排水泵站的技術改造措施及運行效果

摘要：城市排水泵站是城市排水系統(tǒng)的重要組成部分，排水泵站的建設水平對于城市排水系統(tǒng)的運行具有重要對于影響。在進行排水泵站建設的過程中，需要考慮多方面的因素，不僅需要，不僅需要從技術層面出發(fā)，提升泵站運行控制的自動化水平，同時也需要從實用性的角度出發(fā)優(yōu)化泵站功能，提升泵站的使用壽命?；谝陨险J識，本文以深圳市九圍河污水泵站以及大官陂污水泵站改造為例，探討排水泵站的技術改造措施以及運行效果。

關鍵詞：排水泵站;改造：技術

排水泵站改造具有很高的復雜性，在改造的過程中，需要技術人員重視對泵站運行情況的勘察，根據(jù)泵站的運行情況采取有針對性的改造措施，加強先進技術的應用，提升方案設計的合理性、科學性、前瞻性，確保經(jīng)改造后的泵站能夠滿足實際生產(chǎn)的需求，進一步提升泵站的智能化運行水平。

1改造前情況

九圍河污水泵站位于航城街道洲石路東側九圍村公交站臺附近，投產(chǎn)于2015年;裝配3臺潛污泵（2用1備），規(guī)模1000m3/h（2.4萬m3/d）;單機功率30kW，單機流量500m3/h;2套回轉式格柵除污機。

大官陂污水泵站位于航城街道機荷高速公路與黃麻布河交匯處，黃麻布人工濕地北側。投產(chǎn)于2015年;裝配3臺潛污泵（2用1備），規(guī)模800m3/h（1.05萬m3/d）;單機功率22 kW，單機流量400m3/h;1套回轉式格柵除污機（1.5kW）。

格柵。九圍河、大官陂污水泵站均采用鏈條回轉式格柵機，自2019年接收以來故障頻繁，3臺格柵機共計維修26次。經(jīng)佛山市科衡水利水電工程質(zhì)量檢測有限公司對泵站進行檢測后，檢測報告顯示3臺格柵機安全類別均為4類，在改造的過程中需要進行更換。水泵。2座泵站自接收以來，具體維修情況如下：九圍河污水泵站共計維修63次（水泵維修28次），月均維修6次;大官陂污水泵站共計維修28次（水泵維修15次），月均維修2次。2座污水泵站水泵不僅故障率高，且流量、效率均遠低于設計規(guī)模，導致泵站運行的穩(wěn)定性得不到保障。

電氣設備。2座泵站的水泵控制柜均設在泵房內(nèi)，由于泵房內(nèi)泵坑濕度較大，且存在一定的腐蝕性氣體。故控制柜內(nèi)電氣設備極易腐蝕變黑發(fā)熱、老化速度快，設備生命周期嚴重縮短，且因銅接頭等腐蝕引起的虛接問題會加大故障排除難度，增加故障搶修時間。

自控系統(tǒng)。2座污水泵站的自動化控制系統(tǒng)配置相似，均配置了就地LCU柜、管理電腦、上位系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等，但由于接收時2座泵站的自控系統(tǒng)已經(jīng)由于長時間未運行呈現(xiàn)癱瘓狀態(tài)，故現(xiàn)已無法完成水泵的自動控制。

綜合以上原因，故現(xiàn)急需針對2座污水泵站的水泵、格柵、電氣設備、自控系統(tǒng)，進行全面、徹底、完善的自主改造，保證泵站穩(wěn)定運行。

2技術改造措施

2.1格柵機改造

由于兩座泵站的格柵機均采用鏈條回轉式格柵機，經(jīng)過實際運維經(jīng)驗總結，此類柵機不適用于污水泵站，易造成垃圾卡阻傳動機構，且檢修困難，故計劃采用鋼絲繩牽引式格柵。鋼絲繩牽引式格柵機水下部分僅為格柵條，動力機構均在地面以上，運行中不會被異物卡阻，具有易維護、可靠性高的特點，較好的適用于污水泵站。泵站改造中首先更換的是格柵機，改造前需要對格柵進行詳細數(shù)據(jù)勘測，計算進水流速，確定格柵條厚度及間距等。九圍河泵站由于是兩路格柵進水，故改造中可以不停產(chǎn)分兩路進行更換;大官陂泵站由于只有一路進水，故必須挑選來水量最少的凌晨時間段進行更換。以上更換都涉及有限空間作業(yè)，施工中需嚴格按照有限空間作業(yè)要求實施。

2.2水泵改造

由于兩座泵站的水泵在運行的過程中多次出現(xiàn)故障，運行的穩(wěn)定性不強，同時流量、效率均難以滿足實際運行的需求。因此在改造方案中，決定對水泵進行更換處理。在更換水泵之前首先需要對施工區(qū)域進行勘測，勘測工作需先關閉泵坑進水閘門抽低泵坑水位，泵坑內(nèi)剩余水量需放入一臺小泵抽至泵站前池，勘測工作需申請有限空間作業(yè)。在勘測工作中需要取得水泥基礎尺寸、水泵底部距坑底距離、出水管直徑、泵底淤積情況、停水后泵站液位變化情況。在完成施工區(qū)域的勘察后，即可根據(jù)勘察的數(shù)據(jù)來進行有針對性的施工。在施工的過程中為了盡量減少對生產(chǎn)的影響，可以采取分批更換的措施，先行更換一臺水泵，所需工期為1天。待水泵試運行正常后，剩余兩臺水泵同時更換，保證更換過程對泵站排水量的影響降到最低。施工前做好技術交底，嚴格執(zhí)行有限空間作業(yè)的規(guī)程，監(jiān)測、防護、通風、安全等措施到位后方可下井實施。

