一體化預制泵站設計開發研究及應用
一體化預制泵站是一種集潛水泵、泵站設備、除污格柵設備、控制系統及遠程監控系統集成的一體化的產品。其特點具有機動靈活，泵站建設周期極短，安裝極其簡便。目前在國內市政行業成為一個新的泵站建設發展趨勢。從PPS預制泵站水泵選型，預制泵站設計研究及應用等方面系統論述，系統介紹預制一體化泵站的開發應用。
一、前言
泵站是通過水泵為水提供勢能和壓能，解決無自流條件下排灌、排污的唯一方法。傳統混凝土泵站作為目前的主流泵站的建設方式。傳統混凝土泵站也日益暴露出它自身難以克服的缺點：混凝土泵站投資巨大，往往一個泵站會花費大量的經費，建設周期長，耗費大量人力、物力，同時混凝土泵站一旦建設成后就無法移動。將來如果城市需要拆遷，泵站必須異地重新建設。這些弊端都促使人們開始尋找一種性能更為優化的替代品。一種機動靈活的PPS預制泵站應運而生。PPS目前在國外的應用主要集中在管網末端污水收集和中途泵站，在中小型泵站(流量小于0.5 m3/s)大量應用，可以解決城市中小型排澇泵站的快速建設的難題。
二、一體化預制泵站的設計開發研究
1. 一體化預制泵站的含義
PPS預制泵站是由外殼筒體采用先進的材質如強化玻璃鋼(GRP)或聚乙烯樹酯(PE)自動化鑄造而成。預制泵站內部由水泵、管路、閥門、儀表、控制設備、樓梯以及其他用戶所需要的附件都可以由制造廠成套提供，并安裝完畢后出廠，如下圖所示。它甚至可以帶維修間和格柵，是一種使用方便，質量可靠，土建工作少，成本較低的新型一體化泵站設備。
一體化預制泵站的內部結構圖
2. 預制泵站設計需要考慮的因素
(1)地形、地貌和水文地質條件 預制泵站也是泵站的一種，設計必須按照國家相關規范，可參照《泵站設計規范》(GB 50265—2010)內容實施。泵站選址宜選擇在巖土堅實，水文地質條件有利的天然地基上，宜避開軟土、松沙、膨脹土及分散性土振動液化土等不良地基。不應設在活動性斷裂構造地帶。
(2)泵送液體介質 預制泵站一般可以用在市政污水排放，排放的介質的性質直接決定預制泵站的殼體和水泵材質的選用。一般要考慮易燃易爆氣體含量，腐蝕性介質的含量。排送介質的黏度及密度。這些重要的信息，必須在選型過程中考慮，才能正確選擇泵的材質和殼體的材質。
(3)集水池(收集桶)有效容積 外殼采用纏繞玻璃鋼、玻璃纖維增強復合材料，玻璃纖維含量占75%，堅固的底部結構100%防水結構。集水池的有效容積滿足泵的正常使用要求。有效容積過小造成水泵頻繁起動，會影響水泵的使用壽命，過大則造成浪費，造成施工成本增加。所以必須正確地計算有效容積。
(4)選擇正確的泵型 PPS所選用的泵型采用潛水排污泵系列水泵。潛水排污泵采用自動耦合安裝，安裝檢修方便。同時內部設置多種監控元件，通過控制系統可以實現遠程管理、遠程監控。在偏遠的地段也可實現泵站自動化管理，減少泵站的運行管理成本。
3. 一體化預制泵站構造設計要求
(1)防滑頂蓋 采用璃纖維或鋁合金制成，加裝防盜安全鎖和防盜報警裝置，當無關人員破壞性打開頂蓋，立即進行聲光報警和短信方式通知管理人員。為了便于輕松打開頂蓋，需加裝氣壓彈簧。
(2)泵站上蓋 采用玻璃鋼或鋁制成，帶安全格柵、通風排氣管和扶手。
(3)壓力管路 一般設計采用304不銹鋼。
(4)安裝平板 水泵須安裝在不銹鋼安裝平板上。方便未來的管路、水泵因為入流增大時升級。
(5)液位傳感器 采用壓力傳感器，配套專用監測繼電器和遠程通信系統，實現泵站液位自動控制運行。
(6)籃式格柵或采用粉碎性格柵 采用不銹鋼制成，帶導桿和提升鏈，可自動耦合在進水管路上，防止固體顆粒堵塞水泵和管路。
(7)自動化控制及遠程監控系統 通過自動化設計可選配外部RS485接口 (可選G100或CIU通信模塊，協議有GENI， PROFI， LON⋯) GPRS/GSM無線遠程通信功能并提供配套SCADA遠程監控平臺，通過遠程計算機，智能手機即可實現泵站的管理和水泵運行狀態的監控。
一體化預制泵站和傳統混凝土泵站的優勢對比見下表。
一體化預制泵站和傳統混凝土泵站的優勢對比表
三、一體化預制泵站推廣應用
通過對比發現，一體化預制泵站在中小型泵站建設上具有突出的優勢。
每年夏季的時候我國很多大中城市遭遇暴雨，暴雨后引發的城市內澇及造成的生命財產損失，越來越引起人們的關注。如今人們的出行方式變了。過去騎自行車出門，不怕下雨，遇到積水，繞道而行或扛起自行車就過去了。如今不少人開車，汽車熄火就回不了家，更造成城市擁堵。難怪公眾與媒體對城市內澇的“積水潭”現象越來越敏感。PPS預制泵站具有建設周期快，投資省，投入運行及時快速，安裝簡便，特別是解決大城市棚戶區的積水問題具有靈活機動的作用。伴隨著棚戶區改造的完成，泵站完成使命，即可通過整體開挖，搬遷到另一地方承擔雨水排澇的作用。
四、結語
1)一體化提升泵站技術是一種集成化，綜合水泵、泵站技術、控制系統以及遠程監控技術的一體化技術，由同一家供應商設計、制造、安裝、調試及維護。對于客戶來說提供了極大的便利。
2)采用新型纏繞玻璃鋼、玻璃纖維增強復合材料，筒體具有質量輕、強度高等特點。同時具有防腐蝕的性能。
3)對比傳統混凝土泵站優勢更加突出，成為將來中小型泵站建設的一個趨勢。勢必在城市排澇、市政雨水泵站建設中承擔突出的作用。
