既有取水泵站改造设计要点分析

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:曹小玉
[导读] 摘要:探究在既有取水泵站背景下,进行节能改造优化升级,需要注意的一些问题,本文通过一个小型的案例分析,阐述了应该注意的几点问题,供相关人员参考。
        长江生态(湖北)科技发展有限责任公司  湖北武汉  430010
        摘要:探究在既有取水泵站背景下,进行节能改造优化升级,需要注意的一些问题,本文通过一个小型的案例分析,阐述了应该注意的几点问题,供相关人员参考。
        关键词:既有取水泵站;改造设计;要点分析
        0引言
        取水构筑物(Intake Structure)是从地上或地下水源取水,并把水从水源地输送到水处理厂或用户的设施。因为水源的自然状况和地理位置不同,对应的取水构筑物的形式、布局、造价和安全可靠性也不尽相同。若要提高构筑物的取水能力,改善水质,增强构筑物取水的可靠性,必须选择合适、合理的取水构筑物。取水构筑物按照设置的位置可分为地下水取水构筑物和地表水取水构筑物。在实际过程中,后者的应用范围更为广泛,根据《中华人民共和国水法》和《取水许可和水资源费征收管理条例》的相关规定,我国很多城市的城区采取了禁止开采地下水的措施,以避免地下水资源的浪费。按照结构和组成,地表水取水构筑物可分为两类,一类为固定式取水构筑物,包括岸边式、河床式和斗槽式;另一类为移动式取水构筑物,包括浮船式和缆车式。
        1既有取水泵站改造设计指导思想
        (1)可为定位提供依据:即作为形象标杆—发挥对全城聚焦影响的作用;作为产品标杆—可发挥对产品升级引领的作用;作为价值标杆—可发挥对优质生活实现的作用。
        (2)需遵循的在设计方面的原则:具体包括①对“以人为本”最为基础的设计思想予以强调,对人与建筑之间、人与空间之间、人与交通之间、人与环境、人与环境之间的关系予以充分考虑。设计需从总体层面,对建筑、周边城市空间所具有的和谐关系统筹考虑。②对社会、环境效益之间存在的统一性原则提高遵守力度,完成自然资源的合理配置,对用地结构进行不断优化,与各项目的设施进行合理配套。③在对 “经济、适用、美观”原则进行遵循的同时对地块进行合理利用,在满足使用需求的情况下,做到最大化的因地制宜。④在进行设计时,尽量对新技术、新设备、新材料予以选取,力求可与环保节能要求下绿色建筑标准符合。
        2既有泵站概况及改造优化设计
        2. 1 概况
        既有取水泵站位于庐阳区防汛路以北大房郢水库旁,距迁建净水厂约 2.1km,原设计规模 60×104m3/d,设计最枯水位20.6m。该取水泵站的取水头部、导流管和泵站土建工程已于2004 年完工,设备尚未安装。而取水泵房为半地下式,平面尺寸为 49m×12.9m,深 13.8m,内设 7 个泵位,井壁上已预埋进水管和出水管孔洞。取水泵房原设计泵组采用单级单吸离心泵。
        2.2水泵选型
        在泵站运行成本中,水泵、电机设备的用电量则要占动力能耗的绝大部分,因此,水泵选型的效率以及能耗至关重要[1]。原设计泵站采用单级单吸离心泵,目前,单级单吸离心泵由于效率较低,水厂使用较少,合肥地区目前水厂及泵站均采用单级双吸卧式离心泵,该泵型效率高,具有显著的节能效果,且运行稳定,故本次改造工程将取水泵房水泵机组调整为单级双吸卧式离心泵,此种泵型与原设计尺寸不一致,则需要重新布置水泵机组。
        2.3平面布置
        根据水厂设计规模确定取水泵房设置 5 台单级双吸卧式离心泵,3 用 2 备,其中 2 台变频。单泵流量 Q=6 150m3/h,扬程H=24.5m,功率 P=560kW。根据既有竣工图纸及现场实际情况,水泵吸水管已全部安装完毕,吸水管埋深很大,且与吸水井已联通,无法调整吸水管位置及埋深,只能利用既有,考虑水泵电机起吊安装[2],取水泵房改造设计平面布置如图1所示。
       
        图1:取水泵房改造设计平面布置图
        取水泵房平面布置方案无法满足水泵电机安装要求,必须对泵房原结构进行改造,经与水泵厂家及建设单位沟通协调,在不能破坏既有建筑结构的前提下,将与梁冲突无法安装的水泵机组标高降低是最优方案[3],但缺点是水泵吸水管形成倒 U 型,易积气,对水泵运行效率有一定影响,具体布置如图 2所示。目前,该泵站水泵及管道已安装就位,通水调试已完成,可正常向净水厂供水。
       
        图2:取水泵房改造优化平面布置图
        既有取水泵站改造是一个系统工程,上述仅是其中水泵机组改造的特例,合肥三水厂迁建工程利用既有大房郢取水泵站进行改造,以下是既有泵站改造设计中笔者认为需要注意几个地方和几点体会,为以后泵站改造设计提供参考。
        (1)既有泵站改造涉及方方面面的工作,不仅要考虑原设计思路,更要与当前技术水平和运营管理水平相匹配;不仅要考虑工艺设计方案,还需与建筑、结构、暖通、电力、自控等专业相互配合协调,共同完成。
        (2)利用既有泵站尽可能不破坏既有结构,如需破坏,需进行结构评估和审查。
        (3)利用既有泵站,需要对既有房屋建筑重新装修,对内外墙面、地面、栏杆等重新粉刷更换。
        (4)已实施的工艺管道如无法更换,需要利用时,需对内部淤积物进行清淤,钢制管件及配件进行除锈后重新防腐处理,设备预埋件腐蚀严重的予以更换。
        (5)站内道路围墙、给排水管道、生产管线、电力、自控、暖通等均需重新设计。
        3总结
        取水泵站承担了向二级泵站输水的任务,其运行成本主要来自于电费。而且大变幅水位取水泵站的工作扬程区间跨度大,相应的制定科学的水泵运行方案愈发困难。供水行业是城市的用电大户,而取水和供水泵站中水泵机组的耗电量占整个供水企业耗电量的 95%以上。而且随着城市化的发展和人民生活水平的提高,供水系统的总耗电量会越来越大。因此泵站的节能改造优化对于建设节约型社会意义重大。
        参考文献
        [1]袁帅,李海涛,向志波.浮船式泵站在徐家河水库引水工程中的应用[J].地下水,2021,43(02):199-202.
        [2]辛素琴.沉井取水泵站基础处理方案优选[J].智能城市,2021,7(04):128-129.
        [3]邢超.茨淮新河灌区取水泵站水量监测方法分析[J].江淮水利科技,2021(01):8-9.
        [4]刘涛,张家全.重庆市某大型净水厂取水工程结构设计实例分析[J].工程技术研究,2021,6(02):212-213.
        [5]夏忠朋.探究水泵站自动化控制系统分析[J].水电站机电技术,2020,43(11):16-17.
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