取水泵站吸水井格网冲洗水系统的改造

杨勇

【摘  要】随着国家整体经济建设的飞速发展，水利工程的作用与价值愈加明显，已经成为社会经济发展的主要推动力。在此背景下，水利水电行业也不断对核心技术与应用设备进行优化革新，旨在进一步强化水利工程项目的施工质量。基于此，文章以取水泵站吸水井格网冲洗系统为切入点，结合实际案例对问题进行分析与讨论，并且提出两种改造方案，从经济性与实用性等方面对方案进行对比分析。希望对相关研究人员提供参考与借鉴。

【关键词】水利工程;取水泵站;格网;改造

引言

在水利工程中应用格网，可以对地表水起到一定的规律作用，尤其是在地表水比较浑浊时，格网可以有效拦截大量悬浮物。但是，格网在应用过程的功效会随着时间逐渐降低，因此需要根据情况进行清洗，这样才能保证净水工艺过程的顺利进行。在当前的水利工程中，普遍采用水源系统与压水管路、冲洗泵组以及格网配水管路相结合，以此来形成有效的格网清洗系统。本文针对格网提出两种不同的清洗系统方案，并且从综合层面对方案进行分析，对水利水电企业施工技术水平的提升具有重要意义。

1.工程概况

本研究以扬水工程工作站为例，根据当前的供水需求，正常情况下上游运行1台泵组，下游运行2台泵组，然而近阶段最大运行工况为上游运行2台泵组，下游运行3台泵组，共计5台。下游泵房扩建工程竣工时，冲洗泵总压水配水管路由原来无变径的DN200钢管改造更新为有变径的DN40，冲洗泵更新为对应编号的KS350--50型泵。单台泵的进出水管及其闸门规格未变均为DN200，总吸水管路未改造，其规格仍为DN200。冲洗水源未变，由于在浑水期无法保证格网冲洗水系统的运行效率，除了运行泵组的格网要求连续冲洗运行外，规定其余所有格网运行间歇运行。因此在此基础上针对格网冲洗方案进行重新设计。

2.格网冲洗系统的问题及分析

2.1格网冲洗系统存在的问题

首先，原有格网冲洗水系统的作业强度较低，而且喷嘴出水量与速度较低，无法对格网进行有效清洁;其次在当前的系统运行下，冲洗泵的开启度仅为30%左右，还会伴随水闸门的开关产生剧烈变化;最后为尽量提升冲洗水系统的作业质量，采用开启度不超过30%的运行措施，然而这样无法满足工艺需求，同时还会造成设备严重损耗，造成不必要的电能损耗。

2.2格网冲洗系统问题分析

当前格网冲洗水系统中喷嘴设备的流量无法确定，根据格网冲洗的水压要求，一般为2-4kg/cm2，然而实际数值却远低于标准值，这样在地域水流达到洪峰时期时，喷嘴形成的断面仅为30mm2，这样势必会影响到冲洗水系统的整体运行效率。此外，在自由水头与压水管路的应用中，由于冲洗泵的运行会直接对格网造成影响，所以还需要对集水槽的断面与长度等数值进行分析，也就是在最大设计取水工况时，遭遇浑水期间可以供应6台格网清洗设备进行作业。然而实际效果确实无法实现同时冲洗。

3.格网冲洗水系统的改造方案分析

基于上述问题，本研究针对扬水工程工作站提出两种不同的格网冲洗水系统设计方案，具体如下：

3.1方案一

通过对格网的管路喷嘴压力进行调整，进而实现一运一备的两端冲洗策略，采用备用系统对格网冲洗水系统运行效率的问题进行弥补，设法减少吸水管路的压力，这样可以促进喷嘴出水量与最大压力值。此外，该方案还可以消除气体产生的环境，进而同时兼顾经济、安全以及可靠等效果。

在管材方面，为有效配合格网冲洗水系统技术的应用，泵房内的水泵吸水管路要强化与整体的融合程度，例如，采用DN400外径的管理对部分区域进行更换，并且在排线形式上与DN200钢管相同，这样可以避免不必要的管路改进。此外还要增设DN300蝶阀，考虑到塑料管质量轻、水头损失小以及耐腐蚀等功能，可以根据实际情况在地面荷载小的区域进行安装与更换，为保证冲洗水系统的稳定度与应用安全性，还要装置DN100泄水阀。通过对该方案的价格进行经济分析，本工程进行DN400钢管的更换总共需要700元/m，在其性价比与吸水管路的改造方案进行对比时明显高于后者。

格网冲洗水系统管路更新改造费用具体如下：（1）DN400钢管的更换安装费用约为19.8万元;两座阀门的建设费用约为0.6万元;DN400蝶阀的安装费用为2.5万元;DN300蝶阀的安装费用为1.7万元;拆除原管路与设备的人工费用约为0.6万元;完成该方案的总共成本约为25万元。

3.2方案二

该方案针对格网最不利的管路水压进行调整，首先要保证压水管路与吸水管路的运行状态，针对吸水管路中的最大流量进行确定，并且对冲洗泵组进行检查，以此来明确该方案的适用性。该方案不需要对原有水路进行改造，因此施工量较少，同时可以在短时间完工，不会耽误格网冲洗水系统的正常运行。

首先要对冲洗泵的运行参数进行确定，由于吸水管路的流通能力有限，因此可以选择两台型号相同的设备进行实验，也就是保证吸水管路流通能力相同的情况下，针对格网冲洗水泵的喷嘴压力进行调试，同时也是采用一运一备的运营方式，这样可以长时间保证清晰系统的作业质量。其次要对格网一次冲洗的组数进行确定，由于本工程区域在非浑水期间的漂浮物较少，因此格网需要较大的冲洗需求，可以选择4台為一组进行冲洗。最后在浑水期间由于漂浮物较多，这时可以选择6台为一组进行冲洗。通过对该方案的所有成本投入进行汇总分析，选用国产水泵完成此项目需要的资金量约为5万元。

3.3两种方案对比分析

针对两种格网冲洗水系统的改造方案进行分析，首先从技术层面来看，由于两个方案都无法实现长期最大运行工况时连续冲洗运行的要求，但是方案一由于冲洗水头的压力较高，这样可以保证冲洗效果与冲洗强度，由于是在浑水期间可以完成格网的冲刷作业。但是方案一的耗能较高，不仅在前期需要大量资金投入，而且在后期应用时也需要大量电能损耗。其次从经济层面来看，通过对总成本投入进行对比分析，方案二要比方案一经济适用，而且工程量较少，工期短，在施工期间可以保证原有格网冲洗水系统的正常运行状态。最后从综合方面来看，在当前与近期来看方案二优于方案一。

4.结语

综上所述，提升水利水电综合施工水平，等同于对经济建设的可持续发展提供保障。尤其是在节能减排的发展口号下，水利水电企业要积极应用节能优化技术，这样才能在保证质量与效率的同时兼顾成本。文章以水利水电工程中泵站网格冲洗水系统的改造问题进行研究，以扬水工程工作站为例，针对其格网冲洗环节现存问题制定科学合理的解决措施，保证扬水工程工作站的稳定运行状态，实现良好的经济效益，进而有效推动我国水利水电事业的良好发展。

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