取水泵站吸水井格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的改造

楊勇

【摘 ?要】隨著國家整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，水利工程的作用與價(jià)值愈加明顯，已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動力。在此背景下，水利水電行業(yè)也不斷對核心技術(shù)與應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化革新，旨在進(jìn)一步強(qiáng)化水利工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量?；诖?，文章以取水泵站吸水井格網(wǎng)沖洗系統(tǒng)為切入點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際案例對問題進(jìn)行分析與討論，并且提出兩種改造方案，從經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性等方面對方案進(jìn)行對比分析。希望對相關(guān)研究人員提供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】水利工程;取水泵站;格網(wǎng);改造

引言

在水利工程中應(yīng)用格網(wǎng)，可以對地表水起到一定的規(guī)律作用，尤其是在地表水比較渾濁時(shí)，格網(wǎng)可以有效攔截大量懸浮物。但是，格網(wǎng)在應(yīng)用過程的功效會隨著時(shí)間逐漸降低，因此需要根據(jù)情況進(jìn)行清洗，這樣才能保證凈水工藝過程的順利進(jìn)行。在當(dāng)前的水利工程中，普遍采用水源系統(tǒng)與壓水管路、沖洗泵組以及格網(wǎng)配水管路相結(jié)合，以此來形成有效的格網(wǎng)清洗系統(tǒng)。本文針對格網(wǎng)提出兩種不同的清洗系統(tǒng)方案，并且從綜合層面對方案進(jìn)行分析，對水利水電企業(yè)施工技術(shù)水平的提升具有重要意義。

1.工程概況

本研究以揚(yáng)水工程工作站為例，根據(jù)當(dāng)前的供水需求，正常情況下上游運(yùn)行1臺泵組，下游運(yùn)行2臺泵組，然而近階段最大運(yùn)行工況為上游運(yùn)行2臺泵組，下游運(yùn)行3臺泵組，共計(jì)5臺。下游泵房擴(kuò)建工程竣工時(shí)，沖洗泵總壓水配水管路由原來無變徑的DN200鋼管改造更新為有變徑的DN40，沖洗泵更新為對應(yīng)編號的KS350--50型泵。單臺泵的進(jìn)出水管及其閘門規(guī)格未變均為DN200，總吸水管路未改造，其規(guī)格仍為DN200。沖洗水源未變，由于在渾水期無法保證格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，除了運(yùn)行泵組的格網(wǎng)要求連續(xù)沖洗運(yùn)行外，規(guī)定其余所有格網(wǎng)運(yùn)行間歇運(yùn)行。因此在此基礎(chǔ)上針對格網(wǎng)沖洗方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

2.格網(wǎng)沖洗系統(tǒng)的問題及分析

2.1格網(wǎng)沖洗系統(tǒng)存在的問題

首先，原有格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的作業(yè)強(qiáng)度較低，而且噴嘴出水量與速度較低，無法對格網(wǎng)進(jìn)行有效清潔;其次在當(dāng)前的系統(tǒng)運(yùn)行下，沖洗泵的開啟度僅為30%左右，還會伴隨水閘門的開關(guān)產(chǎn)生劇烈變化;最后為盡量提升沖洗水系統(tǒng)的作業(yè)質(zhì)量，采用開啟度不超過30%的運(yùn)行措施，然而這樣無法滿足工藝需求，同時(shí)還會造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p耗，造成不必要的電能損耗。

2.2格網(wǎng)沖洗系統(tǒng)問題分析

當(dāng)前格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)中噴嘴設(shè)備的流量無法確定，根據(jù)格網(wǎng)沖洗的水壓要求，一般為2-4kg/cm2，然而實(shí)際數(shù)值卻遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值，這樣在地域水流達(dá)到洪峰時(shí)期時(shí)，噴嘴形成的斷面僅為30mm2，這樣勢必會影響到?jīng)_洗水系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。此外，在自由水頭與壓水管路的應(yīng)用中，由于沖洗泵的運(yùn)行會直接對格網(wǎng)造成影響，所以還需要對集水槽的斷面與長度等數(shù)值進(jìn)行分析，也就是在最大設(shè)計(jì)取水工況時(shí)，遭遇渾水期間可以供應(yīng)6臺格網(wǎng)清洗設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。然而實(shí)際效果確實(shí)無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)沖洗。

3.格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的改造方案分析

基于上述問題，本研究針對揚(yáng)水工程工作站提出兩種不同的格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，具體如下：

3.1方案一

通過對格網(wǎng)的管路噴嘴壓力進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一運(yùn)一備的兩端沖洗策略，采用備用系統(tǒng)對格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)運(yùn)行效率的問題進(jìn)行彌補(bǔ)，設(shè)法減少吸水管路的壓力，這樣可以促進(jìn)噴嘴出水量與最大壓力值。此外，該方案還可以消除氣體產(chǎn)生的環(huán)境，進(jìn)而同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)、安全以及可靠等效果。

