风冷冷水空调机组在大型泵站技术供水系统中的应用

韩宏举　,王　岩,周业龙（　江苏省骆运水利工程管理处,江苏　宿迁　　223800；2　江苏省南水北调泗阳站工程建设处,江苏　泗阳　223700）

风冷冷水空调机组在大型泵站技术供水系统中的应用

韩宏举1,2,王岩1,周业龙1
（1江苏省骆运水利工程管理处,江苏宿迁223800；2江苏省南水北调泗阳站工程建设处,江苏泗阳223700）

摘要:针对大型泵站的技术供水系统大多存在冷却水杂质多、管路及冷却器容易堵塞、轴瓦瓦温高、系统耗电量大和检修频繁等问题.详细介绍江苏省泗阳第二抽水站积极探索技术供水系统存在问题的解决办法，几经技术改造最终采用了风冷冷水空调机组供水与廊道清水循环供水，供、排水结合的改造方案，极大的改善了机组的运行条件，提高了大型泵站技术供水的安全性和可靠性，值得类似泵站技术供水系统改造借鉴。关键词:泵站；技术供水；风冷冷水空调；技术改造

0　引言

大型泵站的辅机系统包括压力油系统、压缩空气系统和技术供（排）水系统，其中技术供水系统担负着泵站的电机轴承冷却、水泵油导轴承的密封润滑水和水泵橡胶轴承的润滑等任务[1]，目前传统的技术供水系统普遍存在供水可靠性差、能耗大的问题，直接影响机组的安全运行。为了解决技术供水系统存在冷却水杂质多、管路及冷却器容易堵塞、轴瓦温高、系统耗电量大和检修频繁等问题.泗阳第二抽水站经过反复摸索实践在技术供水系统中采用MFLS-10型模块化风冷冷水空调机组,采用循环清洁水、单管道、水温调节、断续运行、远程控制等措施，新系统的开发应用大大提高了主机泵冷却系统的可行性和可靠性[2],降低了管理成本，提高了管理水平，取得了较好的社会效益和经济效益。

1　工程概况

江苏省泗阳第二抽水站（以下简称泗阳二站）位于泗阳县县城东南的中运河输水线上，该工程于1995年12月动工兴建，1997年3月正式投入抽水运行，该站共装设TDL2800-3250/40立式同步电动机配套2.8ZLQk-7.0立式液压全调节轴流泵2台套，单机流量30m3/s,设计扬程7.0米，采用真空破坏阀断流，总装机容量5600kw。

2　技术供水系统运行中存在的问题

2.1采用常规供水方式

泗阳二站在设计及运行之初，采用的是供水泵下游进水池取水，水泵直接供水方式。由于中运河航运及污染等原因，在开机运行时，水中杂物较多且夹杂着大量泥沙。一方面水质较差，长期连续运行很可能会造成上、下油罐冷却器发生穿孔，造成油缸内进水或油位下降；另一方面，经常发生取水口及倦水盖堵塞导致供水泵取水困难，供水母管压力下降，需停机进行处理。这两个问题严重危及机组的安全运行，即使两台供水泵互为备用，也不能有效解决问题，且检修工作量很大，有时还需要潜水员下水清理供水泵取水口杂物，既不安全，也不经济。

2.2采用供水泵从机组长柄阀取水的运行方式

为了解决下游直接取水经常发生堵塞的问题，采用了供水泵取水口直接连到主机长柄阀，增设检修清污阀的办法，即使供水泵发生堵塞，可以排干廊道积水，关闭长柄阀，打开检修阀，以清除杂物，这种方式和下游取水方式没有本质上的区别，但是使检修较为方便。

2.3采用长柄阀直接向廊道供水，供水泵直接从廊道取水，供、排结合的方式

经过运行实践，我们决定取消检修阀，断开长柄阀与供水泵的直接连接，在长柄阀上增加滤网，增加供水泵取水管底阀，同时改造一台供水泵，增加滤水器设施，仍然采用廊道直接取水方式。这样就有两台离心泵可以通过廊道取水直接向母管供水，实现互为备用。这两台泵同时还可以实现排除廊道积水功能，实现供、排结合。经过改造后，运行较为平稳，但水质较差的问题没有得到根本解决，而且运行时必须开启机组长柄阀，稍有不慎，极易造成廊道及水泵层漫水事故，安全隐患较大，每年还必须定期对廊道进行清淤，尽量保证水质。

