杭州市九溪水廠設(shè)計介紹與建設(shè)體會secret

1、杭州市九溪水廠設(shè)計介紹與建設(shè)體會簡介： 杭州市九溪水廠總設(shè)計規(guī)模為60萬m3/d，分為三期建成，其中第三期(30萬m3/d)采用世行貸款按國際通行的性能性招標(biāo)方式組織建設(shè)。水廠自2000年6月投產(chǎn)以來，出廠水質(zhì)各項指標(biāo)，均達到建設(shè)部2000年科技進步規(guī)劃中要求一類水司標(biāo)準(zhǔn)，出水濁度平均為0.3 NTU，經(jīng)常在0.1 NTU以下。介紹了水廠的水源，處理工藝及供電和自控系統(tǒng)等，并總結(jié)了設(shè)計特點和建設(shè)體會。 關(guān)鍵字：設(shè)計介紹 建設(shè)體會 杭州市九溪水廠設(shè)計能力60萬m3/d，是目前浙江省規(guī)模最大的自來水廠。該水廠是利用國外貸款，既引進90年代國際先進技術(shù)與設(shè)備，又充分使用國內(nèi)成熟經(jīng)驗，使國內(nèi)外技術(shù)融為

2、一體。設(shè)備進行合理組合的一座現(xiàn)代化水廠。水廠自1999年6月試運行，2000年6月正式投產(chǎn)以來一直運行正常，出廠水質(zhì)各項指標(biāo)都達到了建設(shè)部2000年科技進步規(guī)劃中要求一類水司標(biāo)準(zhǔn)，出廠水濁度去年平均為0.3 NTU，經(jīng)常在0.1 NTU以下。全廠職工只有60人，其中生產(chǎn)一線30人，每班只有5人?，F(xiàn)將該工程的設(shè)計和建設(shè)特點介紹如下。 1設(shè)計介紹 九溪水廠分為三期建成，一、二期規(guī)模各為15萬m3/d，三期為30萬m3/d。 1.1水源 以錢塘江珊瑚沙段為水源，錢塘江干流全長483 km，一般流量在5 000 m3/s，枯水年平均泄水量300 m3/s (95%保證率)。水質(zhì)良好，按地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)

3、準(zhǔn)評價屬級。原水濁度3.27 000 NTU；溫度532；色度1030 SCU；氯化物34 370 mg/L(咸潮型河段)；鐵0.050.08 mg/L；錳0.050.10 mg/L；總細菌2807 300個/mL；總大腸菌群7409600個/L。 1.2工藝流程 水廠工藝流程如圖1。 1.3工藝設(shè)計 1.3.1取水泵房 取水口為淹沒式江心取水口，通過長108 m(DN=2600)引水鋼管自流進水泵站吸水井。泵站平面尺寸24.6 m26 m， 地下部分深12.8 m，內(nèi)設(shè)粗格柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)及立式斜流泵 (Q=6875 m3/h，H=16 m)5臺。 圖1工藝流程 1.3.2配水井 圓型配水井直徑

4、18 m，有效容積1470 m3，分設(shè)4路，停留時間3.2 min，主要功能為將原水均勻分配至4組凈水構(gòu)筑物，兼作預(yù)氯化投加點。 1.3.3混合 采用DN=14004靜態(tài)管道混合器，速度梯度為 7501000 s-1，滯留時間最長為6 s，投藥口設(shè)于混合器前端，分上、下、左、右4處，保證藥液快速、均勻的分配。 1.3.4絮凝沉淀池 絮凝采用水力折板絮凝，分為三段，絮凝時間為1518 min；速度梯度分別為：異波折板 80 s-1，同波折板43 s-1，平板24 s-1；絮凝區(qū)設(shè)穿孔排泥管，氣閥控制。 共設(shè)4組平流式沉淀池，每座平面尺寸為118.5 m18 m，有效水深3.2 m，分為兩格，每格

5、處理能力7.5萬m3/d。出水為鋸齒形三角堰指形槽，堰的負荷率一期為440500 m3/(dm)，二期為190225 m3/(dm)，三期為150170 m3/(dm)。排泥采用刮吸結(jié)合無軌道式吸泥機。 1.3.5濾池 濾池全部采用V型濾池，均粒石英砂濾料，有效粒徑0.95 mm(K=60分別為1. 4，1.6)、砂層厚度為1.20 m,48 mm礫石墊層厚50 mm，氣水反沖洗、恒水頭、恒濾速過濾。 一、二期15萬m3/d規(guī)模為一組，每組分為10格，單格面積107.27 m2(有效過濾面積9 3.28 m2)，濾速7.37 m/h。三期30萬m3/d規(guī)模為一組，每組分為10格，單格面積186