2.3電氣改造

為確保泵站的穩(wěn)定運行，降低電氣設備故障率和維修費用，需要對水泵控制柜等進行更換，即拆除原泵房內(nèi)的控制柜，在配電房內(nèi)安裝新的控制柜。改造前，主電氣元件與PLC控制柜分離，手動操作集成一體，占用空間;改造后，將主電氣原件與PLC控制集成一體，現(xiàn)場只保留手動操作箱，提高空間利用率。為降低設備沖擊并避免水泵的頻繁啟停，控制柜配置一路變頻控制回路和兩路軟起控制回路，即通過水泵軟起動降低開關、水泵電機的電流沖擊，通過水泵的軟停機降低水壓對閥門和管道的沖擊，通過變頻調(diào)速實現(xiàn)泵坑的恒水位控制，減少水泵啟停次數(shù)，延長設備的使用壽命并降低能耗。另，為保證水泵在變頻器或軟啟動器故障下的應急啟動，每個回路都增加工頻旁路控制。

2.4自控系統(tǒng)改造

泵站實行分布式控制集中管理，對于一般設備的監(jiān)測參數(shù)主要有運行、故障、現(xiàn)場“就地/遠方”轉換開關位置指示;重要的設備增加監(jiān)測的參數(shù)，判斷其工作狀態(tài)。對于經(jīng)常使用和有指標反饋的設備控制方式為就地、PLC控制啟停（自控）;不經(jīng)常使用的設備采用就地、中控的方式，就地控制即是在現(xiàn)場手動或電氣控制箱繼電器控制，中控的方式為PLC接受中控室操作人員的指令工作，PLC控制是根據(jù)設定參數(shù)的值程序自動完成設備的開停。設置控制程序，使3臺水泵運行時長均衡，提高水泵的使用壽命。

九圍河污水泵站擬在原視頻監(jiān)控點位置更新現(xiàn)場設備，大官陂污水泵站擬加裝全套視頻監(jiān)控設備，包括：360°連續(xù)旋轉高速球型攝像機，自動變焦，自動調(diào)節(jié)光圈及一鍵聚焦功能的室外槍式攝像機，不低于 300萬像素。在后臺監(jiān)控中心配置一臺視頻綜合平臺一體機，負責視頻錄像資源分配、計劃管理、索引管理，負載均衡調(diào)度;提供數(shù)據(jù)查詢、回放、下載、鎖定等功能。支持錄像計劃從前端取流直存到虛擬化容量空間，提供視頻、圖片的統(tǒng)一存儲。視頻綜合平臺一體機配置大容量高性能監(jiān)控硬盤，提供視頻、圖片的統(tǒng)一存儲時間不低于90天。

3改造后運行效果

兩座泵站改造后格柵機試運行已經(jīng)半年，水泵、電氣設備試運行已三個月，均為出現(xiàn)故障或異常。

3臺格柵機無變形、松動、脫落;行走機構運行正常、定位準確、運轉平穩(wěn)無噪音;格柵機設定每20分鐘運行一次。

6臺水泵機組轉向正確，運轉平穩(wěn)，無異常震動和噪聲;運行時電流、電壓均在額定規(guī)定范圍內(nèi)。

九圍河污水泵站進水閘門及啟閉機傳動部件潤滑良好，啟閉靈活;日常運行保證每周維護啟閉一次。

2座泵站對泵站內(nèi)各機械設備的啟停狀態(tài)、液位、流量等均已實現(xiàn)自動化、精細化控制。自控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集準確、及時、完整;控制指令執(zhí)行可靠、及時;視頻監(jiān)控顯示清晰流暢。

總結：

在對排水泵站進行改造的過程中需要綜合考慮多方面的問題。重點加強對水泵、格柵機、電氣系統(tǒng)以及自控系統(tǒng)的改造。從排水泵站實際的運行情況出發(fā)，結合運維單位的實際經(jīng)驗，加強技術手段的應用，確保改造方案的合理性、科學性、前瞻性，促進排水泵站能夠穩(wěn)定，高效的運行。

參考文獻：

[1]閆學鵬.排水泵站改造可行性研究[J].海河水利，2020（05）：29-31.

[2]羅青龍.城市排水泵站自動化改造[J].城市住宅，2020，27（03）：236-237.

[3]梅健.城市排水泵站改造工程電氣系統(tǒng)設計[J].城市建設理論研究（電子版），2018（05）：162-163.

作者簡介：鄭燁（1979年5月），男，天津市，漢族，本科，工程師，主要從事泵站運維管理工作，現(xiàn)為深圳市寶水水利服務有限公司負責人。