干览丰产塘排涝泵站水泵技术供水备用方案的设计张华

干览丰产塘排涝泵站水泵技术供水备用方案的设计张华

张华

（水利部农村电气化研究所浙江杭州310012）

摘要：随着近年来洪涝灾害的增多，排涝泵站的使用也越来越多广泛，但由于一些排涝水泵的运行需要技术性供水，单一的供水方式不足以保证排涝泵站的运行安全，需要增设技术供水的备用方案。

关键词：水泵；技术供水；备用方案

1工程概况

丰产塘排涝泵站工程位于舟山市定海区干览镇丰产塘东端，设计防潮标准为50年一遇，保护上游流域面积17.02km2，保护人口8498人，是干览镇丰产畈片的重要防洪排涝设施。丰产塘排涝泵站总设计提排流量为20m3/s，设置6台单基础抽芯式轴流泵，型号40ZLB-125（+2°），单泵设计流量为3.35m3/s。水泵在启动及运行期间机组橡胶轴承的技术及润滑采用手动加水的方式，丰产塘排涝泵站的供水设计采用当地自来水管网接入的方式，设闸阀手动操作。

2问题的提出

受2017年第20号台风“卡努”的外围影响，干览丰产畈片区遭遇强降雨过程，外海正值高潮位期间，一线排涝闸排水受阻严重，随即启动排涝泵站排水，极大的缓解了洪水上涨压力以及减少了上游受淹时间，为干览镇丰产畈片区的防洪排涝作出了极大的贡献。但受台风影响，干览镇周边部分地区遭遇区域性停水，部分排涝泵站无法运行，发挥不了排涝功能，因此，为防止类似情况的发生，必须在现有自来水管网供水的基础上增设备用方案，以确保技术供水的安全性。

3技术供水备用方案

3.1离心泵的选择

1）流量，扬程计算

流量：按排涝水泵最大需水量截取，本工程排涝水泵需水量为1.5m³/h（按自来水管道3/8”尺寸计算），共6台，即最大需水量为9m³/h。

扬程：自吸泵最大扬程为4m，供水压力0.1MPa，管路损耗计算为16m（考虑前置供水损耗），总供水扬程为20m。

2）供取水方式

根据泵站所处位置，备用供水水源仅能采用河道水，采用河道自吸泵取水，需要考虑水泵取水口位置及自吸高度。由于排涝泵站6台水泵并不是同时开启，因此需要使用变频技术，电压采用380V电压

3.2净水方式

1）滤料选择

滤料采用石英砂、活性炭、猛沙及树脂四种材质，充分降低抽取后的河道水体的浑浊度以及颗粒物。

2）过滤器选择

①石英砂过滤器：设计流速为8-15m/h，过滤器内装石英砂滤料，可以有效的去除水中的悬浮物，颗粒物、机械杂质、胶体杂质，降低水的混浊度。过滤器反洗时由于表面滤层及滤膜被破坏，过滤效率明显降低，所以反洗后宜采用低流速运行，以便滤膜的形成。石英砂过滤器内部设置有合理的上下布水系统，对比其它过滤器具有布水更均匀，出水水质很稳定等优点，同时保证了系统水通量。

②活性炭过滤器：活性炭工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。主要作用有：去色——可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度；脱氯——可去除因余氯所造成的嗅味；去除有机物——可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及BOD与COD等；去除有机氯——可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂（如氯气）所产的THMS等“三致”物质。有分析表明，自来水中“三致物质THMS占去大半，有效的去除对于提高水质量十分关键；去除氨氮和亚硝酸盐；去除剩余氯或氧化剂，保护超滤、反渗透的滤膜；另外，它还可以除臭，去除水中的微量重金属离子（如汞、铬等离子），合成洗涤剂及放射性物质等。

③树脂软化过滤器：软化器又被叫做钠离子交换器，离子交换柱（器）外壳一般采用玻璃钢复合玻璃钢（PMMA-FRP）、硬聚氯乙烯复合玻璃钢（PVC-FRP）、有机玻璃（PMMA）。钠离子交换器即软化器是用于去除水中的镁离子、钙离子，制取软化水的离子交换器。组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而获得软化水。水的硬度主要由其中的阳离子：钙（Ca2+）、镁（Mg2+）离子构成。当含有硬度的原水通过交换器的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水，当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后，出水的硬度增大，此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作，利用较高浓度的氯化钠溶液（盐水）通过树脂，使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。

④除铁锰过滤装置：除铁的基本原理是利用氧化剂将其中的低价铁离子、锰离子氧化成高价铁离子、锰离子，再经吸附过滤去除。铁锰含量过高的水一般都利用在氧化的作用下将溶解状态的二价铁或二价锰分别氧化成不溶解的三价铁或四价锰的化合物，利用锰砂过滤器的吸附过滤能够将铁锰除去掉。

⑤除氟过滤器：除氟过滤器采用活性氧化铝吸附剂进行除氟处理。活性氧化铝吸附过滤是目前技术比较成熟，应用最广泛、有效的除氟方法。

3.3罐体选择

通过净化后的水体采用玻璃钢罐临时贮存，根据6台水泵同时供水需求，本方案设计贮水容积为9m3，满足泵站1小时的运行，单只罐体直径0.9m，共需8个玻璃钢罐。

3.4罐体选择

丰产塘排涝泵站工程技术供水备用方案参数如下：

自吸泵扬程：20m；

自吸泵设计流量：9m³/h；

自吸泵特性：电压380V，变频电机。

净水设备：两级供水（石英砂过滤器+活性炭过滤器）罐体尺寸为0.90*2m。

4结束语

通过对排涝泵站的单基础轴流泵的技术供水增设备用方案，将有效降低技术供水缺失的风险，提高泵站运行的可靠性和安全性，从而为整个区域的防洪排涝带来保障。

作者简介：

张华（1981-）：男，工程师，水利部农村电气化研究所，主要从事水利工程设计工作。