自來水廠機泵升級改造實例分析

馮祖康

(陽江市水務集團有限公司，廣東陽江529500)

自來水廠機泵升級改造實例分析

馮祖康

(陽江市水務集團有限公司，廣東陽江529500)

第一自來水廠響應水務集團挖潛降耗的號召，積極開展供水節能技術改造工作。在對取、送水機泵運行工況進行科學評估的基礎上，經過專業分析與討論，完成了切合生產實際的改造工作。該工作不僅大大提高了水廠的日供水量并儲備了更高的供水能力，滿足了城市發展的需要，還取得明顯的節能效果。

水泵改造； 配水電耗； 葉輪切削； 節能

1 改造背景

第一自來水廠作為某市市區供水的主力軍，已從1989年投產使用至今，在城市發展中起到了舉足重輕的作用。近年來，隨著城市規模的進一步擴大，特別是近年來城南和江閘沿線用水需求量的增加，對第一自來水廠的供水能力提出了更高的要求，預計今年日供水量將突破26×104m3。此外，第一自來水廠現有機泵的使用年限約為20年，當時設計的供水壓力約為0.5 MPa，與現時0.4 MPa左右的管網供水壓力相差較大，需要控制機泵出水閥門、減少出水量來保證電機不超功率使用，大大增加了用電量，已不適合當前的使用要求。在此形勢下，第一自來水廠在保證安全供水的前提下，積極開拓供水生產新思路，對存在供水瓶頸缺陷的機泵展開了切合實際的技術改造。

2 機泵運行現狀

第一自來水廠一、二、三期機房現有的水泵配置見表1。

表1 改造前已有機泵統計

續表1 (Continue)

2.1 取水機泵的運行情況

取水機泵根據日供水量的大小采取不同的搭配方式運行，如表2所示。

表2 取水機泵改造前開機運行情況

由上可知，當日供水量保持在25×104m3以上時，取水機泵開始難以滿足需求，并且取水機泵需要4臺并聯運行，當剩余的1臺200 kW機泵用于補充清水池水位時，取水機泵將出現無備用機泵的運行狀態，不符合穩定供水的要求。

2.2 送水機泵的運行情況

為保證管網供水壓力的穩定性(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泵在不同時間段的運行情況并不相同，其具體開機運行情況統計見表3，其中時間段8：00—13：00、13：00—17：00和17：00—2：00均有兩種搭配運行方案，根據實際生產需要而定。

對機房運行數據進行統計和分析得出，每天供水高峰時段并聯運行4臺機泵供水時，710 kW機泵的電機功率降低到600～620 kW運行，560 kW機泵的電機功率降低到520 kW左右運行。而在供水低峰時段供水時，由于要保證江閘沿線和城區管網末梢的正常用水，3臺并聯運行的送水機泵的電機功率同樣有所降低，710 kW機泵的電機功率降低到635 kW左右運行。

表3 送水機泵改造前開機運行情況

綜合送水機泵運行的搭配情況和運行數據可以看出，第一自來水廠的送水機泵存在下列問題：①機泵配置不盡合理，未能分開電機功率級差和按供水梯度進行配置，在供水壓力和供水量變化時不便于調整機泵的運行，不能保持供水設備最佳經濟運行狀況；②第一自來水廠作為市區唯一的供水企業，從供水安全性角度考慮，主力供水機泵要有備用電機，在其中一個機房出現突發設備故障時，另一個機房短時間內能夠保證供水；③多臺高壓送水機泵并聯運行時，互相影響抵消部分能量；④為滿足現時管網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行。這些都大大降低了機泵效率，增加了供水能耗，不利于節能降耗工作。

3 改造方案

針對機泵運行的現狀及存在的問題，第一自來水廠根據現時0.4 MPa左右的管網供水壓力要求，對取水機泵和供水機泵分別進行了綜合論證。通過測算水泵流量和電機功率，對水泵葉輪進行切削改造，從而降低水泵揚程，使機泵電機在水泵閥門全開時也不超負荷運行，達到增加供水量和降低機泵能耗的目的。對于不適合葉輪切削改造的機泵，則重新計算，選取更高效和切合生產實際的新水泵。此外，配置了1臺900 kW的電機替換其中1臺710 kW的電機，具體改造情況見表4。

表4 機泵改造情況

4 改造效果

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

表5 第一自來水廠取水機泵改造后開機運行情況統計

改造后，管網的供水壓力約為0.4 MPa，送水機泵的運行情況見表6，其中一期250 kW的送水機泵作為壓力補償使用，一般是短時間運行。從表6可以看出，改造后機泵能輕松應對目前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定的日供水能力，也儲備了足夠的供水能力，為城市的進一步發展做好了準備。此外，供水高峰期機泵運行的搭配更加游刃有余，分開了電機功率級差，增加了供水梯度配置的種類，有利于應對更復雜的供水壓力和供水量的變化，優化了供水設備的經濟運行狀況。

表6 送水機泵改造后開機運行情況

5 經濟效益分析

經過數據統計得出，機泵改造前，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，共節約電耗23.76×104kW·h。按電費單價0.68元/ kW·h計算，則節約電費16.16萬元。按2015年每月平均供水約500×104m3計算，預計今年7—12月共可節省電費44.88萬元，經濟效益可觀。

6 結論

隨著城市的擴大與發展，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機，在保證連續供水的前提下，采用切削葉輪和更換殘舊水泵的方法改造現有設備，達到提高供水能力和降低電耗的目的，符合國家節能降耗的政策。從長遠的角度來看，能為公司創造較好的經濟效益，也對相關工藝改造具有一定的借鑒意義。

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

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[3] 張煥俐.水泵葉輪切削在水廠節能技術改造中的應用[J].城鎮供水，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工作。E?mail：1660809012@qq．com

2016-08-25