6、 .6 m2(有效過濾面積163.0 m2)，濾速7.82 m/h。沖洗強度：表沖1.8 L/(sm2) ，氣沖15.28 L/(sm2)，水沖一、二期2.083.85 L/(sm2)，三期為 1.943.6 L/(sm2)。 操作室設(shè)：3臺反沖洗水泵，每臺水泵水量1100 m3/h，揚程8.6 m，電機功率 45 kW；2臺鼓風(fēng)機，每臺風(fēng)量8918 m3/h，風(fēng)壓1.35 bar，電機功率132 kW；1臺空氣壓縮機，風(fēng)量56.5 m3/h，風(fēng)壓7 bar，電機功率7.5 kW。 濾池的控制閥門均采用氣動。在濾池水頭損失和流速變化情況下，每格濾池在100 mm范圍內(nèi)的定水位由出水控制閥門自動

7、維持。 1.3.6清水池 一期二期濾池下部各設(shè)有3000 m3接觸池，三期另設(shè)容積為12000 m3清水池。廠外增壓泵房另設(shè)清水池30000 m3。 1.3.7送水泵房 兩座30萬m3/d規(guī)模的半地下式送水泵房分設(shè)在高壓配電間及控制室的左右。 一期內(nèi)設(shè)兩臺奧地利ELIN公司600-LNN-950水泵(Q=4700 m3/h，H=22 m，配套10 kV電機，315 kW)。兩臺上海KSB32SA-19A-1100水泵(Q=5500 m3/h，H=22m，配套10 kV電機，450 kW)。三期內(nèi)設(shè)4臺法國660-LNN-950水泵 (Q=5000 m3/h，H=24 m，配套10 kV電機，4

8、50 kW)。 1.3.8加藥間 加藥間設(shè)有Cl2、NH3、Al2(SO4)3、PAM、NaOH等5種藥劑的儲存、調(diào)制及投加設(shè)施。 1.3.8.1消毒劑 消毒劑采用氯和氨。前加氯設(shè)計投加量3 mg/L，為流量比例控制，每臺最大加注量57 kg/ h(2用1備)，投加點為原水流量計出口10 m處加氯井內(nèi)。 后加氯設(shè)計投加量1.5 mg/L，共設(shè)置5臺余氯控制加氯機，其中一、二期為3臺10 kg/h(2 用1備)，投加點為濾池下部接觸池進水端；三期為2臺20 kg/h(1月1備)，投加點為濾池出水渠堰口處。 后加氨設(shè)計投加量1 mg/h，采用壓力式流量比例加氨機，每臺最大加注量20 mg/h(2用

9、1備 )，投加點為送水泵房吸水井。 加氯間由氣源室(15.210.5 m)、氯庫(10.4 m8.5 m)、蒸發(fā)器與加氯機室(10.5 m 5.6 m)、泄氯中和裝置(10.5 m7.6 m)等組成。 加氨間由氣源室、氨庫(15.2 m10.5 m)及加氨機室(11.1 m3.8 m)組成。 1.3.8.2混凝劑 混凝劑為液體聚氯化鋁，備用混凝劑為固體聚氯化鋁。 混凝劑投劑間平面尺寸38 m10.5 m，溶解池與溶液池合建于室內(nèi)地坪下，共分3格(每格尺寸12.8 m3.05 m3.8 m)，交替運行，每格配2臺5.5 kW攪拌機，投加液濃度依據(jù)液位計信號自動調(diào)配，并用濃度計的信號進行修正。 設(shè)

10、計平均投加量30 mg/L(商品原液)，共設(shè)8臺(4用4備)美國M.R公司計量泵，每臺投加量 4 5506 060 L/h，采用SCD信號調(diào)節(jié)頻率流量信號調(diào)節(jié)沖程方式進行控制。 1.3.8.3助凝劑 助凝劑為粉狀袋裝聚合電介質(zhì)。 藥庫平面尺寸10.5 m3.8 m，投加間平面尺寸15.2 m10.5 m。投加液由TMI提供的3臺配制罐進行配制，每罐容積4 m3(配1.5 kW攪拌機)。設(shè)計平均投加量0.08 mg/L，投加泵出液管上配有稀釋設(shè)施。共設(shè)12臺雙缸投加泵(8用4備)，每臺投加量33 L/h，投加泵的運行可在10%100%范圍內(nèi)進行手動調(diào)節(jié)。投加點為絮凝池進水端。 1.3.8.4pH

11、調(diào)節(jié)劑 調(diào)節(jié)劑用荷性鈉(NaOH)45%濃度的液態(tài)產(chǎn)品，比重為1.3。投劑間平面尺寸15.2 m10.5 m，設(shè)有2個40 m3封閉儲存池，儲存池上配有干燥設(shè)備。主要作用為調(diào)整出廠水pH，使出水具有良好的口感；或根據(jù)原水水質(zhì)的情況，可對原水pH調(diào)整，以保證良好的絮凝效果。pH 調(diào)節(jié)的設(shè)計投加量12 L/h，投加濃度450 g/L。設(shè)12臺(8用4備)雙缸投加泵，每臺投加量66 L/h，手動操作投加，投加點為管式靜態(tài)混合器入口端。 出廠水pH調(diào)節(jié)的設(shè)計投加量8 mg/L，投加濃度450 g/L。設(shè)3臺(2用1備)單缸投加泵，每臺投加量650 L/h，投加泵依據(jù)濾后水流量信號調(diào)節(jié)其頻率，自動投加，

