武漢市大型城排泵站更新改造案例研究
——以武漢市后湖泵站三期機(jī)組改造工程為例

付 強(qiáng)

(武漢市排水泵站管理處，湖北 武漢 430015)

武漢市大型城排泵站更新改造案例研究
——以武漢市后湖泵站三期機(jī)組改造工程為例

付 強(qiáng)

(武漢市排水泵站管理處，湖北 武漢 430015)

城市排水泵站是雨季汛期城市防洪排澇的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其設(shè)施設(shè)備的好壞關(guān)乎城市排漬安全。本文以武漢市后湖泵站三期機(jī)組改造工程為例，對改造工程實(shí)施前泵站設(shè)施設(shè)備存在的問題進(jìn)行分析，并從機(jī)組水泵的選型、同步電機(jī)改為異步電機(jī)、泵站自控系統(tǒng)升級改造等方面對工程改造措施進(jìn)行闡述，意在為類似泵站提檔升級工程提供參考。

武漢市城排泵站；更新改造

1 概 述

武漢市后湖三期泵站是建于20世紀(jì)80年代的大型城市排水泵站，共裝配有12臺水泵機(jī)組，單機(jī)容量900kW，單臺流量8.08m3/s，總裝機(jī)容量達(dá)10800kW，總設(shè)計流量96.96m3/s。該泵站主要擔(dān)負(fù)著雨季汛期武漢市漢口黃孝河地區(qū)面積達(dá)48.53km2范圍內(nèi)雨漬水抽排任務(wù)，其服務(wù)區(qū)范圍內(nèi)包括市、區(qū)黨政機(jī)關(guān)及諸多重要企事業(yè)單位，因此，后湖泵站排漬運(yùn)行效率的高低事關(guān)重大。后湖泵站運(yùn)行至今已有20余年，泵站設(shè)施設(shè)備嚴(yán)重老化，特別是后湖三期水泵機(jī)組運(yùn)行抽排能力較設(shè)計指標(biāo)降低較大，且能耗不斷增加。為保障漢口黃孝河地區(qū)排漬安全，對后湖三期泵站設(shè)施設(shè)備進(jìn)行提檔升級改造現(xiàn)實(shí)意義極大。

2 泵站存在的主要問題

后湖三期泵站在實(shí)施改造前，部分設(shè)備經(jīng)過20多年使用(具體情況見表1)，老化嚴(yán)重，效率逐步降低，存在諸多問題。

2.1 設(shè)備老化

后湖三期泵站水泵配套TL900-24/2150型同步電機(jī)老化嚴(yán)重，電機(jī)絕緣降低，安全隱患增大；泵站1600LH-11型立式混流泵經(jīng)過長年運(yùn)行，抽排性能逐步下降，水泵運(yùn)行能耗增大，在日常運(yùn)行過程中振動及噪音大，葉輪葉片汽蝕磨損問題突出；在泵站出水方向張公堤上設(shè)置的12臺MZS1A-45H型真空破壞閥，生產(chǎn)年代久遠(yuǎn)，動作機(jī)構(gòu)嚴(yán)重老化，影響機(jī)組高效運(yùn)行。

2.2 設(shè)備操作原始

泵站同步電動機(jī)，開機(jī)需操作勵磁裝置，開機(jī)操作程序煩瑣，且勵磁故障率較高，不便于運(yùn)行人員維護(hù)管理；由武漢閥門廠生產(chǎn)的SDGX-10型蝶閥僅能手動操作，開啟及關(guān)閉所需時間長，效率較低，且自上世紀(jì)80年代末期投入使用至今已嚴(yán)重銹蝕，安全運(yùn)行可靠性低。

2.3 設(shè)計能力不足

泵房車間內(nèi)2臺橋式起重機(jī)最大吊裝重量為10t，難以滿足泵站檢修及改造需求。

2.4 自動化水平低

泵站自動化控制水平低，開停機(jī)只能由運(yùn)行維護(hù)人員就地操作，目前僅能實(shí)現(xiàn)對機(jī)組運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程監(jiān)視，機(jī)組及其他輔助設(shè)施設(shè)備不能通過自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，人力成本較高。

表1 后湖三期泵站改造前部分設(shè)備情況

3 工程改造目標(biāo)和措施

3.1 改造目標(biāo)

在水泵、電機(jī)等主要設(shè)備方面，選用技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能高效的設(shè)備，在泵站總體用電容量不變的情況下，滿足并力求超過排漬需求；充分利用泵站現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，最大限度地節(jié)省工程投資；通過自控系統(tǒng)升級改造，提升泵站自動化運(yùn)行水平，初步實(shí)現(xiàn)自動控制運(yùn)行。

