岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置及方法与流程

1.本发明属于给水系统技术领域，涉及岸边式多水位组合取水泵房，具体地说是一种岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置及方法。


背景技术：

2.水资源是人类赖以生存的自然资源，随着社会的快速发展和人民生活水平的提高，往往需要建设取水泵站来输送优质原水来满足生活及生产用水的需要。取水泵站作为城市供水系统的重要组成部分，其在取水安全、运行节能与稳定等方面均有较高的设计要求。然而，我国多数河流水土流失严重，导致产汇流时河床冲刷挟带大量泥沙，取水泵站进水管大多采用自流方式，极易造成管道内的泥沙沉积问题。管道内的沉积物一方面会对管壁形成磨损破坏，另一方面会减小管道过流断面，影响管道运行的安全性和经济性。
3.目前，给水工程管道内的积泥清淤主要利用机械设备将淤泥吹搅成浑浊的水状，并运送抽出。但是，这种管道内沉积物清理技术存在施工周期长、投资大、操作面要求高等局限性。为此，开发一种基于泵站自身设施的进水管内沉积物清除装置，通过简易的阀门操作即可实现淤泥沉积管道的清洗，对岸边式取水泵房的优化设计有着积极的意义，是保障泵站安全平稳运行的重要工具。


技术实现要素：

4.本发明的目的是设计一种岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，通过简易阀门控制操作削减取水泵站自流进水管内的沉积物，降低管道摩阻，增大过流断面，维持取水泵站输水效果。
5.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，包括取水泵站中的泵站前池、取水泵组、自流进水管、反冲洗总管、反冲洗管，所述反冲洗总管端部外接出水总管，所述取水泵组抽取泵站前池内水输送至出水总管；反冲洗总管进入泵站前池前分为若干反冲洗管，所述泵站前池分别与部分反冲洗管相连，所述自流进水管分别与另外部分反冲洗管相连；所述反冲洗总管、反冲洗管及自流进水管均设有控制阀门。
7.进一步的，所述反冲洗总管进入泵站前池前分为4根反冲洗管，所述泵站前池分别与2根反冲洗管相连，所述自流进水管分别与另外2根反冲洗管相连。
8.进一步的，所述反冲洗总管设有第一控制阀门及阀门井，与自流进水管相连的反冲洗管设有第二控制阀门，与泵站前池相连的反冲洗管设有第三控制阀门，所述自流进水管尾部设有第四控制阀门。
9.进一步的，所述自流进水管内安装沉积物监测系统，用以监测管道内沉积物厚度。
10.进一步的，所述泵站前池中安装水位监测系统，用以监测前池内水位。
11.进一步的，所述反冲洗管内安装流速监测系统，用以监测管道内流速。
12.优选的，流速监测系统为超声波流速检测仪。
13.进一步的，反冲洗管在进入泵站前池前接出冲洗栓，用以泵站前池顶部平台的冲洗。
14.进一步的，还包括控制系统，所述控制系统分别与沉积物监测系统、水位监测系统、流速监测系统和控制阀门连接。
15.本发明还提供了一种岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法：冲洗装置分为低水位冲洗模式和高水位冲洗模式，当沉积物监测系统检测到管道内沉积物厚度超过设定值，根据取水水位操作相应模式下的控制阀门启动自流进水管冲洗，当冲洗结束后，通过切换控制阀门恢复泵房正常运行工况。
16.进一步的，当取水水位较低时，增加泵站前池液位，利用泵站内外液位差进行管道冲洗，具体步骤包括：
17.将取水泵组出水向水厂方向出水总管的阀门关闭；
18.开启第一控制阀门和第三控制阀门，保持第二控制阀门关闭，保持第四控制阀门开启，取水泵组抽取泵站前池内的水，通过反冲洗管送回泵站前池，以增加泵站内外液位差；
19.监测泵站前池液位，通过沉积物厚度以及取水水位判断自流进水管冲洗需求，调控第三控制阀门，控制前池液位，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门和第三控制阀门，结束冲洗。
20.进一步的，当取水水位较高时，利用取水泵组压力出水进行管道冲洗，具体步骤包括：
21.将取水泵组出水向水厂方向出水总管的阀门关闭；
22.开启第一控制阀门和第二控制阀门，保持第三控制阀门关闭，关闭第四控制阀门，取水泵组抽取泵站前池内的水，通过反冲洗管直接送回泵站自流进水管；
23.通过沉积物厚度以及压力冲洗水排放江河的影响判断自流进水管冲洗需求，调控第二控制阀门，控制管道内冲洗流速，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门和第二控制阀门，结束冲洗。
