1.取水配置
1.1原阳泵站基本情况原阳泵站为新区水厂水源工程一部分,原设计为新区水厂输送原水(24万m 3/日)及作为孟营水厂第二水源,为孟营水厂输送原水(8万m 3/日),目前安装定速水泵及配套电机三套,具体型号如下:
1.2输水管道基本情况设计供水能力:新区水厂一期12万m 3/日,及孟营水厂第二水源8万m 3/日。
管道设置:自泵站至郎公庙油房堤村处为10kmDN1400预应力钢筋混凝土管道,在油房堤处三通至贾太湖为4.5kmDN1000预应力钢筋混凝土管道,至新区水厂为9.5kmDN1200预应力钢筋混凝土管道,在三通处设有DN1000mm及DN1200mm蝶阀2台进行控制。
1.3新区水厂一期基本情况新区水厂一期设计供水能力12万m 3/日,设有折板絮凝池、平流沉淀池、6组V型滤池,泵房安装有定速泵三台,变频泵一台,具体型号如下:在目前正常生产情况下送水量为8万m 3/日,开一台工频泵为3200-3400m 3/h,在送水量较小时开变频泵,流量在2500m 3/h左右。
2.运行情况
根据目前新区水厂实际生产情况,原阳泵站开一台水泵进行取水,扬程H=15米左右,流量为3900m 3/时(10万m 3/日左右),与新区水厂生产8万m 3/日不匹配,机泵效率很低。
其实际运行情况如下:
1.不开截渗井,仅开一台取水泵,泵口压力0.13Mpa,管道压力0.11Mpa,流量3900m 3/h.
2.开截渗井20眼,开取水泵一台,泵口压力0.2Mpa,管道压力0.18Mpa,流量4900m 3/h.截渗井设计取水量为每眼80m 3/h,新区水厂流量计显示4300m 3/h,贾太湖有部分水进入,水泵流量约为3300-3400m 3/h.
现场真空压力表未显示读数,所以水泵扬程未能计算,但可以以泵口压力作估算。电流为24A,其效率低,能耗高。
将水泵实际流量、扬程与水泵样本Q?H曲线相比,已经偏离高效区较多。
3.技术改造方案的提出
解决供水量供大于求的方法有几种,一是改变电机转速或改变水泵叶轮,以改变水泵特性曲线,二是关小出水管阀,或改变管路特性,这就要考虑向贾太湖分水,即大部分水进入新区水厂,少部分水进入贾太湖。但这部分水需在贾太湖二次提升后进入孟营水厂,会造成供水成本的增加。因此取水泵在低扬程大流量区域运行,偏离高效区,电耗增加。从节电角度看,第二种方法并不可取。
3.1切削叶轮依新区水厂目前生产情况,并考虑公司均衡调度,选取其中一台取水泵进行切削,专送新区水厂8万m 3/日。按工况点H=15米,Q=3200-3400m 3/h进行计算,则切削量为16%。这已超过规定切削量,(大规定切削量为12%)。按大规定切削量计算可得Q=2788m 3/h,H=24.8米,切削后水泵在15-22米运行时满足新区水厂8万m 3/日需求。因此叶轮直径由540mm切至475mm.
3.2更换新叶轮根据新区水厂实际生产需求,供水8万m 3/日,经计算叶轮直径为475.4mm,与24sh-19B型水泵叶轮接近(470mm),购置新叶轮需4540元(报价由上泵集团提供),此叶轮可满足运行。
3.3购置新泵此项费用包括设备购置费、施工安装费等,但会造成其它水泵的闲置,且费用高、施工困难。
4.实际操作方案
经过对经济效益、施工难易程度的考虑,采用了叶轮切削方案,对其中一台取水泵进行了拆除、解体,发现其叶轮气蚀现象严重,金属表面蜂窝麻点较多,局部已经锈透、穿孔,其效率显而易见很低,据此,先对叶轮切削12%,即直径由540mm切至475mm,而后进行喷砂处理,再用环氧树脂进行了修补,重新安装并投入运行。
5.经济效益
5.1改造前后数据对比
5.2节电计算:按每天送水8万m3,电费0.55元/kwh进行计算,日节约电费904.2元,月节约电费27126元,年节约325512元。
6.结论及建议
6.1取水泵站原始设计时,大多采用大取水量、低枯水位进行水泵的流量和扬程设计,在常水位下,一方面使得水泵产生多余扬程,另一方面使水泵工况点偏离高效区,机泵实际运行效率较低,从而使用成本增加,而且水泵供水量大于实际需求量,产生电机过电流现象,影响正常生产。因此,取水泵的扬程设计应以河水常水位代替枯水位作标准,因为水泵运行绝大部分时间河水均在常水位处。而冬季枯水期时,需水量相应较小,不存在取水不足问题,假如枯水期发生在夏季供水高峰期,也应考虑备用泵补水显得比较科学。
6.2对于取水量较大的泵站,在生产初期也不会达到满负荷,如果分阶段实施,使水泵的供水量与需水量相近,减小水泵的富裕扬程,用电成本也可以降低。因此水泵选型时,考虑选用不同叶轮直径的水泵,而电机按满负荷配置,近期水量小时,选用小叶轮,待取水量不足时,更换大一号的叶轮运行,虽然水泵的效率会有所降低,但因为消除了水泵的多余扬程,仍将节省很多运行成本。
6.3如果条件允许,加装调速装置是降低扬程的好方法,使水泵的供水量与需水量相符,运行成本将达到低,但一次性经济投入较多。