某水厂取水泵房机组选型及配泵方案

具战波

（东莞市水务集团建设管理有限公司，广东 东莞 523000）

1 工程概况

珠三角水资源配置工程东莞配套芦花坑水厂分二期建设，其中一期工程规模为50万m3/d，二期工程规模为40万m3/d。取水泵房按远期90万m3/d一次建成，设备按近期50万m3/d安装（自用水系数取1.06），预留远期40 m3/d泵位。泵房采用半地下式，平面尺寸为36.90 m×24.35 m，地下部分深6.75～11.60 m，钢筋混凝土结构；地上部分高11 m，框架结构。

2 泵房机组选型

取水泵房中常用水泵有离心泵、轴流泵及斜流泵。经分析计算，此项目取水泵所需扬程为20.50 m，选用离心泵或斜流泵可满足项目的设计工况。当扬程大于15 m 时，采用离心泵更高效，而斜流泵的占地面积较小。方案一（推荐方案）：采用八台斜流泵，泵房平面尺寸为24.35 m×36.90 m，如图1所示。

图1 斜流泵型泵房布置图

图2 离心泵型泵房布置图

方案二：采用八台卧式离心泵，泵房尺寸为24.35 m×44.3 m，如2图所示。

根据水泵选型相关图册，斜流泵的电机加水泵轴功率约0.75，而离心泵功率能达到0.78，离心泵配泵电机效率略低。

另外从布置图对比发现，离心泵型泵房长度较斜流泵长，且拟建场地用地紧张，离心泵型的布置在厂区内布置不下去，因此取水泵推荐采用占地更节约的斜流泵。

3 泵房配泵方案

根据用水量分析，新建取水泵房近期设计流量为53万m3/d，远期设计流量为95.40万m3/d。其设计工况如下：

3.1 怀德水库建成通水之前（2027年之前）

3.1.1 以东江水为单一水源的情况

取水泵房从芦花坑水库抽水53万m3/d。

3.1.2 以西江、东江原水联合供给的情况

当厂区出现废水大部分或全部不回用工况时，西江来水仅能提供51.30万m3/d的量，此时需取水泵房从芦花坑水库抽水1.70万m3/d。

当东江原水突发应急工况，此时沙溪分水口仅放水5 m3/s（扣掉5%水损，仅能供水41.04 万m3/d），新建取水泵房从芦花坑水库抽水11.96万m3/d。

3.2 怀德水库建成通水以后（2027年初至往后）

当厂区出现废水大部分或全部不回用工况时，西江来水仅能提供51.30万m3/d的量，此时需取水泵房从芦花坑水库抽水1.70万m3/d。

远期时，当厂区出现废水大部分或全部不回用工况时，西江来水仅能提供51.30万m3/d的量，此时需取水泵房从芦花坑水库抽水44.10万m3/d。

遇到西江特枯水年时，怀德水库放一部分水，此时需取水泵房从芦花坑水库抽水29.70万m3/d。

遇到东江原水突发应急时，此时西江原水管按最不利工况运行，放水量达到最大，但此时所有原水均重力流不进配水井，此时需新建取水泵房从芦花坑水库抽水95.40万m3/d。

根据以上各工况进行配泵方案比选如下：

方案一（推荐方案）：大小泵搭配

近期：只用采用斜流泵5 台，3 大2 小，其中1 大1 小备用。2台小泵流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，其中1台备用，均为变频。3台大泵流量Q=8 100 m3/h，H=20.50 m，P=630 kW，其中1台备用，均为变频。

远期：采用斜流泵8台，3大5小，其中1大1小备用。增加3台小泵，流量Q=5 900 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，均为变频。

工况分析如下：

近期：①新建取水泵房从芦花坑水库抽水53万m3/d时：启用1台小泵，2台大泵（53万m3/d）。②新建取水泵房从芦花坑水库抽水11.96万m3/d：启用1台小泵（14.20万m3/d）。③新建取水泵房从芦花坑水库抽水1.7万m3/d：启用1台小泵（14.20万m3/d）。

远期：①新建取水泵房从芦花坑水库抽水95.4 万m3/d：启用4 台小泵，2 台大泵（95.50 万m3/d）。②远期，新建取水泵房从芦花坑水库抽水44.10万m3/d：启用2台小泵，1台大泵（47.80万m3/d）。③新建取水泵房从芦花坑水库抽水29.70万m3/d：启用2台小泵（28.30万m3/d）。

方案二：统一型号

近期：采用斜流泵6 台，4 用2 备。流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW，4用2备，均为变频。

远期：采用斜流泵8 台，6 用2 备。增加2 台泵，流量Q=6 700 m3/h，H=20.50 m，P=450 kW。6用2备，均为变频。

工况分析如下：

近期：①新建取水泵房从芦花坑水库抽水53万m3/d时：启用4 台泵（64.30 万m3/d）。②新建取水泵房从芦花坑水库抽水11.96 万m3/d：启用1 台泵（16.10 万m3/d）。③新建取水泵房从芦花坑水库抽水1.7万m3/d：启用1台泵（16.10万m3/d）。

远期：①新建取水泵房从芦花坑水库抽水95.40万m3/d：启用6 台泵（96.50 万m3/d）。②新建取水泵房从芦花坑水库抽水44.1万m3/d：启用3台泵（48.20万m3/d）。③新建取水泵房从芦花坑水库抽水29.7万m3/d：启用2台泵（32.20万m3/d）。

表1 中，方案一和方案二的配泵效率一致，水泵提升的流量和扬程一致，因此方案一和方案二中水泵运行费用一致。

表1 配泵方案造价比选表

综上所述：方案一采用大小泵搭配的配泵方式更符合项目运行工况，且近期设备投资更节约。建议采用方案一。

4 结论

根据珠三角水资源配置工程东莞配套芦花坑水厂项目实际情况。新建取水泵房采用方案一大小泵搭配的配泵方式，近期设备投资节约。八台斜流泵泵房方案占地面积更小，可作为推荐方案。通过合理的水泵运行工况设计及节能优化设计（变频调速），使水泵经常在高效段运行，提高企业运行效率的同时，又达到了节能降耗和经济适用的工程目标。