冯祖康

(阳江市水务集团有限公司，广东阳江529500)

自来水厂机泵升级改造实例分析

冯祖康

(阳江市水务集团有限公司，广东阳江529500)

第一自来水厂响应水务集团挖潜降耗的号召，积极开展供水节能技术改造工作。在对取、送水机泵运行工况进行科学评估的基础上，经过专业分析与讨论，完成了切合生产实际的改造工作。该工作不仅大大提高了水厂的日供水量并储备了更高的供水能力，满足了城市发展的需要，还取得明显的节能效果。

水泵改造； 配水电耗； 叶轮切削； 节能

1 改造背景

第一自来水厂作为某市市区供水的主力军，已从1989年投产使用至今，在城市发展中起到了举足重轻的作用。近年来，随着城市规模的进一步扩大，特别是近年来城南和江闸沿线用水需求量的增加，对第一自来水厂的供水能力提出了更高的要求，预计今年日供水量将突破26×104m3。此外，第一自来水厂现有机泵的使用年限约为20年，当时设计的供水压力约为0.5 MPa，与现时0.4 MPa左右的管网供水压力相差较大，需要控制机泵出水阀门、减少出水量来保证电机不超功率使用，大大增加了用电量，已不适合当前的使用要求。在此形势下，第一自来水厂在保证安全供水的前提下，积极开拓供水生产新思路，对存在供水瓶颈缺陷的机泵展开了切合实际的技术改造。

2 机泵运行现状

第一自来水厂一、二、三期机房现有的水泵配置见表1。

表1 改造前已有机泵统计

续表1 (Continue)

2.1 取水机泵的运行情况

取水机泵根据日供水量的大小采取不同的搭配方式运行，如表2所示。

表2 取水机泵改造前开机运行情况

由上可知，当日供水量保持在25×104m3以上时，取水机泵开始难以满足需求，并且取水机泵需要4台并联运行，当剩余的1台200 kW机泵用于补充清水池水位时，取水机泵将出现无备用机泵的运行状态，不符合稳定供水的要求。

2.2 送水机泵的运行情况

为保证管网供水压力的稳定性(改造前约为0.5 MPa)并满足用户用水需求，第一自来水厂送水机泵在不同时间段的运行情况并不相同，其具体开机运行情况统计见表3，其中时间段8：00—13：00、13：00—17：00和17：00—2：00均有两种搭配运行方案，根据实际生产需要而定。

对机房运行数据进行统计和分析得出，每天供水高峰时段并联运行4台机泵供水时，710 kW机泵的电机功率降低到600～620 kW运行，560 kW机泵的电机功率降低到520 kW左右运行。而在供水低峰时段供水时，由于要保证江闸沿线和城区管网末梢的正常用水，3台并联运行的送水机泵的电机功率同样有所降低，710 kW机泵的电机功率降低到635 kW左右运行。

表3 送水机泵改造前开机运行情况

综合送水机泵运行的搭配情况和运行数据可以看出，第一自来水厂的送水机泵存在下列问题：①机泵配置不尽合理，未能分开电机功率级差和按供水梯度进行配置，在供水压力和供水量变化时不便于调整机泵的运行，不能保持供水设备最佳经济运行状况；②第一自来水厂作为市区唯一的供水企业，从供水安全性角度考虑，主力供水机泵要有备用电机，在其中一个机房出现突发设备故障时，另一个机房短时间内能够保证供水；③多台高压送水机泵并联运行时，互相影响抵消部分能量；④为满足现时管网0.4 MPa左右供水压力的要求，送水水泵以限制阀门的方式运行。这些都大大降低了机泵效率，增加了供水能耗，不利于节能降耗工作。

3 改造方案

针对机泵运行的现状及存在的问题，第一自来水厂根据现时0.4 MPa左右的管网供水压力要求，对取水机泵和供水机泵分别进行了综合论证。通过测算水泵流量和电机功率，对水泵叶轮进行切削改造，从而降低水泵扬程，使机泵电机在水泵阀门全开时也不超负荷运行，达到增加供水量和降低机泵能耗的目的。对于不适合叶轮切削改造的机泵，则重新计算，选取更高效和切合生产实际的新水泵。此外，配置了1台900 kW的电机替换其中1台710 kW的电机，具体改造情况见表4。

表4 机泵改造情况

4 改造效果

改造后，取水机泵的运行情况如表5所示。对比于改造前的取水机泵运行情况(表2)得出，在日供水量相同的条件下，改造后运行机泵的总功率小于改造前，并且改造后的取水机泵能满足更高的日供水量需求。

表5 第一自来水厂取水机泵改造后开机运行情况统计

改造后，管网的供水压力约为0.4 MPa，送水机泵的运行情况见表6，其中一期250 kW的送水机泵作为压力补偿使用，一般是短时间运行。从表6可以看出，改造后机泵能轻松应对目前25×104m3/d的用水量需求，说明第一自来水厂改造后拥有了更稳定的日供水能力，也储备了足够的供水能力，为城市的进一步发展做好了准备。此外，供水高峰期机泵运行的搭配更加游刃有余，分开了电机功率级差，增加了供水梯度配置的种类，有利于应对更复杂的供水压力和供水量的变化，优化了供水设备的经济运行状况。

表6 送水机泵改造后开机运行情况

5 经济效益分析

经过数据统计得出，机泵改造前，2015年5—6月供水每千立方米的耗电量平均为254.5 kW·h；机泵改造后，2016年5—6月供水每千立方米的耗电量平均为232.5 kW·h，降低了8.6%。2016年5—6月的供水量为1 080.17×104m3，共节约电耗23.76×104kW·h。按电费单价0.68元/ kW·h计算，则节约电费16.16万元。按2015年每月平均供水约500×104m3计算，预计今年7—12月共可节省电费44.88万元，经济效益可观。

6 结论

随着城市的扩大与发展，城市的用水需求量越来越大，第一自来水厂的年供水量逐年递增。第一自来水厂把握供水低峰期的时机，在保证连续供水的前提下，采用切削叶轮和更换残旧水泵的方法改造现有设备，达到提高供水能力和降低电耗的目的，符合国家节能降耗的政策。从长远的角度来看，能为公司创造较好的经济效益，也对相关工艺改造具有一定的借鉴意义。

[1] 何桂洪,杭滨,胡家乐,等.新基加压站节能改造典型案例分析[J].广东供水，2016，30(2)：21-28.

[2] 岳建祥.水泵叶轮切削的能效分析[J].产业与科技论坛，2011，10(15)：69-70.

[3] 张焕俐.水泵叶轮切削在水厂节能技术改造中的应用[J].城镇供水，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

冯祖康(1971- )， 男， 本科， 助理工程师， 主要从事市政供水相关工作。E⁃mail：1660809012@qq．com

2016-08-25