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1、xxx雨水泵站改造工程方案一、工程概况: xxx路雨水泵站工程是x阳市 2007年重点工程，工程完工后，解决x阳城区恒山大街以北、赤水路以西、清水路以东约20k的雨水排放问题。按设计雨水沿区域内各条道路雨水管道汇流于xx路主管道，进入雨水泵站提升排入渭河。泵站设计流量14. 4m/s。 雨水泵站厂区占地面积5550，建筑占地面积2095，包括泵站及前池、变配电室、综合用房以及出水管道(采用越堤方式)、消能池、排水明渠、排水箱涵、出水口等其他附属设施。工程自2007年3月开工，于2010年初投运。二、泵站及前池系统现状: 雨水进入前池经5台回转式格栅除污机，去除大的漂浮物及杂质后进入提升泵房，栅
2、渣经皮带输送机收集后外运。整个提升泵房由地下和地上两部分组成，地上部分为单层排架结构厂房安装起吊机1架，地下部分为钢筋混凝土水池共分3层，为水泵安装间。 根据设计泵房内共安装混流泵五台，一期已安装1200HLB-16立式混流泵1台，叶片安装角度为0度，单台泵配套功率为710KW，9OOHLB-16立式混流泵2台，叶片安装角度为-2度，单台泵配套功率为400KW;二期将增加900HLB-16立式混流泵2台，已预留泵位。三、外排管渠系统现状: 泵站出水井穿越河堤坝的管道送至堤坝北侧的消能池，消能池出水经排水明渠排至渭河。现阶段由泵站内至消能池已敷设3根排水管道，其中2根DN2000钢管为一、二期提
3、升泵出水总管道，1根DN300钢管位于DN2000管道的西侧为泵站内集水池检修潜污泵排水管道。DN2000管道中，西侧1根已与一期3台水泵出水管相接，作为排水母管承担者现阶段泵站的排水工作:东侧1根为二期预留管道，现阶段仅施工了穿越河堤坝部分。四、存在的问题及处理意见: (一)机械部分: 工程建设完成并投入使用以来，大部工艺设备不同程度存在这样或那样的问题，现将其中存在的问题及处理意见汇总如下: 1.机械格栅: 进水格栅井共设有四台格栅机，其中1-2台存在机械故障，不能正常运行； 需全部对四台格栅机进行维修处理。 2.潜水排污泵: 雨水泵站吸水井(两个)内的排污泵存在较严重的安装问题，潜污泵处
4、于故障状态，无法正常工作，吸水井内泥沙大量沉积。 对两个吸水井进行整体清污处理，并对两组(4台)泵及耦合安装系统重新进行检修安装，以满足工艺要求。3.提升泵: 主要问题: 1#泵高压电机震动偏大，超出安全运行范围。出水量只能达到水泵额定水量的50%； 2#泵因电机故障已对电机进行了整体绕线处理(人修)，但目前电机温度依旧偏高（高达93），机械振动偏大； 3#泵水量尚能满足要求，但立式泵轴同心度偏人，存在设备安全隐患。针对震动问题，主要有两方面因素造成: 机组间电机与泵安装时对中小好，电机轴与泵轴不同心，致使水泵运行时震动偏大； 叶轮出厂时动平衡不好或叫片角度不一致，或因叶片材质导致的叶片表面磨
5、损； 或因水泵基础(或电机基础)发生不均匀沉降，导致同心度变化。针对出水流量偏小，主要因素有: 进水闸门故障，导致阀门开启不充分； 叶片角度调整不当，叶片角度过小，或叶片角度不一致。针对轴承温度过高的原因，主要问题还是泵轴与电机轴不同心造成。处理意见： 分别检验泵基础及电机基础，应保证二者水平； 检查电机轴及泵轴同心程度，偏心范围相对于轴长应在0.4以下； 检查叶轮情况，叶片应无明显磨损，各叶片角度应一致同时角度应符合工况要求。叶轮试动平衡，不平衡为标准G6.3级； 轴及径向橡胶导轴承磨损情况应在偏差范围以内； 在检查完上述项后，应检查电机是否运行正常，轴承润滑是否正常，轴承冷却水足否供应正常
