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区域供水厂优化改造实例解析

文章来源:海西给排水 发布时间:2010-12-13 00:15:22 阅读次数:2718 次 [关闭]

[摘要]本文介绍了某区域供水厂优化改造的设备选型、工艺选择、自动控制、投资效果等情况,全面满足卫生防疫、区域水消防、安全方面的需求,对于独立区域的供水方式选择,具有一定的借鉴价值。

 

[关键词]区域供水厂  优化改造  自控  消毒

 

   某区域供水厂始建于1962年,设备极限供水能力4000m3 /d,水池蓄水量总计2000m3,供水区域现有居住人口2万人,占地1.25平方公里,建筑面积90万平方米,其中工业区既有建筑面积30万平方米、生活区60万平方米。三年内规划建设净增15万平方米,要求动力支持。

水源由北京市政自来水和5座深井提供。生活、生产、消防共用同一给水系统,此系统由水源、加压泵站、给水管网和附属构筑物组成。

 

1 改造前存在的问题

   加压泵站内七台水泵已使用二十年,普遍存在发热现象。

该区域供水厂加氯间独立设置,建筑符合《室外给水设计规范》要求,但没有水喷淋装置和碱液中和池,不符合北京市安全局的要求,处于限期整改阶段。

既有建筑都是多层建筑,原有消防设施不能满足新建七个45米以上高层建筑水消防要求。

 

2 优化改造措施

2.1 改造目标

   满足既有和新增建筑生产生活最高用水量和最低用水量需求,同时保持水压平稳;满足室外同时两次消防用水需求;建设远程自起动集中消防泵站,满足高层建筑室内消防用水需求。

2.2 设计负荷计算

   现有厂区生活、生产用水实测资料显示,生活、生产用水供水峰值394m3/h,供水谷值48m3/h,考虑到未来用水的发展情况,生活用水定额按200L/人.天计算,最高日生活用水量4000t/d。按工艺要求,确定生产日均用水量1000 t/d,冷却补水量30 t/d。代表性高层建筑高度45m,地下二层,地上十层,按中危险II级设置自动喷淋灭火系统,室内消火栓系统和喷淋系统的加压泵集中安装在该区域供水厂泵站。详见下列图表:

设计负荷计算表

名称(单位)

数量

备注

最高日生活用水量(吨/天)

4000

使用时数15小时

生产日均用水量(吨/天)

1000

使用时数15小时

冷却补水量(吨/小时)

30

 

厂区室外消防用水量(升/秒)

20

火灾延续时间2小时

厂区室内消防用水量(升/秒)

20

火灾延续时间2小时

居民区室外消防用水量(升/秒)

15

火灾延续时间2小时

居民区室内消防用水量(升/秒)

10

火灾延续时间2小时

规划区高区室内消防用水量(升/秒)

20

火灾延续时间2小时

规划区自动喷淋用水量(升/秒)

30

火灾延续时间1小时

2.2 改造措施

2.2.1 水泵选型

   泵房内设置全自动给水设备一套,最大供水能力600m3/h,设计定压0.40MPa。主供水泵型号NFL150-400  Q=200m3/h,H=50m,N=45KW,两用一备共三台,变频循环启动。稳压水泵一台,型号NFL65-200K  Q=50m3/h,H=50m,N=15KW,工频运行,以满足厂区生产生活用水量需要。

泵房内设置低区消火栓泵,型号为XBD5.4/70-200-400,Q=70L/S,H=54m,N=75KW,共二台,一用一备,满足厂区室外消火栓的水量和水压要求。设高区室内消火栓泵,型号XBD8/25-100-250,Q=25L/S,H=80m,N=37KW,一备一用,满足厂区高层室内消火栓用水需要。设自动喷水泵,型号XBD8.8/35-125-270,Q=30L/S,H=90m,N=55KW,一备一用,满足规划中七栋高层楼房的自动喷水系统用水需要。在厂区最高建筑的屋顶设置一座18m3的不锈钢水箱及消防增压稳压设备一套,型号为ZW(L)-I-X-7,包括立式隔膜式气压罐SQL1000×0.6一座,配用水泵两台,一用一备,N=1.1kW,以满足消火栓系统消防初期的水量水压要求。为保证消防用水不被动用,在生活变频调速泵组的吸水管上设置虹吸破坏管。

   集水坑收集地下泵房排水,用潜污泵提升,送入厂区污水管道,潜污泵型号为50JYWQ/C242-1.5/2,Q=15m3/h H=15m N=1.5KW,一用一备。设液位控制器控制污水泵的启停,高液位启泵,低液位停泵,超高液位报警。

改造后设备基本情况汇总表

系统名称

主要设备型号数量

设备能力

给水系统

NFL150-400  3台,

NFL65-200K  1台

供水能力200T/H.台,供水能力50T/H.台,三用一备、循环变频启动

低层及室外消火栓系统

XBD5.4/70-200-400  2台

供水能力70L/S.台  一用一备

高层消火栓系统

XBD8/25-100-250  2台

供水能力25L/S.台  一用一备

高层自喷系统

XBD8.8/35-125-270  2台

供水能力35L/S.台  一用一备

潜污泵

50JYWQ/C242-1.5/2  2台

排水能力15 T/H.台  一用一备

次氯酸钠消毒系统

KS-600A   1套

 

