送水泵房机组改造设备选型设计实例分析

福建省泉州市自来水有限公司，福建泉州，362000

摘 要：伴随我国社会经济发展速度的加快和科学技术水平的提升，我国工业产业在发展的过程中对新型机械设备和专业技术的应用程度也在不断加深。送水泵房机组作为我国自来水厂中重要的设备，本文以该设备为例，对机组中相应设备的改造和选型设计工作展开研究与分析。

关键词：送水泵房；机组改造；设备选型；设计实例

引言

城市化建设进程的加快，也在一定程度上增加了城市居民的用水量，这使得自来水厂中送水泵房的重要性也在不断提升。由于当前我国大部分送水泵房中的机组在运行时存在问题，所以，对机组设备的选型改造进行设计势在必行。

泉州市北区水厂于1984年底建成投产，原送水泵房水泵设计选型为大机组扬程55m，小机组扬程48m。90年代初第三水厂筹建，1992年的初设计文件中明确提出：第三水厂机组设计扬程明显低于北区水厂，运行中存在冲突，在第三水厂投产后，北区水厂送水机组需更换降低扬程。但是第三水厂与北区水厂在1994年12月至2007年12月的13年间共用一条供水干管（少林路DN1200），除了难以计量的能耗损失外，并无其它明显冲突之处。直至2007年12月第三水厂DN1400二期供水干管建成通水后，市区水质投诉明显剧增，在经历了长期的调查研究后发现，其中一项重要原因就是两水厂供水高程的不协调，造成管网水流向的频繁改变（三水厂DN1200干管日间向市区方向供水，后半夜低峰时段甚至产生零流量），洗管效应导致管网内水质恶化。為了保证管网正流向，改善用户水质，我们于2009年6月19日开始，对北区水厂生产下达了调度指令，日间及上半夜只能运行一大两小机组，后半夜只能运行一大一小机组，此后情况有了较大改善。可是偶然状况仍时有发生，要彻底解决该矛盾，关键在于科学合理地配置机组使之与管网运行状况相适应，即对送水泵房进行机组改造，并且现状机组为八十年代设备，又不在高效区运行，效率低下，从节能的角度也是极有必要改造的。

1扬程选择

《给水专项规划修编》（2001年）管网平差方案二中泉南供水高程黄海高程

43m，北区水厂为34m。2009年度修编中泉南供水高程47m，北区水厂为38m。因现状管网与平差计算中很多状况不符，不确定因素较多，如按管网平差中数据计算选型，机组扬程过低，为了安全起见，以下采用管网实测数据选配机组。目前泉南送水泵房实际供水高程为48m，为变频恒压供水；2009年3月4日15：00实测：北区水厂送水泵房外实测数据一期出水管（沿东湖街与温陵路管线相连）供水高程约为49.5m，二期出水管（与DN1200连接）供水高程约为48.5m。北区水厂清水池底高程为6.5m，按最低水位1.0m计算，机组最大扬程为：供水高程49.5m+泵房内损失3m-清水池最低水位线高程7.5m=45m，但是北厂清水池长期处于2.5m以上，如按常液位选型，与计算匹配的扬程应为44m。考虑到安全余量，建议水泵扬程选用45m，对于略高出部分采用变频调压使之与管网实际需要相匹配。改造后根据机组与管网的匹配情况泉南公司出水压力也可适当降低。

2机组选型方案

以旧水泵信息为依据（实际运行数据记录）：

北区水厂在2009年6月以前流量基本在2300-2400m3/h；个别时段如午夜0时左右，为防止清水池溢流，班组又不愿降低产量，而将送水泵房一大两小机组调整为两大，则流量可达2700-2800m3/h左右，日均产量5.9万吨左右。实施机组调度后，白天一大两小约2400m3/h，后半夜一大一小1800m3/h，日均流量5.3万吨左右。观察历史数据，在未调整机组情况下，北区水厂流量稳定，供水高峰与低峰时段并无明显波动。

本着生产安全、节约投资又调度灵活的原则，在参考北区水厂目前运行流量及压力条件下，力争实现最大节能效果进行选型。因国外技术高效率水泵机组价格昂贵，本次方案尽量减少了机组配置数量。

方案1、采用一用一备两套相同机组配置，均配备变频调速控制。以全天开一台机组工频最优状况下可供6万吨/日计算，则流量为2500m3/h。该方案优点：机组数量少，设备投资小，长期运行节能明显。

缺点：单机功率太大（400KW）；进出水管径一定要进行扩大，土建施工量大且水力条件不好；与管网的匹配程度不好掌握。

方案2、采用两用一备三套机组配置，其中两台配备变频调速控制。取单台流量约为1600m3/h，以全天开两机并联在工频下运行计算，至少可供6.1万吨/日（按保守计算，并联流量取总流量的80%；实际在管网较优的状况下可达90%多）。

该方案缺点：大机组数量多，设备投资大，在北水厂需要挖潜增产的情况下更为经济。优点：其中两台的进出水管径不需扩大，一台可能需要扩大，改造施工难度居中；水力条件较优；调配方式较方案一灵活。

方案3、采用两大两小四套机组配置，采用流量1770m3/h扬程45m，及流量600m3/h扬程45m各两台，日常运行一大一小，低峰时段运行一大；其中两台大机组配变频调速控制（可选择一控一或一控二）。

该方案缺点：机组数量多，设备投资大。优点：大小机组均有备用，进出水管径均无需扩大，改造施工难度降低；水力条件较优；调配方式最为灵活。

方案4、采用一大一小两套机组配置，采用流量1770m3/h扬程45m，及流量600m3/h扬程45m各一台，其中大机组配备变频调速控制。

该方案缺点：无备用机组，检修或故障时利用旧机组供水。优点：投资最省，在目前北区水厂生存年限难以预计的情况下不致浪费。

因北区水厂送水泵现状进出水管弯管过多，尤其是吸水管三级90°弯，严重影响水泵性能，造成气蚀。如配合该次改造拉直，施工比较复杂有一定难度。为了减少施工投资及安全风险，最后确定方案四。

工程验收运行一年后，新设备运行各项技术指标正常达到预期的节能效果。新的生产报表统计改造后新机组动力电单耗比旧机组节约35.55Kwh/km3，年节约用电742284kwh。

3结语

总而言之，通过上文具体案例的分析和研究，笔者对送水泵房中的机组设备进行选型改造展开了研究，以期可以为相关企业发展建设提供一定的意见参考，以此来推动我国城市化建设水平的提升和社会经济的稳步发展。

参考文献：

[1]安小平.水厂送水泵房经济给水改造分析[J].经济，2016（11）.

[2]姜凤海，姜凤伟.利用回水泵房改建小水电发电机组选型设计[J].小水电，2010（1）：54-56.

[3]沈平.秦山一厂32万机组起停给水泵改造的选型设计[J].水泵技术，2014（6）：39-43.

作者简介：

邱荔萍/女/1972年生/福建龙岩人/本科/工程师/研究方向为设备管理及给排水设计