24.本发明利用岸边式取水泵站自身取水泵组设施，通过加设反冲洗管道和控制阀门，形成取水泵站自流进水管多水位组合冲洗系统。冲洗系统可根据不同工况条件切换工作模式实现进水管内沉积物的清除。冲洗系统可根据进水管内沉积情况灵活运行，节省沉积物清除费用。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
26.1)高效利用已有设施，冲洗操作影响小、投资少。
27.2)本发明装置操作简单、容易控制、管理方便，其安全性尤为突出。
28.3)管道沉积物去除明显，效果好、见效快。
29.4)能够适用不同规格泵站，装置应用面广。
附图说明
30.图1为本发明冲洗装置的平面布置图；
31.图2为与泵站前池相连的反冲洗管的剖面图；
32.图3为与自流进水管相连的反冲洗管的剖面图。
33.图中各标号：1-4反冲洗管；5、反冲洗总管；6、泵站前池；7、取水泵组；8、出水总管；9、冲洗栓；10、自流进水管；
34.控制阀门：100、第一控制阀门；200、第二控制阀门；300、第三控制阀门；400、第四控制阀门。
具体实施方式
35.下面通过具体的实施方式结合附图对发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解发明，但不构成对发明的限定。此外，下面所描述的发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
36.本发明的通过利用取水泵房泵组出水实现进水管沉积物清除的装置，如图1所示。该管道冲洗系统包含：
37.取水泵站中的泵站前池6、取水泵组7、自流进水管10、反冲洗总管5、反冲洗管1-4、控制系统、监测系统和冲洗栓9；自流进水管10内安装沉积物监测系统和控制阀门；泵站前池6安装液位监测系统；反冲洗总管5和反冲洗管1-4安装控制阀门；反冲洗管1-4安装流速监测系统。
38.自流管道内沉积物厚度达到设定值时(根据系统实际情况设置)，启动进水管冲洗过程，当取水水位较低时(可增加泵站前池6液位，利用泵站内外液位差进行管道冲洗)，采用本发明的装置实现自流进水管10沉积物清除的方法包含如下步骤：
39.步骤一：将取水泵组7出水向水厂方向的出水总管阀门关闭。
40.步骤二，开启第一控制阀门100，开启第三控制阀门300(如图2所示，控制反冲洗管3和4)，保持第二控制阀门200关闭(如图3所示，控制反冲洗管1和2)，保持第四控制阀门400开启。
41.步骤三，监测泵站前池6液位，根据自流进水管10冲洗需求(通过沉积物厚度以及取水水位判断)调控第三控制阀门300，控制前池液位，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门100和第三控制阀门300，结束冲洗。
42.当取水水位较高时(利用取水泵组7压力出水进行管道冲洗)，采用本发明的装置实现自流进水管10沉积物清除的方法包含如下步骤：
43.步骤一：将取水泵组7出水向水厂方向的出水总管阀门关闭。
44.步骤二：开启第一控制阀门100，开启第二控制阀门200(如图3所示，控制反冲洗管1和2)，保持第三控制阀门300(如图2所示，控制反冲洗管3和4)关闭，关闭第四控制阀门400。
45.步骤三：根据自流进水管10冲洗需求(通过沉积物厚度以及压力冲洗水排放江河的影响判断)调控第二控制阀门200，控制管道内冲洗流速，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门100和第二控制阀门200，结束冲洗。
46.本发明冲洗方法的原理在于：
47.低水位管道冲洗模式时，第一控制阀门100开启，第三控制阀门300和第四控制阀门400开启且第二控制阀门200关闭，取水泵组7抽取泵站前池6内的水，又通过反冲洗管3、4送回泵站前池6，利用泵站前池6内水位与取水低水位的高差，实现自流进水管10的冲洗。
48.高水位管道冲洗模式时，第一控制阀门100开启，第二控制阀门200开启且第三控
制阀门300和第四控制阀门400关闭，此时，由于泵站外取水水位较高，取水泵组7抽取泵站前池6内的水，通过反冲洗管1、2直接送回泵站自流进水管10，利用取水泵组7出水压力实现自流进水管10的冲洗。
49.本发明中，所述取水泵组7、泵站前池6等均为一般取水泵房基本设施，无需特殊改造即可应用于进水管水力冲洗系统。所述取水泵组7、泵站前池6等配套的设备均可以直接使用，无需改造。
50.进水管冲洗装置容易在实际施工过程中实现，不影响取水泵站运行功能，不额外占用土地，该装置可通过控制阀门切换操作适用于不同取水水位工况，操作灵活，降低冲洗过程对泵站各方面的影响。
51.所述监测系统包括管道内沉积物监测、泵站前池水位监测、反冲洗管流速监测等。所述控制系统控制各个阀门，可根据管道沉积情况开启、结束冲洗过程。