电气及控制系统

PLC总线   1套

 

 

2.2.2 蓄水池有效容积的确定

   消防水池设置三个独立水源进水管,供水充足且在火灾情况下能保证连续补水,减去火灾延续时间内补充的水量,消防水池有效容积计算值为386m3,实际建造一座400m3的专用消防蓄水池。

综合计算了三个独立水源进水能力,并核算了次氯酸钠消毒设备的工作能力,测算最近用户的消毒有效时长和最远用户的合格水保鲜期后,确定设置生产、生活蓄水池二座,有效容积分别为300 m3,设置汲水井,与三座水池连通,并设置阀门进行控制,便于水池的检修、清洗、相互应急支援。水池内合理设置导流墙,防止水流短路,保证没有静水层和循环死角。水池顶设检修人孔、安全防雨通风帽、技防设施。水池一次成形内外双向六面无毒环保防水,安装进出水管密封装置。池内有直读液位计和电控液位仪,指挥电磁阀自动控制液位,并进行高低水位报警。

2.2.3消毒设备选型

   为了防止生活、生产用水的二次污染,保证水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85),结合北京地区卫生防疫要求,选用次氯酸钠发生器进行消毒,型号为KS-500A,Q=1.2g/m3 ,N=6KW。选用进口计量泵6台,余氯检测端子6个,信号线加氯防腐管线各3套,实时检测、读取、上传池水余氯量,自动计算加氯。

2.2.4配套土建设施

   泵房分为两层,地上一层,层高4.5米,建筑面积108 m2,由泵房设备的辅助房间、值班室、消毒室、实验室和监控室组成。地下一层部分层高4.5米,部分层高9米,配备检修用电葫芦和检修平台,建筑面积216 m2,设置集水坑,安装各种水泵。

设置全地下式生产、生活及消防蓄水池,容积分别为400m3一座、300 m3两座。设置汲水井、检查井、泄水井。

2.2.5控制方式

   全自动给水设备用一条PLC总线控制,读取主干线压力值计算并操控供水泵的起停,主供水泵均变频启动,达到满负荷后自动转为工频运行,如压力未达到设定范围,将自动开启第二、第三台水泵。稳压泵设为固定时段值班工作。按预定计划自动轮换备用泵。

按照共用集中消防泵站设置水消防设备。七个高层建筑均设楼内消防中心,楼内任意消防按钮操作,经过中心确认后,通过光缆将起泵信号传至25#泵房,将自动开启各种消防泵。消防泵具有按期自动巡检功能,定期与各建筑实施远程联动演练。

每个市政水及深井水入水口均设置电磁流量计,配现场显示屏并上传信号至值班室。

水池设置高低水位液位控制声光报警。

集水坑液位由液位控制器控制污水泵的启停。高液位启泵,低液位停泵,超高液位报警。

实时自动读取余氯量,并确定加氯量。

以上信号均上传至泵房值班室保存、显示、打印。

2.2.6 试验设备

    按照国家标准和北京市卫生防疫部门的要求配备试验室,主要进行浊度、余氯、菌群检验。

改造后试验设备表

序号

名称

型号

1

浊度分析仪

WGZ-20

2

余氯检测仪

YL-1

3

分析天平

BT224S

4

灭菌锅

YX-280B

5

封闭式电炉

ES-2608

6

干热灭菌箱

GRX-9071B

7

生化培养箱

SPX-160B

8

磁力搅拌器

 

9

医用冰箱

YC-260L

10

显微镜

XTL-3A

11

抽滤系统

单联真空负压过滤系统

12

超净工作台

SW-CJ-1FD

13

实验边台

 

3 改造效果及经济分析

3.1 改造效果

全面达到预定目标要求,全面满足北京市卫生防疫部门的要求,全面满足区域水消防要求。自动化水平高,大幅度减少了运行工时和劳动强度。实施消毒新工艺,从根本上消灭了一个二级危险点。

 

3.2 经济分析

   该区域供水厂在保证供水的前提下原址实施改造,经过多个批次轮番作业,并辅助以临时措施,历时5个月完成,经第三方审计,工程总投资408万元。详见下表:

 改造投资汇总表            单位:万元

系统名称

总投资

设备及安装费

土建工程费

给水系统

178.8

72.7

15

室外消火栓系统

40

高层消火栓系统

高层自喷系统

消毒系统

25

化验设备

15

电气及控制系统

11.1

管线系统改造

59.2

49.9

9.3

土建

170

 

170

合计

408

213.7

194.3

4 结束语

   该区域供水厂优化改造十分复杂,难在第一用户要求较高;第二不得长时间断水,边运行边改造;第三全面完成了自动化控制。这个项目取得的经验教训,对于相对独立区域的供水方式选择,具有一定的借鉴价值。

 

[参考文献]

[1]《二次供水设施卫生规范》(GB17051-1997)

[2]《泵站设计规范》 (GB/T 50265-97)

[3]《矩形钢筋混凝土蓄水池》 (GB 50084-2001)

[4]《自动喷水灭火系统设计规范》 (05S804)

[5]《北京市建筑设计技术细则》 设备专业

 



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