自來水廠取水泵站離心泵機組改造方案及應用

蘇州吳中供水有限公司 江蘇 215168

摘要：本文以蘇州吳中供水有限公司下屬2座自來水廠為例針對泵站技術供水系統的現狀以及改造方案和應用進行了分析研究。

關鍵詞：泵站技術；供水系統；現狀；改造方案及應用

一、泵站技術供水系統改造方案及應用

1、工程案例

本文主要以蘇州吳中供水有限公司下屬2座自來水廠為例進行探討，這兩座自來水廠分別是2006年建成的吳中新水廠，一期設計供水能力20萬m3/d；1996年建成的紅莊水廠，設計供水能力為15萬m3/d。取水泵站位于太湖寺前村，取水泵站從太湖取水后經16.5KmDN1600管道輸送到紅莊水廠進行自來水生產。由于新水廠采用常規工藝+臭氧活性炭深度處理工藝，出水水質優于國標，新水廠供水量占到70%，紅莊水廠供水量逐步下降。

2、泵站技術供水系統現狀

由于設計院按最高日供水量及歷史最低水位數據進行一泵房機組設計，而平常生產需要的供水量達不到最高設計負荷，導致取水泵站運行機組偏離最佳工況區，造成水泵葉輪汽蝕損壞影響安全生產，同時機組效率大大降低，浪費大量的生產電耗，當前水泵技術供水系統現狀如下：

2.1取水泵站安裝有6臺離心泵機組，機組規格、參數如下：

2.1.11#、6#機組水泵型號600S-47、電機型號Y450-6/500、水泵揚程40米、流量3438立方米/小時，電機6KV/500KW/58.7A、轉速990r/min。

2.1.22#、5#機組水泵型號350S-44A、電機型號Y355-4/220、水泵揚程44米、流量1260立方米/小時，電機6KV/220KW/24.9A、轉速1483r/min。

2.1.33#、4#機組水泵型號500S-59A、電機型號Y400-6/400、水泵揚程49米、流量1872立方米/小時，電機6KV/400KW/47.4A、轉速988r/min。

2.2現有機組運行情況

根據2012年到2013年生產報表統計，2012年全年平均日供水7.8萬m3，2013年全年平均日供水7.7萬m3，一泵房日平均供水穩定在8萬m3左右，平均每小時流量在3400m3。最高月平均日供水11.3萬m3左右，平均每小時流量在4700m3。現有機組2012年到2013年運行數據如下表：

2.2.1開1臺3#或4#機（關閥門），揚程在12m，流量為2850m3/h，一級電耗為120Kwh/Km3。

2.2.2開2#、4#（關閥門）兩臺并聯，揚程在16m，流量為4550m3/h，一級電耗為109Kwh/Km3。

2.2.33#、4#兩臺并聯，揚程在21m，流量為5800m3/h，一級電耗為106Kwh/Km3。

2.2.4開3#、6#兩臺并聯，揚程在26m，流量為6400m3/h，一級電耗為120Kwh/Km3。

2.2.5開2#、3#、4#三臺泵并聯，揚程在28m，流量為6900m3/h，一級電耗為116Kwh/Km3。

水泵輸水的有效功率計算公式：P=Q*H/367，P是水泵的有效功率（Kw），Q是水泵流量（m3/h），H是水泵的揚程（m），理論一級電耗N=P/Q（Kwh/Km3），運行電耗為理論電耗除以效率值。實際電耗與目標值對比如下（Kwh/km3）：

流量在2850m3/h，理論一級電耗N=33Kwh/Km3，機組效率70%時一級電耗為47Kwh/Km3；流量在4550m3/h，理論一級電耗N=44Kwh/Km3，機組效率70%時一級電耗為63Kwh/Km3；流量在5800m3/h，理論一級電耗N=57Kwh/Km3，機組效率70%時一級電耗為81Kwh/Km3；流量在6400m3/h，理論一級電耗N=71Kwh/Km3，機組效率70%時一級電耗為101Kwh/Km3；流量在6900m3/h，理論一級電耗N=76Kwh/Km3，機組效率70%時一級電耗為108Kwh/Km3。

數據表明在2850m3/h到4550m3/h流量范圍內，電能浪費很大。以《江蘇省電網銷售電價表》35KV變電所電度電價：0.652元/度、測算2850m3/h流量下全年節省電費￥1為：

￥1=0.652*73*2.85*24*365=118.83萬元

測算4550m3/h流量下全年節省電費￥2為：

￥2=0.652*46*4.55*24*365=119.54萬元

3、泵站技術供水系統改造方案及應用

3.1根據目前紅莊水廠供水量為8萬m3的條件下，考慮改造后單泵輸水量在3400m3/h，滿足全年80%時段的流量需求，同時水泵應具備切割范圍很寬的葉輪以適應季節變化引起的水量變化。考慮保守一點，我們計劃先改1臺機組。

3.2考慮水泵吸程和壓水管路局部水損合計在2m，結合管路特性參數，單泵揚程應在16m，必需汽蝕余量在3400m3/h時要在5m以內。

3.3目前2臺600S-47A水泵使用頻率低，先進行改造，改造時盡量利用原有的進出水管路和閥門。原有電纜和高壓開關繼續使用，對電氣線路不作改造，只對電動機保護定值作調整、修改即可【3】。由于利用舊電纜，考慮原電纜的長度、線徑，在電動機訂貨時對接線盒位置、方向及端子間距、大小要提出特殊要求。水泵、電機盡可能采用整體基礎以利對中安裝。

3.4根據以上分析，拆除現有6#泵600S-47A水泵機組混凝土基礎，重新選水泵型號600-540A2、電機型號Y400-8、水泵揚程15m、流量3600m3/h，電機6KV/220KW/29.2A、轉速741r/min，重新澆筑混凝土基礎。水泵機組及附屬設施及安裝費用在40萬元左右，運行電耗在50Kwh/km3。

結束語

泵站機組揚程按最高日供水量設計配套，但泵站日常運行流量要達到設計工況的時間是漫長的，從而造成泵站運行電耗浪費。應考慮實際水量增長速度及需求進行機泵合理選型，采用分步實施到位的辦法進行設計配套。對已經生產運行的泵站，進行能耗測算，選擇長時期運行工況范圍區結合節電空間大機組進行改造節省運行成本。改造時要充分考慮現有設施、設備的條件，為順利改造實施到位提供有利環境。紅莊水廠一泵房新安裝的600-520A2機組實際運行電耗在58Kwh/km3，相比現有機組運行在日供水8萬噸流量工況下，全年可節電費100多萬元，經濟效益顯著。

參考文獻：

[1]李海暉.泵站技術供水系統改造方案及應用[J].人民珠江，2014，02：63-65.

[2]問澤杭，張合朋.泵站技術供水系統的改造途徑[J].排灌機械，2003，03：20-22.

[3]楊學福.南令電站技術供水系統改造[J].廣東科技，2013，16：106-107.