52.以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，包括取水泵站中的泵站前池、取水泵组、自流进水管、反冲洗总管、反冲洗管，其特征在于，所述反冲洗总管端部外接出水总管，所述取水泵组抽取泵站前池内水输送至出水总管；反冲洗总管进入泵站前池前分为若干反冲洗管，所述泵站前池分别与部分反冲洗管相连，所述自流进水管分别与另外部分反冲洗管相连；所述反冲洗总管、反冲洗管及自流进水管均设有控制阀门。2.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，所述反冲洗总管进入泵站前池前分为4根反冲洗管，所述泵站前池分别与2根反冲洗管相连，所述自流进水管分别与另外2根反冲洗管相连。3.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，所述反冲洗总管设有第一控制阀门及阀门井，与自流进水管相连的反冲洗管设有第二控制阀门，与泵站前池相连的反冲洗管设有第三控制阀门，所述自流进水管尾部设有第四控制阀门。4.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，所述自流进水管内安装沉积物监测系统，用以监测管道内沉积物厚度。5.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，所述泵站前池中安装水位监测系统，用以监测前池内水位。6.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，所述反冲洗管内安装流速监测系统，用以监测管道内流速。7.根据权利要求1所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别与沉积物监测系统、水位监测系统、流速监测系统和控制阀门连接。8.岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法，其特征在于，冲洗装置分为低水位冲洗模式和高水位冲洗模式，当沉积物监测系统检测到管道内沉积物厚度超过设定值，根据取水水位操作相应模式下的控制阀门启动自流进水管冲洗，当冲洗结束后，通过切换控制阀门恢复泵房正常运行工况。9.根据权利要求8所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法，其特征在于，当取水水位较低时，增加泵站前池液位，利用泵站内外液位差进行管道冲洗。10.根据权利要求9所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法，其特征在于，当取水水位较低时，具体步骤包括：将取水泵组出水向水厂方向出水总管的阀门关闭；开启第一控制阀门和第三控制阀门，保持第二控制阀门关闭，保持第四控制阀门开启，取水泵组抽取泵站前池内的水，通过反冲洗管送回泵站前池，以增加泵站内外液位差；监测泵站前池液位，通过沉积物厚度以及取水水位判断自流进水管冲洗需求，调控第三控制阀门，控制前池液位，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门和第三控制阀门，结束冲洗。11.根据权利要求8所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法，其特征在于，当取水水位较高时，利用取水泵组压力出水进行管道冲洗。12.根据权利要求11所述的岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗方法，其特征在于，当取水水位较高时，具体步骤包括：
将取水泵组出水向水厂方向出水总管的阀门关闭；开启第一控制阀门和第二控制阀门，保持第三控制阀门关闭，关闭第四控制阀门，取水泵组抽取泵站前池内的水，通过反冲洗管直接送回泵站自流进水管；通过沉积物厚度以及压力冲洗水排放江河的影响判断自流进水管冲洗需求，调控第二控制阀门，控制管道内冲洗流速，并根据进水管内沉积物情况选择关闭第一控制阀门和第二控制阀门，结束冲洗。

技术总结
本发明属于给水系统技术领域，具体地说是一种岸边式多水位组合取水泵房进水管沉积物冲洗装置及方法。该装置包含取水泵站中的泵站前池、取水泵组、自流进水管、反冲洗总管、反冲洗管、控制系统、监测系统和冲洗栓。本发明可以适应不同取水水位变化，通过控制阀门切换实现多种取水水位工况下进水管的冲洗。多种取水水位工况下进水管的冲洗。多种取水水位工况下进水管的冲洗。


技术研发人员：高泽晨 王帅锋 王利强 许嘉炯
受保护的技术使用者：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/16