海甸污水泵站的设计及运行管理

海甸污水泵站的设计及运行管理海甸污水泵站座落于美丽的海口市海甸溪畔，是海口市污水处理项目的重要配套工程，担负着输送中心区(除海甸岛、新埠岛外)全部污水的任务。工程总造价为4295.92万元，占地面积约为4500m2，设计提升污水能力为6.0m3/s。自1999年10月投产以来平均输送污水量达20×104m3/d。1工艺流程及存在问题1.1格栅间格栅间的平面尺寸为8.0m×18.0m，地面以下深为9.3m，操作平台位于地面以下4.9m处，属半地下式格栅间。建有三组栅渠，采用地下钢筋混凝土直壁式平行渠道，渠长为8.0m、宽为3.0m。主要装置及设备见表1。格栅间配置有6台超声波液位仪，用以显示栅前、后水位。格栅间的进水流态良好，设备选型经济合理，技术先进。但在实际运行中发现还存在一些问题：①进水涵箱处的污水水位标高(进水闸门前水位)与操作平台存在较大落差，导致生产中存在重大安全隐患，如发生突发性停电或闸门损坏渗漏等情况时，急流污水会在很短的时间内将整个操作平台淹没，从而造成不可挽回的损失；②格栅栅距过宽(60mm)使水体中的一些软物(如布条、麻绳等)极易被冲过栅条而进入泵坑并缠绕在高速运转的叶轮上，影响潜水泵的正常运行；③格栅电机因随栅耙一起升降，故极易受潮腐蚀。表1格栅间主要装置及设备设备名称运行参数数量(台)产地抓耙式格栅栅距为60mm，提升能力为300kg3德国螺旋输送机(A、B)功率：2.2kW，转速：1430r/min，栅渣输送能力为6m3/h，直径为280mm，长为13000mm2德国栅渣压实机功率：5.5kW，转速：1385r/min，压实能力为6m3/h，直径为400mm，长为3000mm1德国闸板(电动)宽为2.0m，高为1.5m6德国1.2水泵间水泵间的平面尺寸为8.8m×18.0m，泵房深为10.3m，操作平台在地面以下4.9m的位置，为半地下式潜水泵房。集水池为地下钢筋混凝土矩形水池，有效容积为310m3。配置有5台德产ABS潜水泵(4用1备)，技术参数为：Q=1.2m3/s、P=160kW、H=100kPa、η=91.5%，在潜水泵的DN1000出水管上均设有止回阀和电动蝶阀。在泵坑配有一台超声波液位仪及两台音叉探头，以自动控制泵的开停及干运转保护。主要特点为：①水力条件好，布置紧凑，且出水管路短而直，减少了水头损失，达到了节能目的；②采用德国生产的ABS潜水泵，虽然价格较高，但工作效率高、寿命长、节能、安装简单、土建投资少；③潜水泵自身带有一套先进的自我保护装置，在工作水位低于最低水位、电机温升、轴承温升及湿度、电流、电压超过正常值时，均可自动停泵；④泵出口设有可靠的止回阀，无需关闭出口阀后再启动泵组；备用设备平时完全可以将出口阀置于开位，处于随时备用启动状态，在瞬时切换时不至于给生产带来波动，避免了因设备突发故障而造成生产操作忙乱甚至发生连带事故。但在工艺管理中也发现一些问题：①因设计的总水位差较高(10m)而增加了能耗，日本的设计总水位差仅为2.0m左右；②运行中存在着边台水泵的电流高于中间水泵的现象(约高出10%～20%)，并不时会发生“喘振”及“气蚀”现象，说明泵站进水扩散的流态不稳，存在旋流现象。1.3出水渠采用高型敞开式出水池(半地下式钢筋混凝土渠道)，平面尺寸为18.0m×2.5m，地面以下深为4.9m，地面以上高为1.3m，出水渠中最高水位标高为5.0m；出水渠设有两个出口，一个出口以4m3/s的流量将污水送往污水处理厂，另一出口在暴雨季节以2m3/s(事故时为6m3/s)的流量将污水排往海甸溪；用3台电动闸门转换控制，中间闸板起分流隔离作用。在运行管理中发现，由于出水池采用侧向出水而造成远离出口的边台水泵出水阻力大，运行电流高，有时甚至发生掉闸的现象。1.4通风防噪系统由于海甸污水泵站地处居民区，因此对噪声、臭气的防治要求很高，故采用封闭式构造并配置4台轴流式鼓风机，风口设在格栅渠道和房间内，送风量为2×104m3/h、换气频率为5次/h，废气采用高空排放；泵站的设备均采用噪音较小的德国进口设备，只有风机运转时噪音较大，故将其安装在隔离罩内并另加减振设施。1.5自动控制系统泵站监控室控制系统由德国ABB公司的Sattcon35、Sattcon05可编程逻辑控制器(PLC)及MCC等自控设备组成，除自动控制系统运行外，还具有工况参数的采集与处理、修改模拟量设定点、报警及故障复位等功能。2运行管理2.1节能运行在大型污水泵站中水泵是最耗能的设备。海甸污水泵站在潜水泵不具有调速功能的条件下，采取以下节能方法：①生产中随时调整三道进水闸门，以尽量使进水量与出水量接近，这样每台潜水泵的运行都处于高效区，在节能的同时还延长了水泵的使用寿命；②尽量使潜水泵在允许的高水位(80%～90%的水位)下运行，这样就降低了泵坑水位与出水池水位的高差，增大了泵的出水量，在节能的同时也消除了气蚀影响；③当发现潜水泵的口环破裂或磨损造成泄漏间隙超过规定值(口环半径间隙应为叶轮口环外径的2.5%～3.5%)时，应及时更换或修理，这对提高泵效率非常有效。2.2工艺改进①在进水涵箱内安装了一台超声波液位仪并与PLC相连接，这样就可以全天候监控进水方涵中的水位并通知上游泵站开、停泵，避免了下游泵站还没有开泵腾空管道，上游泵站就开车冲顶而出现跑冒的现象。②改进格栅，使栅距由原来的60mm变为30mm，有效地拦截了污水中的软物(如布条、麻绳等)，从而保证了潜水泵的正常运行。具体作法为：按照格栅装配图将同样材料的钢条加工成尺寸相符的栅条，然后焊接上去。防腐措施为：采用原子灰捋于表面，固化后研磨喷漆，效果良好。③针对进水扩散流态不好、不平稳，易形成旋流的问题，在生产中采用均等打开三道进水闸门以均匀进水的方法，使三道进水水流的动能相互抵消，很好地消除了旋流，同时也使各水泵的工作电流差异变小，从而避免了“喘振”现象的发生。3结语海甸污水泵站的各构筑物选型合理、先进，技术参数符合标准，设备配置精良。在生产管理上，以节能降耗为目的对其进行了运行优化与工艺改进，效果显著，运行状况良好稳定。