6、，阀门等运行状况，上下游水位是否在实际范围等附属状况。 (二)工艺管道部分: 水泵吸口设有吸水喇叭口，水泵吸口进水流态平稳。泵站设计变为进水渐变弯头，该部件未考虑进水流态，造成进水单边脱流，导致进水漩涡，造成叶轮振动，引起水泵运行震动。 泵组出水管设置母管，无法保证两台泵运行。如果两台泵同时启动时，第二台泵启动时，出水液压止回阀开启难以控制，开启慢，造成泵闭阀启动，开启快，造成回水导致泵叶轮倒转，都会导致电机启动过载，造成泵的伤害。 此部分的问题的解决则必须通过对水泵进出水管道进行改造，维修更换部分进水阀门，调整水泵出水管道，根据混流泵的特性确保单台水泵单管无压出水。 (三)电气、控制部分:
7、整个雨水泵站在最初设计阶段考虑了PLC自控系统，但在实际施工安装过程中未进行自控装置的采购和安装。整个泵站系统现今只安装了一套电机上作参数的微机巡检系统。即未对电机进行必要的控制，也未对泵站辅助设备进行自动控制，没有对系统的工作参数进行实时采集和监控。系统日前的操作和控制采用在设备附近的就地控制箱上直接控制设备启停，操作点分部范围大、没有系统的全局工况、系统自动化程度较低、设备完好率低。针对雨水泵站日常使用率低，但极端天气应保证设备100%的完好率的实际工况，新增控制系统应能够自动的完成泵站设备自检工作，对于阀门、格栅机、排污泵等容易生锈卡死的设备，除了满足排水工况的功能要求，日常停运状态可以
8、自动完成设备试运转及自检工作，以便发现问题及时处理，并能够自动的将设备的状态生成报表，上传给总控室，以便调度能够及时的掌握设备的状态。对系统中各个设备的工作参数进行实时采集和实时监控。(四)其他方面:1.泵房双轨桁车 因安装原因或因其他原因，目前桁吊无法正常运行，需检修以满足使用要求。2.泵房地下室检修平台 原设计在地下室设有单体检修平台，由于平台小且其只设于水泵的单侧，难以满足水泵正常检修要求，建议重新设计通常检修工作平台。五、改造方案的比选: 针对泵站现阶段所存在的问题，本次改造方案考虑将着重从机械维修、管道改造、自控系统完善三方面展开。 机械维修、自控系统的改造思路和方案相对单一，无需多
9、方对比。管道系统的改造则经过对泵站现状的仔细分析，现场的多次踏勘，从不同的角度考虑，我公司已形成了三种改造思路，此三种方案各有优缺，建设单位可以根据实际情况择优选取。下面将对本次改造的方案进行具体介绍。(一)机械维修 该泵站为城市防洪泵站，且该区域无此类备用系统，因此所有改造及维修应该确保泵站的城市防洪功能。改造时机上应参考当地的常年气象资料，制定详细的施工方案，尽量避开降水季节。主要检修及维修内容:1、前池 前池加一台铲抓式移动格栅除污机，栅隙100mm,型号GSCY-1000,用来拦截大的漂浮物。 将原格栅从池中吊出检修，排除故障。 检修2台潜水排污泵，恢复泵的安装耦合系统，检查该部分管道
10、阀门，必要时更换。 检查前池淤积情况，若正常，则只对潜污泵周边进行清理，若淤积严重，则应在泵站前池中加冲洗管道。 有必要时，可在潜污泵泵坑中加一潜水搅拌机，在泵启动时将泥沙冲起。2、泵站 检修泵站前起闭机，恢复其上下限位开关，消除安全隐患； 检查泵进水蝶阀，保持完好，重点检查限位开关，防止在运行中损坏； 依次关闭进水蝶阀，检修主排水泵。依次检修2台900HLB-16型混流泵 i. 更换电机基础，原电机基础为两面支撑，电机单方向震动超标，更换成圆形基础。 ii. 更换上下水润滑轴承及填料iii. 检查泵叶轮，如磨损过大则更换，磨损不大则重新做动平衡。 iv. 检查泵主推力轴承。更换联轴器弹性块。
