高酸氣田取水泵站可靠性研究及應(yīng)用

巫林（中原油田普光分公司，四川 達(dá)州 635000）

高酸氣田取水泵站可靠性研究及應(yīng)用

巫林（中原油田普光分公司，四川 達(dá)州 635000）

針對(duì)大巴山深處河流水位陡漲陡消落差較大、水質(zhì)濁度大、泥沙含量高的特點(diǎn)采用的取水方式進(jìn)行分析，結(jié)合酸性氣田生產(chǎn)用水的高可靠性要求等問(wèn)題，在優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式、泥沙治理、洪枯水期不間斷供水方面開(kāi)展了取水系統(tǒng)可靠性研究，為高酸氣田凈化廠的安全、可靠生產(chǎn)提供了重要的水源保障。

地面工程；取水方式分析；技術(shù)研究及應(yīng)用

取水泵站是高酸氣田凈化廠配套工程，擔(dān)負(fù)著氣田生產(chǎn)、生活用水重任，屬于Ⅰ等大（一）型工程，位于嘉陵江的重要支流－渠江的上游，取水口所在的河段屬于七級(jí)航道。于2007年12月份開(kāi)始建設(shè)，2008年9月份竣工，2009年2月份正式運(yùn)行。泵站主要設(shè)備設(shè)施有取水頭、兩條?820引水管線、一座500m3集水池、一座30米高沉井提升泵房、兩條?630輸水管線全長(zhǎng)1.1km組成。提升泵房?jī)?nèi)有四套泵機(jī)組（離心泵型號(hào)：KQSN350-N6-530，配套電機(jī)型號(hào)：YKS3556-4），采用三用一備，設(shè)計(jì)最大供水能力為Q=2200m3∕h、揚(yáng)程H=79m、單臺(tái)泵流量Q=865m3∕h。揚(yáng)程H=79m。

1 取水泵站曾經(jīng)面臨的問(wèn)題

1.1 取水頭及集水池淤堵問(wèn)題

由于泵站取水源自后河，地處大巴山地區(qū)近些年來(lái)山體水土流失較為嚴(yán)重，河水濁度較大，每次洪水過(guò)后集水池內(nèi)將進(jìn)入大量泥沙，造成集水池容量減小，水流難以均勻擴(kuò)散，易形成回流、旋渦等不良水流流態(tài)，從而影響水泵效率，造成能源浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起噪聲、振動(dòng)、汽蝕等現(xiàn)象，影響水泵正常運(yùn)行。

1.2 水位變化無(wú)常

取水口地處大巴山地區(qū)水位陡漲陡消落差較大，同時(shí)受季節(jié)的影響水位變化較大。每年冬季水位基本處于斷流狀態(tài)，嚴(yán)重影響凈化廠的正常生產(chǎn)用水，每年夏季洪水期水位漲勢(shì)較大，水流較急同時(shí)水流中夾雜著大量泥沙、樹(shù)枝等雜物，容易堵塞取水頭、集水池等對(duì)泵站的可靠運(yùn)行帶來(lái)重大安全隱患。

1.3 集水池內(nèi)泥沙外排問(wèn)題

洪水期間集水池內(nèi)將進(jìn)入大量泥沙，為確保泵組正常取水，必須對(duì)集水池內(nèi)的泥沙進(jìn)行清理，由于洪水期水位較大，集水池完全被淹沒(méi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)人工清淤，可集水池內(nèi)無(wú)泥沙自動(dòng)外排的設(shè)備，嚴(yán)重影響泵組安全可靠取水。

2 取水泵站可靠性主要研究及應(yīng)用內(nèi)容

為確保氣田安全可靠用水，組織開(kāi)展了取水泵站可靠性研究。重點(diǎn)在集水池泥沙治理、泵組及管線運(yùn)行方式、洪枯水期可靠供水方面進(jìn)行研究。

2.1 取水頭可靠性研究

為確保取水可靠性，在該河段最枯流量和最高洪水期時(shí)能夠取上水，且能保障凈化廠的需求。設(shè)計(jì)取水頭采用雙引水管，每根引水管均可滿足泵房最大取水規(guī)模，引水管采用螺旋縫焊接鋼管，管徑通過(guò)流量、流速、坡度綜合分析，優(yōu)選管徑φ 820×10mm的鋼管，設(shè)計(jì)引水管長(zhǎng)度100m，取水頭部尺寸，DN800鋼制90°彎頭高度1.15m，DN1200×800 mm開(kāi)孔喇叭口高度0.8m，延長(zhǎng)部分直徑1.26m，高度0.5m?？偢叨?.4m。

