某水廠取水泵房機(jī)組選型及配泵方案

具戰(zhàn)波

（東莞市水務(wù)集團(tuán)建設(shè)管理有限公司，廣東 東莞 523000）

1 工程概況

珠三角水資源配置工程?hào)|莞配套蘆花坑水廠分二期建設(shè)，其中一期工程規(guī)模為50萬(wàn)m3/d，二期工程規(guī)模為40萬(wàn)m3/d。取水泵房按遠(yuǎn)期90萬(wàn)m3/d一次建成，設(shè)備按近期50萬(wàn)m3/d安裝（自用水系數(shù)取1.06），預(yù)留遠(yuǎn)期40 m3/d泵位。泵房采用半地下式，平面尺寸為36.90 m×24.35 m，地下部分深6.75～11.60 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；地上部分高11 m，框架結(jié)構(gòu)。

2 泵房機(jī)組選型

取水泵房中常用水泵有離心泵、軸流泵及斜流泵。經(jīng)分析計(jì)算，此項(xiàng)目取水泵所需揚(yáng)程為20.50 m，選用離心泵或斜流泵可滿(mǎn)足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工況。當(dāng)揚(yáng)程大于15 m 時(shí)，采用離心泵更高效，而斜流泵的占地面積較小。方案一（推薦方案）：采用八臺(tái)斜流泵，泵房平面尺寸為24.35 m×36.90 m，如圖1所示。

圖1 斜流泵型泵房布置圖

圖2 離心泵型泵房布置圖

方案二：采用八臺(tái)臥式離心泵，泵房尺寸為24.35 m×44.3 m，如2圖所示。

根據(jù)水泵選型相關(guān)圖冊(cè)，斜流泵的電機(jī)加水泵軸功率約0.75，而離心泵功率能達(dá)到0.78，離心泵配泵電機(jī)效率略低。

另外從布置圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，離心泵型泵房長(zhǎng)度較斜流泵長(zhǎng)，且擬建場(chǎng)地用地緊張，離心泵型的布置在廠區(qū)內(nèi)布置不下去，因此取水泵推薦采用占地更節(jié)約的斜流泵。

3 泵房配泵方案

根據(jù)用水量分析，新建取水泵房近期設(shè)計(jì)流量為53萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為95.40萬(wàn)m3/d。其設(shè)計(jì)工況如下：

3.1 懷德水庫(kù)建成通水之前（2027年之前）

3.1.1 以東江水為單一水源的情況

取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水53萬(wàn)m3/d。

3.1.2 以西江、東江原水聯(lián)合供給的情況

當(dāng)廠區(qū)出現(xiàn)廢水大部分或全部不回用工況時(shí)，西江來(lái)水僅能提供51.30萬(wàn)m3/d的量，此時(shí)需取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水1.70萬(wàn)m3/d。

當(dāng)東江原水突發(fā)應(yīng)急工況，此時(shí)沙溪分水口僅放水5 m3/s（扣掉5%水損，僅能供水41.04 萬(wàn)m3/d），新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水11.96萬(wàn)m3/d。

3.2 懷德水庫(kù)建成通水以后（2027年初至往后）

當(dāng)廠區(qū)出現(xiàn)廢水大部分或全部不回用工況時(shí)，西江來(lái)水僅能提供51.30萬(wàn)m3/d的量，此時(shí)需取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水1.70萬(wàn)m3/d。

遠(yuǎn)期時(shí)，當(dāng)廠區(qū)出現(xiàn)廢水大部分或全部不回用工況時(shí)，西江來(lái)水僅能提供51.30萬(wàn)m3/d的量，此時(shí)需取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水44.10萬(wàn)m3/d。

遇到西江特枯水年時(shí)，懷德水庫(kù)放一部分水，此時(shí)需取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水29.70萬(wàn)m3/d。

遇到東江原水突發(fā)應(yīng)急時(shí)，此時(shí)西江原水管按最不利工況運(yùn)行，放水量達(dá)到最大，但此時(shí)所有原水均重力流不進(jìn)配水井，此時(shí)需新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水95.40萬(wàn)m3/d。

根據(jù)以上各工況進(jìn)行配泵方案比選如下：

方案一（推薦方案）：大小泵搭配

近期：只用采用斜流泵5 臺(tái)，3 大2 小，其中1 大1 小備用。2臺(tái)小泵流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，其中1臺(tái)備用，均為變頻。3臺(tái)大泵流量Q=8 100 m3/h，H=20.50 m，P=630 kW，其中1臺(tái)備用，均為變頻。

遠(yuǎn)期：采用斜流泵8臺(tái)，3大5小，其中1大1小備用。增加3臺(tái)小泵，流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，均為變頻。

工況分析如下：

近期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水53萬(wàn)m3/d時(shí)：?jiǎn)⒂?臺(tái)小泵，2臺(tái)大泵（53萬(wàn)m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水11.96萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)小泵（14.20萬(wàn)m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水1.7萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)小泵（14.20萬(wàn)m3/d）。

遠(yuǎn)期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水95.4 萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂? 臺(tái)小泵，2 臺(tái)大泵（95.50 萬(wàn)m3/d）。②遠(yuǎn)期，新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水44.10萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)小泵，1臺(tái)大泵（47.80萬(wàn)m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水29.70萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)小泵（28.30萬(wàn)m3/d）。

方案二：統(tǒng)一型號(hào)

近期：采用斜流泵6 臺(tái)，4 用2 備。流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，4用2備，均為變頻。

遠(yuǎn)期：采用斜流泵8 臺(tái)，6 用2 備。增加2 臺(tái)泵，流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW。6用2備，均為變頻。

工況分析如下：

近期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水53萬(wàn)m3/d時(shí)：?jiǎn)⒂? 臺(tái)泵（64.30 萬(wàn)m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水11.96 萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂? 臺(tái)泵（16.10 萬(wàn)m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水1.7萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)泵（16.10萬(wàn)m3/d）。

遠(yuǎn)期：①新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水95.40萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂? 臺(tái)泵（96.50 萬(wàn)m3/d）。②新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水44.1萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)泵（48.20萬(wàn)m3/d）。③新建取水泵房從蘆花坑水庫(kù)抽水29.7萬(wàn)m3/d：?jiǎn)⒂?臺(tái)泵（32.20萬(wàn)m3/d）。

表1 中，方案一和方案二的配泵效率一致，水泵提升的流量和揚(yáng)程一致，因此方案一和方案二中水泵運(yùn)行費(fèi)用一致。

表1 配泵方案造價(jià)比選表

綜上所述：方案一采用大小泵搭配的配泵方式更符合項(xiàng)目運(yùn)行工況，且近期設(shè)備投資更節(jié)約。建議采用方案一。

4 結(jié)論

根據(jù)珠三角水資源配置工程?hào)|莞配套蘆花坑水廠項(xiàng)目實(shí)際情況。新建取水泵房采用方案一大小泵搭配的配泵方式，近期設(shè)備投資節(jié)約。八臺(tái)斜流泵泵房方案占地面積更小，可作為推薦方案。通過(guò)合理的水泵運(yùn)行工況設(shè)計(jì)及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)（變頻調(diào)速），使水泵經(jīng)常在高效段運(yùn)行，提高企業(yè)運(yùn)行效率的同時(shí)，又達(dá)到了節(jié)能降耗和經(jīng)濟(jì)適用的工程目標(biāo)。