11、 V改造泵水冷却润滑系统。.检修1200HLB-16型混流泵 i. 更换上下水润滑轴承及填料。ii. 检查泵叶轮，如磨损过大则更换，磨损不大则重新做动平衡。 iii. 检查泵主推力轴承。更换联轴器弹性块。iv. 改造泵水冷却润滑系统。 V安装调整试运转。 (二)自控 1、控制对象和新增采集信号在系统已有的控制信号接口外，新增加以下控制检测信号及传感器。 a)泵前池:、两套超声波液位计(互为备用)用于检测泵前池的连续液位、两套浮球液位计(互为备用)用于泵前池高液位报警、两套启闭机闸门位置传感器(用于控制进水量与排水泵排水流量匹配，避免排水泵由于液位过高，或过低引起的频繁停泵、启泵，高压泵是不允许
12、频繁启停的)、六套启闭机三相工作电压和电流传感器，监测电机工作电压和电流（计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修） b)泵站水池、十二套回转式格栅除污机三相工作电压传感器和电流传感器，监测电机工作电压和工作电流(计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、三套皮带输送机三相工作电压传感器和电流传感器，监测电机工作电压和电流(计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、二套超声波液位计(互为备用)用于检测泵站水池的连续液位、四套浮球液位计(互为备用)用于泵站水池高低液位报警、十二套水泵进口蝶阀电机三相工作电压传感器和
13、电流传感器，监测电机工作电压和电流(计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、九套排水泵电机三相工作电压传感器和电流传感器，监测电机工作电压和电流(系统已安装，只进行采集。计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、十二套温度传感器(一台高压电机4套，分别是上、下轴承温度、定子温度、转子温度)、三套排水泵排水压力传感器和三套排水泵排水流量传感器、九套出口液控蝶阀油泵电机三相工作电压传感器和电流传感器，监测电机工作电压和电流（计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、三套出口液控蝶阀液压系统压力传感器和汕箱液位传感
14、器，监测液压系统工作压力和油箱液位(计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)、六套排污泵电机三相工作电压传感器和电流传感器，监测电机工作电压和电流(计算机服务器自动超限报警记录、并通过手机短信方式通知维修员进行检修)自控系统组成a）、泵站控制系统主要由传感器、PLC、执行器、触摸屏等设备组成；调度指挥中心由服务器、交换机、网关、工作站等设备组成。控制系统在低压配电室设置控制柜一面，内装西门子S7300系列PLC一套，作为控制系统的控制主机，外型尺寸为2200800600(高宽深)，控制柜前后开门，前门安装十二时触摸屏，供运行人员操作泵站设备使用，控制柜后而为双开门结
15、构，出线方式满足现场实际需要。柜体表而喷塑，其防护等级小低于IP32b)、控制系统在调度指挥中心设置服务器柜一面，内装服务器一台、交换机一台，与泵站内的PLC通讯，记录历史数据及生成各种报表，提供web浏览界面，供调度人员使用。外型尺寸为2200800600(高宽深)控制柜前后开门，柜顶部安装排风扇，柜门下部设具有过滤网的进风口，柜内采用强制排风散热。c)、泵站系统设备运行故障信息手机短信服务系统。系统自动检测各个设备，当设备故障或报警，系统通过故障信息手机短信服务系统自动向职维修人员发送发送设各故障报警信息，使维修人员实时了解设备的运行状况，必要时可以通过手机对系统各个设备进行远程控制。d)
