取水泵站吸水井格網沖洗水系統的改造

楊勇

【摘 ?要】隨著國家整體經濟建設的飛速發展，水利工程的作用與價值愈加明顯，已經成為社會經濟發展的主要推動力。在此背景下，水利水電行業也不斷對核心技術與應用設備進行優化革新，旨在進一步強化水利工程項目的施工質量?；诖耍恼乱匀∷谜疚窬W沖洗系統為切入點，結合實際案例對問題進行分析與討論，并且提出兩種改造方案，從經濟性與實用性等方面對方案進行對比分析。希望對相關研究人員提供參考與借鑒。

【關鍵詞】水利工程;取水泵站;格網;改造

引言

在水利工程中應用格網，可以對地表水起到一定的規律作用，尤其是在地表水比較渾濁時，格網可以有效攔截大量懸浮物。但是，格網在應用過程的功效會隨著時間逐漸降低，因此需要根據情況進行清洗，這樣才能保證凈水工藝過程的順利進行。在當前的水利工程中，普遍采用水源系統與壓水管路、沖洗泵組以及格網配水管路相結合，以此來形成有效的格網清洗系統。本文針對格網提出兩種不同的清洗系統方案，并且從綜合層面對方案進行分析，對水利水電企業施工技術水平的提升具有重要意義。

1.工程概況

本研究以揚水工程工作站為例，根據當前的供水需求，正常情況下上游運行1臺泵組，下游運行2臺泵組，然而近階段最大運行工況為上游運行2臺泵組，下游運行3臺泵組，共計5臺。下游泵房擴建工程竣工時，沖洗泵總壓水配水管路由原來無變徑的DN200鋼管改造更新為有變徑的DN40，沖洗泵更新為對應編號的KS350--50型泵。單臺泵的進出水管及其閘門規格未變均為DN200，總吸水管路未改造，其規格仍為DN200。沖洗水源未變，由于在渾水期無法保證格網沖洗水系統的運行效率，除了運行泵組的格網要求連續沖洗運行外，規定其余所有格網運行間歇運行。因此在此基礎上針對格網沖洗方案進行重新設計。

2.格網沖洗系統的問題及分析

2.1格網沖洗系統存在的問題

首先，原有格網沖洗水系統的作業強度較低，而且噴嘴出水量與速度較低，無法對格網進行有效清潔;其次在當前的系統運行下，沖洗泵的開啟度僅為30%左右，還會伴隨水閘門的開關產生劇烈變化;最后為盡量提升沖洗水系統的作業質量，采用開啟度不超過30%的運行措施，然而這樣無法滿足工藝需求，同時還會造成設備嚴重損耗，造成不必要的電能損耗。

2.2格網沖洗系統問題分析

當前格網沖洗水系統中噴嘴設備的流量無法確定，根據格網沖洗的水壓要求，一般為2-4kg/cm2，然而實際數值卻遠低于標準值，這樣在地域水流達到洪峰時期時，噴嘴形成的斷面僅為30mm2，這樣勢必會影響到沖洗水系統的整體運行效率。此外，在自由水頭與壓水管路的應用中，由于沖洗泵的運行會直接對格網造成影響，所以還需要對集水槽的斷面與長度等數值進行分析，也就是在最大設計取水工況時，遭遇渾水期間可以供應6臺格網清洗設備進行作業。然而實際效果確實無法實現同時沖洗。

3.格網沖洗水系統的改造方案分析

基于上述問題，本研究針對揚水工程工作站提出兩種不同的格網沖洗水系統設計方案，具體如下：

3.1方案一

通過對格網的管路噴嘴壓力進行調整，進而實現一運一備的兩端沖洗策略，采用備用系統對格網沖洗水系統運行效率的問題進行彌補，設法減少吸水管路的壓力，這樣可以促進噴嘴出水量與最大壓力值。此外，該方案還可以消除氣體產生的環境，進而同時兼顧經濟、安全以及可靠等效果。

在管材方面，為有效配合格網沖洗水系統技術的應用，泵房內的水泵吸水管路要強化與整體的融合程度，例如，采用DN400外徑的管理對部分區域進行更換，并且在排線形式上與DN200鋼管相同，這樣可以避免不必要的管路改進。此外還要增設DN300蝶閥，考慮到塑料管質量輕、水頭損失小以及耐腐蝕等功能，可以根據實際情況在地面荷載小的區域進行安裝與更換，為保證沖洗水系統的穩定度與應用安全性，還要裝置DN100泄水閥。通過對該方案的價格進行經濟分析，本工程進行DN400鋼管的更換總共需要700元/m，在其性價比與吸水管路的改造方案進行對比時明顯高于后者。

格網沖洗水系統管路更新改造費用具體如下：（1）DN400鋼管的更換安裝費用約為19.8萬元;兩座閥門的建設費用約為0.6萬元;DN400蝶閥的安裝費用為2.5萬元;DN300蝶閥的安裝費用為1.7萬元;拆除原管路與設備的人工費用約為0.6萬元;完成該方案的總共成本約為25萬元。

3.2方案二

該方案針對格網最不利的管路水壓進行調整，首先要保證壓水管路與吸水管路的運行狀態，針對吸水管路中的最大流量進行確定，并且對沖洗泵組進行檢查，以此來明確該方案的適用性。該方案不需要對原有水路進行改造，因此施工量較少，同時可以在短時間完工，不會耽誤格網沖洗水系統的正常運行。

首先要對沖洗泵的運行參數進行確定，由于吸水管路的流通能力有限，因此可以選擇兩臺型號相同的設備進行實驗，也就是保證吸水管路流通能力相同的情況下，針對格網沖洗水泵的噴嘴壓力進行調試，同時也是采用一運一備的運營方式，這樣可以長時間保證清晰系統的作業質量。其次要對格網一次沖洗的組數進行確定，由于本工程區域在非渾水期間的漂浮物較少，因此格網需要較大的沖洗需求，可以選擇4臺為一組進行沖洗。最后在渾水期間由于漂浮物較多，這時可以選擇6臺為一組進行沖洗。通過對該方案的所有成本投入進行匯總分析，選用國產水泵完成此項目需要的資金量約為5萬元。

3.3兩種方案對比分析

針對兩種格網沖洗水系統的改造方案進行分析，首先從技術層面來看，由于兩個方案都無法實現長期最大運行工況時連續沖洗運行的要求，但是方案一由于沖洗水頭的壓力較高，這樣可以保證沖洗效果與沖洗強度，由于是在渾水期間可以完成格網的沖刷作業。但是方案一的耗能較高，不僅在前期需要大量資金投入，而且在后期應用時也需要大量電能損耗。其次從經濟層面來看，通過對總成本投入進行對比分析，方案二要比方案一經濟適用，而且工程量較少，工期短，在施工期間可以保證原有格網沖洗水系統的正常運行狀態。最后從綜合方面來看，在當前與近期來看方案二優于方案一。

4.結語

綜上所述，提升水利水電綜合施工水平，等同于對經濟建設的可持續發展提供保障。尤其是在節能減排的發展口號下，水利水電企業要積極應用節能優化技術，這樣才能在保證質量與效率的同時兼顧成本。文章以水利水電工程中泵站網格沖洗水系統的改造問題進行研究，以揚水工程工作站為例，針對其格網沖洗環節現存問題制定科學合理的解決措施，保證揚水工程工作站的穩定運行狀態，實現良好的經濟效益，進而有效推動我國水利水電事業的良好發展。

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