送水泵房機組改造設備選型設計實例分析

福建省泉州市自來水有限公司，福建泉州，362000

摘 要：伴隨我國社會經濟發展速度的加快和科學技術水平的提升，我國工業產業在發展的過程中對新型機械設備和專業技術的應用程度也在不斷加深。送水泵房機組作為我國自來水廠中重要的設備，本文以該設備為例，對機組中相應設備的改造和選型設計工作展開研究與分析。

關鍵詞：送水泵房；機組改造；設備選型；設計實例

引言

城市化建設進程的加快，也在一定程度上增加了城市居民的用水量，這使得自來水廠中送水泵房的重要性也在不斷提升。由于當前我國大部分送水泵房中的機組在運行時存在問題，所以，對機組設備的選型改造進行設計勢在必行。

泉州市北區水廠于1984年底建成投產，原送水泵房水泵設計選型為大機組揚程55m，小機組揚程48m。90年代初第三水廠籌建，1992年的初設計文件中明確提出：第三水廠機組設計揚程明顯低于北區水廠，運行中存在沖突，在第三水廠投產后，北區水廠送水機組需更換降低揚程。但是第三水廠與北區水廠在1994年12月至2007年12月的13年間共用一條供水干管（少林路DN1200），除了難以計量的能耗損失外，并無其它明顯沖突之處。直至2007年12月第三水廠DN1400二期供水干管建成通水后，市區水質投訴明顯劇增，在經歷了長期的調查研究后發現，其中一項重要原因就是兩水廠供水高程的不協調，造成管網水流向的頻繁改變（三水廠DN1200干管日間向市區方向供水，后半夜低峰時段甚至產生零流量），洗管效應導致管網內水質惡化。為了保證管網正流向，改善用戶水質，我們于2009年6月19日開始，對北區水廠生產下達了調度指令，日間及上半夜只能運行一大兩小機組，后半夜只能運行一大一小機組，此后情況有了較大改善。可是偶然狀況仍時有發生，要徹底解決該矛盾，關鍵在于科學合理地配置機組使之與管網運行狀況相適應，即對送水泵房進行機組改造，并且現狀機組為八十年代設備，又不在高效區運行，效率低下，從節能的角度也是極有必要改造的。

1揚程選擇

《給水專項規劃修編》（2001年）管網平差方案二中泉南供水高程黃海高程

43m，北區水廠為34m。2009年度修編中泉南供水高程47m，北區水廠為38m。因現狀管網與平差計算中很多狀況不符，不確定因素較多，如按管網平差中數據計算選型，機組揚程過低，為了安全起見，以下采用管網實測數據選配機組。目前泉南送水泵房實際供水高程為48m，為變頻恒壓供水；2009年3月4日15：00實測：北區水廠送水泵房外實測數據一期出水管（沿東湖街與溫陵路管線相連）供水高程約為49.5m，二期出水管（與DN1200連接）供水高程約為48.5m。北區水廠清水池底高程為6.5m，按最低水位1.0m計算，機組最大揚程為：供水高程49.5m+泵房內損失3m-清水池最低水位線高程7.5m=45m，但是北廠清水池長期處于2.5m以上，如按常液位選型，與計算匹配的揚程應為44m。考慮到安全余量，建議水泵揚程選用45m，對于略高出部分采用變頻調壓使之與管網實際需要相匹配。改造后根據機組與管網的匹配情況泉南公司出水壓力也可適當降低。

2機組選型方案

以舊水泵信息為依據（實際運行數據記錄）：

北區水廠在2009年6月以前流量基本在2300-2400m3/h；個別時段如午夜0時左右，為防止清水池溢流，班組又不愿降低產量，而將送水泵房一大兩小機組調整為兩大，則流量可達2700-2800m3/h左右，日均產量5.9萬噸左右。實施機組調度后，白天一大兩小約2400m3/h，后半夜一大一小1800m3/h，日均流量5.3萬噸左右。觀察歷史數據，在未調整機組情況下，北區水廠流量穩定，供水高峰與低峰時段并無明顯波動。

本著生產安全、節約投資又調度靈活的原則，在參考北區水廠目前運行流量及壓力條件下，力爭實現最大節能效果進行選型。因國外技術高效率水泵機組價格昂貴，本次方案盡量減少了機組配置數量。

方案1、采用一用一備兩套相同機組配置，均配備變頻調速控制。以全天開一臺機組工頻最優狀況下可供6萬噸/日計算，則流量為2500m3/h。該方案優點：機組數量少，設備投資小，長期運行節能明顯。

缺點：單機功率太大（400KW）；進出水管徑一定要進行擴大，土建施工量大且水力條件不好；與管網的匹配程度不好掌握。

方案2、采用兩用一備三套機組配置，其中兩臺配備變頻調速控制。取單臺流量約為1600m3/h，以全天開兩機并聯在工頻下運行計算，至少可供6.1萬噸/日（按保守計算，并聯流量取總流量的80%；實際在管網較優的狀況下可達90%多）。

該方案缺點：大機組數量多，設備投資大，在北水廠需要挖潛增產的情況下更為經濟。優點：其中兩臺的進出水管徑不需擴大，一臺可能需要擴大，改造施工難度居中；水力條件較優；調配方式較方案一靈活。

方案3、采用兩大兩小四套機組配置，采用流量1770m3/h揚程45m，及流量600m3/h揚程45m各兩臺，日常運行一大一小，低峰時段運行一大；其中兩臺大機組配變頻調速控制（可選擇一控一或一控二）。

該方案缺點：機組數量多，設備投資大。優點：大小機組均有備用，進出水管徑均無需擴大，改造施工難度降低；水力條件較優；調配方式最為靈活。

方案4、采用一大一小兩套機組配置，采用流量1770m3/h揚程45m，及流量600m3/h揚程45m各一臺，其中大機組配備變頻調速控制。

該方案缺點：無備用機組，檢修或故障時利用舊機組供水。優點：投資最省，在目前北區水廠生存年限難以預計的情況下不致浪費。

因北區水廠送水泵現狀進出水管彎管過多，尤其是吸水管三級90°彎，嚴重影響水泵性能，造成氣蝕。如配合該次改造拉直，施工比較復雜有一定難度。為了減少施工投資及安全風險，最后確定方案四。

工程驗收運行一年后，新設備運行各項技術指標正常達到預期的節能效果。新的生產報表統計改造后新機組動力電單耗比舊機組節約35.55Kwh/km3，年節約用電742284kwh。

3結語

總而言之，通過上文具體案例的分析和研究，筆者對送水泵房中的機組設備進行選型改造展開了研究，以期可以為相關企業發展建設提供一定的意見參考，以此來推動我國城市化建設水平的提升和社會經濟的穩步發展。

參考文獻：

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作者簡介：

邱荔萍/女/1972年生/福建龍巖人/本科/工程師/研究方向為設備管理及給排水設計