自來水廠取水泵站離心泵機(jī)組改造方案及應(yīng)用

蘇州吳中供水有限公司 江蘇 215168

摘要：本文以蘇州吳中供水有限公司下屬2座自來水廠為例針對泵站技術(shù)供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及改造方案和應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：泵站技術(shù)；供水系統(tǒng)；現(xiàn)狀；改造方案及應(yīng)用

一、泵站技術(shù)供水系統(tǒng)改造方案及應(yīng)用

1、工程案例

本文主要以蘇州吳中供水有限公司下屬2座自來水廠為例進(jìn)行探討，這兩座自來水廠分別是2006年建成的吳中新水廠，一期設(shè)計(jì)供水能力20萬m3/d；1996年建成的紅莊水廠，設(shè)計(jì)供水能力為15萬m3/d。取水泵站位于太湖寺前村，取水泵站從太湖取水后經(jīng)16.5KmDN1600管道輸送到紅莊水廠進(jìn)行自來水生產(chǎn)。由于新水廠采用常規(guī)工藝+臭氧活性炭深度處理工藝，出水水質(zhì)優(yōu)于國標(biāo)，新水廠供水量占到70%，紅莊水廠供水量逐步下降。

2、泵站技術(shù)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀

由于設(shè)計(jì)院按最高日供水量及歷史最低水位數(shù)據(jù)進(jìn)行一泵房機(jī)組設(shè)計(jì)，而平常生產(chǎn)需要的供水量達(dá)不到最高設(shè)計(jì)負(fù)荷，導(dǎo)致取水泵站運(yùn)行機(jī)組偏離最佳工況區(qū)，造成水泵葉輪汽蝕損壞影響安全生產(chǎn)，同時(shí)機(jī)組效率大大降低，浪費(fèi)大量的生產(chǎn)電耗，當(dāng)前水泵技術(shù)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀如下：

2.1取水泵站安裝有6臺(tái)離心泵機(jī)組，機(jī)組規(guī)格、參數(shù)如下：

2.1.11#、6#機(jī)組水泵型號600S-47、電機(jī)型號Y450-6/500、水泵揚(yáng)程40米、流量3438立方米/小時(shí)，電機(jī)6KV/500KW/58.7A、轉(zhuǎn)速990r/min。

2.1.22#、5#機(jī)組水泵型號350S-44A、電機(jī)型號Y355-4/220、水泵揚(yáng)程44米、流量1260立方米/小時(shí)，電機(jī)6KV/220KW/24.9A、轉(zhuǎn)速1483r/min。

2.1.33#、4#機(jī)組水泵型號500S-59A、電機(jī)型號Y400-6/400、水泵揚(yáng)程49米、流量1872立方米/小時(shí)，電機(jī)6KV/400KW/47.4A、轉(zhuǎn)速988r/min。

2.2現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行情況

根據(jù)2012年到2013年生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)，2012年全年平均日供水7.8萬m3，2013年全年平均日供水7.7萬m3，一泵房日平均供水穩(wěn)定在8萬m3左右，平均每小時(shí)流量在3400m3。最高月平均日供水11.3萬m3左右，平均每小時(shí)流量在4700m3?，F(xiàn)有機(jī)組2012年到2013年運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表：

2.2.1開1臺(tái)3#或4#機(jī)（關(guān)閥門），揚(yáng)程在12m，流量為2850m3/h，一級電耗為120Kwh/Km3。

2.2.2開2#、4#（關(guān)閥門）兩臺(tái)并聯(lián)，揚(yáng)程在16m，流量為4550m3/h，一級電耗為109Kwh/Km3。

2.2.33#、4#兩臺(tái)并聯(lián)，揚(yáng)程在21m，流量為5800m3/h，一級電耗為106Kwh/Km3。

2.2.4開3#、6#兩臺(tái)并聯(lián)，揚(yáng)程在26m，流量為6400m3/h，一級電耗為120Kwh/Km3。

2.2.5開2#、3#、4#三臺(tái)泵并聯(lián)，揚(yáng)程在28m，流量為6900m3/h，一級電耗為116Kwh/Km3。

水泵輸水的有效功率計(jì)算公式：P=Q*H/367，P是水泵的有效功率（Kw），Q是水泵流量（m3/h），H是水泵的揚(yáng)程（m），理論一級電耗N=P/Q（Kwh/Km3），運(yùn)行電耗為理論電耗除以效率值。實(shí)際電耗與目標(biāo)值對比如下（Kwh/km3）：

