青岛临港供水区分区分级加压供水系统优化设计

作者:未知

  摘要:本论文结合青岛西海岸新区临港片区现状供水系统存在的问题,提出临港供水区分区分级加压供水系统设计思路,为同行提供参考。
  关键词:给水泵站;分区分级加压;供水系统;设计思路
  引言
  青岛西海岸新区临港片区地处泰发路以北,地势较高,地块供水压力太低,不能满足用水需求。本论文分析了临港片区现状泵站供水系统情况,从现状泵站的利用、分区供水范围及规模、分级加压的方式及水量水压的保证性等多方面论述临港供水区加压供水系统的设计思路,供同行参考。
  1 临港片区现状供水系统分析
  临港片区内现状有加压泵站一座,服务范围为临港供水区,建成于2006年,设计总规模为4 万m3/d,设备规模为2 万m3/d,并预留2 万m3/d的泵位。现状供水系统主要是自临港路现状DN800给水管道断管接入现状临港加压泵站,经加压后沿1996年建成的大珠山路DN600砼管为临港片区供水。现状供水系统存在的问题如下:
  1.1 临港泵站泵前压力不足。
  临港路现状DN800供水管道实际运行水压为0.3MPa,现状地坪标高约为12m,而临港泵站位置处地坪标高约为32m,故泵站进水压力约0.07~0.12MPa,用水高峰期进水压力太低不能满足当地行业管理部门关于进水压力不小于0.1MPa的要求,导致该处泵站在进水压力低于0.08MPa的情况下,处于停泵状态。
  1.2 临港泵站泵后扬程最高只能达到20m,无法提压。
  临港泵站泵后现状管网管材主要为混凝土管和塑料管,建成于1996年~2004 年间,管道使用年限较长,承压能力有限,运行压力超过0.2Mpa,即出现“爆管”现象,故临港泵站设计扬程55m,但实际运行扬程只能达到20m,无法提压。
  1.3 现状供水系统不能满足片区现状泰发路以北地势较高地块供水压力需求。
  2 利用现状泵站,解决临港片区地势较高地块供水问题
  由于现状泵房内设备均为不锈钢材质,使用寿命较长。为了解决临港片区地势较高地块供水问题,必须从充分利用现状泵站的角度出发,从如下两方面来对现状泵站进行改造:
  2.1 提高现状泵站进水压力。
  1从整个区域供水系统角度出发,假设区域供水主管道‘卡脖’位置贯通,通过管网平差计算分析该工况下供水系统的水量及水压,得出供水主管道‘卡脖’位置对现状泵站进水压力影响并不明显的结论。
  2提高水厂出水压力。分析新区现状供水体系,由于整个区域多个水厂并网恒压供水并兼顾城区地势较低地块,同时受现状高位水池限制,提高水厂出水压力将导致现状高位水池冒水,并影响整个城区管网供水压力,增加现状供水管网损耗及爆管率,所以本措施不可行。
  3对现状泵站进行挖深改造。现状泵站为半地下式,地下部分深2.5米,需要挖深4 米才能保证泵站进水压力满足要求。该措施首先会导致泵站停水至少3 个月,对现状用户影响太大;其次泵房太深,不利于管理维护;最后容易对现状设备造成损坏。故本措施不可行。
  4采用直抽工艺,即直接从供水主管道上用水泵抽水,该工艺不仅可能会对周边用户用水压力造成影响,而且可能会对市政管网造成负压,本着安全可靠的角度考虑,不推荐本措施。
  5在现状泵站前端增设加压泵站,该措施需要对新建前端加压泵站进行合理选址,获得规划及国土等部门许可。
  2.2 提高现状泵站出水压力。
  提高现状泵站出水压力,必须对泵后现状管材较差的管道进行更换,以保证在高压运行工况下,供水管道不发生大面积爆管现象。对临港片区现状供水管道进行大范围更换,不仅投资太高,总投资约需1.1 亿元,而且在低压力条件下现状管道运行良好,短期内全部更换会造成浪费。本措施不可行。
  2.3 在现状泵站后增设中途加压泵站。
  本措施主要涉及在合适地坪标高位置对新建中途泵站进行选址,获得规划及国土等部门许可。
  总体来说,直接利用现状加压泵站方案,需增设现状泵站泵前加压泵站、改造泵后管网、增设现状临港泵站泵后中途加压泵站等方面进行改造,改造后相当于三级加压方式,从管网运行稳定性、远期运行管理等多方面考虑,不推荐采用该方案。