3.2 技術(shù)措施

通過工程手段改造更新泵站主機(jī)組水泵、電機(jī)及其他輔助設(shè)備(具體改造情況見表2)，提高泵站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行可靠性，保障安全高效運(yùn)行。

在保留現(xiàn)狀泵房大部分土建結(jié)構(gòu)的前提下，將原水泵更新為立式導(dǎo)葉式混流泵(抽芯式)，保留原有進(jìn)水流道及出江壓力管道；將原有900kW同步電機(jī)改造更新為同功率的異步電動機(jī)，并對應(yīng)配套設(shè)置電容補(bǔ)償柜，保障功率因素達(dá)標(biāo)；對原機(jī)組6kV開關(guān)柜進(jìn)行更新，降低真空斷路器及其操作機(jī)構(gòu)、綜保裝置故障率，減少運(yùn)行維護(hù)成本；將原手動蝶閥更新為同尺寸的電動蝶閥，縮短開閉時間，提高運(yùn)行效率；更新改造12臺真空破壞閥為壓力平衡式真空破壞閥，降低水泵機(jī)組運(yùn)行能耗；采用水泵底座砌筑與水泵安裝交替施工、流水作業(yè)的方式，減少工期損耗，保障工程進(jìn)度達(dá)標(biāo)。

泵站自控系統(tǒng)改造過程中，由2臺PLC站共同構(gòu)成泵站自控系統(tǒng)，其中1臺位于新建配電房低壓控制室，用于監(jiān)視12臺水泵機(jī)組運(yùn)行情況，并將新裝電動出水蝶閥、軸流風(fēng)機(jī)、主機(jī)組出水管道壓力等設(shè)施設(shè)備相關(guān)運(yùn)行參數(shù)接入此PLC站，一并監(jiān)視運(yùn)行情況；另1臺PLC站設(shè)置于真空破壞閥室，用于監(jiān)控真空破壞閥運(yùn)行情況。

表2 后湖三期泵站部分設(shè)備改造更新情況一覽表

4 改造技術(shù)創(chuàng)新及社會經(jīng)濟(jì)效果

后湖泵站三期機(jī)組改造工程作為武漢市重點(diǎn)建設(shè)工程，在工程實(shí)施過程中進(jìn)行了大量創(chuàng)新實(shí)踐，獲得了很好的社會經(jīng)濟(jì)成效。一是水泵選型過程中，為提高其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，選用了使用陶瓷軸承的立式導(dǎo)葉式混流泵，摒棄了傳統(tǒng)使用橡膠軸承或賽龍軸承的水泵類型。陶瓷軸承具有耐高溫、耐高寒、絕緣性能好等諸多傳統(tǒng)材質(zhì)軸承所不具備的優(yōu)點(diǎn)，其運(yùn)用于水泵機(jī)組屬于水泵行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。二是泵站自控系統(tǒng)的升級改造，逐步實(shí)現(xiàn)了泵站設(shè)備的自動化運(yùn)行，在促進(jìn)泵站科技含量提檔升級的同時，降低了運(yùn)行管理人員的勞動強(qiáng)度，減少了人力成本。三是為實(shí)現(xiàn)合同約定工期內(nèi)改造工程主體完工投用的進(jìn)度目標(biāo)，施工過程中采取了不同工序交替進(jìn)行、流水作業(yè)的方式，極大提高了施工效率并縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了按期投入排漬運(yùn)行，保障了武漢市城市排漬安全，社會反響良好。

5 結(jié) 語

泵站設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新改造，提升了泵站運(yùn)行效率和可靠性，為汛期排漬工作的開展提供了強(qiáng)有力的保障，為泵站的安全、正常運(yùn)行維護(hù)管理工作打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。

Case Study on Transformation and Renovation of Large Urban Drainage Pumping Stations in Wuhan City——Taking the Reconstruction Project of Houhu Drainage Pumping Station Phase III in Wuhan City as an Example

FU Qiang

(WuhanDrainagePumpingStationManagementDepartment,Wuhan430015,China)

Urban drainage pumping station is the vital infrastructure for flood prevention and drainage of a city during flood season, and the quality of its facilities and equipment has a bearing on the drainage safety of the city. This paper takes the reconstruction project of Houhu Drainage Pumping Station Phase III in Wuhan City as an example, analyzes the problems of the facilities and equipment of the drainage pumping station existed before implementation of the reconstruction project, and elaborates the engineering reconstruction measures from the aspects including selection of the pumps, synchronous motors instead of asynchronous motors and upgrade and reform of the automatic control system of the pumping stations, aiming to provide a reference for the upgrading project of similar pumping stations.

urban drainage pumping stations in Wuhan City; transformation and renovation

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.05.022

TV675

B

1673-8241(2017)05- 0064- 03