淺談中途泵站供水區(qū)域切換模式

沈旭 沈志云

【摘 要】對(duì)2012年上海市自來(lái)水閔行有限公司吳涇泵站擴(kuò)大供水范圍工作模式進(jìn)行回顧總結(jié)，分析存在問(wèn)題與不足，提出具有廣泛適用性的泵站供水區(qū)域切換模式。

【關(guān)鍵詞】高峰供水；調(diào)度方案；變頻機(jī)組；水量缺口

城鎮(zhèn)供水中途泵站（包括增壓泵站和水庫(kù)泵站）是供水系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，承擔(dān)著調(diào)節(jié)區(qū)域供水管網(wǎng)水壓和分配供水水量的任務(wù)。隨著城市人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展和逐年的氣溫變化，城鎮(zhèn)供水區(qū)域水量每年都在不斷調(diào)整，供水管網(wǎng)也在不斷更新，為適應(yīng)水量增長(zhǎng)和區(qū)域供水調(diào)整，中途泵站供水區(qū)域調(diào)整勢(shì)在必行。本文就2012年上海市自來(lái)水閔行有限公司吳涇泵站擴(kuò)大供水范圍工作進(jìn)行回顧總結(jié)，并提出具有廣泛適用性的泵站供水區(qū)域切換模式。

1.吳涇泵站擴(kuò)大供水區(qū)域回顧總結(jié)

1.1主體構(gòu)想

吳涇泵站長(zhǎng)久以來(lái)一直擔(dān)負(fù)著吳涇地區(qū)和龍吳路沿線工業(yè)區(qū)的供水任務(wù)，但由于供給范圍有限，該泵站的額定能力始終沒(méi)有完全發(fā)揮，二增三水庫(kù)的機(jī)組配置，只長(zhǎng)年運(yùn)行一臺(tái)機(jī)組是不太合理的。在近幾年的連續(xù)高溫的沖擊下，中春和顓橋泵站始終運(yùn)行在滿負(fù)荷的狀態(tài)下，滬閔路和中春路DN1400管道在高流量、高流速下的危險(xiǎn)因素漸漸凸顯出來(lái)，因此公司調(diào)度中心在2010年高峰后適時(shí)提出了——“整個(gè)區(qū)域應(yīng)當(dāng)采取兩頭并進(jìn)的方式，減緩中路負(fù)擔(dān)”的這一供水調(diào)度原則，也就是，擴(kuò)大新橋泵站和吳涇泵站的供水范圍，提升這兩個(gè)泵站和區(qū)域管道的運(yùn)行壓力，進(jìn)而減輕中春路和滬閔路DN1400負(fù)荷，提高七寶地區(qū)的保障系數(shù)。

1.2工程性措施

整個(gè)工程的基礎(chǔ)工作包括吳涇泵站增加一臺(tái)增壓機(jī)組（年前完成安裝調(diào)試），在放鶴路、蓮花南路鋪設(shè)一根DN800、DN500管道作為吳涇泵站的第二路出站管（5月22日完成）。完成這兩項(xiàng)工作后，吳涇泵站具備增加輸配水量，向外擴(kuò)張的條件。

1.3整體切換方案

在公司內(nèi)經(jīng)過(guò)多次商議后，制定了包括了調(diào)度方案、操作方案和細(xì)致的水質(zhì)保障措施在內(nèi)的整體方案予以實(shí)施。在此次操作過(guò)程中吳涇泵站和顓橋泵站的運(yùn)行不斷配合做出調(diào)整，至6月28日根據(jù)數(shù)據(jù)的反饋情況，吳涇泵站已經(jīng)將莘奉金高速以東、銀都路以南、黃浦江以西和劍川路以北的區(qū)域納入其供水范圍。

調(diào)度中心根據(jù)目前吳涇和顓橋泵站的運(yùn)行情況，配合以區(qū)域內(nèi)的流量和壓力數(shù)據(jù)，對(duì)此次切換做分析和闡述如下：

（1）為避免在突發(fā)應(yīng)急情況下，由于東西方向閥門(mén)的隔絕，造成區(qū)域間的水量無(wú)法相互彌補(bǔ)，壓力短時(shí)內(nèi)無(wú)法平衡的窘境，切換過(guò)程中采用關(guān)閉區(qū)域間的部分閥門(mén)的方式，而不是全部的閥門(mén)。

（2）保持顓橋泵站和吳涇泵站之間的聯(lián)通，改變調(diào)度模式，形成這兩個(gè)泵站之間的聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而使得閔行區(qū)域內(nèi)東西方向上的4個(gè)主力泵站之間能相互呼應(yīng)，相互支援，確保整體供水安全。

（3）考慮到這次大型切換涉及的DN500以上管道較多，并且主要目標(biāo)區(qū)域?yàn)樽≌^(qū)，水流的變化可能造成水質(zhì)影響，因此將擴(kuò)大供水范圍的方案定位兩階段分步實(shí)施。

