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现场改造‖Saginaw-Midland市政供水公司5号泵的改造现场改造‖Saginaw-Midland市政供水公司5号泵的改造通过改造关键泵来提高效率和可靠性。 Saginaw-Midland市政供水公司（SMMWSC）位于五大湖区的中心地带，在这里，获得高质量的原水至关重要。作为密歇根州Saginaw, Midland和Bay City（以及其它一些城市）的生命线，SMMWSC帮助确保每天有超过23万人获得安全的饮用水。SMMWSC原水分配系统成立于1946年，包括两个深水取水口、三个泵站和两条平行管道，每条管道长约65英里，直径从48英寸到72英寸不等。作为密歇根州中部地区重要的原水供应商，SMMWSC的领导层最近承担了一项重大任务，即改造其Whitestone泵站的5号泵。 图1：改造前后的5号泵站 Whitestone泵站位于密歇根州AuGres北部，是该系统的基石，用于从Huron湖提取氯化原水并输送到该地区的处理厂。 Whitestone泵站的演变 Whitestone泵站最初配备了四台中开式、每天2,000万加仑（20 mgd，百万加仑每天）的卧式泵，1965年进行了扩建，以满足该地区日益增长的用水需求。在这次扩建中安装的5号泵是一个关键部件，配备了一台2,500马力（hp）的同步电机和一台三级立式涡轮泵，日供水量可达 60 mgd。在接下来的几十年里，又陆续增加了一些立式涡轮泵，日泵送能力在42至54 mgd之间，从而提高了泵站的供水能力和灵活性，以满足用户的需求。 图2：从Whitestone泵站拆卸下来的5号泵 随着Whitestone泵站新增的泵送能力和整个系统平行管道的完工，其它两个泵站在日常运营中已不再使用。SMMWSC 系统可以直接从Whitestone泵站向用户供水，从而满足用户的需求。 5 号泵的重要性 Whitestone泵站的5号泵常被称为“主泵”，自2015年增设变频驱动器（VFD）以来，它已成为SMMWSC运营的基石，该驱动器有助于动态调整流量并优化能耗。加装变频驱动器后，5号泵站单独运行时的流量范围为30至60 mgd。当5号泵与其它Whitestone泵并联运行时，泵站的处理能力可达90 mgd。在如此大的运行范围内，5号泵的供水量占公司每年向用户供水量的50% 以上。 图3：从5号泵上拆下的损坏叶轮，目前陈列在SMMWSC 的会议室里 然而，近年来，操作人员和维护人员发现5号泵的性能有所下降。到2021年，泵的输出量下降了约5至7 mgd，这引起了SMMWSC工作人员的担忧。5号泵的上一次改造是在2003年，而潜水员在2021年的一次检查中发现底部叶轮叶片出现侵蚀和材料损失，很明显，5号泵需要进行改造，以恢复泵的效率和可靠性。 为什么要改造5号泵？ SMMWSC的管理层和董事会决定对5号泵进行改造，以解决泵效率和性能下降的问题。泵被拆卸下来，送到一家信誉良好的泵维修机构进行全面拆卸、检查，并最终进行维修。泵维修机构的检查报告强调了泵的几个关键问题，包括吸入侧导流装置、其它级导流装置、立管和填料函的轴承间隙不符合规范。此外，叶轮的材料损失严重，叶轮叶片上出现裂纹。由于叶轮是用硅青铜铸造的，而且被用于泵送氯化水，因此怀疑是由于脱锌加速了叶轮的材料损失。最终，报告得出结论：叶轮的损坏已无法修复，需要更换新的叶轮。 图4：Whitestone泵站重新安装修复后的5号泵 改造过程及技术规范 评估报告完成后，一家土木工程咨询公司对评估结果进行了分析，并制定了维修规范，将其发送给泵维修承包商进行招标。工程师还代表SMMWSC提供了施工阶段的协助。改造过程包括更换轴承，将间隙恢复到建议的范围，并用316L不锈钢铸造的新叶轮替换磨损的叶轮。虽然与青铜叶轮相比，铸造不锈钢叶轮的表面光洁度更粗糙，因此泵送效率通常略低，但它们却具有卓越的耐用性和抗损坏性，尤其是在泵送氯化水时。此外，建议使用316L不锈钢而不是316不锈钢，因为L不锈钢可以焊接，使叶轮今后的维修成为可能，并降低了今后的维护/更换费用。包括购买和安装新叶轮在内的改造总费用约为27.5万美元。 图5：SMMWSC总经理Dan Stickel和运营经理Tom McLavy在重新安装5号泵后对其进行检查 性能改善和效率提高 如图1所示，从2016年到2021年，5号泵的效率【每千瓦水马力（kw）】下降了约13%。然而，一旦改造完成，效率就恢复到了2016年的水平。这种显著的效率提高为SMMWSC节省了大量的电力成本，估计每年超过6万美元。 图6：Whitestone泵站立式泵现场安装图片 Whitestone泵站5号泵的成功改造体现了SMMWSC对保持卓越运营和确保供水基础设施可靠性的承诺。通过对原水系统的积极监测和持续投资维护，SMMWSC提高了系统的效率，并致力于为用户及其所服务的社区提供清洁、安全和可靠的饮用水源。随着SMMWSC不断发展并适应该地区不断变化的需求，像“5号泵 ”改造这样的举措证明了其对卓越水系统管理的承诺。 作者简介： Dan Stickel, P.E. 是Saginaw-Midland市政供水公司的总经理。他在市政饮用水行业拥有10多年的经验，在整个公用事业行业拥有20多年的经验。他的经验包括商业、工业和市政系统的地下公用事业规划，以及市政供水和污水处理系统的运营管理。 Michael Quinnell, P.E. 是LAN的高级项目经理。他在供水和汽车行业拥有30多年的经验，这些经验包括管理一个大型供水系统。 |
