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摘要：城市排水泵站是城市排水系统的重要组成部分，排水泵站的建设水平对于城市排水系统的运行具有重要对于影响。在进行排水泵站建设的过程中，需要考虑多方面的因素，不仅需要，不仅需要从技术层面出发，提升泵站运行控制的自动化水平，同时也需要从实用性的角度出发优化泵站功能，提升泵站的使用寿命。基于以上认识，本文以深圳市九围河污水泵站以及大官陂污水泵站改造为例，探讨排水泵站的技术改造措施以及运行效果。
关键词：排水泵站;改造：技术
排水泵站改造具有很高的复杂性，在改造的过程中，需要技术人员重视对泵站运行情况的勘察，根据泵站的运行情况采取有针对性的改造措施，加强先进技术的应用，提升方案设计的合理性、科学性、前瞻性，确保经改造后的泵站能够满足实际生产的需求，进一步提升泵站的智能化运行水平。
1改造前情况
九围河污水泵站位于航城街道洲石路东侧九围村公交站台附近，投产于2015年;装配3台潜污泵（2用1备），规模1000m3/h（2.4万m3/d）;单机功率30kW，单机流量500m3/h;2套回转式格栅除污机。
大官陂污水泵站位于航城街道机荷高速公路与黄麻布河交汇处，黄麻布人工湿地北侧。投产于2015年;装配3台潜污泵（2用1备），规模800m3/h（1.05万m3/d）;单机功率22 kW，单机流量400m3/h;1套回转式格栅除污机（1.5kW）。
格栅。九围河、大官陂污水泵站均采用链条回转式格栅机，自2019年接收以来故障频繁，3台格栅机共计维修26次。经佛山市科衡水利水电工程质量检测有限公司对泵站进行检测后，检测报告显示3台格栅机安全类别均为4类，在改造的过程中需要进行更换。水泵。2座泵站自接收以来，具体维修情况如下：九围河污水泵站共计维修63次（水泵维修28次），月均维修6次;大官陂污水泵站共计维修28次（水泵维修15次），月均维修2次。2座污水泵站水泵不仅故障率高，且流量、效率均远低于设计规模，导致泵站运行的稳定性得不到保障。
电气设备。2座泵站的水泵控制柜均设在泵房内，由于泵房内泵坑湿度较大，且存在一定的腐蚀性气体。故控制柜内电气设备极易腐蚀变黑发热、老化速度快，设备生命周期严重缩短，且因铜接头等腐蚀引起的虚接问题会加大故障排除难度，增加故障抢修时间。
自控系统。2座污水泵站的自动化控制系统配置相似，均配置了就地LCU柜、管理电脑、上位系统、安防监控系统等，但由于接收时2座泵站的自控系统已经由于长时间未运行呈现瘫痪状态，故现已无法完成水泵的自动控制。
综合以上原因，故现急需针对2座污水泵站的水泵、格栅、电气设备、自控系统，进行全面、彻底、完善的自主改造，保证泵站稳定运行。
2技术改造措施
2.1格栅机改造
由于两座泵站的格栅机均采用链条回转式格栅机，经过实际运维经验总结，此类栅机不适用于污水泵站，易造成垃圾卡阻传动机构，且检修困难，故计划采用钢丝绳牵引式格栅。钢丝绳牵引式格栅机水下部分仅为格栅条，动力机构均在地面以上，运行中不会被异物卡阻，具有易维护、可靠性高的特点，较好的适用于污水泵站。泵站改造中首先更换的是格栅机，改造前需要对格栅进行详细数据勘测，计算进水流速，确定格栅条厚度及间距等。九围河泵站由于是两路格栅进水，故改造中可以不停产分两路进行更换;大官陂泵站由于只有一路进水，故必须挑选来水量最少的凌晨时间段进行更换。以上更换都涉及有限空间作业，施工中需严格按照有限空间作业要求实施。
2.2水泵改造