2.4采用向廊道注清水，由供水泵从廊道直接取水的方式

针对上述几种运行方式存在的缺陷，为了解决水质问题，决定要增加一路由深井泵水塔直接向廊道注足清水，机组冷却水由直接排至下游改为排向廊道，由供水泵实现循环供水。由于廊道容积较大，高程最低，利用廊道对机组冷却出水进行自然冷却，既有效地解决了堵塞问题，也解决了水质问题。从运行情况看，夏季高温季节，一台机组连续长时间运行，瓦温最高也就在50℃左右，两台机组运行时，瓦温亦可控制在55℃左右，基本能够满足运行要求，但瓦温仍然偏高，技术供水系统第3次改造情况详见图1。

图1　技术供水系统第3次改造示意图

3　采用风冷冷水空调机组进行技术供水系统改造

3.1方案的选择

选用两台MFLS-10单冷型风冷冷水空调机组，单机制冷量为3×104kal/h，两台机组进行并联布置，既可单机运行，互为备用，亦可同时运行；同时将两台主机的冷却进水管并联后接至空调机组的冷水管（出水管）上，其回水管并联后接至空调机组的进水管（热水管）上，实现密封循环。在回水管路上设管道增压泵一台和补水膨胀水箱一只（两台空调机组共用）。改造后，与原技术供水系统可互为备用，可靠性大大提高，详见图2。

3.2系统性能

1）机组控制采用模块化结构，控制器应用MCU技术，各部分均采用RS485通讯接口，具有很好的运行模式设置功能和参数调整功能，可靠性好，抗干扰能力强，并可实现计算机监控远程操作。2）机组可实现自动流程开机、停机操作，保护功能较为齐全，包括温差保护、过载保护、防冻保护、压缩机压力保护等，系统工作可靠性高。3）系统功耗较低。单台机组的功率总计不超过13kw，包括管道泵功耗3kw，而一台离心泵的功率亦在18kw左右，且可靠性相对较差。工程一次性投资，单台机组的总造价约4.0万元左右。

图2　技术供水系统采用风冷冷水空调机组改造后示意图

3.3系统安装

（1）机组上端宜装设防晒蓬，防晒蓬与机组上端距离应在2米以上，以保证风机运行的散热。（2）机组安装在混凝土基础之上，高于地面1米左右，周围要留有足够的检修安装空间。（3）系统管路安装时，要有一定坡度，以防冬季停机时能排尽管道内积水。（4）系统的所有外露要采取保温措施，避免阳光直射。对于保证压缩机正常工作，提高机组冷却效果关系很大。（5）所有管道要求密封良好，不得有漏气、漏水现象。对于水导轴承需要提供冷却润滑用水的机组，要采取其它的技术改造措施，不能与空调机组共用一套管路。（6）要选用适当扬程，优质高性能的管道增压泵，以提高管道内水流速度，提高冷却效果。

3.4系统的运行维护

（1）系统的电气回路要经常定期或不定期的检查，防止设备损坏或接线桩头发热。

（2）运行时，要注意监视压缩机的工作压力是否正常。

（3）机组风侧换热器的翅片要经常清洗，以保证良好的换热效果。

4　结语

技术供水安全是大、中型泵站安全运行的关键因素之一。泗阳二站的技术供水系统经过多次的探索和改造，可靠性逐步得以提高，特别是选用MFLS-10型风冷冷水空调机组对系统实施改造后，极大地提高了技术供水的安全性、可靠性、经济性。运行表明，即使在夏季高温季节，推力瓦温度亦可控制在45℃左右，效果良好[3]。而对于更大型的泵站或机组，可选用制冷量更大的冷水机组或几台冷水机组分别为水泵机组提供技术供水的方式，对于改善大中型泵站机组运行安全条件[4]，很有价值。

参考文献：

[1]GB50265-2010泵站设计规范[S].北京:中国计划出版社2011: 50-52.

[2]GB/T50510-2009泵站更新改造技术规范[S].北京:中国计划出版社,2010:11.

[3]SL317-2004泵站安装及验收规范[S].北京:水利水电出版社2015:48-49.

[4]江苏省质量技术监督局DB32/T1360-2009泵站运行规程[S].南京, 2000:15.

作者简介：韩宏举（1956-），男，工程师，主要从事：大型泵站建设施工、机电安装、运行管理研究等工作。