高新加压站改扩建工程的实践与研究

左敦晨

（合肥供水集团有限公司，安徽 合肥 230011）

随着合肥聚力打造“五高地一示范”进程的不断推进，城市供水需求日益增大。为进一步满足高新区经济快速发展用水需求，合肥供水集团启动高新区供水加压站改扩建工程。2020 年10 月，高新加压站改扩建工程竣工达产，日供水能力由8 万立方米提升至12 万立方米，为周边区域的发展提供充足的供水要素保障。

1 工艺简介

高新加压站位于合肥市西南，玉兰大道与习友路交口，占地面积19 亩，水源取自三水厂。改造内容主要包括：新建清水库一座，有效容积6500 立方米，加压站蓄水能力由1万立方米提升至1.65 万立方米；新建吸水井一座，有效容积318 立方米；泵房更换三台水泵机组，流量1600m3/h，扬程46m，改造后泵房机组采用全变频调速的运行方式；新建一条DN1000 出水管与供水管网连接；外电增容及加压站内变配电设备、自控改造等内容。

2 供电增容改造

供水加压站的安全稳定运行，离不开供电安全。加压站如果出现供电故障，导致停产，将影响城市局部区域的居民用水和经济生产，后果非常严重。提供良好稳定的供电是加压站改造的基本条件，也是不可或缺的硬件配置。高新加压站原供电系统设变配电间1 座，高压柜10 台，低压柜11 台，630KVA 干式变压器2 台，供电容量1260KVA，泵房6 台水泵（380V）夏季高峰时段同时运行变压器已满负荷。本次改造将现状三台水泵更换为250KW 水泵机组，加压站总用电负荷增加约340KVA，需更换为两台1000KVA 变压器，供电增容至2000KVA。施工内容主要为外线和厂区内变配电系统改造，要在确保加压站连续生产的前提下，完成所有设备更换和负荷迁移工作。

2.1 外线改造

高新加压站现状10kV 主备用线路为架空公线T 接，全主全备，分别引自潜水变25#开关和创新变25#开关，自T接点沿JKLYJ-10-70 架空线至厂区转入地下电缆YJV22-10-3×95 敷设50 米后进入至变配电间。供电增容改造保留原电源点，由于原进线部分线路为同杆架设，检维修存在隐患，此次外线改造将架空线改为全电缆线路，电缆使用YJV22-10-3×240，电缆线径适当放大，有效地提升了供电线路运行可靠性。

2.2 变配电改造

由于加压站连续生产需要，无法对现状变配电设备停用后原位更换，设计时，充分考虑施工方案，确定在现状变配电间侧另设一座低配中心，在新变压器、低压配电柜安装和调试完成后，分段进行切换，逐步将加压站所有负荷迁移至新低配中心进行供电。配电改造施工过程中，应提前根据增容后的容量对进线智能真空断路器、高压柜整定值进行计算和调整，防止新变压器投用时涌流造成配电柜甚至公网跳闸停电，影响加压站生产。

3 工艺设备改造

3.1 水泵机组

高新加压站泵房内设有6 台水泵，单排布置，三台为变频，扬程均为46 米，其中1#～4#流量为1100m3/h，5#～6#为700m3/h。为达到日供水量12 万立方米，满足高峰供水需求，结合泵性能曲线的分析及并联台数的调整，确定机组配置为：

表1 泵房水泵配置

新更换的4#、5#、6#水泵从新建吸水井进水，进出水管分别更换为DN700、DN600，机组采用全变频调速的运行方式。新机组出水管设置多功能水力控制阀，保持与原机组的统一，相较液控止回阀，其操作简单、维护量小的特点，更适合于无人或少人值守的加压站。

3.2 工艺管道

为提升高新加压站供水能力，此次改造新建了一条DN1000 出水管与供水管网DN800 管道连接，预留DN600 接口，供远期使用。新建出水管安装电磁流量计一台，并设置流量计校核井一座，便于定期校核工作。加压站内生产管线为钢管，蝶阀均采用卧式安装，压力管线阀门使用传力伸缩节头，自流管线阀门使用限位伸缩接头。新老管道接驳是工艺管道施工的重难点，施工应充分考虑各种可能发生的不利情况，特别需要对停水关键阀门进行检查，试验启闭情况，必要时，提前更换，并制定应急措施，提升现场应急处置能力。