由于两座泵站的水泵在运行的过程中多次出现故障，运行的稳定性不强，同时流量、效率均难以满足实际运行的需求。因此在改造方案中，决定对水泵进行更换处理。在更换水泵之前首先需要对施工区域进行勘测，勘测工作需先关闭泵坑进水闸门抽低泵坑水位，泵坑内剩余水量需放入一台小泵抽至泵站前池，勘测工作需申请有限空间作业。在勘测工作中需要取得水泥基础尺寸、水泵底部距坑底距离、出水管直径、泵底淤积情况、停水后泵站液位变化情况。在完成施工区域的勘察后，即可根据勘察的数据来进行有针对性的施工。在施工的过程中为了尽量减少对生产的影响，可以采取分批更换的措施，先行更换一台水泵，所需工期为1天。待水泵试运行正常后，剩余两台水泵同时更换，保证更换过程对泵站排水量的影响降到最低。施工前做好技术交底，严格执行有限空间作业的规程，监测、防护、通风、安全等措施到位后方可下井实施。
2.3电气改造
为确保泵站的稳定运行，降低电气设备故障率和维修费用，需要对水泵控制柜等进行更换，即拆除原泵房内的控制柜，在配电房内安装新的控制柜。改造前，主电气元件与PLC控制柜分离，手动操作集成一体，占用空间;改造后，将主电气原件与PLC控制集成一体，现场只保留手动操作箱，提高空间利用率。为降低设备冲击并避免水泵的频繁启停，控制柜配置一路变频控制回路和两路软起控制回路，即通过水泵软起动降低开关、水泵电机的电流冲击，通过水泵的软停机降低水压对阀门和管道的冲击，通过变频调速实现泵坑的恒水位控制，减少水泵启停次数，延长设备的使用寿命并降低能耗。另，为保证水泵在变频器或软启动器故障下的应急启动，每个回路都增加工频旁路控制。
2.4自控系统改造
泵站实行分布式控制集中管理，对于一般设备的监测参数主要有运行、故障、现场“就地/远方”转换开关位置指示;重要的设备增加监测的参数，判断其工作状态。对于经常使用和有指标反馈的设备控制方式为就地、PLC控制启停（自控）;不经常使用的设备采用就地、中控的方式，就地控制即是在现场手动或电气控制箱继电器控制，中控的方式为PLC接受中控室操作人员的指令工作，PLC控制是根据设定参数的值程序自动完成设备的开停。设置控制程序，使3台水泵运行时长均衡，提高水泵的使用寿命。
九围河污水泵站拟在原视频监控点位置更新现场设备，大官陂污水泵站拟加装全套视频监控设备，包括：360°连续旋转高速球型摄像机，自动变焦，自动调节光圈及一键聚焦功能的室外枪式摄像机，不低于 300万像素。在后台监控中心配置一台视频综合平台一体机，负责视频录像资源分配、计划管理、索引管理，负载均衡调度;提供数据查询、回放、下载、锁定等功能。支持录像计划从前端取流直存到虚拟化容量空间，提供视频、图片的统一存储。视频综合平台一体机配置大容量高性能监控硬盘，提供视频、图片的统一存储时间不低于90天。
3改造后运行效果
两座泵站改造后格栅机试运行已经半年，水泵、电气设备试运行已三个月，均为出现故障或异常。
3台格栅机无变形、松动、脱落;行走机构运行正常、定位准确、运转平稳无噪音;格栅机设定每20分钟运行一次。
6台水泵机组转向正确，运转平稳，无异常震动和噪声;运行时电流、电压均在额定规定范围内。
九围河污水泵站进水闸门及启闭机传动部件润滑良好，启闭灵活;日常运行保证每周维护启闭一次。
2座泵站对泵站内各机械设备的启停状态、液位、流量等均已实现自动化、精细化控制。自控系统数据采集准确、及时、完整;控制指令执行可靠、及时;视频监控显示清晰流畅。
总结：
在对排水泵站进行改造的过程中需要综合考虑多方面的问题。重点加强对水泵、格栅机、电气系统以及自控系统的改造。从排水泵站实际的运行情况出发，结合运维单位的实际经验，加强技术手段的应用，确保改造方案的合理性、科学性、前瞻性，促进排水泵站能够稳定，高效的运行。
参考文献：
[1]闫学鹏.排水泵站改造可行性研究[J].海河水利，2020（05）：29-31.
[2]罗青龙.城市排水泵站自动化改造[J].城市住宅，2020，27（03）：236-237.
