取水泵房设计中的误区

设 计 经 验 取水泵房设计中的误区 吴志成 (南京市自来水总公司 , 江苏 南京 210002) 　　摘 　要 : 　泵房设计与运行工况不符的情况很多 ,原因也很多。通过对南京地区取水泵房的调 查研究 ,指出了设计中的两个问题 ,供设计人员参考。 　　关键词 : 　取水泵房 ; 　设计 ; 　优化 中图分类号 : TU991. 35 　　文献标识码 : C 　　文章编号 : 1000 - 4602 (2000) 01 - 0036 - 02 1 　问题的提出 笔者在参观南京某 60 ×104 m3/ d 水厂时 ,发现 取水泵房 8 台泵 (4 大 4 小)只开 4 台 (3 大 1 小) 。随 后对南京地区各取水泵房的现状作了调查 ,详情见表 1。 表 1 　取水泵房装机容量与开机状况 水厂名称 取水泵房装机量 夏季开机量 开停数量 闲置容量 北河口水厂 (新厂区) 4 台 610 kW ;4 台 310 kW 白天 :3 大 1 小 夜晚 :2 大 2 小 开 4 停 4 1 540 kW 上元门水厂 2 台 450 kW ;260 kW、250 kW、80 kW、75 kW 各 1 台 白天 :2 大 2 小 夜晚 :2 大 1 小 开 4 停 2 510 kW 城南水厂 2 台 260 kW ;4 台 200 kW 白天 :1 大 2 小夜晚 :1 大 2 小 开 3 停 3 660 kW 浦口水厂 4 台 200 kW 变频调速 白天、夜晚 :1 台 开 1 停 3 600 kW 　　从表 1 可以看出 ,各水厂取水泵房装机台数和 容量均存在不同程度的过大现象 ,这就增加了水泵 机组 ,变配电设备 ,泵房基建、零配件和维修费用的 投资 ,增大了折旧费用等。这是基建投资和资产配 置的浪费 ,浪费规模视水厂的大小约在几十万元到 上千万元之间。 而后又对同一台泵在江水落差极值 (冬、夏季) 时出水量变化进行了调查。长江南京段洪水位 10. 22 m 与枯水位 1. 54 m 形成 8. 68 m 落差 ,采用固定的 泵房和净水构筑物 ,泵出水量的大小取决于江水位 的高低。 现以北河口水厂使用的 120 CDM 泵特性曲线 (见图 1)为例进行分析。 若长江冬夏季水位差有 8 m ,也就是说泵总扬 程发生 78. 4 kPa 的变化。在冬季水泵总扬程 Ha = 200. 9 kPa ,出水量 Q a = 122 m3/ min ;在夏季水泵总 扬程 Hb = 122. 5 kPa ,出水量 Q b = 220 m3/ min。当 水泵总扬程由 Ha 降到 Hb 时 ,水泵出水量由 Qa 增大 到 Qb ,增大量为 98 m3/ min ,说明这一台水泵夏季出 水量是冬季的 1. 8 倍。所以 ,按冬季最低江水位选 泵 ,设计规模为 60 ×104 m3/ d 的水厂到夏季规模就 能变成 108 ×104 m3/ d。 图 1 　120 CDM 泵特性曲线示意图 当江水在冬夏季水位差分别为 7、6、5 m 时 ,同 一台水泵夏季的出水量分别是冬季的 1. 6 倍、1. 5 倍和 1. 4 倍。回到本文的开头 ,取水泵房 8 台机组 ·63· 　 　　中国给水排水 2000 Vol. 16 　　　　　　　　　　CHINA WA TER & WASTEWA TER 　　　　　　　　　　No. 1 只开 3 台大泵 1 台小泵就能达到 60 ×104 m3/ d 的 设计规模 ,闲置 4 台水泵机组也就不足为怪。笔者 还就同一个城市冬夏季供水量变化进行了调查 ,冬 夏季供水量差值的百分比见表 2。 表 2 　南京江南地区三年冬夏季供水量 年 份 冬季最小供水量 (104 m3/ d) 日期 供水量 日期 供水量 夏季最大供水量 (104 m3/ d) 日期 供水量 日期 供水量 冬季比夏季少 供水百分数 1996 1. 9 109. 98 2. 8 103. 55 7. 