流量在2850m3/h，理論一級電耗N=33Kwh/Km3，機(jī)組效率70%時(shí)一級電耗為47Kwh/Km3；流量在4550m3/h，理論一級電耗N=44Kwh/Km3，機(jī)組效率70%時(shí)一級電耗為63Kwh/Km3；流量在5800m3/h，理論一級電耗N=57Kwh/Km3，機(jī)組效率70%時(shí)一級電耗為81Kwh/Km3；流量在6400m3/h，理論一級電耗N=71Kwh/Km3，機(jī)組效率70%時(shí)一級電耗為101Kwh/Km3；流量在6900m3/h，理論一級電耗N=76Kwh/Km3，機(jī)組效率70%時(shí)一級電耗為108Kwh/Km3。

數(shù)據(jù)表明在2850m3/h到4550m3/h流量范圍內(nèi)，電能浪費(fèi)很大。以《江蘇省電網(wǎng)銷售電價(jià)表》35KV變電所電度電價(jià)：0.652元/度、測算2850m3/h流量下全年節(jié)省電費(fèi)￥1為：

￥1=0.652*73*2.85*24*365=118.83萬元

測算4550m3/h流量下全年節(jié)省電費(fèi)￥2為：

￥2=0.652*46*4.55*24*365=119.54萬元

3、泵站技術(shù)供水系統(tǒng)改造方案及應(yīng)用

3.1根據(jù)目前紅莊水廠供水量為8萬m3的條件下，考慮改造后單泵輸水量在3400m3/h，滿足全年80%時(shí)段的流量需求，同時(shí)水泵應(yīng)具備切割范圍很寬的葉輪以適應(yīng)季節(jié)變化引起的水量變化。考慮保守一點(diǎn)，我們計(jì)劃先改1臺(tái)機(jī)組。

3.2考慮水泵吸程和壓水管路局部水損合計(jì)在2m，結(jié)合管路特性參數(shù)，單泵揚(yáng)程應(yīng)在16m，必需汽蝕余量在3400m3/h時(shí)要在5m以內(nèi)。

3.3目前2臺(tái)600S-47A水泵使用頻率低，先進(jìn)行改造，改造時(shí)盡量利用原有的進(jìn)出水管路和閥門。原有電纜和高壓開關(guān)繼續(xù)使用，對電氣線路不作改造，只對電動(dòng)機(jī)保護(hù)定值作調(diào)整、修改即可【3】。由于利用舊電纜，考慮原電纜的長度、線徑，在電動(dòng)機(jī)訂貨時(shí)對接線盒位置、方向及端子間距、大小要提出特殊要求。水泵、電機(jī)盡可能采用整體基礎(chǔ)以利對中安裝。

3.4根據(jù)以上分析，拆除現(xiàn)有6#泵600S-47A水泵機(jī)組混凝土基礎(chǔ)，重新選水泵型號600-540A2、電機(jī)型號Y400-8、水泵揚(yáng)程15m、流量3600m3/h，電機(jī)6KV/220KW/29.2A、轉(zhuǎn)速741r/min，重新澆筑混凝土基礎(chǔ)。水泵機(jī)組及附屬設(shè)施及安裝費(fèi)用在40萬元左右，運(yùn)行電耗在50Kwh/km3。

結(jié)束語

泵站機(jī)組揚(yáng)程按最高日供水量設(shè)計(jì)配套，但泵站日常運(yùn)行流量要達(dá)到設(shè)計(jì)工況的時(shí)間是漫長的，從而造成泵站運(yùn)行電耗浪費(fèi)。應(yīng)考慮實(shí)際水量增長速度及需求進(jìn)行機(jī)泵合理選型，采用分步實(shí)施到位的辦法進(jìn)行設(shè)計(jì)配套。對已經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行的泵站，進(jìn)行能耗測算，選擇長時(shí)期運(yùn)行工況范圍區(qū)結(jié)合節(jié)電空間大機(jī)組進(jìn)行改造節(jié)省運(yùn)行成本。改造時(shí)要充分考慮現(xiàn)有設(shè)施、設(shè)備的條件，為順利改造實(shí)施到位提供有利環(huán)境。紅莊水廠一泵房新安裝的600-520A2機(jī)組實(shí)際運(yùn)行電耗在58Kwh/km3，相比現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行在日供水8萬噸流量工況下，全年可節(jié)電費(fèi)100多萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)：

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