CN113356342B - 一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统 - Google Patents

一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，包括雨水重力分流井、雨水调蓄池和雨水泵站，雨水重力分流井通过第一干管与雨水泵站连接，雨水重力分流井通过第二干管与雨水调蓄池连接，雨水调蓄池通过第三干管和第四干管与雨水泵站连接；上游雨水经雨水总管在雨水重力分流井内分流，雨水重力分流井内第一干管的管顶标高与第二干管的管底相同，使雨水先经第一干管排入雨水泵站,通过在雨水调蓄池与雨水泵站连接管末端设置鸭嘴阀/拍门，实现无动力控制雨水调蓄池和提升雨水泵站内的水位，减少动力控制设置，雨期保持一定时期内泵站高水位运行，实现最优高效节能运行状态。

Description

一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统
技术领域
本发明涉及城市内涝防治、大型工业园区雨水调蓄抽排技术领域，具体涉及一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统。
背景技术
雨水调蓄设施具有削减洪峰、分流制初期雨水污染控制、合流制溢流污染控制和雨水回收利用等功能，在海绵城市和黑臭水体治理中发挥着重要作用。其技术应用在我国仍处于初期发展阶段，尚需不断创新优化，以更符合建设需求。
雨水调蓄抽排系统是由雨水调蓄池和雨水提升泵站组合而成的雨水收集抽排系统，通过组合优化设置实现雨水有效贮存、调节和抽排。雨期，雨水先进入雨水提升泵站提升排入下游；若雨量超出泵站排放能力，多余部分雨水进入调蓄池，待后期雨水泵站提升排放。
该系统一般设置于雨水系统末端，具有处理规模大、占地大，埋深大、自动化要求高等特点，由此造成了系统自动控制程序复杂、运行能耗高、运维费用高。
雨水调蓄池、雨水抽排泵站系统属于末端设施埋深大，调蓄雨量大系统运行能耗高、成本高，自控要求复杂。
通常，雨水调蓄池与雨水提升泵站为串联运行，大部分雨水水头跌落后再提升，存在水头损失，能量浪费。
雨期为了雨水泵站高水位运行，节省泵扬程，考虑采用以下措施：1）调蓄池与提升泵站前端采用专用分流井进行分流；2）调蓄池与提升泵站联通管一般采用电动闸阀控制；3)同时需增加降雨监测设施及调蓄池水位监测仪，以控制联通管电动闸阀何时起闭，来实现调蓄池蓄水及排水功能。
但是，为了精确控制，降雨监测设施要求灵敏，电动闸阀启停次数多，造成整个系统控制程序相对较为复杂，维护工作量大，电动闸阀容易坏，维修成本高。
发明内容
针对目前雨水调蓄抽排系统（雨水调蓄池与雨水提升泵站串联运行，能量浪费）雨水跌水后再提升的能量浪费现象，本申请提供一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统。
具体方案如下：
一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，包括雨水重力分流井、雨水调蓄池和雨水泵站，雨水重力分流井通过第一干管与雨水泵站连接，雨水重力分流井通过第二干管与雨水调蓄池连接，雨水调蓄池通过第三干管和第四干管与雨水泵站连接；雨水泵站内设有水泵，水泵连接排水压力管。
需要进一步说明的是，所述第三干管和第四干管进入雨水泵站的末端设置有鸭嘴阀/拍门。
需要进一步说明的是，所述雨水调蓄抽排无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）雨季前期，雨水量较小时雨水通过重力分流井先进入雨水泵站，雨水泵站水位高于雨水调蓄池，鸭嘴阀/拍门关闭，雨水泵站内水位抬升至启动水位时水泵启动排水；
（2）雨季中期，降雨量超出雨水泵站排放能力，多余部分雨水进入雨水调蓄池，雨水调蓄池水位上升，对雨水进行调蓄储存，雨水泵站高水位运行排水；
（3）雨季后期，降雨量小于雨水排水泵站能力，雨水调蓄池水位高于雨水泵站时，鸭嘴阀或拍门开启，两池处于连通状态，雨水由雨水调蓄池进入雨水泵站，雨水泵站继续运行，抽排雨水，直至雨水调蓄池内雨水排干，抽排泵站水泵停止运行，调蓄池放空，从而实现雨水调蓄抽排无动力控制。
需要进一步说明的是，所述第三干管和第四干管为雨水调蓄池与雨水泵站连通管，采用并联设置，其数量根据雨水泵站排水水量和连通管设置管径进行增减设置。
需要进一步说明的是，为了充分实现雨水优先进入雨水泵站，雨水重力分流井内第一干管的管顶标高一般与第二干管的管底相同，使雨水先经第一干管排入雨水泵站。
需要进一步说明的是，所述水泵为加压水泵。
本申请的原理在于：上游雨水经雨水总管在雨水重力分流井内分流，通过降低雨水重力分流井内第一干管的出水标高（一般需要第一干管的管顶标高与第二干管管底相同），使雨水优先经第一干管排入雨水泵站。本申请系统改变了传统的雨水调蓄池和雨水泵站串联的运行方式（雨水跌水后在提升，水头能量浪费），实现了雨水优先进入雨水泵站，抬高雨水泵站内运行水位，实现了雨水调蓄池和雨水泵站之间水位关系调节，由装设在连通管中间的电动闸阀控制改为连通管末端（雨水泵站内）鸭嘴阀/拍门控制，实现无动力控制，减少通过水位测量设施来控制电动阀启停的自控系统，降低自控要求，同时保证雨水优先进入雨水泵站，雨水总管来水量大于雨水泵提升水量时，高水位运行，有效减少系统运行能耗和运行成本。