13 135. 77 8. 1 134. 05 31. 1 % 1997 1. 18 110. 15 2. 18 109. 37 7. 25 132. 03 8. 10 135. 35 23. 8 % 1998 1. 28 118. 64 2. 20 106. 75 7. 30 134. 63 8. 12 136. 05 27. 4 % 　　从表2 看出 ,1996 年冬季供水量比夏季少31. 1 % , 1997 年冬季比夏季少供水 23. 8 % ,1998 年冬季比 夏季少供水 27. 4 % ,这三个百分比中最不利的是 23. 8 %。如果 60 ×104 m3/ d 规模的水厂按冬季少 供水 23. 8 %计算 ,那么在冬季就只要供水 45. 72 × 104 m3/ d。由此可知 ,如果不考虑江水位的变化 ,不 考虑冬季供水量是占立项规模水量的多少 ,而按设 计规范根据最低江水位和立项规模供水量选择取水 泵型 ,显然 ,冬季就只少出水 23. 8 % ,夏季江水位 高 ,就更能多出水。而造成多台泵闲置的根本原因 是选大了水泵 ,增加了多方面的投资和运营费用 ,这 也就提醒设计人员对取水泵房的设计要进行优化选 择 ,算算经济帐。设计人员应在立项建设规模的基 础上 ,详细了解和掌握源水冬夏季涨落潮的资料 ,冬 夏季供水量差值的百分比 ,以此来进行取水泵房设 计 ,合理选择泵型 ,并以夏季江水位和供水规模进行 校核。前面提到的同一台水泵在江水位变化分别是 8、7、6、5 m 时 ,夏季出水量分别是冬季出水量的 1. 8、 1. 6、1. 5 和 1. 4 倍 ,而按冬季供水量所选泵型只要 再增 23. 8 % ,水量就达到立项设计的规模 ,也就是 说在冬季供水量基础上乘以 1. 238 倍就是夏季立项 设计规模水量。即使在江水位差 5 m 时 ,水泵夏季 出水量是冬季的 1. 4 倍 ,也超过了 1. 238 倍。所以 , 根本不必担心按冬季供水量和总扬程所选的泵在夏 季不能用的问题。选泵时 ,在冬夏季最低源水位能 保证冬夏季最大出水量即为合理选泵。 2 　设计的误区 ①　错在规范。规范规定选泵应考虑在最低江 水位能满足设计规模最大出水量 ,但由于自然界的 原因 ,很多地区在最低江水位时也是温度最低、供水 量最小时 ,而规范把最大供水量 (夏季) 和最低江水 位 (冬季)不可能在同一个时期出现的两个因素硬拉 在了一起。 　　②　设计人员比较教条 ,不愿多动脑筋 ,不深入 调查研究 ,总认为按规范不犯错 ,却忽略了规模最大 供水量和最低江水位不可能同时发生的事实。 3 　结语 ①　当水厂源水水位变化在 5 m 左右 ,该城镇冬 夏季供水量差值在 20 %左右时 ,就应通过计算优先 按冬季源水最终低水位和冬季供水量 (最大供水量) 选择泵型 ,以立项设计规模供水量和初夏供水量突然 增大的月份校核已选的泵是否能供给所需要的水量。 ②　造成源水取水泵少开多停的原因是习惯性 地将两个不相干、不同时发生的因素即最低江水位 和最大供水量等最不利因素迭加造成的 ,就是说最 大供水量不会发生在冬季最低水位。反过来 ,冬季 最低江水位时也不会发生立项规模的最大供水量。 换句话说 ,取最低水位时气温也是最低 ,城市需水量 也是最少。就南京市而言 ,冬季需水量只是夏季的 75 %～80 % ,即夏天天气热需水量大 ,江水位高 ,水 泵总扬程低而出水量大 ;冬天天气冷需水量小 ,江水 位低 ,水泵总扬程高而出水量小。 ③　设计人员有责任为投资者节约 ,同时也体 现设计者的专业技术水平。 电话 : (025) 4412074 传真 : (022) 4455060 收稿日期 :1999 - 07 - 29 本期助理编辑 :倪 　静 　王领全 ·73· 2000 Vol. 16 　　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水 　　　　　　　　　　　　　　　No. 1