噴泉設計中的水泵選擇及布置

王迎 天津大德環(huán)境工程有限公司

一、噴泉水泵的選擇要點

(一)選擇適合的水泵類型

水泵的種類很多，目前國內(nèi)噴泉行業(yè)主要使用的有離心泵、管道泵、潛水泵等。

其中潛水泵的使用量最大，用途最廣，可用于各種水池、旱池、江河湖等廣闊水域中的噴泉。這是由于潛水泵相比其他泵種具有諸多優(yōu)勢：①可以簡化供水管網(wǎng)，無需另外建造泵房等配套設施，節(jié)省土建費用。②水力損失較低。潛水泵可直接浸沒在噴泉水域內(nèi)，向噴泉設備提供給水，大大縮短了給水管道的長度，同時也減少了管道上各種配件閥門的數(shù)量，從而降低了水力損失，能耗也可隨之降低。③吸水直接，啟動迅速，利于實現(xiàn)噴泉表演的頻繁切換。④噪音低。

離心泵多用于有人與之進行近距離接觸互動的游戲類噴泉或舞臺表演類噴泉。使用離心泵給水需要單獨建造專用的泵房，從根本上降低了由水泵電機絕緣損壞導致水池帶電引發(fā)人觸電事故發(fā)生的概率。

管道泵可直接安裝在噴泉的給水干管上，多用于噴高較低、流量不大的小型水景。

(二)選擇造價合理的水泵產(chǎn)品

首先要確保所選擇的水泵為符合國家相關(guān)規(guī)范標準的合格產(chǎn)品。

有時根據(jù)計算好的設計揚程和設計流量，在水泵技術(shù)樣冊中可找到多種滿足設計要求的水泵型號，此時就需要對這幾種泵型進行技術(shù)經(jīng)濟比對，選擇其中性價比更優(yōu)的方案。

如果水質(zhì)等條件允許，也沒有針對水泵提出專門技術(shù)需求時，可選用鑄鐵材質(zhì)的水泵。不銹鋼水泵外觀美觀，耐磨損性能更優(yōu)，對水質(zhì)的適應性也更強，不過價格要遠高于同型號普通鑄鐵泵，所以需要在選擇使用時考慮工程造價和材質(zhì)性能上的平衡點。

另外水泵廠家的售后服務也是水泵選擇中的一個重要參考因素。選擇誠信可靠的生產(chǎn)廠家可為未來工程的質(zhì)保維護提供有力的保障。

(三)選擇高效節(jié)能的水泵產(chǎn)品

通常水泵廠家在產(chǎn)品目錄中都會提供水泵的主要技術(shù)參數(shù)表或特性曲線圖，水泵參數(shù)表中至少會列出一組水泵的額定流量和額定揚程，這個數(shù)據(jù)一般為水泵的高效運轉(zhuǎn)工況，所以在選擇時優(yōu)先選取這個工況內(nèi)的水泵。如果廠家提供了水泵的特性曲線圖，則我們可以更加清晰地查找到這個高效工況區(qū)。此時水泵不僅效率高、耗能省，運營費用低，同時運行也更加穩(wěn)定、使用壽命更長。

二、噴泉水泵布置的設計思路和方案

(一)水泵的并聯(lián)、串聯(lián)

噴泉在使用潛水泵供水時一般不會考慮水泵串聯(lián)使用。如果遇到超高噴泉設計，需要配套的水泵流量大且揚程高，這種情況下一般會選用多級潛水泵供水。如果選用一臺水泵無法滿足設計需求，通常的做法是選擇同型號的多臺潛水泵供水。

當噴泉使用離心泵時，通常是整套噴泉進行集中供水，故水泵采用串聯(lián)和并聯(lián)的情況較多。當使用一臺離心泵無法滿足噴泉供水需求時，適宜的方式是選用多級離心泵或同型號的多臺離心泵串聯(lián)使用。

值得注意的是，串聯(lián)或并聯(lián)使用的多臺水泵，水泵的使用工況并非為單臺水泵效率的簡單疊加，而是略有降低。

(二)水泵的備用

一般情況下，噴泉在設計時不會考慮預留備用水泵。不過需要長期連續(xù)運行的噴泉，為了保證運行的安全可靠，會適量增加備用水泵。

(三)水泵布置的設計案例

本工程位于某公園人工湖內(nèi)，為升降式音樂噴泉。噴泉浮排平臺為50米×9米的矩形桁架式結(jié)構(gòu)，噴泉區(qū)域內(nèi)湖水深度為2至3米。噴泉共有6種獨立水型，除其中氣爆泉僅需空壓機供氣外，其余5種水形均需要通過水泵進行供水(如圖1)。

考慮到本項目建造在湖中浮排上，故在水泵類型中選用潛水泵。項目建造的水域為人工湖，湖中水質(zhì)有一定保證，且考慮到工程造價的限制，所以選擇用普通鑄鐵潛水泵。

依據(jù)噴泉水形組合的要求和噴頭水力計算的結(jié)果，最終選定使用28臺水泵為這5種獨立水型供水。其中，中心高噴選用2臺37KW深井潛水泵，其余26臺全部為7.5KW及以下功率的小型潛水泵。

由于本項目是在浮排上建造的噴泉，在滿足水形供水需求的前提下，在機械管道設計時要盡量保證整體的重量平衡，以防止由于某一方向偏重而導致浮排傾斜沉覆現(xiàn)象的發(fā)生。故全部水泵都是依照對稱的布局進行排列，沒有集中或偏向單側(cè)的布置。其中三三橫擺、旋轉(zhuǎn)噴泉、側(cè)高噴共配泵14臺，沿矩形桁架長軸對稱并盡可能均布；中心高噴配泵2臺，沿矩形桁架中心短軸對稱布置；內(nèi)外徑搖以內(nèi)外二圈噴泉主管沿圓周均布。

圖1

三、結(jié)束語

在噴泉設計中，水泵的選擇和布置是相當重要的環(huán)節(jié)。近年來不少水泵生產(chǎn)廠家也開始關(guān)注到噴泉行業(yè)的巨大市場，研發(fā)制造了各種適用于噴泉水景技術(shù)需求的專用泵，加速了噴泉行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，進一步開闊了噴泉行業(yè)在景觀建設中的應用前景。