16、、位于泵前池遮雨棚上现场安装的各设备操作箱，防护等级低，均已发生锈蚀，操作电源为交流220伏，极端天气情况上，湿度较大，易发生短路、漏电等安全事故，建议在此次改造中更换，采用高防护等级的不锈钢就地控制箱，并将操作电源改为直流24伏，以便于安全可靠的运行，同时将预留自控信号端子保留并移到不锈钢控制箱内。原系统排水泵和排污泵的控制柜在泵站配电机房内，预留控制信号接口端子，其余各个设备的操作和控制均在现场设备侧的就地控制箱内，并预留控制信号接口端子，这些原系统的顶留信号和新增加的液位、位置.压力、流量、电量等传感器信号需重新布线并引入到总控室PLC柜内。e)、泵站排水泵电机的启停采用高旅变频传动方案
17、的设想泵站排水泵电机采用变频传动可以精准的控制进水和排水流量的匹配，避免了电机的频繁启停、减少了对电网的冲击、降低了大惯量电机的启动的机械冲击、延长了电机、泵和管网的使用寿命、消除了水锤现象，但投资较大。 3、自控系统的功能 雨水及污水泵站主要完成站区雨水、污水汇集后的提升、排放，泵站水池设置三台主水泵两台辅泵，主泵负责将雨水提升排放至渭河，辅泵用于泵站冲洗。 控制系统在泵前池设有液位计，当泵前池检测到高水位需要启动排水泵时，自控系统开启电动回转式格栅除污机及皮带机，打开泵前池启闭机，将来水放入泵站水池，控制计算机依据泵前池水位变化情况判断来水水量大小，调节启闭机闸门开度，使泵站水池液位稳定，
18、并根据进水量并依据泵站三台主泵不同的排水能力匹配计算出最优的排水方案，开启相应水泵的进出口阀门、启动水泵自动完成排水作业，当泵站水池液位达到停泵水位时自动停泵防止水泵抽干，若水位继续上涨一台泵无法满足排水要求时，则自动按照来水情况开启其余的主泵。当主泵完成排水工作后，控制系统自动关闭主泵的进出口阀门，排污泵按照预定程序自动完成泵站的冲洗工作，系统进入停运状态。在停运状态控制系统定时逐台完成阀门的自检动作，检测阀门的到位信号是否正常，另外可防止阀门锈死。一旦发现设备故障可及时报修。排污泵定期排污可保证排污泵不被淤塞。系统自动检测各个设备，当设备故障或报警，系统服务器记录各个设备的运行状况和实时运
19、行工作参数，同时系统通过故障信息手机短信服务系统自动向职维修人员发送发送设备故障报警信息，使维修人员实时了解设备的运行状况，必要时可以通过手机对系统各个设备进行远程控制。 (三)工艺管路改造: 经过问题分析我们发现，工艺管道问题的症结是本应单泵单管出水的混流泵在本程中却采用了多泵共管，因此管道改造的目的就是实现单泵单管。实现单泵单管有以下三种方案得以实现: 1.方案一: 将一期三台泵中710kw水泵挪至二期预留泵位，水泵进口与提升井对应管道连接，出水管与堤坝预留的二期管道连接至消能池，水泵出水管道不设阀门，在管道进入消能池后安装拍门，实现此泵的管泵单管改；710kw水泵挪位后，2台400kw水
20、泵仍用原有一期母管输水，原泵出口阀门保留，2台泵实际运行时采用一用一备工作状态即可实现单泵单管输送功能。出水管，解决一期工程排水问题，二期施工时再重新敷设新的管道； 2、方案二: 在泵站内泵房以以北加工房以南的空地设置，中间消能池，每台水泵出水单管至中间消能池，消能池出水利用原2根DN2000管道送至现有消能池； 3、方案三: 在河堤坝南部(现排气阀安装处)设置中间消能池，每台水泵出水单管至中间消能池，拆除现有水泵出水管的阀门;消能池出水利用原2根DN2000管道送至现有消能池;4、方案对比:管道外排系统三种方案的优缺点对比一览表（一） 占用二期预埋管，二期新增（二）站内增加中间消能池在（三）
21、 堤坝增加中间消能池备注水泵1. 无需移动2. 工作扬程不变1. 无需移动2. 工作扬程变为16.0米，较现状增高约1.50米1. 无需移动2. 工作扬程16.0米，较现状增高约1.50米考虑到施工期间泵站正常运行，三个方案均需移动一台泵至二期泵位出水管1. 一期2台900HLB-16水泵合用一根DN2000；一台1200HLB-16水泵用一根DN2000管道2. 二期新增2台水泵，新增DN1200钢管2根，单根长度约200米1. 一二期每台泵设一根出水管至中间消能池，其中DN900的2根，DN1200的3根，单根管长约20米2. 中间消能池至排水明渠利用原DN2000管道1. 一二期每台泵设
