新疆地区泵站的防冻设计有哪些要点?
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在新疆,冬季最低气温常跌破 - 30℃,且严寒持续时间长,泵站若缺乏合理防冻设计,易出现管道冻裂、设备故障等问题,直接影响污水处理、供水等项目运行。玻璃钢一体化泵站作为新疆基础设施的重要组成部分,其防冻设计需针对性应对极端低温环境。掌握科学的防冻设计要点,是保障新疆地区泵站冬季稳定运行的关键。
一、优化泵站基础埋深,规避冻土层影响
新疆不同区域冻土层厚度差异大,北疆部分地区冻土层深度可达 1.5-2 米,南疆虽稍浅但也需重视。泵站基础埋深若浅于当地冻土层厚度,土壤冻胀会导致泵站底座变形、移位,甚至破坏整体结构。因此,设计时需先查询项目所在地冻土层数据,确保泵站基础埋深比当地最大冻土层厚度深 0.3-0.5 米,从根源减少冻胀影响。
例如,乌鲁木齐冻土层厚度。性定稳站泵升提,坏约 1.8 米,泵站基础应埋至 2.1-2.3 米深度;喀什冻土层厚度约 1.2 米,基础埋深需达 1.5-1.7 米。同时,基础底部可铺设 20-30 厘米厚的级配砂石垫层,垫层能增强土壤透气性,减少冻融循环对基础的破坏,提升泵站稳定性。
此外,若项目选址在地下水位较高区域,还需在基础周边设置排水盲沟,及时排出地下水,避免冬季地下水结冰膨胀,对泵站基础造成额外压力,进一步保障基础在严寒环境下的安全性。
二、加强泵站筒体保温,维持内部适宜温度
玻璃钢一体化泵站筒体若缺乏保温措施,冬季内部温度会随外界大幅下降,导致内部污水结冰,堵塞管道或损坏设备。防冻设计需对筒体进行全方位保温处理,可采用 “聚氨酯发泡 + 外护板” 的双层保温结构,聚氨酯发泡保温层厚度不低于 50 毫米,其导热系数低、保温效果好,能有效隔绝外界低温。
外护板建议选用彩钢板或不锈钢板,不仅能保护保温层免受风沙磨损,还能增强筒体抗冲击能力,适应新疆多风沙的冬季环境。安装时需确保保温层贴合筒体表面,无空隙、无气泡,避免冷空气渗入影响保温效果,同时外护板接缝处做好密封处理,防止雨水、雪水进入保温层降低保温性能。
对于泵站检修口、人孔等薄弱部位,需额外加强保温,可在盖板内侧粘贴 30-40 毫米厚的保温棉,盖板与筒体接触处加装弹性密封胶条,既保证保温性又提升密封性,防止低温从缝隙侵入。
三、管道防冻处理,避免冻裂与堵塞
泵站进出水管道是防冻设计的重点区域,新疆冬季管道冻裂问题频发,不仅影响污水输送,还会造成维修成本增加。管道铺设需遵循 “深埋 + 保温” 原则,埋深同样需超过当地冻土层厚度,若受地形限制无法深埋,需在管道外部包裹保温层,保温层可选用岩棉管或聚乙烯保温管,厚度根据当地低温程度调整,一般不低于 40 毫米。
对于暴露在地面的管道(如连接泵站与地面设备的短管),除包裹保温层外,还需加装电伴热系统。电伴热系统可根据温度自动调节功率,当管道温度低于 5℃时自动启动加热,维持管道温度在 5-10℃,防止管内污水结冰。选择电伴热时需注意功率匹配,确保能应对新疆极端低温,同时做好防水、防腐蚀处理,避免雨雪天气影响使用寿命。
此外,管道设计需避免出现 “死角”,即管道末端或转弯处不宜留存积水,可在低点设置排水阀,冬季停运或检修时及时排空管道内积水,从根本上杜绝结冰隐患,保障管道冬季畅通。
四、设备内部防冻,保护核心部件安全
泵站内部的水泵、电机、控制系统等核心设备,若受低温影响出现故障,会导致泵站整体停运。防冻设计需针对设备特性采取保护措施,对于潜水水泵,可选择具备低温启动功能的型号,其电机绕组采用耐低温绝缘材料,能在 - 15℃环境下正常启动,避免低温导致电机无法运转。
电机外壳可加装保温套,保温套采用阻燃保温材料,既保证保温效果又符合安全要求,防止电机因低温受潮或部件收缩影响性能。控制系统的配电箱需安装在泵站内部温暖区域,若条件允许可加装小型加热装置,维持箱内温度在 10-15℃,避免低温导致电气元件失灵,确保控制系统稳定运行。
同时,需在泵站内部设置温度监测传感器,实时监测内部温度,当温度低于 0℃时自动触发报警,并联动开启辅助加热设备(如小型暖风机),形成智能防冻保护机制,减少人工巡检压力,提升设备冬季运行安全性。
五、排水与应急设计,应对极端降雪与冻融
新疆冬季降雪量大,且雪后易出现冻融循环,若泵站周边排水不畅,积雪融化后积水结冰,会对泵站基础和筒体造成损害。防冻设计需完善周边排水系统,在泵站周围设置坡度不小于 3% 的排水坡,引导积雪融化水向远离泵站的方向排放,避免积水在泵站周边结冰。
此外,需在泵站附近预留应急排水口,当极端降雪导致排水坡无法及时排涝时,可通过应急排水口快速排出积水,防止积水渗入泵站基础或结冰膨胀破坏筒体。应急排水口需配备可拆卸的保温盖,非使用时盖上保温盖,避免冷空气进入影响泵站内部温度。
对于冬季可能出现长时间停运的泵站,需制定详细的排空防冻方案,停运前彻底排空筒体、管道内的污水,并用压缩空气吹扫管道,确保无残留积水。同时,对设备表面进行防锈处理,覆盖防尘保温罩,防止低温和风沙对设备造成双重损害,保障泵站停运期间的设备安全,便于春季快速恢复运行。
总之,新疆地区泵站的防冻设计需结合当地冻土层厚度、极端低温、降雪量等实际情况,从基础、筒体、管道、设备、排水五个维度综合施策。只有针对性做好防冻设计,才能有效抵御冬季严寒,减少设备故障和维修成本,确保泵站全年稳定运行,为新疆的基础设施正常运转和民生保障提供有力支撑。