第一階段：開(kāi)啟蓮花路、元江路以北的兩處DN300和一處DN500閥門(mén)，將新排DN800*500并網(wǎng)，并將S4東側(cè)、向陽(yáng)路DN1000閥門(mén)關(guān)閉至10轉(zhuǎn)。減少顓橋泵站通過(guò)向陽(yáng)路DN1000向東的輸水量。

第二階段：分別開(kāi)啟虹梅南路東側(cè)的雙柏路DN500、景聯(lián)路DN500、銀都路DN500閥門(mén)，使這些管道形成東西貫通，關(guān)閉莘奉金高速西側(cè)的貴都路DN600，金都路DN500和DN300閥門(mén)。

（4）在每次操作前都部署對(duì)涉及管道進(jìn)行排放水的工作，并對(duì)主要小區(qū)進(jìn)行隔離，確保在切換期間的水質(zhì)安全。

（5）在每次操作前后對(duì)主要管道安置現(xiàn)場(chǎng)測(cè)壓點(diǎn)，分析壓力坡降情況，分析水流方向，并結(jié)合SCADA監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)整體效果進(jìn)行匯總分析。

1.4擴(kuò)大供水范圍后，運(yùn)行數(shù)據(jù)和往年的對(duì)比

為更直觀地了解在管網(wǎng)切換、調(diào)度模式作出改變后的運(yùn)行狀況，調(diào)度中心采集了2011年和2012年在同樣天氣、水量的條件下的高峰數(shù)據(jù)來(lái)做一下對(duì)比。

（1）原先我們需要在最高峰時(shí)段，采用增加顓橋泵站的運(yùn)行來(lái)滿足七寶地區(qū)的服務(wù)供應(yīng)，而在吳涇泵站擴(kuò)大供水范圍后，只需提升吳涇泵站的運(yùn)能，就能確保七寶地區(qū)的供水，顓橋泵站的負(fù)荷大大減輕，流量同比減少了約2000立方米，滬閔路的DN1400管道的流速也從原先的1.9m/s以上，下降至1.7m/s。

（2）對(duì)比早高峰時(shí)段主要區(qū)域的壓力，看出在擴(kuò)大吳涇泵站的供水范圍后，七寶和龍吳路沿線的壓力都有所上升，而原先比較高的蓮花路沿線，顓橋東部地區(qū)的壓力都有所下降，趨向于更合理的區(qū)間內(nèi)，并且松北九亭地區(qū)的壓力也因這一舉措略有得益。

（3）對(duì)比夜間進(jìn)水庫(kù)時(shí)的壓力。通過(guò)調(diào)度運(yùn)行模式的調(diào)整后，深夜泵站進(jìn)水庫(kù)時(shí)，區(qū)域內(nèi)的壓力和泵站流量情況，同等水量下， 2011年時(shí)，夜間中春泵站需運(yùn)行一臺(tái)增壓機(jī)組來(lái)確保北部區(qū)域的供水壓力，2012年在吳涇泵站夜間運(yùn)行一臺(tái)變頻機(jī)組時(shí)，中春泵站可以適當(dāng)停運(yùn)，七寶地區(qū)的壓力仍在合理區(qū)間，吳涇泵站增加的1500立方米的水量，供給新切換的區(qū)域，完全滿足該地區(qū)的需求。另外，東西貫通后，“永聯(lián)”已不是吳涇泵站供水的末梢，整個(gè)區(qū)域的壓力相對(duì)去年更加平衡。往年吳涇泵站夏季高峰時(shí)，夜間進(jìn)水庫(kù)始終是個(gè)棘手問(wèn)題，進(jìn)早了，吳涇地區(qū)壓力明顯跌落，有時(shí)只有180kPa，會(huì)造成部分用戶影響，進(jìn)晚了，第二天的安全系數(shù)又會(huì)受到消弱，現(xiàn)在，在吳涇運(yùn)行的情況下，進(jìn)水庫(kù)的問(wèn)題可以說(shuō)迎刃而解。

（4）對(duì)比各泵站日流量。通過(guò)各泵站的每日總輸水量，分析一下調(diào)整后的效果情況，吳涇泵站在擴(kuò)大供水范圍，調(diào)度模式調(diào)整后，日輸配流量較去年要增加約3萬(wàn)立方米左右，而顓橋泵站的輸配流量較去年是有所下降的，這證明吳涇泵站通過(guò)擴(kuò)容的方法已經(jīng)很好地接收了新供水區(qū)域中的水量，顓橋和中春的負(fù)荷都相應(yīng)地減輕了。

2.泵站供水區(qū)域切換模式探討和建議

2.1關(guān)于吳涇擴(kuò)大供水范圍后的一些后續(xù)想法

（1）目前以S4為界，顓橋和吳涇泵站之間的聯(lián)絡(luò)管道，只剩下銀都路DN500和顓興路DN500，銀都路作為最北面的通道，并且周?chē)酁樽≌芗瘏^(qū)，為保障安全應(yīng)該予以暢通。而顓橋泵站的部分水量仍通過(guò)顓興路DN500向東輸送，可以考慮在極端高溫，水量達(dá)到預(yù)測(cè)80萬(wàn)立方米時(shí)，作為臨時(shí)手段，予以關(guān)閉，緩解七寶地區(qū)的供水緊張局面。

