武汉市大型城排泵站更新改造案例研究——以武汉市后湖泵站三期机组改造工程为例

付 强

(武汉市排水泵站管理处，湖北 武汉 430015)

武汉市大型城排泵站更新改造案例研究
——以武汉市后湖泵站三期机组改造工程为例

付 强

(武汉市排水泵站管理处，湖北 武汉 430015)

城市排水泵站是雨季汛期城市防洪排涝的重要基础设施，其设施设备的好坏关乎城市排渍安全。本文以武汉市后湖泵站三期机组改造工程为例，对改造工程实施前泵站设施设备存在的问题进行分析，并从机组水泵的选型、同步电机改为异步电机、泵站自控系统升级改造等方面对工程改造措施进行阐述，意在为类似泵站提档升级工程提供参考。

武汉市城排泵站；更新改造

1 概 述

武汉市后湖三期泵站是建于20世纪80年代的大型城市排水泵站，共装配有12台水泵机组，单机容量900kW，单台流量8.08m3/s，总装机容量达10800kW，总设计流量96.96m3/s。该泵站主要担负着雨季汛期武汉市汉口黄孝河地区面积达48.53km2范围内雨渍水抽排任务，其服务区范围内包括市、区党政机关及诸多重要企事业单位，因此，后湖泵站排渍运行效率的高低事关重大。后湖泵站运行至今已有20余年，泵站设施设备严重老化，特别是后湖三期水泵机组运行抽排能力较设计指标降低较大，且能耗不断增加。为保障汉口黄孝河地区排渍安全，对后湖三期泵站设施设备进行提档升级改造现实意义极大。

2 泵站存在的主要问题

后湖三期泵站在实施改造前，部分设备经过20多年使用(具体情况见表1)，老化严重，效率逐步降低，存在诸多问题。

2.1 设备老化

后湖三期泵站水泵配套TL900-24/2150型同步电机老化严重，电机绝缘降低，安全隐患增大；泵站1600LH-11型立式混流泵经过长年运行，抽排性能逐步下降，水泵运行能耗增大，在日常运行过程中振动及噪音大，叶轮叶片汽蚀磨损问题突出；在泵站出水方向张公堤上设置的12台MZS1A-45H型真空破坏阀，生产年代久远，动作机构严重老化，影响机组高效运行。

2.2 设备操作原始

泵站同步电动机，开机需操作励磁装置，开机操作程序烦琐，且励磁故障率较高，不便于运行人员维护管理；由武汉阀门厂生产的SDGX-10型蝶阀仅能手动操作，开启及关闭所需时间长，效率较低，且自上世纪80年代末期投入使用至今已严重锈蚀，安全运行可靠性低。

2.3 设计能力不足

泵房车间内2台桥式起重机最大吊装重量为10t，难以满足泵站检修及改造需求。

2.4 自动化水平低

泵站自动化控制水平低，开停机只能由运行维护人员就地操作，目前仅能实现对机组运行情况的远程监视，机组及其他辅助设施设备不能通过自控系统实现远程操作，人力成本较高。

表1 后湖三期泵站改造前部分设备情况

3 工程改造目标和措施

3.1 改造目标

在水泵、电机等主要设备方面，选用技术先进、节能高效的设备，在泵站总体用电容量不变的情况下，满足并力求超过排渍需求；充分利用泵站现有设施设备，最大限度地节省工程投资；通过自控系统升级改造，提升泵站自动化运行水平，初步实现自动控制运行。

3.2 技术措施

通过工程手段改造更新泵站主机组水泵、电机及其他辅助设备(具体改造情况见表2)，提高泵站机电设备运行可靠性，保障安全高效运行。

在保留现状泵房大部分土建结构的前提下，将原水泵更新为立式导叶式混流泵(抽芯式)，保留原有进水流道及出江压力管道；将原有900kW同步电机改造更新为同功率的异步电动机，并对应配套设置电容补偿柜，保障功率因素达标；对原机组6kV开关柜进行更新，降低真空断路器及其操作机构、综保装置故障率，减少运行维护成本；将原手动蝶阀更新为同尺寸的电动蝶阀，缩短开闭时间，提高运行效率；更新改造12台真空破坏阀为压力平衡式真空破坏阀，降低水泵机组运行能耗；采用水泵底座砌筑与水泵安装交替施工、流水作业的方式，减少工期损耗，保障工程进度达标。

泵站自控系统改造过程中，由2台PLC站共同构成泵站自控系统，其中1台位于新建配电房低压控制室，用于监视12台水泵机组运行情况，并将新装电动出水蝶阀、轴流风机、主机组出水管道压力等设施设备相关运行参数接入此PLC站，一并监视运行情况；另1台PLC站设置于真空破坏阀室，用于监控真空破坏阀运行情况。

表2 后湖三期泵站部分设备改造更新情况一览表

4 改造技术创新及社会经济效果

后湖泵站三期机组改造工程作为武汉市重点建设工程，在工程实施过程中进行了大量创新实践，获得了很好的社会经济成效。一是水泵选型过程中，为提高其运行稳定性和可靠性，选用了使用陶瓷轴承的立式导叶式混流泵，摒弃了传统使用橡胶轴承或赛龙轴承的水泵类型。陶瓷轴承具有耐高温、耐高寒、绝缘性能好等诸多传统材质轴承所不具备的优点，其运用于水泵机组属于水泵行业的技术创新。二是泵站自控系统的升级改造，逐步实现了泵站设备的自动化运行，在促进泵站科技含量提档升级的同时，降低了运行管理人员的劳动强度，减少了人力成本。三是为实现合同约定工期内改造工程主体完工投用的进度目标，施工过程中采取了不同工序交替进行、流水作业的方式，极大提高了施工效率并缩短了工期，实现了按期投入排渍运行，保障了武汉市城市排渍安全，社会反响良好。

5 结 语

泵站设施设备进行更新改造，提升了泵站运行效率和可靠性，为汛期排渍工作的开展提供了强有力的保障，为泵站的安全、正常运行维护管理工作打下了坚实基础。

Case Study on Transformation and Renovation of Large Urban Drainage Pumping Stations in Wuhan City——Taking the Reconstruction Project of Houhu Drainage Pumping Station Phase III in Wuhan City as an Example

FU Qiang

(WuhanDrainagePumpingStationManagementDepartment,Wuhan430015,China)

Urban drainage pumping station is the vital infrastructure for flood prevention and drainage of a city during flood season, and the quality of its facilities and equipment has a bearing on the drainage safety of the city. This paper takes the reconstruction project of Houhu Drainage Pumping Station Phase III in Wuhan City as an example, analyzes the problems of the facilities and equipment of the drainage pumping station existed before implementation of the reconstruction project, and elaborates the engineering reconstruction measures from the aspects including selection of the pumps, synchronous motors instead of asynchronous motors and upgrade and reform of the automatic control system of the pumping stations, aiming to provide a reference for the upgrading project of similar pumping stations.

urban drainage pumping stations in Wuhan City; transformation and renovation

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.05.022

TV675

B

1673-8241(2017)05- 0064- 03