高新加壓站改擴建工程的實踐與研究

左敦晨

（合肥供水集團有限公司，安徽 合肥 230011）

隨著合肥聚力打造“五高地一示范”進程的不斷推進，城市供水需求日益增大。為進一步滿足高新區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展用水需求，合肥供水集團啟動高新區(qū)供水加壓站改擴建工程。2020 年10 月，高新加壓站改擴建工程竣工達產(chǎn)，日供水能力由8 萬立方米提升至12 萬立方米，為周邊區(qū)域的發(fā)展提供充足的供水要素保障。

1 工藝簡介

高新加壓站位于合肥市西南，玉蘭大道與習友路交口，占地面積19 畝，水源取自三水廠。改造內容主要包括：新建清水庫一座，有效容積6500 立方米，加壓站蓄水能力由1萬立方米提升至1.65 萬立方米；新建吸水井一座，有效容積318 立方米；泵房更換三臺水泵機組，流量1600m3/h，揚程46m，改造后泵房機組采用全變頻調速的運行方式；新建一條DN1000 出水管與供水管網(wǎng)連接；外電增容及加壓站內變配電設備、自控改造等內容。

2 供電增容改造

供水加壓站的安全穩(wěn)定運行，離不開供電安全。加壓站如果出現(xiàn)供電故障，導致停產(chǎn)，將影響城市局部區(qū)域的居民用水和經(jīng)濟生產(chǎn)，后果非常嚴重。提供良好穩(wěn)定的供電是加壓站改造的基本條件，也是不可或缺的硬件配置。高新加壓站原供電系統(tǒng)設變配電間1 座，高壓柜10 臺，低壓柜11 臺，630KVA 干式變壓器2 臺，供電容量1260KVA，泵房6 臺水泵（380V）夏季高峰時段同時運行變壓器已滿負荷。本次改造將現(xiàn)狀三臺水泵更換為250KW 水泵機組，加壓站總用電負荷增加約340KVA，需更換為兩臺1000KVA 變壓器，供電增容至2000KVA。施工內容主要為外線和廠區(qū)內變配電系統(tǒng)改造，要在確保加壓站連續(xù)生產(chǎn)的前提下，完成所有設備更換和負荷遷移工作。

2.1 外線改造

高新加壓站現(xiàn)狀10kV 主備用線路為架空公線T 接，全主全備，分別引自潛水變25#開關和創(chuàng)新變25#開關，自T接點沿JKLYJ-10-70 架空線至廠區(qū)轉入地下電纜YJV22-10-3×95 敷設50 米后進入至變配電間。供電增容改造保留原電源點，由于原進線部分線路為同桿架設，檢維修存在隱患，此次外線改造將架空線改為全電纜線路，電纜使用YJV22-10-3×240，電纜線徑適當放大，有效地提升了供電線路運行可靠性。

2.2 變配電改造

由于加壓站連續(xù)生產(chǎn)需要，無法對現(xiàn)狀變配電設備停用后原位更換，設計時，充分考慮施工方案，確定在現(xiàn)狀變配電間側另設一座低配中心，在新變壓器、低壓配電柜安裝和調試完成后，分段進行切換，逐步將加壓站所有負荷遷移至新低配中心進行供電。配電改造施工過程中，應提前根據(jù)增容后的容量對進線智能真空斷路器、高壓柜整定值進行計算和調整，防止新變壓器投用時涌流造成配電柜甚至公網(wǎng)跳閘停電，影響加壓站生產(chǎn)。

3 工藝設備改造

3.1 水泵機組

高新加壓站泵房內設有6 臺水泵，單排布置，三臺為變頻，揚程均為46 米，其中1#～4#流量為1100m3/h，5#～6#為700m3/h。為達到日供水量12 萬立方米，滿足高峰供水需求，結合泵性能曲線的分析及并聯(lián)臺數(shù)的調整，確定機組配置為：

表1 泵房水泵配置

新更換的4#、5#、6#水泵從新建吸水井進水，進出水管分別更換為DN700、DN600，機組采用全變頻調速的運行方式。新機組出水管設置多功能水力控制閥，保持與原機組的統(tǒng)一，相較液控止回閥，其操作簡單、維護量小的特點，更適合于無人或少人值守的加壓站。

3.2 工藝管道

為提升高新加壓站供水能力，此次改造新建了一條DN1000 出水管與供水管網(wǎng)DN800 管道連接，預留DN600 接口，供遠期使用。新建出水管安裝電磁流量計一臺，并設置流量計校核井一座，便于定期校核工作。加壓站內生產(chǎn)管線為鋼管，蝶閥均采用臥式安裝，壓力管線閥門使用傳力伸縮節(jié)頭，自流管線閥門使用限位伸縮接頭。新老管道接駁是工藝管道施工的重難點，施工應充分考慮各種可能發(fā)生的不利情況，特別需要對停水關鍵閥門進行檢查，試驗啟閉情況，必要時，提前更換，并制定應急措施，提升現(xiàn)場應急處置能力。