[3]梅健.城市排水泵站改造工程电气系统设计[J].城市建设理论研究（电子版），2018（05）：162-163.
作者簡介：郑烨（1979年5月），男，天津市，汉族，本科，工程师，主要从事泵站运维管理工作，现为深圳市宝水水利服务有限公司负责人。
关键词：排水泵站;改造：技术
排水泵站改造具有很高的复杂性，在改造的过程中，需要技术人员重视对泵站运行情况的勘察，根据泵站的运行情况采取有针对性的改造措施，加强先进技术的应用，提升方案设计的合理性、科学性、前瞻性，确保经改造后的泵站能够满足实际生产的需求，进一步提升泵站的智能化运行水平。
1改造前情况
九围河污水泵站位于航城街道洲石路东侧九围村公交站台附近，投产于2015年;装配3台潜污泵（2用1备），规模1000m3/h（2.4万m3/d）;单机功率30kW，单机流量500m3/h;2套回转式格栅除污机。
大官陂污水泵站位于航城街道机荷高速公路与黄麻布河交汇处，黄麻布人工湿地北侧。投产于2015年;装配3台潜污泵（2用1备），规模800m3/h（1.05万m3/d）;单机功率22 kW，单机流量400m3/h;1套回转式格栅除污机（1.5kW）。
格栅。九围河、大官陂污水泵站均采用链条回转式格栅机，自2019年接收以来故障频繁，3台格栅机共计维修26次。经佛山市科衡水利水电工程质量检测有限公司对泵站进行检测后，检测报告显示3台格栅机安全类别均为4类，在改造的过程中需要进行更换。水泵。2座泵站自接收以来，具体维修情况如下：九围河污水泵站共计维修63次（水泵维修28次），月均维修6次;大官陂污水泵站共计维修28次（水泵维修15次），月均维修2次。2座污水泵站水泵不仅故障率高，且流量、效率均远低于设计规模，导致泵站运行的稳定性得不到保障。
电气设备。2座泵站的水泵控制柜均设在泵房内，由于泵房内泵坑湿度较大，且存在一定的腐蚀性气体。故控制柜内电气设备极易腐蚀变黑发热、老化速度快，设备生命周期严重缩短，且因铜接头等腐蚀引起的虚接问题会加大故障排除难度，增加故障抢修时间。
自控系统。2座污水泵站的自动化控制系统配置相似，均配置了就地LCU柜、管理电脑、上位系统、安防监控系统等，但由于接收时2座泵站的自控系统已经由于长时间未运行呈现瘫痪状态，故现已无法完成水泵的自动控制。
综合以上原因，故现急需针对2座污水泵站的水泵、格栅、电气设备、自控系统，进行全面、彻底、完善的自主改造，保证泵站稳定运行。
2技术改造措施
2.1格栅机改造
由于两座泵站的格栅机均采用链条回转式格栅机，经过实际运维经验总结，此类栅机不适用于污水泵站，易造成垃圾卡阻传动机构，且检修困难，故计划采用钢丝绳牵引式格栅。钢丝绳牵引式格栅机水下部分仅为格栅条，动力机构均在地面以上，运行中不会被异物卡阻，具有易维护、可靠性高的特点，较好的适用于污水泵站。泵站改造中首先更换的是格栅机，改造前需要对格栅进行详细数据勘测，计算进水流速，确定格栅条厚度及间距等。九围河泵站由于是两路格栅进水，故改造中可以不停产分两路进行更换;大官陂泵站由于只有一路进水，故必须挑选来水量最少的凌晨时间段进行更换。以上更换都涉及有限空间作业，施工中需严格按照有限空间作业要求实施。
2.2水泵改造
由于两座泵站的水泵在运行的过程中多次出现故障，运行的稳定性不强，同时流量、效率均难以满足实际运行的需求。因此在改造方案中，决定对水泵进行更换处理。在更换水泵之前首先需要对施工区域进行勘测，勘测工作需先关闭泵坑进水闸门抽低泵坑水位，泵坑内剩余水量需放入一台小泵抽至泵站前池，勘测工作需申请有限空间作业。在勘测工作中需要取得水泥基础尺寸、水泵底部距坑底距离、出水管直径、泵底淤积情况、停水后泵站液位变化情况。在完成施工区域的勘察后，即可根据勘察的数据来进行有针对性的施工。在施工的过程中为了尽量减少对生产的影响，可以采取分批更换的措施，先行更换一台水泵，所需工期为1天。待水泵试运行正常后，剩余两台水泵同时更换，保证更换过程对泵站排水量的影响降到最低。施工前做好技术交底，严格执行有限空间作业的规程，监测、防护、通风、安全等措施到位后方可下井实施。
