自來水廠機(jī)泵升級(jí)改造實(shí)例分析

馮祖康

(陽江市水務(wù)集團(tuán)有限公司，廣東陽江529500)

自來水廠機(jī)泵升級(jí)改造實(shí)例分析

馮祖康

(陽江市水務(wù)集團(tuán)有限公司，廣東陽江529500)

第一自來水廠響應(yīng)水務(wù)集團(tuán)挖潛降耗的號(hào)召，積極開展供水節(jié)能技術(shù)改造工作。在對(duì)取、送水機(jī)泵運(yùn)行工況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)上，經(jīng)過專業(yè)分析與討論，完成了切合生產(chǎn)實(shí)際的改造工作。該工作不僅大大提高了水廠的日供水量并儲(chǔ)備了更高的供水能力，滿足了城市發(fā)展的需要，還取得明顯的節(jié)能效果。

水泵改造； 配水電耗； 葉輪切削； 節(jié)能

1 改造背景

第一自來水廠作為某市市區(qū)供水的主力軍，已從1989年投產(chǎn)使用至今，在城市發(fā)展中起到了舉足重輕的作用。近年來，隨著城市規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是近年來城南和江閘沿線用水需求量的增加，對(duì)第一自來水廠的供水能力提出了更高的要求，預(yù)計(jì)今年日供水量將突破26×104m3。此外，第一自來水廠現(xiàn)有機(jī)泵的使用年限約為20年，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的供水壓力約為0.5 MPa，與現(xiàn)時(shí)0.4 MPa左右的管網(wǎng)供水壓力相差較大，需要控制機(jī)泵出水閥門、減少出水量來保證電機(jī)不超功率使用，大大增加了用電量，已不適合當(dāng)前的使用要求。在此形勢(shì)下，第一自來水廠在保證安全供水的前提下，積極開拓供水生產(chǎn)新思路，對(duì)存在供水瓶頸缺陷的機(jī)泵展開了切合實(shí)際的技術(shù)改造。

2 機(jī)泵運(yùn)行現(xiàn)狀

第一自來水廠一、二、三期機(jī)房現(xiàn)有的水泵配置見表1。

表1 改造前已有機(jī)泵統(tǒng)計(jì)

續(xù)表1 (Continue)

2.1 取水機(jī)泵的運(yùn)行情況

取水機(jī)泵根據(jù)日供水量的大小采取不同的搭配方式運(yùn)行，如表2所示。

表2 取水機(jī)泵改造前開機(jī)運(yùn)行情況

由上可知，當(dāng)日供水量保持在25×104m3以上時(shí)，取水機(jī)泵開始難以滿足需求，并且取水機(jī)泵需要4臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)剩余的1臺(tái)200 kW機(jī)泵用于補(bǔ)充清水池水位時(shí)，取水機(jī)泵將出現(xiàn)無備用機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)，不符合穩(wěn)定供水的要求。

2.2 送水機(jī)泵的運(yùn)行情況

為保證管網(wǎng)供水壓力的穩(wěn)定性(改造前約為0.5 MPa)并滿足用戶用水需求，第一自來水廠送水機(jī)泵在不同時(shí)間段的運(yùn)行情況并不相同，其具體開機(jī)運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)見表3，其中時(shí)間段8：00—13：00、13：00—17：00和17：00—2：00均有兩種搭配運(yùn)行方案，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而定。

對(duì)機(jī)房運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析得出，每天供水高峰時(shí)段并聯(lián)運(yùn)行4臺(tái)機(jī)泵供水時(shí)，710 kW機(jī)泵的電機(jī)功率降低到600～620 kW運(yùn)行，560 kW機(jī)泵的電機(jī)功率降低到520 kW左右運(yùn)行。而在供水低峰時(shí)段供水時(shí)，由于要保證江閘沿線和城區(qū)管網(wǎng)末梢的正常用水，3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的送水機(jī)泵的電機(jī)功率同樣有所降低，710 kW機(jī)泵的電機(jī)功率降低到635 kW左右運(yùn)行。

表3 送水機(jī)泵改造前開機(jī)運(yùn)行情況

綜合送水機(jī)泵運(yùn)行的搭配情況和運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，第一自來水廠的送水機(jī)泵存在下列問題：①機(jī)泵配置不盡合理，未能分開電機(jī)功率級(jí)差和按供水梯度進(jìn)行配置，在供水壓力和供水量變化時(shí)不便于調(diào)整機(jī)泵的運(yùn)行，不能保持供水設(shè)備最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況；②第一自來水廠作為市區(qū)唯一的供水企業(yè)，從供水安全性角度考慮，主力供水機(jī)泵要有備用電機(jī)，在其中一個(gè)機(jī)房出現(xiàn)突發(fā)設(shè)備故障時(shí)，另一個(gè)機(jī)房短時(shí)間內(nèi)能夠保證供水；③多臺(tái)高壓送水機(jī)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，互相影響抵消部分能量；④為滿足現(xiàn)時(shí)管網(wǎng)0.4 MPa左右供水壓力的要求，送水水泵以限制閥門的方式運(yùn)行。這些都大大降低了機(jī)泵效率，增加了供水能耗，不利于節(jié)能降耗工作。