本发明具有如下优点：
1、通过设置雨水重力分流井，利用管道高差，使雨水优先无动力分流排入雨水泵站，与鸭嘴阀/拍门设施联动控制实现泵池高水位运行，减少水泵运行扬程；
2、通过在雨水调蓄池与雨水泵站连接管末端设置鸭嘴阀/拍门，实现无动力控制雨水调蓄池和提升雨水泵站内的水位，减少动力控制设置，雨期保持一定时期内泵站高水位运行，实现最优高效节能运行状态。
3、雨水调蓄池和雨水泵站水位调节，由电动闸阀控制改为鸭嘴阀/拍门，实现无动力控制，减少通过水位测量设施来控制电动阀启停的自控系统，降低自控要求，有效减少系统运行能耗和运行成本。
4、雨期保证抽排泵高水位运行，降低水泵运行扬程，节省能耗、经济节能，为尽早实现碳中和目标做出贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明雨水调蓄抽排无动力控制节能系统的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖面图；
图3为雨水重力分流井的结构示意图；
其中：1-雨水重力分流井；2-第二干管；3-第一干管；4-第三干管；5-鸭嘴阀/拍门；6-第四干管；7-水泵；8-排水压力管；9-雨水调蓄池；10-雨水泵站；11-雨水总管；H1-跌水高度；H2-雨水调蓄池池底标高；H3-雨水调蓄池运行水位；H4-水泵启泵水位。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，包括雨水重力分流井1、雨水调蓄池9和雨水泵站10，雨水重力分流井1通过第一干管3与雨水泵站10连接，雨水重力分流井1通过第二干管2与雨水调蓄池9连接，雨水调蓄池9通过第三干管4和第四干管6与雨水泵站10连接；雨水泵站10内设有水泵7，水泵7连接排水压力管8。
第三干管4和第四干管6进入雨水泵站10的末端设置有鸭嘴阀/拍门5。
雨水调蓄抽排无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）雨季前期，雨水量较小时雨水通过雨水重力分流井1先进入雨水泵站10，当雨水泵站10水位高于雨水调蓄池9，鸭嘴阀/拍门5关闭，雨水泵站10内水位抬升至水泵启泵水位H4时水泵7启动排水；
（2）雨季中期，降雨量超出雨水泵站10排放能力，多余部分雨水进入雨水调蓄池9，雨水调蓄池9水位上升，对雨水进行调蓄储存，雨水泵站10高水位运行排水；
（3）雨季后期，降雨量小于雨水排水泵站10能力，雨水调蓄池9水位高于雨水泵站10时，即雨水调蓄池运行水位H3高于水泵启泵水位H4时，鸭嘴阀/拍门5开启，两池处于连通状态，雨水由雨水调蓄池9进入雨水泵站10，雨水泵站10继续运行，抽排雨水，直至雨水调蓄池9内雨水排干，雨水泵站10停泵停止运行，雨水调蓄池9放空，从而实现雨水调蓄抽排无动力控制。
第三干管4和第四干管6为雨水调蓄池9与雨水泵站10连通管，采用并联设置，其数量根据雨水泵站10排水水量和连通管设置管径进行增减设置。
如图3所示，上游雨水经雨水总管11在雨水重力分流井1内分流，雨水重力分流井1内第一干管3的管顶标高与第二干管的管底2相同（即跌水高度H1同雨水进入雨水重力分流井1的管径），使雨水先经第一干管3排入雨水泵站10。
需要进一步说明的是，所述水泵为加压水泵。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，其特征在于，包括雨水重力分流井、雨水调蓄池和雨水泵站，雨水重力分流井通过第一干管与雨水泵站连接，雨水重力分流井通过第二干管与雨水调蓄池连接，雨水调蓄池通过第三干管和第四干管与雨水泵站连接；雨水泵站内设有水泵，水泵连接排水压力管；
所述第三干管和第四干管进入雨水泵站的末端设置有鸭嘴阀或拍门；
雨水重力分流井内第一干管的管顶标高与第二干管的管底相同，使雨水先经第一干管排入雨水泵站。
2.根据权利要求1所述雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，其特征在于，所述雨水调蓄抽排无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）雨季前期，雨水量较小时雨水通过雨水重力分流井先进入雨水泵站，当雨水泵站水位高于雨水调蓄池，鸭嘴阀或拍门关闭，雨水泵站内水位抬升至水泵启泵水位时水泵启动排水；
（2）雨季中期，降雨量超出雨水泵站排放能力，多余部分雨水进入雨水调蓄池，雨水调蓄池水位上升，对雨水进行调蓄储存，雨水泵站高水位运行排水；
（3）雨季后期，降雨量小于雨水排水泵站能力，雨水调蓄池水位高于雨水泵站时，即雨水调蓄池运行水位高于水泵启泵水位时，鸭嘴阀或拍门开启，两池处于连通状态，雨水由雨水调蓄池进入雨水泵站，雨水泵站继续运行，抽排雨水，直至雨水调蓄池内雨水排干，雨水泵站停泵停止运行，雨水调蓄池放空，从而实现雨水调蓄抽排无动力控制。
3.根据权利要求1所述雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，其特征在于，所述第三干管和第四干管为雨水调蓄池与雨水泵站连通管，采用并联设置，其数量根据雨水泵站排水水量和连通管设置管径进行增减设置。
4.根据权利要求1所述雨水调蓄抽排无动力控制节能系统，其特征在于，所述水泵为加压水泵。
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