在管材方面，為有效配合格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，泵房內(nèi)的水泵吸水管路要強(qiáng)化與整體的融合程度，例如，采用DN400外徑的管理對部分區(qū)域進(jìn)行更換，并且在排線形式上與DN200鋼管相同，這樣可以避免不必要的管路改進(jìn)。此外還要增設(shè)DN300蝶閥，考慮到塑料管質(zhì)量輕、水頭損失小以及耐腐蝕等功能，可以根據(jù)實(shí)際情況在地面荷載小的區(qū)域進(jìn)行安裝與更換，為保證沖洗水系統(tǒng)的穩(wěn)定度與應(yīng)用安全性，還要裝置DN100泄水閥。通過對該方案的價(jià)格進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，本工程進(jìn)行DN400鋼管的更換總共需要700元/m，在其性價(jià)比與吸水管路的改造方案進(jìn)行對比時(shí)明顯高于后者。

格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)管路更新改造費(fèi)用具體如下：（1）DN400鋼管的更換安裝費(fèi)用約為19.8萬元;兩座閥門的建設(shè)費(fèi)用約為0.6萬元;DN400蝶閥的安裝費(fèi)用為2.5萬元;DN300蝶閥的安裝費(fèi)用為1.7萬元;拆除原管路與設(shè)備的人工費(fèi)用約為0.6萬元;完成該方案的總共成本約為25萬元。

3.2方案二

該方案針對格網(wǎng)最不利的管路水壓進(jìn)行調(diào)整，首先要保證壓水管路與吸水管路的運(yùn)行狀態(tài)，針對吸水管路中的最大流量進(jìn)行確定，并且對沖洗泵組進(jìn)行檢查，以此來明確該方案的適用性。該方案不需要對原有水路進(jìn)行改造，因此施工量較少，同時(shí)可以在短時(shí)間完工，不會耽誤格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

首先要對沖洗泵的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行確定，由于吸水管路的流通能力有限，因此可以選擇兩臺型號相同的設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是保證吸水管路流通能力相同的情況下，針對格網(wǎng)沖洗水泵的噴嘴壓力進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)也是采用一運(yùn)一備的運(yùn)營方式，這樣可以長時(shí)間保證清晰系統(tǒng)的作業(yè)質(zhì)量。其次要對格網(wǎng)一次沖洗的組數(shù)進(jìn)行確定，由于本工程區(qū)域在非渾水期間的漂浮物較少，因此格網(wǎng)需要較大的沖洗需求，可以選擇4臺為一組進(jìn)行沖洗。最后在渾水期間由于漂浮物較多，這時(shí)可以選擇6臺為一組進(jìn)行沖洗。通過對該方案的所有成本投入進(jìn)行匯總分析，選用國產(chǎn)水泵完成此項(xiàng)目需要的資金量約為5萬元。

3.3兩種方案對比分析

針對兩種格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的改造方案進(jìn)行分析，首先從技術(shù)層面來看，由于兩個(gè)方案都無法實(shí)現(xiàn)長期最大運(yùn)行工況時(shí)連續(xù)沖洗運(yùn)行的要求，但是方案一由于沖洗水頭的壓力較高，這樣可以保證沖洗效果與沖洗強(qiáng)度，由于是在渾水期間可以完成格網(wǎng)的沖刷作業(yè)。但是方案一的耗能較高，不僅在前期需要大量資金投入，而且在后期應(yīng)用時(shí)也需要大量電能損耗。其次從經(jīng)濟(jì)層面來看，通過對總成本投入進(jìn)行對比分析，方案二要比方案一經(jīng)濟(jì)適用，而且工程量較少，工期短，在施工期間可以保證原有格網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。最后從綜合方面來看，在當(dāng)前與近期來看方案二優(yōu)于方案一。

4.結(jié)語

綜上所述，提升水利水電綜合施工水平，等同于對經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。尤其是在節(jié)能減排的發(fā)展口號下，水利水電企業(yè)要積極應(yīng)用節(jié)能優(yōu)化技術(shù)，這樣才能在保證質(zhì)量與效率的同時(shí)兼顧成本。文章以水利水電工程中泵站網(wǎng)格沖洗水系統(tǒng)的改造問題進(jìn)行研究，以揚(yáng)水工程工作站為例，針對其格網(wǎng)沖洗環(huán)節(jié)現(xiàn)存問題制定科學(xué)合理的解決措施，保證揚(yáng)水工程工作站的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而有效推動我國水利水電事業(yè)的良好發(fā)展。

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