22、一根出水管至中间消能池，其中DN900的2根，DN1200的3根，单根管长约100米中间消能池至排水明渠利用原DN2000管道拍门一期不增加，二期增加DN1200拍门2套无需设置拍门增设5套拍门排气阀二期增加2套排气阀原有排气阀原有排气阀拆除水池需要对消能池进行改造新增一座混凝土消能池新增一座混凝土消能池外协1. 需与河堤坝管理部门协商穿管事宜2. 与村民协商部分坟地迁移事宜1.需要将部分围墙外移1.需与河堤坝管理部门协商在堤坝上建设消能水池事宜2.与村民协商部分坟地迁移事宜施工1. 主要为管道施工及管道施工配套的土方工程2. 无需设置临时排污管道1. 中间消能池土建施工2. 水泵至中间消能池
23、单根约20米管道施工3. 敷设临时排污管道1. 中间消能池土建施工2. 水泵至中间消能池单根约100米管道施工3. 敷设临时排污管道优点1. 就一期工程改造而言，仅需改造站内管道即可，施工周期短，可在短时间内解决燃眉之急2. 土建工程量小1. 实现单泵单管出水2. 新增消能池距水泵距离短，无需增设拍门3. 管道变动小，充分利用原有预埋管道，管道增加量少4. 仅站内施工，外协工作量小，受外界干预少5. 可一次解决一二期问题，二期隐患较少1. 实现单泵单管出水2. 可部分利用原有管道，穿河堤部分无需增设管道3. 可一次解决一二期问题，二期隐患较少缺点1. 仅解决一期问题，为二期实施留下较大隐患2.
24、 现有预埋DN2000管道与单台水泵相连，管路匹配经济性相对较差3. 二期实施时管道改造量较大，新增管道较多4. 二期施工影响面较大，既要穿过坟地，又要穿越河堤，外协工作量大，工程进展难度增加5. 现有消能池单池短馆进出水，二期实施后将需要对现有消能池进行而且改造1. 需新建消能池一座，尺寸为4.123.513.22. 新增消能池距离原有泵房距离较近，且有地下开挖，施工时需要防护措施3. 水泵工作扬程较以前有所增加，提升流量将受到少许影响1. 需新建消能池一座，尺寸为4.123.54.502. 新增消能池距水泵较远，管内存水较多，需增设拍门3. 一二期共需要从泵站内敷设五根（其中三根为新增管道
25、）管道至消能池，此部分将穿越一片坟地，施工及外协工作量较大 5、结论: 通过上表我们可以明显看出三种方案的优缺点。 方案一施工周期快，可在短时间内解决泵站的燃眉之急，但留给二期工程的施工量和隐患较大; 方案二最大限度的利用了原有管道，在坟地及渭河堤坝处基本无施上，减少了大量的外部协调工作，且仅通过一次改造即可解决二期实施问题，后期隐患少; 方案三与方案二基本相同，只是将新建的中间消能池山站内改为渭河堤坝之上，避免了池体施工时对泵站的安全威胁，但与方案一相同，仍然存在穿过坟地、堤坝施工带来的外部协调工作； 因此. 通过仔细核算和对比我们建议将方案二作为本次改造工程管道部分的实施方案。 但经改造后,混流泵的工作扬程将由现在的14.6米变为16.0米，根据水泵性能曲线，1200HLB-16提升水量将较现在设计流量3.65m/s变为3.56m/s，一个小时提升水量降低324m；900HLB-16单台提升水量降低900m，但两台同时开启的水量为3.88m/s，仍大于一期的设计水量3.65m/s。关于此问题，需要建设单位根据泵站现在的运行情况进行利弊判断，同时亦可采取降低现有穿越堤坝部分管道的标高约1.5米以保证水泵的运行工况不变。（管道标高的调整可在河堤坝拓宽管道改造时一次进行）但本次方案的投资仍以方案二为依据进行估算。