3.3 加氯系統(tǒng)

高新加壓站加氯采用次氯酸鈉投加，加氯間設數(shù)字式計量泵2 臺，投加量85L/h，在中控室遠程控制投加量；儲料使用2 個有效容積為2m3PE 儲罐，并在室外安裝臥式鋼襯塑儲罐1 個，應急情況下可收集泄露的次氯酸鈉。此次改造對設在清水庫進水總管上的投加點進行改造，投加管插入進水總管0.5 倍管徑處，斜口背向水流方向，確?；旌闲Ч?。同時，在加氯點前增加取樣點，通過監(jiān)測進、出廠水余氯變化，精準控制次氯酸鈉的投加量。

4 水廠加壓站改造的總結與分析

4.1 加壓站改造的設計與施工管理

加壓站改造可以有效提升供水能力，滿足高峰期用戶用水需求，解決低壓區(qū)問題。由于為改造項目，需要在確?，F(xiàn)有供水能力的前提下，邊生產(chǎn)邊改造，逐步提升產(chǎn)量，前期設計時，就與后期施工管理相結合。

（1）高新加壓站自建廠，已經(jīng)歷過兩次改造，竣工資料不準確，廢棄管線清理不到位，都會給改造施工帶來困難，這也是改造的難點。前期設計要充分勘察現(xiàn)場，對關鍵數(shù)據(jù)如泵房出水母管標高、泵房地平標高、主要生產(chǎn)管線走向、閥門位置等信息進行重新復核。

（2）設計時，設備的選型要結合現(xiàn)場情況，如提升改造，新進場設備重量會增加，原吊車載荷、設備平臺的承重是否滿足要求；新建管線施工是否與原管線管位沖突，放坡開挖會對原有構筑物產(chǎn)生影響，提前考慮支護措施；新設備選型盡量保持與保留設備的一致性，便于日常使用和維護。

（3）加壓站改造工程施工管理，必須有完整的規(guī)劃，制定切實可行的施工組織設計。節(jié)點施工前，應制定詳細的施工方案，通過細節(jié)管控確保質量和安全。高新加壓站改擴建工程，共進行勾點施工5 次，配電切換4 次，完成所有改造內容。

4.2 清水庫土建施工分析

高新加壓站改擴建工程新建清水庫1 座，有效容積6500立方米，基礎選用直徑600 鉆孔灌注樁，共計256 根，為合肥供水集團第一座采用樁基結構的清水庫。廠區(qū)西側新建清水庫預留地原為一座池塘，底部有較多淤泥，部分區(qū)域為回填土，結合現(xiàn)場情況，采用樁基結構，后期使用可減小清水庫沉降造成伸縮縫滲水等情況的發(fā)生。清水庫地上部分外立面宜采用貼磚工藝，整體效果美觀大方，避免真石漆年久脫落的情況；頂部覆土沿四周設置排水溝，透氣孔、人孔蓋板應采用不銹鋼材質；在清水庫外部、內部均設置土建臺步樓梯，便于日常巡檢和清水庫清洗時人員、設備進入清水庫。

4.3 加壓站變頻機組運行

加壓站在建設時，水泵型號的選定需要依據(jù)最不利的工況，且要考慮遠期用水量的增長，配置大流量、高揚程的水泵確保了供水保障能力。但是，實際生產(chǎn)中，一天內供水區(qū)域用水量和管網(wǎng)壓力的變化較大。高新加壓站出口壓力變化范圍為0.31 ～0.38MPa，在夜間和下午供水低峰時段，壓力遠低于水泵46m 的揚程，已嚴重偏離水泵高效區(qū)。水泵在這個工況下持續(xù)工頻運行，不僅浪費能源，還會損害水泵，電機甚至會因為超功率而過熱。高新加壓站機組改造后為全變頻，經(jīng)過對每日用水量和管網(wǎng)壓力的趨勢分析，及時調整開機臺數(shù)和類型，優(yōu)化調度方案，通過適時的變頻調速，保證機組在高效區(qū)內運行，提高了經(jīng)濟效益。

5 結語

近年來，合肥供水集團以“抓細節(jié)建精品”理念建設現(xiàn)代化水廠，讓一批精品水廠陸續(xù)建成投用，規(guī)劃水廠爭先上馬，打出了城市供水保障綜合能力大提升的“組合拳”。高新加壓站改擴建工程堅持“邊生產(chǎn)、邊改造、邊施工”的原則，2020 年克服了疫情和汛情的影響，圓滿地完成了所有改造內容，成為加壓站提升改造的典型成功案例。