  3 异地新建泵站,与现状泵站构成分区供水系统
  3.1 分区供水服務范围划分
  现状泵站服务范围维持现状不变,主要服务片区地势较低地块,;新建泵站服务片区地势较高地块,高、低区供水管道通过阀门控制不连通,两处泵站构成分区供水系统。
  3.2 分区供水规模确定
  新建泵站与现状泵站的总规模与现状泵站设计规模一致,为4 万m3/d,其中现状泵站规模按现状设备规模2 万m3/d,不在扩容;新建泵站规模按现状泵房预留泵位的规模,确定为2 万m3/d。
  4 供水区内地势高差太大,新建泵站采用分级加压的方式
  4.1 采用分级加压方式的原因分析
  临港供水区供水水源来自现状泵站进水所接的临港路DN800供水主管道,该管道在片区范围内现状运行水压在0.3~0.32MPa,地形标高在10~12m。高区服务范围内最不利点标高为63m,要满足规划4 层楼用水需求,需总服务水头约83m。
  为了保证新建泵站进水压力满足当地不小于0.1MPa的要求,泵站选址需在片区内地坪标高不大于25m处,泵站扬程为静扬程、沿程损失、局部损失及供水最不利点处要求的水压之和,经推算,只建设一座泵站,新建泵站扬程在70米以上,出水扬程太高,泵后市政供水管网运行压力太大,部分地块超过0.6MPa,不仅影响管网运行安全,而且部分用户给水接入管需增设减压阀,增加成本及管理难度。
  4.2 分级加压的具体方式   结合上述分析,临港供水区需要采用分级加压的方式,新建两级加压泵站,降低泵后扬程,保证供水系统稳定运行。
  一级加压泵站选址设置在临港路绿化带内,二级泵站选址设置在泰发路以北地势较高地块的绿化带内,总体设计思路为:自现状泵站进水所接的临港路DN800供水主管道断管接入,经新建一级加压泵站加压后,沿新建配套DN600主管道供至二级加压泵站,在经二级泵站加压后,沿新建配套DN600主管道供至区域最不利点处。
  4.3 新建两级加压泵站的进水水量及水压保证性分析
  a.水量方面,城区内水厂供水负荷可以保证现状泵站总规模4 万m3/d的水量,现状泵站规模为2 万m3/d且不在扩容,新建一级泵站规模为2 万m3/d,进水水量充足。
  二级泵站水量接自一级泵站,水量充足,同时考虑一级泵站出水在供至二级泵站之前,会分流部分水量,故结合沿线地块及用水企业大户实际分流水量,确定二级泵站规模为1 万m3/d。
  b.水压方面,一级给水加压泵站选址位置处地面标高约为12 米,进水接自临港路现状DN800给水管道,经相关单位现场实测,泵站进水处现状运行水压约为0.3MPa,可以满足泵站运行的水压要求。
  二级给水加压泵站进水水压,经一级加压泵站加压后为0.2MPa,亦可以满足泵站运行的水压要求。
  5 临港供水区供水系統分析
  临港供水区域供水方式采用分区分级加压供水,新建两级加压泵站及配套DN600管道服务该区域地势较高
  地块,大珠山路现状临港加压泵站及DN600砼管,服务该区域内地势较低地块,构成分区供水系统。同时新建
  DN600管道与大珠山路现状DN600砼管做为临港供水区输水主管道,互为备用,保证区域供水安全。
  结语
  在区域供水管网中,经常会碰到由于地形高差较大或供水管道过长而导致区域供水水压不足的情况,增设给水加压泵站是解决这一问题的关键技术。论文结合临港供水区工程实例对区域分区分级加压的设计思路进行了较深刻的总结,供同行参考。
  参考文献
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  [2]给水泵站优化运行的建模分析[J].张焕俐,胡浩,张德跃,罗昊进.中国给水排水.2013(17)[3]城镇配水泵站节能浅析[J].关凯,高振起,周巳安.节能.1989(08)
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