大浪淀水庫供水泵站存在的問題及解決方案

張立峰，陳元才

（1.滄州市供水排水集團有限公司大浪淀水庫管理處，河北滄州 061001；2.河北工程技術高等?？茖W校，河北滄州 061001）

大浪淀水庫供水泵站存在的問題及解決方案

張立峰1，陳元才2

（1.滄州市供水排水集團有限公司大浪淀水庫管理處，河北滄州 061001；2.河北工程技術高等專科學校，河北滄州 061001）

大浪淀水庫是河北省最大的平原水庫，是滄州市唯一飲用水源地，對滄州市的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定提供了可靠的保障。文中分析了大浪淀水庫供水泵站存在的問題，提出了解決問題的可行方案，收到了良好的效果。

水庫泵站；解決方案；機電設備

1 大浪淀水庫供水泵站概況

大浪淀水庫位于滄州市以南22 km處，地處南皮、滄縣、孟村三縣交界處，屬于國家大（Ⅱ）型水庫，是河北省最大的平原水庫，也是滄州市的飲用水源地。大浪淀水庫于1997年1月投入運行，結束了滄州市50萬居民長期飲用高氟水的歷史。

大浪淀水庫供水泵站是唯一一座向滄州市區(qū)24小時不間斷供水的泵站，占地面積1.2萬m2米，建筑面積500 m2。泵站設計流量為1.57 m3／s，共裝配4臺20sh－13單級雙吸臥式離心泵，其額定流量0.53 m3／s。配套電機為YR400－6型繞線式高壓電機，其功率280 k W，設計揚程35.1 m，其運行方式三用一備，每臺水泵后面安裝了微阻緩沖閥，出水蝶閥。水泵出水管出蝶閥后與DN1200母管相連，后通過兩根DN1200的預應力混凝土管向滄州市東水廠及清源水廠供水，供水壓力在0.06－0.13MPa之間。泵站運行16年來，已累計向市區(qū)供水近6億m3，為滄州市的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定提供了可靠的保障。由于泵站存在諸多問題，因此結合實際，2012年10月在其西側又新建一座遠期設計流量為2.55 m3／s，近期設計流量為1.85 m3／s的泵站，更名為市區(qū)供水泵站。

2 水庫原供水泵站存在的主要問題

2.1 設計流量不能滿足日益增長需求

隨著滄州市區(qū)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，供水需求不斷擴大，由1997年日供水5萬m3左右，到2012年夏，日最大供水14.5萬m3，已超原設計流量。根據(jù)2010年11月滄州市供排水集團有限公司和河北省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院編寫的《滄州市區(qū)給水工程專項規(guī)劃（2010－2020年）》，滄州市東水廠和清源水廠供水規(guī)模規(guī)劃共20萬m3／d，因此原供水泵站供水能力與需水要求矛盾日益凸顯，亟待對供水泵站進行改造。

2.2 原供水泵站設計及施工存在部分缺陷

（1）供水泵站主廠房與水庫之間有一座前池，前池通過涵洞與水庫的水相連，前池有四根直徑600 mm毫米的鋼管分別獨立與每一臺水泵相連，每臺水泵前只有一臺出水碟閥。目前前池底板開裂，由于地下水較高，抗浮不穩(wěn)定，并且前池唯一，無法檢修。

（2）水泵前的進水蝶閥目前都出現(xiàn)不同程度的出現(xiàn)關不嚴現(xiàn)象，水泵前又無檢修蝶閥，因不能長期停水，造成無法修理或更換，致使檢修或維修水泵時只能帶水作業(yè)，造成極大困難和不安全性。

（3）主廠房南北框架跨度實際比設計少1 m。導致微阻緩沖閥，出水蝶閥離水泵出口過近，不在穩(wěn)流區(qū)。導致微阻緩沖閥，出水蝶閥閥瓣軸銷子頻繁斷裂。并且出水蝶閥緊鄰主廠房巡視走廊，導致維修異常困難。

（4）設計揚程高35.1 m（經(jīng)計算為15m可靠）。水泵開啟后，閥門開度30%，流量就達到0.80 m3／s，產(chǎn)生過負荷。致使水泵部件經(jīng)常壞，只好將出水蝶閥開度關再小。如此運行，造成出水蝶閥經(jīng)常壞。

2.3 機電設備原始，自動化程度低，耗能高

水泵仍為盤根密封，電機為繞線式電機，參數(shù)靠運行人員采集歸納，機泵非變頻調(diào)節(jié)流量，供水量每日需經(jīng)常變化，只能靠調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)流量，同時未設計自動無功補償裝置，功率因數(shù)低，耗電量在120－125度／千方水之間。經(jīng)濟效益低。

2.4 設備老化，故障率高，維修困難，安全可靠性低

供水泵站至今已運行了16年，設備嚴重老化，電機為繞線式電機，結構復雜，長期更換電刷，水泵維修帶水作業(yè)，。需維修人員多，二次保護設備為電磁式繼電器單獨連接，可靠性差。部分配件市場不易購買。也給維修造成一定困難。安全供水可靠性大大降低。隨著供水量日益加大，運行人員思想壓力很大。

3 水庫供水泵站的解決措施

基于上述原因，供水泵站改進勢在必行。由于前池唯一性，帶病運行；進水蝶閥不嚴，更換需長時間停水，不允許；廠房跨度小，這些都是“硬傷”。部分電氣設備及其保護等在原址改造需停電停水時間過長。綜上所述，從安全、效益、政治影響（停水）、后期發(fā)展方面考慮在原址改造性價比低，另建泵站更科學。

