大浪淀水库供水泵站存在的问题及解决方案

张立峰，陈元才

（1.沧州市供水排水集团有限公司大浪淀水库管理处，河北沧州 061001；2.河北工程技术高等专科学校，河北沧州 061001）

大浪淀水库供水泵站存在的问题及解决方案

张立峰1，陈元才2

（1.沧州市供水排水集团有限公司大浪淀水库管理处，河北沧州 061001；2.河北工程技术高等专科学校，河北沧州 061001）

大浪淀水库是河北省最大的平原水库，是沧州市唯一饮用水源地，对沧州市的经济发展和社会稳定提供了可靠的保障。文中分析了大浪淀水库供水泵站存在的问题，提出了解决问题的可行方案，收到了良好的效果。

水库泵站；解决方案；机电设备

1 大浪淀水库供水泵站概况

大浪淀水库位于沧州市以南22 km处，地处南皮、沧县、孟村三县交界处，属于国家大（Ⅱ）型水库，是河北省最大的平原水库，也是沧州市的饮用水源地。大浪淀水库于1997年1月投入运行，结束了沧州市50万居民长期饮用高氟水的历史。

大浪淀水库供水泵站是唯一一座向沧州市区24小时不间断供水的泵站，占地面积1.2万m2米，建筑面积500 m2。泵站设计流量为1.57 m3／s，共装配4台20sh－13单级双吸卧式离心泵，其额定流量0.53 m3／s。配套电机为YR400－6型绕线式高压电机，其功率280 k W，设计扬程35.1 m，其运行方式三用一备，每台水泵后面安装了微阻缓冲阀，出水蝶阀。水泵出水管出蝶阀后与DN1200母管相连，后通过两根DN1200的预应力混凝土管向沧州市东水厂及清源水厂供水，供水压力在0.06－0.13MPa之间。泵站运行16年来，已累计向市区供水近6亿m3，为沧州市的经济发展和社会稳定提供了可靠的保障。由于泵站存在诸多问题，因此结合实际，2012年10月在其西侧又新建一座远期设计流量为2.55 m3／s，近期设计流量为1.85 m3／s的泵站，更名为市区供水泵站。

2 水库原供水泵站存在的主要问题

2.1 设计流量不能满足日益增长需求

随着沧州市区经济的迅猛发展，供水需求不断扩大，由1997年日供水5万m3左右，到2012年夏，日最大供水14.5万m3，已超原设计流量。根据2010年11月沧州市供排水集团有限公司和河北省城乡规划设计研究院编写的《沧州市区给水工程专项规划（2010－2020年）》，沧州市东水厂和清源水厂供水规模规划共20万m3／d，因此原供水泵站供水能力与需水要求矛盾日益凸显，亟待对供水泵站进行改造。

2.2 原供水泵站设计及施工存在部分缺陷

（1）供水泵站主厂房与水库之间有一座前池，前池通过涵洞与水库的水相连，前池有四根直径600 mm毫米的钢管分别独立与每一台水泵相连，每台水泵前只有一台出水碟阀。目前前池底板开裂，由于地下水较高，抗浮不稳定，并且前池唯一，无法检修。

（2）水泵前的进水蝶阀目前都出现不同程度的出现关不严现象，水泵前又无检修蝶阀，因不能长期停水，造成无法修理或更换，致使检修或维修水泵时只能带水作业，造成极大困难和不安全性。

（3）主厂房南北框架跨度实际比设计少1 m。导致微阻缓冲阀，出水蝶阀离水泵出口过近，不在稳流区。导致微阻缓冲阀，出水蝶阀阀瓣轴销子频繁断裂。并且出水蝶阀紧邻主厂房巡视走廊，导致维修异常困难。

（4）设计扬程高35.1 m（经计算为15m可靠）。水泵开启后，阀门开度30%，流量就达到0.80 m3／s，产生过负荷。致使水泵部件经常坏，只好将出水蝶阀开度关再小。如此运行，造成出水蝶阀经常坏。

2.3 机电设备原始，自动化程度低，耗能高

水泵仍为盘根密封，电机为绕线式电机，参数靠运行人员采集归纳，机泵非变频调节流量，供水量每日需经常变化，只能靠调节阀门来调节流量，同时未设计自动无功补偿装置，功率因数低，耗电量在120－125度／千方水之间。经济效益低。

2.4 设备老化，故障率高，维修困难，安全可靠性低

供水泵站至今已运行了16年，设备严重老化，电机为绕线式电机，结构复杂，长期更换电刷，水泵维修带水作业，。需维修人员多，二次保护设备为电磁式继电器单独连接，可靠性差。部分配件市场不易购买。也给维修造成一定困难。安全供水可靠性大大降低。随着供水量日益加大，运行人员思想压力很大。

3 水库供水泵站的解决措施

基于上述原因，供水泵站改进势在必行。由于前池唯一性，带病运行；进水蝶阀不严，更换需长时间停水，不允许；厂房跨度小，这些都是“硬伤”。部分电气设备及其保护等在原址改造需停电停水时间过长。综上所述，从安全、效益、政治影响（停水）、后期发展方面考虑在原址改造性价比低，另建泵站更科学。

