某水廠取水泵房機組選型及配泵方案

具戰波

（東莞市水務集團建設管理有限公司，廣東 東莞 523000）

1 工程概況

珠三角水資源配置工程東莞配套蘆花坑水廠分二期建設，其中一期工程規模為50萬m3/d，二期工程規模為40萬m3/d。取水泵房按遠期90萬m3/d一次建成，設備按近期50萬m3/d安裝（自用水系數取1.06），預留遠期40 m3/d泵位。泵房采用半地下式，平面尺寸為36.90 m×24.35 m，地下部分深6.75～11.60 m，鋼筋混凝土結構；地上部分高11 m，框架結構。

2 泵房機組選型

取水泵房中常用水泵有離心泵、軸流泵及斜流泵。經分析計算，此項目取水泵所需揚程為20.50 m，選用離心泵或斜流泵可滿足項目的設計工況。當揚程大于15 m 時，采用離心泵更高效，而斜流泵的占地面積較小。方案一（推薦方案）：采用八臺斜流泵，泵房平面尺寸為24.35 m×36.90 m，如圖1所示。

圖1 斜流泵型泵房布置圖

圖2 離心泵型泵房布置圖

方案二：采用八臺臥式離心泵，泵房尺寸為24.35 m×44.3 m，如2圖所示。

根據水泵選型相關圖冊，斜流泵的電機加水泵軸功率約0.75，而離心泵功率能達到0.78，離心泵配泵電機效率略低。

另外從布置圖對比發現，離心泵型泵房長度較斜流泵長，且擬建場地用地緊張，離心泵型的布置在廠區內布置不下去，因此取水泵推薦采用占地更節約的斜流泵。

3 泵房配泵方案

根據用水量分析，新建取水泵房近期設計流量為53萬m3/d，遠期設計流量為95.40萬m3/d。其設計工況如下：

3.1 懷德水庫建成通水之前（2027年之前）

3.1.1 以東江水為單一水源的情況

取水泵房從蘆花坑水庫抽水53萬m3/d。

3.1.2 以西江、東江原水聯合供給的情況

當廠區出現廢水大部分或全部不回用工況時，西江來水僅能提供51.30萬m3/d的量，此時需取水泵房從蘆花坑水庫抽水1.70萬m3/d。

當東江原水突發應急工況，此時沙溪分水口僅放水5 m3/s（扣掉5%水損，僅能供水41.04 萬m3/d），新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水11.96萬m3/d。

3.2 懷德水庫建成通水以后（2027年初至往后）

當廠區出現廢水大部分或全部不回用工況時，西江來水僅能提供51.30萬m3/d的量，此時需取水泵房從蘆花坑水庫抽水1.70萬m3/d。

遠期時，當廠區出現廢水大部分或全部不回用工況時，西江來水僅能提供51.30萬m3/d的量，此時需取水泵房從蘆花坑水庫抽水44.10萬m3/d。

遇到西江特枯水年時，懷德水庫放一部分水，此時需取水泵房從蘆花坑水庫抽水29.70萬m3/d。

遇到東江原水突發應急時，此時西江原水管按最不利工況運行，放水量達到最大，但此時所有原水均重力流不進配水井，此時需新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水95.40萬m3/d。

根據以上各工況進行配泵方案比選如下：

方案一（推薦方案）：大小泵搭配

近期：只用采用斜流泵5 臺，3 大2 小，其中1 大1 小備用。2臺小泵流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，其中1臺備用，均為變頻。3臺大泵流量Q=8 100 m3/h，H=20.50 m，P=630 kW，其中1臺備用，均為變頻。

遠期：采用斜流泵8臺，3大5小，其中1大1小備用。增加3臺小泵，流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，均為變頻。

工況分析如下：

近期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水53萬m3/d時：啟用1臺小泵，2臺大泵（53萬m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水11.96萬m3/d：啟用1臺小泵（14.20萬m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水1.7萬m3/d：啟用1臺小泵（14.20萬m3/d）。

遠期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水95.4 萬m3/d：啟用4 臺小泵，2 臺大泵（95.50 萬m3/d）。②遠期，新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水44.10萬m3/d：啟用2臺小泵，1臺大泵（47.80萬m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水29.70萬m3/d：啟用2臺小泵（28.30萬m3/d）。

方案二：統一型號

近期：采用斜流泵6 臺，4 用2 備。流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，4用2備，均為變頻。

遠期：采用斜流泵8 臺，6 用2 備。增加2 臺泵，流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW。6用2備，均為變頻。

工況分析如下：

近期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水53萬m3/d時：啟用4 臺泵（64.30 萬m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水11.96 萬m3/d：啟用1 臺泵（16.10 萬m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水1.7萬m3/d：啟用1臺泵（16.10萬m3/d）。

遠期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水95.40萬m3/d：啟用6 臺泵（96.50 萬m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水44.1萬m3/d：啟用3臺泵（48.20萬m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫抽水29.7萬m3/d：啟用2臺泵（32.20萬m3/d）。

表1 中，方案一和方案二的配泵效率一致，水泵提升的流量和揚程一致，因此方案一和方案二中水泵運行費用一致。

表1 配泵方案造價比選表

綜上所述：方案一采用大小泵搭配的配泵方式更符合項目運行工況，且近期設備投資更節約。建議采用方案一。

4 結論

根據珠三角水資源配置工程東莞配套蘆花坑水廠項目實際情況。新建取水泵房采用方案一大小泵搭配的配泵方式，近期設備投資節約。八臺斜流泵泵房方案占地面積更小，可作為推薦方案。通過合理的水泵運行工況設計及節能優化設計（變頻調速），使水泵經常在高效段運行，提高企業運行效率的同時，又達到了節能降耗和經濟適用的工程目標。