镇江自来水取水泵站节能潜力分析及技术改造

摘要

为了提高供水系统的抗风险能力，确保水源安全，2014年镇江市决定实施“征润洲水源地原水水质安全保障工程”，在原外引河的基础上新建长江取水涵闸、长江取水双向泵站，结合内引河改造成原水前置调蓄池，并与备用水源连通。一方面可以改善现状内引河取水条件，另一方面通过设置调蓄前池、原水监测预警时间前移，使供水企业有足够时间对原水水质进行分析研判，对原水突发污染事故，及时采取有效应急措施，提高城市供水安全。 当“征润洲水源地原水水质安全保障工程”实施完成后，此时水泵将往大流量工况偏移，水泵扬程偏高，不符合当前运行的要求。本文主要针对“征润洲水源地原水水质安全保障工程”改造完成后，引河水位将维持在黄海标高3.5-4.5m的状况，此时吸水井水位相对恒定。在改造前吸水井水位受长江水位的影响较大，水泵的运行工况随着长江水位的不同而不同。工程改造完成后吸水井内的水位和之前也有一些差别，从而造成运行水泵的扬程偏差，可能会造成泵偏离高效区运行。为了满足水厂节能降耗的运行要求，对取水泵站节能潜力及技术改造进行研究及其必要，本文主要研究内容如下: 1.根据取水泵站的特性情况，建立了水泵实际特性和装置实际特性的在线测试方法，对两个取水泵站的运行情况进行了测试，并对其各自的运行情况进行分析。实测结果表明，当前金山泵房水泵性能下降严重，实际效率下降约15％，而金西泵房水泵仍运行在高效区，不需要技术改造。 2.根据实测数据和取水系统的设计资料，建立了基于Flowmaster的两个取水泵站模型，基于该模型对各种运行出现的情况进行了仿真模拟。结果证明，使用该模型可大大的降低实际改造的试凑数，降低改造成本，为以后的相关改造的提供理论依据和参考。 3.根据金西水厂和金山水厂的制水情况，通过数理统计的相关原理，结合Flowmaster仿真系统，形成新的取水泵站设计工况谱。在考虑优化调度、改造成本的基础上，确保金山泵站在保障工程实施后，仍能节能运行。结果表明，金山泵站由于水泵效率较低，需要在维持设计流量不变的条件下，将其设计扬程降低约5米;金西泵站水泵仍然在高效区运行，从理论上证明其不需要进行改造。 4.对金山泵站改造实施的各种方案进行实施评估，并在方案的指导下，结合现场实际，完成了新型双吸泵的设计，加工制造、产品检测及现场的安装调试。结果证明，改造后水泵在满足当前制水需要的基础上，能经济高效运行，运行状态良好，其改造后一年可节约电费约20万元，而不到一年即可收回改造成本。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 水泵优化选型研究现状

1．2．2 泵站优化运行研究现状

1．3 本文研究的主要内容

第二章 镇江取水泵站概况及其运行状况

2．1 金山取水系统概况

2．1．1 泵站情况

2．1．2 输水管网情况

2．1．3 金山取水泵站改造前能耗分析

2．2 金西取水系统概况

2．2．1 泵站情况

2．2．2 输水管网情况

2．3 取水系统运行现场测试

2．3．1 泵性能测试

2．3．2 系统特性测试

2．3 本章小结

第三章 仿真模型建立及运行情况仿真

3．1 Flowmaster计算原理简介

3．1．1 Flowmaster建模原则

3．1．2 理论基础

3．1．3 Flowmaster整体求解原理

3．2 Flowmaster元件选择及计算

3．2．1 直管摩擦阻力模型

3．2．2 弯管损失模型

3．2．3 阀门损失模型

3．2．4 三通损失模型

3．2．5 普通水箱模型

3．3 仿真模型建立

3．3．1 金山仿真模型

3．3．2 金西仿真模型

3．4 本章小结

第四章 改造方案设计及评估

4．1 金山取水泵站

4．1．1 运行需求分析

4．1．2 改造方案设计

4．1．3 改造结果评估

4．2 金西取水泵站

4．2．1 运行需求分析

4．3 本章小结

第五章 改造方案实施

5．1 水泵设计与加工

5．1．1 设计参数确定

5．1．2 水力设计

5．1．3 结构设计与加工

5．1．4 试验泵测试

5．2 现场安装与调试

5．2．1 施工准备

5．2．2 安装过程

5．3 实施评估

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 研究总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献