3.1 市区供水泵站工程总体解决方案

（1）泵站设计考虑水厂消耗及管道长距离输水损耗［1］，确定供水量为22万m3／d，设计流量2.55 m3／s，以满足供水规划。

（2）在原泵站的西侧原废弃变电站位置修建新泵站。泵站由进水管、泵房及副厂房、出水管、跨河管桥等主要建筑物以及附属建筑物组成。原泵站前池西侧末端左侧翼墙有一引水涵洞，将DN1800的进水管与其相连。在进水管上设五根DN800的支管进入泵房。在进水管围堤侧预留3根DN1000的压力钢管，末端设法兰盖，以备弃用前池后使用。

（3）在进水管DN1800上游距渐变段末端4 m处设一阀门，做为应急检修使用，杜绝原泵站进水蝶阀出现的现象

（4）按泵站设计规范，主厂房垂直水流方向呈一字型布置。顺水流方向长度14 m，垂直水流方向32 m，布置4台卧式离心泵，预留一台位置。供水量增大后再安装。泵房下游侧布置副厂房。建筑总面积为633.6 m2。完全符合水电站厂房布局空间。

3.2 机电设备的配备

（1）新供水泵站按二类负荷设计，根据泵站扬程及不同流量，通过水泵性能参数、效率、造价等多方面比较，确定近期安装4台主泵，三大一小，3台大水泵型号为600S－22AT，流量为0.74 m3／s，扬程15 m，配置低压变频电机为YVF355M－6，功率185 k W，一台小水泵型号为350S－16，流量为0.35 m3／s，配套低压变频电机为YVF280S－4，功率75 k W，扬程16 m。经水泵的特性曲线与管路特性曲线配合后，复核流量扬程均满足要求。

（2）大电机配置施耐德ATV61HC22N4（3）型变频器，小电机配置施耐德ATV61HD75N4（3）型变频器，以便实现无级调节水泵出水流量［2］。改变靠调节阀门调节流量的历史，达到节能降耗的目的。

（3）设置两台型号SC11－1000k VA－6／0.4k V的主变压器，降压至0.4k V，供4台主泵用电。高低压侧均采用单母分段接线方式。两段低压母线上分别装设可自动调节的静电补偿电容器组，可将功率因数提高到0.90以上。

（4）水泵后安装了QD340X－1.0型多功能止回阀和检修蝶阀。用多功能止回阀代替了微阻缓冲阀和出水蝶阀。

（5）主要设备选用目前技术先进稳定可靠的设备，运行人员减少，采用计算机监控系统控制，自动采集数据和监控运行状态。

3.3 实施效果分析

（1）改造后的设备运行平稳，大大减少了运行人员的工作量。

（2）最明显效果是耗电量，纯机组年均（2012.10－2013.10）每千方水耗电量为45 k W·h，加上变压器损耗耗电量每千方水不会超过60 k W·h。耗电量明显的降低了。

（3）主厂房空间大了，QD340－1.0型多功能止回阀效果良好，并且电机采用变频启动，对水锤预防效果起到了很好的作用。

（4）主要设备安装了微机监控系统，自动采集数据和监视运行状态，大大减轻了运行人员的负担。

美中不足，不合理的地方是小水泵选择不合时宜。日供水量小的时段，一大一小水泵配合不够，日供水量大的时段，两大一小也不够，应选4台同样的型号水泵适宜，调度水量及维修保养等均好处理。

4 结束语

大浪淀水库供水泵站改造成为市区供水泵站，是一座理念较现代化的供水泵站。不仅从根本上解决了原供水泵站带病运行的状况，供水能力也大大提高了（原泵站热备用），对于拓展其发展空间，提高竞争力，促进全市协调可持续发展有着重要的意义。

［1］ 中华人民共和国水利部.GB／T 50265－2010泵站设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2011.

［2］ 卢峰.韩家营水文站防洪与测洪能力分析［J］.河北工程技术高等专科学校学报，2011（4）：1－4.

Problems and Solutions of Water Pumping Station in the Dalangdian Reservoir

ZHANG Li－feng1，CHEN Yuan－cai2
（1.Dalangdian Reservoir Management Office，Cangzhou Water Supply and Drainage Group Limited Company，061001，Cangzhou，Hebei，China；2.Hebei Engineering and Technical College，061001，Cangzhou，Hebei，China）

The Dalangdian Reservoir is one of the largest plain reservoirs in Hebei Province.It is the only source of drinking water in Cangzhou，which provides realiable guarantee for economical development and social stability of Cangzhou.This paper analyzes the problems existing in the Dalangdian Reservoir，puts forward the feasible scheme to solve the problems with good effect.

reservoir pump station；solution；electrical equipment

张铁壁）

TV675

A

1008－3782（2014）01－0027－03

2013－11－12

张立峰（1974－），男，河北沧州市人，大浪淀水库管理处市区供水泵站站长，工程师，主要研究方向：水资源工程管理，设备管理。