3.3 加氯系统

高新加压站加氯采用次氯酸钠投加，加氯间设数字式计量泵2 台，投加量85L/h，在中控室远程控制投加量；储料使用2 个有效容积为2m3PE 储罐，并在室外安装卧式钢衬塑储罐1 个，应急情况下可收集泄露的次氯酸钠。此次改造对设在清水库进水总管上的投加点进行改造，投加管插入进水总管0.5 倍管径处，斜口背向水流方向，确保混合效果。同时，在加氯点前增加取样点，通过监测进、出厂水余氯变化，精准控制次氯酸钠的投加量。

4 水厂加压站改造的总结与分析

4.1 加压站改造的设计与施工管理

加压站改造可以有效提升供水能力，满足高峰期用户用水需求，解决低压区问题。由于为改造项目，需要在确保现有供水能力的前提下，边生产边改造，逐步提升产量，前期设计时，就与后期施工管理相结合。

（1）高新加压站自建厂，已经历过两次改造，竣工资料不准确，废弃管线清理不到位，都会给改造施工带来困难，这也是改造的难点。前期设计要充分勘察现场，对关键数据如泵房出水母管标高、泵房地平标高、主要生产管线走向、阀门位置等信息进行重新复核。

（2）设计时，设备的选型要结合现场情况，如提升改造，新进场设备重量会增加，原吊车载荷、设备平台的承重是否满足要求；新建管线施工是否与原管线管位冲突，放坡开挖会对原有构筑物产生影响，提前考虑支护措施；新设备选型尽量保持与保留设备的一致性，便于日常使用和维护。

（3）加压站改造工程施工管理，必须有完整的规划，制定切实可行的施工组织设计。节点施工前，应制定详细的施工方案，通过细节管控确保质量和安全。高新加压站改扩建工程，共进行勾点施工5 次，配电切换4 次，完成所有改造内容。

4.2 清水库土建施工分析

高新加压站改扩建工程新建清水库1 座，有效容积6500立方米，基础选用直径600 钻孔灌注桩，共计256 根，为合肥供水集团第一座采用桩基结构的清水库。厂区西侧新建清水库预留地原为一座池塘，底部有较多淤泥，部分区域为回填土，结合现场情况，采用桩基结构，后期使用可减小清水库沉降造成伸缩缝渗水等情况的发生。清水库地上部分外立面宜采用贴砖工艺，整体效果美观大方，避免真石漆年久脱落的情况；顶部覆土沿四周设置排水沟，透气孔、人孔盖板应采用不锈钢材质；在清水库外部、内部均设置土建台步楼梯，便于日常巡检和清水库清洗时人员、设备进入清水库。

4.3 加压站变频机组运行

加压站在建设时，水泵型号的选定需要依据最不利的工况，且要考虑远期用水量的增长，配置大流量、高扬程的水泵确保了供水保障能力。但是，实际生产中，一天内供水区域用水量和管网压力的变化较大。高新加压站出口压力变化范围为0.31 ～0.38MPa，在夜间和下午供水低峰时段，压力远低于水泵46m 的扬程，已严重偏离水泵高效区。水泵在这个工况下持续工频运行，不仅浪费能源，还会损害水泵，电机甚至会因为超功率而过热。高新加压站机组改造后为全变频，经过对每日用水量和管网压力的趋势分析，及时调整开机台数和类型，优化调度方案，通过适时的变频调速，保证机组在高效区内运行，提高了经济效益。

5 结语

近年来，合肥供水集团以“抓细节建精品”理念建设现代化水厂，让一批精品水厂陆续建成投用，规划水厂争先上马，打出了城市供水保障综合能力大提升的“组合拳”。高新加压站改扩建工程坚持“边生产、边改造、边施工”的原则，2020 年克服了疫情和汛情的影响，圆满地完成了所有改造内容，成为加压站提升改造的典型成功案例。