3 改造方案

針對(duì)機(jī)泵運(yùn)行的現(xiàn)狀及存在的問題，第一自來水廠根據(jù)現(xiàn)時(shí)0.4 MPa左右的管網(wǎng)供水壓力要求，對(duì)取水機(jī)泵和供水機(jī)泵分別進(jìn)行了綜合論證。通過測(cè)算水泵流量和電機(jī)功率，對(duì)水泵葉輪進(jìn)行切削改造，從而降低水泵揚(yáng)程，使機(jī)泵電機(jī)在水泵閥門全開時(shí)也不超負(fù)荷運(yùn)行，達(dá)到增加供水量和降低機(jī)泵能耗的目的。對(duì)于不適合葉輪切削改造的機(jī)泵，則重新計(jì)算，選取更高效和切合生產(chǎn)實(shí)際的新水泵。此外，配置了1臺(tái)900 kW的電機(jī)替換其中1臺(tái)710 kW的電機(jī)，具體改造情況見表4。

表4 機(jī)泵改造情況

4 改造效果

改造后，取水機(jī)泵的運(yùn)行情況如表5所示。對(duì)比于改造前的取水機(jī)泵運(yùn)行情況(表2)得出，在日供水量相同的條件下，改造后運(yùn)行機(jī)泵的總功率小于改造前，并且改造后的取水機(jī)泵能滿足更高的日供水量需求。

表5 第一自來水廠取水機(jī)泵改造后開機(jī)運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)

改造后，管網(wǎng)的供水壓力約為0.4 MPa，送水機(jī)泵的運(yùn)行情況見表6，其中一期250 kW的送水機(jī)泵作為壓力補(bǔ)償使用，一般是短時(shí)間運(yùn)行。從表6可以看出，改造后機(jī)泵能輕松應(yīng)對(duì)目前25×104m3/d的用水量需求，說明第一自來水廠改造后擁有了更穩(wěn)定的日供水能力，也儲(chǔ)備了足夠的供水能力，為城市的進(jìn)一步發(fā)展做好了準(zhǔn)備。此外，供水高峰期機(jī)泵運(yùn)行的搭配更加游刃有余，分開了電機(jī)功率級(jí)差，增加了供水梯度配置的種類，有利于應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的供水壓力和供水量的變化，優(yōu)化了供水設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況。

表6 送水機(jī)泵改造后開機(jī)運(yùn)行情況

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，機(jī)泵改造前，2015年5—6月供水每千立方米的耗電量平均為254.5 kW·h；機(jī)泵改造后，2016年5—6月供水每千立方米的耗電量平均為232.5 kW·h，降低了8.6%。2016年5—6月的供水量為1 080.17×104m3，共節(jié)約電耗23.76×104kW·h。按電費(fèi)單價(jià)0.68元/ kW·h計(jì)算，則節(jié)約電費(fèi)16.16萬元。按2015年每月平均供水約500×104m3計(jì)算，預(yù)計(jì)今年7—12月共可節(jié)省電費(fèi)44.88萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

6 結(jié)論

隨著城市的擴(kuò)大與發(fā)展，城市的用水需求量越來越大，第一自來水廠的年供水量逐年遞增。第一自來水廠把握供水低峰期的時(shí)機(jī)，在保證連續(xù)供水的前提下，采用切削葉輪和更換殘舊水泵的方法改造現(xiàn)有設(shè)備，達(dá)到提高供水能力和降低電耗的目的，符合國家節(jié)能降耗的政策。從長遠(yuǎn)的角度來看，能為公司創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益，也對(duì)相關(guān)工藝改造具有一定的借鑒意義。

[1] 何桂洪,杭濱,胡家樂,等.新基加壓站節(jié)能改造典型案例分析[J].廣東供水，2016，30(2)：21-28.

[2] 岳建祥.水泵葉輪切削的能效分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011，10(15)：69-70.

[3] 張煥俐.水泵葉輪切削在水廠節(jié)能技術(shù)改造中的應(yīng)用[J].城鎮(zhèn)供水，2010(6)：28-30.

Case analysis of upgrading and renovation of pump station in waterworks

Feng Zukang

(YangjiangWaterworksGroupCo.,Ltd.,Yangjiang529500,China)

In response to the Water Group's suggestion—increasing the production potential of the machine and reducing energy consumption, team of the First Waterworks has actively worked on technology reformation of energy saving in water supply. The running condition of the water intake pump and distribution pump had been evaluated. Through professional technical analysis and team discussion, the transformation of pumps had been completed according to the practical production. The daily water supply capacity and water reservation capacity have been greatly increased, which is adapted to the needs of urban development, and obvious energy saving effect have been obtained.

pump renovation； power consumption of water supply； impeller cutting； energy saving

TU991.61

B

1673-9353(2016)06-0026-03

10.3969/j.issn.1673-9353.2016.06.007

馮祖康(1971- )， 男， 本科， 助理工程師， 主要從事市政供水相關(guān)工作。E?mail：1660809012@qq．com

2016-08-25