泵运转来维持液位；控制罐的自动装卸；控制液位或供给信号。 优点连杆浮球液位开关是一种安全可靠、使用方便、结构简单的液位控制器。一只产品可实现多点控制。其特点是寿命长、速度快具有较强的抗负载冲击能力。 压力变送器在综合管廊中的各种管道，包括流体管道、气体管道都需要安装部署压力变送器，实时监测各管道的实时压力。 压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如420mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。 压力表 作为工业常用的设备，在综合管廊内的各种管道和水泵的出口都需要安装压力表。排水系统在开启水泵和泵正常排水过程中，需要监测泵出口的出水压力，保证排水系统的正常安全稳定运行。我们在这里简单的介绍一下压力表。 压力表是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。 可曲挠橡胶接头 在综合管廊排水系统的排水泵出口，为了隔振降噪、补偿位移，会安装可曲挠橡胶接头。直白的说就是在动设备（水泵）和静设备（管道）之间安装的隔震缓冲的一段橡胶接头。 可曲挠橡胶接头，简称橡胶接头，橡胶软接头是由织物增强的橡胶件与平形活接头、套金属法兰或螺纹管法兰组成，用于管道隔振降噪、补偿位移的接头。它是一种高弹性、高气密性、耐介质性和耐气候性的管道接头。可曲挠橡胶接头又称作避震喉、软接头、橡胶软连接、管道减震器等。解决各种管道的经口偏移，轴向伸缩及不同心度，一般常用于民用建筑给排水工程，消防管网泵房机组管道承接，污水处理管道连接，高压气液化工介质运输，石油，船舶等。是当今世界管道配件最为常用的一种橡胶接头。具有降低管道噪音、密封性好、重量轻、安装维修方便、使用寿命长等优点。止回阀综合管廊集水坑的水流从排水泵出口经过压力表、可曲挠橡胶接头后还要经过止回阀、截止阀，然后进入管道系统送达最近的雨污井，我们现在简单介绍一下止回阀的相关知识。（实际上在工业设计上各种液体输送泵出口都会设计压力表、可曲挠橡胶接头、止回阀、截止阀，用来保障整个系统的安全稳定，部分重要的工艺场所还会设置冗余备用泵等）止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门，又称逆止阀、单向阀、逆流阀、和背压阀。止回阀属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放。 截止阀在综合管廊的各个管道上我们会经常见到上面这个阀门，这个阀门就是截止阀。在综合管廊的排水系统的水泵出口经过压力表、可曲挠橡胶软管、止回阀后还要经过截止阀。 截止阀，也叫截门，是使用最广泛的一种阀门之一，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下，所以安装时有方向性。截止阀的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大，长期运行时，密封可靠性不强。电动截止阀截止阀的三维模型图 闸阀1、闸阀也叫闸板阀, 是一种广泛使用的阀门。它的闭合原理是闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来 增强密封效果。它在管路中主要起切断作用。 2、它的优点是 : 流体阻力小, 启闭省劲, 可以在介质双向 流动的情况下使用, 没有方向性, 全开时密封面不易冲蚀,结构长度短, 不仅适合做小阀门, 而且适合做大阀门。3、闸阀按阀杆螺纹分两类 , 一是明杆式 , 二是暗杆式。4、按闸板构造分 , 也分两类 , 一是平行 , 二是模式。蝶阀1、蝶阀也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶迎风, 自由回旋 。 2、蝶阀的阀瓣是圆盘, 围绕阀座内的一个轴旋转, 旋角的大小, 便是阀门的开闭度。 3、蝶 阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶阀, 可以做成很大口径。能够使用蝶阀的地方, 最好不要使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济,而且调节性好。目前, 蝶阀在热水管路得到广泛的使用。 球阀1、球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便, 体积小, 可以做成很大口径, 密封可靠, 结构简单, 维修方便, 密封面与球面常在闭合状态,不易被介质 冲蚀, 在各行业得到广泛的应用。 2、球阀分两类, 一是浮动球式, 二是固定球式。旋塞阀1、旋塞阀是依靠旋塞体绕阀体中心线旋转, 以达到开启与关闭的目的。它的作用是切断、分田和改变介质流向。结构简单, 外形尺寸小, 操作时只须旋转90度, 流体阻力也不大。 其缺点是开关费力 , 密封面容易磨损, 高温时容易卡住, 不适宜于调节流量。 2、旋塞阀 , 也叫旋塞、考克、转心门。它的种类很多, 有直通式、 三通式和四通式。止回阀1、止回阀是依靠流体本身的力量自动启闭的阀门,它的作用是阻止介质倒流。它的名称很多, 如 逆止阀、单向阀、单流门等。按结构可分两类。 (1) 升降式: 阀瓣沿着阀体垂 直中心线移动。这类止回阀有两种 : 一种是卧式 , 装于水平管道 , 阀体外形与截止阀相似 , 另一种是立式 , 装于垂直管道 。 (2) 旋启式: 阀瓣围绕座外的销轴旋转, 这类阀门有单 瓣、双瓣和多瓣之分,但原理是相同的。2、水泵吸水管的吸水底阀是止回阀的变形, 它的结构与上述两