（2）吳涇泵站在擴(kuò)大運(yùn)行后，其比較高的出站壓力，使得附近的用戶住宅區(qū)壓力高，為這些街坊管道帶了一定的風(fēng)險(xiǎn)，是否能在技術(shù)和設(shè)備上尋求一些保障。

（3）考慮到夜間的安全性，壓力不能太高，吳涇泵站夜間的運(yùn)行采用一臺(tái)變頻機(jī)組，該變頻已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，存在一定風(fēng)險(xiǎn)，建議能列入計(jì)劃，進(jìn)行更新，或增設(shè)一臺(tái)變頻機(jī)組，予以備用。

2.2區(qū)域構(gòu)想形成

泵站供水區(qū)域的調(diào)整是建立在對(duì)往年的整體供水形勢(shì)的分析，尤其是夏季高峰供水壓力情況的分析總結(jié)之上。

例如本次吳涇泵站擴(kuò)大供水區(qū)域方案是2010年高峰供水后，在對(duì)現(xiàn)有管網(wǎng)供水能力進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，為解決顓橋泵站進(jìn)出站管負(fù)荷過(guò)高和七寶地區(qū)壓力欠缺兩大問(wèn)題而提出的。

2.3泵站擴(kuò)容改造

泵站供水區(qū)域調(diào)整首先要對(duì)泵站本身進(jìn)行改造擴(kuò)容），改造目標(biāo)必須基于對(duì) 區(qū)域用水量的統(tǒng)計(jì)和估算，并考慮今后水量的增長(zhǎng)。

吳涇泵站新增一臺(tái)增壓機(jī)組的工作為2011年的項(xiàng)目，是為吳涇泵站擴(kuò)大運(yùn)行提供基礎(chǔ)。它的順利完工，標(biāo)志著吳涇泵站輸配能力的增加，為后續(xù)的整個(gè)吳涇泵站擴(kuò)大運(yùn)行范圍，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4進(jìn)出站管建設(shè)

其次，為配合泵站改造（擴(kuò)容），必須對(duì)泵站原進(jìn)出站管進(jìn)行改造（新建），以滿足進(jìn)出水量要求。

此次為配合吳經(jīng)泵站提升能力的擴(kuò)充，保證出水通暢，新增DN800配套出站管線。敷設(shè)放鶴路DN800（寶秀路～蓮花南路）和蓮花南路DN500（放鶴路～北吳路）管線，作為吳涇泵站第二路出泵管延伸段，排管總長(zhǎng)度約為2.96公里。

2.5水力估算

泵站供水區(qū)域調(diào)整方案須進(jìn)行模擬運(yùn)行和水力估算，以確保投產(chǎn)后供水整體穩(wěn)定和安全。

2.6總體調(diào)度模式

隨著某個(gè)泵站供水區(qū)域調(diào)整，通過(guò)水力模型的建立和模擬，對(duì)水廠和其它泵站的運(yùn)行模式也要做相應(yīng)的調(diào)整。同時(shí)對(duì)供水管網(wǎng)（尤其是調(diào)整供水區(qū)域的管網(wǎng)）中的部分閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)和活水操作。

如有需要，可制定夏季高峰和平時(shí)兩套調(diào)度方案，切換使用，以達(dá)到更為高效的供水模式。

2.7水質(zhì)保障措施

由于水源切換使部分管段的水流方向發(fā)生變化，預(yù)計(jì)會(huì)產(chǎn)生管網(wǎng)水質(zhì)問(wèn)題。因此需制定相應(yīng)的管網(wǎng)水質(zhì)保障方案予以配合實(shí)施。包括以下工作：

（1）確定在切換水源后，可能會(huì)發(fā)生水流水量變化的管道。

（2）設(shè)立臨時(shí)測(cè)壓點(diǎn)及水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（3）安裝放水口。

（4）制定閥門(mén)操作和放水順序。

（5）緊急送水和應(yīng)急措施。

2.8監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立

建立永久和臨時(shí)的水壓水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)監(jiān)控供水區(qū)域調(diào)整過(guò)程中和調(diào)整后區(qū)域供水管網(wǎng)水壓和水質(zhì)狀況。

本次在吳涇泵站的新建出站管，放鶴路～蓮花路DN500管的沿線位置，布置1～2處管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)，作為2013年的新增項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行實(shí)施，使得吳涇泵站的運(yùn)行更有針對(duì)性，結(jié)合吳涇泵站的出站壓力，以及擴(kuò)大范圍后的區(qū)域內(nèi)原有的“銀都”、“永聯(lián)村”、“龍吳路”、“匯源”、“曹行”、“貴都”和“雙柏”等測(cè)壓點(diǎn)數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)吳涇泵站的運(yùn)行模式進(jìn)行不斷調(diào)整，至最佳運(yùn)行狀態(tài)。

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