2.2 洪水期取水工藝可靠性取水保障措施

洪水期間河道內(nèi)大量的碎石夾雜著樹(shù)木、雜草、塑料袋等雜物匍匐式前進(jìn)，在取水頭及其鎮(zhèn)墩的阻擋下將會(huì)在周邊形成漩渦，在引水管線吸附力的作用下將碎石、塑料袋等雜物吸附在取水頭喇叭口底格攔柵上，直接應(yīng)引水管線的進(jìn)水量，嚴(yán)重時(shí)將不能滿足正常的生產(chǎn)用水需求量。經(jīng)過(guò)反復(fù)的論證選擇在取水頭部加裝反沖洗管線，來(lái)實(shí)現(xiàn)洪水期間自動(dòng)清理取水頭喇叭口堵塞的雜物的功能，在保障氣田正常生產(chǎn)用水的情況下，經(jīng)過(guò)艱辛的努力取得了良好的效果。

2.3 枯水期取水工藝可靠性取水保障措施

山區(qū)河流水位陡漲陡消落差較大，同時(shí)受季節(jié)影響變化較為明顯，取水泵站所處河流段冬季處于枯水期，取水泵站河流上游修建多座發(fā)電站，枯水期上游發(fā)電站蓄水發(fā)電，導(dǎo)致下游河段基本處于斷流狀態(tài)，為確保枯水期泵站安全可靠取水，不斷的組織召開(kāi)專題討論會(huì)，選擇自取水頭喇叭口處開(kāi)挖一條寬1米，深3.85米，長(zhǎng)15米的水渠至河道中央引水，順利完成了2010年、2011年枯水期的保水工作任務(wù)，為泵站枯水期正常取水保駕護(hù)航。

2.4 集水池泥沙治理

通過(guò)加高集水池內(nèi)的擋沙墻、增設(shè)攪拌裝置等技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)清理淤泥的功能，消除了安全隱患，工程改造結(jié)束后，經(jīng)過(guò)2011年洪水期的檢驗(yàn)取得了良好的效果，從根本上解決了集水池泥沙沉積問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了集水池內(nèi)泥沙自動(dòng)外排的功能，確保了普光氣田后河取水泵站安全、穩(wěn)定運(yùn)行，保障了凈化廠生產(chǎn)用水的可靠性。

2.5 優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式保障取水設(shè)備不間斷運(yùn)行

氣田正常工況下日平均用水量1447m3∕h，當(dāng)凈化廠開(kāi)車期間、凝結(jié)水系統(tǒng)出現(xiàn)故障、天然氣中S含量波動(dòng)、啟動(dòng)消防系統(tǒng)時(shí)等異常狀況時(shí)最高日最高時(shí)供水量為2000m3∕h，設(shè)計(jì)取水能力2200 m3∕h折合0.62m3∕s，經(jīng)兩條Φ630×10mm的螺旋縫鋼管輸送至普光氣田凈化廠內(nèi)，輸水管線不同溝敷設(shè)，單線設(shè)計(jì)輸水能力為取水量的70%，采用一用一備的運(yùn)行方式。提升泵房?jī)?nèi)有四套泵機(jī)組單臺(tái)泵流量Q=865m3∕h。采用三用一備，保證了供水設(shè)備的高可靠性。

3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）延長(zhǎng)后河取水泵站泵組使用壽命，至少節(jié)省設(shè)備費(fèi)及維修費(fèi)用用50萬(wàn)元以上。

（2）提高泵效率減少電能量的損耗四臺(tái)315kw電機(jī)可減少電能損耗10萬(wàn)kwh，按0.6元∕kwh計(jì)算，每年至少可節(jié)省電費(fèi)6萬(wàn)元。

（3）每年可節(jié)約集水池清淤費(fèi)用60萬(wàn)元

4 結(jié)語(yǔ)

降低了洪水期取水頭、集水池淤堵；枯水期河道水量減少無(wú)法滿足泵站正常取水造成氣田停水故障概率，同時(shí)也提高了凈化廠運(yùn)行的供水保障，進(jìn)而確保了普光氣田運(yùn)行的可靠性及長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)保證川氣東送下游生產(chǎn)、生活都具有重要的社會(huì)意義。