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60×10⁴m³/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610KW；4台310kw 白天：3大1小
夜晚：2大2小 开4停4 1540KW 上元门水厂 2台450KW；260KW、250KW，80KW、75KW各1台 白天：2大2小
夜晚：2大1小 开4停2 510kw 城南水厂 2台260KW；4台100KW 白天：1大2小
夜晚：1大2小 开3停3 660KW 浦口水厂 4台200KW变频调速 白天、夜晚：1台 开1停3 600KW

　　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10.22m与枯水位1.54m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8m，也就是说泵总扬程发生78.4kPa的变化。在冬季水泵总扬程Ha＝200.9kPa，出水量Qa＝122m³/min；在夏季水泵总扬程H_b＝122.5kPa，出水量Q_b＝220m³/min。当水泵总扬程由Ha降到H_b时，水泵出水量由Qa增大到Q_b，增大量为98m³/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108×10⁴m³/d。?
　　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（10⁴m³/d) 夏季最大供水量（10⁴m³/d） 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 2.18 109.38 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60×10⁴m³/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5m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5m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。

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