2.3电气改造
为确保泵站的稳定运行，降低电气设备故障率和维修费用，需要对水泵控制柜等进行更换，即拆除原泵房内的控制柜，在配电房内安装新的控制柜。改造前，主电气元件与PLC控制柜分离，手动操作集成一体，占用空间;改造后，将主电气原件与PLC控制集成一体，现场只保留手动操作箱，提高空间利用率。为降低设备冲击并避免水泵的频繁启停，控制柜配置一路变频控制回路和两路软起控制回路，即通过水泵软起动降低开关、水泵电机的电流冲击，通过水泵的软停机降低水压对阀门和管道的冲击，通过变频调速实现泵坑的恒水位控制，减少水泵启停次数，延长设备的使用寿命并降低能耗。另，为保证水泵在变频器或软启动器故障下的应急启动，每个回路都增加工频旁路控制。
2.4自控系统改造
泵站实行分布式控制集中管理，对于一般设备的监测参数主要有运行、故障、现场“就地/远方”转换开关位置指示;重要的设备增加监测的参数，判断其工作状态。对于经常使用和有指标反馈的设备控制方式为就地、PLC控制启停（自控）;不经常使用的设备采用就地、中控的方式，就地控制即是在现场手动或电气控制箱继电器控制，中控的方式为PLC接受中控室操作人员的指令工作，PLC控制是根据设定参数的值程序自动完成设备的开停。设置控制程序，使3台水泵运行时长均衡，提高水泵的使用寿命。
九围河污水泵站拟在原视频监控点位置更新现场设备，大官陂污水泵站拟加装全套视频监控设备，包括：360°连续旋转高速球型摄像机，自动变焦，自动调节光圈及一键聚焦功能的室外枪式摄像机，不低于 300万像素。在后台监控中心配置一台视频综合平台一体机，负责视频录像资源分配、计划管理、索引管理，负载均衡调度;提供数据查询、回放、下载、锁定等功能。支持录像计划从前端取流直存到虚拟化容量空间，提供视频、图片的统一存储。视频综合平台一体机配置大容量高性能监控硬盘，提供视频、图片的统一存储时间不低于90天。
3改造后运行效果
两座泵站改造后格栅机试运行已经半年，水泵、电气设备试运行已三个月，均为出现故障或异常。
3台格栅机无变形、松动、脱落;行走机构运行正常、定位准确、运转平稳无噪音;格栅机设定每20分钟运行一次。
6台水泵机组转向正确，运转平稳，无异常震动和噪声;运行时电流、电压均在额定规定范围内。
九围河污水泵站进水闸门及启闭机传动部件润滑良好，启闭灵活;日常运行保证每周维护启闭一次。
2座泵站对泵站内各机械设备的启停状态、液位、流量等均已实现自动化、精细化控制。自控系统数据采集准确、及时、完整;控制指令执行可靠、及时;视频监控显示清晰流畅。
总结：
在对排水泵站进行改造的过程中需要综合考虑多方面的问题。重点加强对水泵、格栅机、电气系统以及自控系统的改造。从排水泵站实际的运行情况出发，结合运维单位的实际经验，加强技术手段的应用，确保改造方案的合理性、科学性、前瞻性，促进排水泵站能够稳定，高效的运行。
参考文献：
[1]闫学鹏.排水泵站改造可行性研究[J].海河水利，2020（05）：29-31.
[2]罗青龙.城市排水泵站自动化改造[J].城市住宅，2020，27（03）：236-237.
[3]梅健.城市排水泵站改造工程电气系统设计[J].城市建设理论研究（电子版），2018（05）：162-163.
作者簡介：郑烨（1979年5月），男，天津市，汉族，本科，工程师，主要从事泵站运维管理工作，现为深圳市宝水水利服务有限公司负责人。