3.1 市區(qū)供水泵站工程總體解決方案

（1）泵站設計考慮水廠消耗及管道長距離輸水損耗［1］，確定供水量為22萬m3／d，設計流量2.55 m3／s，以滿足供水規(guī)劃。

（2）在原泵站的西側原廢棄變電站位置修建新泵站。泵站由進水管、泵房及副廠房、出水管、跨河管橋等主要建筑物以及附屬建筑物組成。原泵站前池西側末端左側翼墻有一引水涵洞，將DN1800的進水管與其相連。在進水管上設五根DN800的支管進入泵房。在進水管圍堤側預留3根DN1000的壓力鋼管，末端設法蘭蓋，以備棄用前池后使用。

（3）在進水管DN1800上游距漸變段末端4 m處設一閥門，做為應急檢修使用，杜絕原泵站進水蝶閥出現(xiàn)的現(xiàn)象

（4）按泵站設計規(guī)范，主廠房垂直水流方向呈一字型布置。順水流方向長度14 m，垂直水流方向32 m，布置4臺臥式離心泵，預留一臺位置。供水量增大后再安裝。泵房下游側布置副廠房。建筑總面積為633.6 m2。完全符合水電站廠房布局空間。

3.2 機電設備的配備

（1）新供水泵站按二類負荷設計，根據(jù)泵站揚程及不同流量，通過水泵性能參數(shù)、效率、造價等多方面比較，確定近期安裝4臺主泵，三大一小，3臺大水泵型號為600S－22AT，流量為0.74 m3／s，揚程15 m，配置低壓變頻電機為YVF355M－6，功率185 k W，一臺小水泵型號為350S－16，流量為0.35 m3／s，配套低壓變頻電機為YVF280S－4，功率75 k W，揚程16 m。經(jīng)水泵的特性曲線與管路特性曲線配合后，復核流量揚程均滿足要求。

（2）大電機配置施耐德ATV61HC22N4（3）型變頻器，小電機配置施耐德ATV61HD75N4（3）型變頻器，以便實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)水泵出水流量［2］。改變靠調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)流量的歷史，達到節(jié)能降耗的目的。

（3）設置兩臺型號SC11－1000k VA－6／0.4k V的主變壓器，降壓至0.4k V，供4臺主泵用電。高低壓側均采用單母分段接線方式。兩段低壓母線上分別裝設可自動調(diào)節(jié)的靜電補償電容器組，可將功率因數(shù)提高到0.90以上。

（4）水泵后安裝了QD340X－1.0型多功能止回閥和檢修蝶閥。用多功能止回閥代替了微阻緩沖閥和出水蝶閥。

（5）主要設備選用目前技術先進穩(wěn)定可靠的設備，運行人員減少，采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)控制，自動采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控運行狀態(tài)。

3.3 實施效果分析

（1）改造后的設備運行平穩(wěn)，大大減少了運行人員的工作量。

（2）最明顯效果是耗電量，純機組年均（2012.10－2013.10）每千方水耗電量為45 k W·h，加上變壓器損耗耗電量每千方水不會超過60 k W·h。耗電量明顯的降低了。

（3）主廠房空間大了，QD340－1.0型多功能止回閥效果良好，并且電機采用變頻啟動，對水錘預防效果起到了很好的作用。

（4）主要設備安裝了微機監(jiān)控系統(tǒng)，自動采集數(shù)據(jù)和監(jiān)視運行狀態(tài)，大大減輕了運行人員的負擔。

美中不足，不合理的地方是小水泵選擇不合時宜。日供水量小的時段，一大一小水泵配合不夠，日供水量大的時段，兩大一小也不夠，應選4臺同樣的型號水泵適宜，調(diào)度水量及維修保養(yǎng)等均好處理。

4 結束語

大浪淀水庫供水泵站改造成為市區(qū)供水泵站，是一座理念較現(xiàn)代化的供水泵站。不僅從根本上解決了原供水泵站帶病運行的狀況，供水能力也大大提高了（原泵站熱備用），對于拓展其發(fā)展空間，提高競爭力，促進全市協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

［1］ 中華人民共和國水利部.GB／T 50265－2010泵站設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

［2］ 盧峰.韓家營水文站防洪與測洪能力分析［J］.河北工程技術高等專科學校學報，2011（4）：1－4.

Problems and Solutions of Water Pumping Station in the Dalangdian Reservoir

ZHANG Li－feng1，CHEN Yuan－cai2
（1.Dalangdian Reservoir Management Office，Cangzhou Water Supply and Drainage Group Limited Company，061001，Cangzhou，Hebei，China；2.Hebei Engineering and Technical College，061001，Cangzhou，Hebei，China）

The Dalangdian Reservoir is one of the largest plain reservoirs in Hebei Province.It is the only source of drinking water in Cangzhou，which provides realiable guarantee for economical development and social stability of Cangzhou.This paper analyzes the problems existing in the Dalangdian Reservoir，puts forward the feasible scheme to solve the problems with good effect.

reservoir pump station；solution；electrical equipment

張鐵壁）

TV675

A

1008－3782（2014）01－0027－03

2013－11－12

張立峰（1974－），男，河北滄州市人，大浪淀水庫管理處市區(qū)供水泵站站長，工程師，主要研究方向：水資源工程管理，設備管理。