12、投加點為送水泵房吸水井內(nèi)。 1.3.9回收水池及綜合泵房 設(shè)有容積分別為600 m3與500 m3回收(污泥)水池2座，分別接納濾池反沖洗廢水及沉淀池排泥水。回用水泵將上清液抽至配水井重復(fù)使用，污泥泵將泥水排入錢塘江。 1.3.10凈水廠生活污(廢)水處理 將生活污(廢水)收集至污水調(diào)節(jié)池，經(jīng)A/O(地埋)式活性污泥處理設(shè)備二級生物處理，達標(biāo)后排入錢塘江。處理規(guī)模100 m3/d。 1.3.11清水輸送管線 原水經(jīng)凈化處理后，由2根長170 m、DN=1600送水泵房輸水鋼管匯入一根長1560 m 、DN=2400輸水鋼管，并與長8700 m、直徑2900 mm輸水隧道接通；隧道出口由長度31

13、 m、DN=2900鋼管，與廠外苗圃增壓泵站內(nèi)清水池接通；經(jīng)加壓后再送入城市管網(wǎng)。 1.4供電及自控系統(tǒng) 供電采用2路10 kV高壓線路，廠內(nèi)設(shè)有總高壓配電裝置及2臺630 kV，10 kV/380 V的低壓變電器。 自控采用集散性控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))，該系統(tǒng)由中心調(diào)度室及進水、加藥、濾池1、濾池2 、濾池3、出水、綜合泵房等7個PLC站組成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為單元控制、通訊和監(jiān)控三級既可實行調(diào)度室集中控制，也可在各控制子站通過PLC子站間采用高效可靠的FLPWAY網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)各PLC間的數(shù)據(jù)交換，各控制站的計算機利用高流量通訊網(wǎng)絡(luò)ETHWAY和NETDDE互相聯(lián)接，實現(xiàn)計算機間的快速信息交換。

14、中控室還設(shè)有一臺主模擬屏和全廠攝像監(jiān)控系統(tǒng)。 2設(shè)計特點 2.1穩(wěn)妥可靠的工藝技術(shù) (1)針對水源水質(zhì)變化較大的情況選用適應(yīng)性強、穩(wěn)妥可靠的常規(guī)凈水處理工藝，特別強調(diào)了原水的均勻分配、快速混合、充分絮凝以及選用能夠確保水質(zhì)處理效果的沉淀池與濾池的設(shè)計參數(shù)。 (2)加強了沉淀池的排泥，針對錢塘江原水濁度變化頻繁含泥沙量大的特點在沉淀池常規(guī)設(shè)計的基礎(chǔ)上選用法國提供的帶12組橡皮驅(qū)動(定向)滾輪的桁架式虹吸式刮(吸)泥機，與一般虹吸式排泥機相比有所創(chuàng)新。還在沉淀池區(qū)長度1/3一端部積泥較多部分加設(shè)兩道固定排泥斗，利用吸泥機刮板將池底污泥刮至泥斗儲存，靠重力強制排泥。 (3)降低沉淀池出水堰負荷，確保

15、礬花不易上浮。 (4)擴大了濾池單池面積，三期30萬m3/d，濾池只有10座，每座面積有163 m2，為國內(nèi)之最，從而節(jié)省了建設(shè)投資。 2.2加藥設(shè)計有所創(chuàng)新 (1)加藥品種多樣化，保證良好的凈水效果。使出廠水具有良好的口感。 (2)藥劑原料不落地、不搬運。加藥間通常是最臟、最亂的地方，這主要是由于人工搬運的緣故。本設(shè)計將原料進口設(shè)在加藥間外面，可與運輸車輛直接連接自流進入溶藥池，并將溶解池與溶液池連在一起設(shè)置在地下，為藥庫寬敞、明亮、清潔環(huán)境提供了保證。 (3)加氯、加氨均采用自動控制投加設(shè)備，并有雙保險措施即既可以利用分控站PLC，也可以利用投加設(shè)備內(nèi)控制器實現(xiàn)閉環(huán)控制。 (4)計量泵采用

16、SCD與進水流量雙信號控制，更加有效地保證處理效果。 (5)建筑設(shè)計上考慮布局合理，通風(fēng)良好，有效的防腐措施及必要的建筑面積。藥庫與加藥間分設(shè)，加藥間每個房間都可割斷，確保生產(chǎn)安全。 2.3先進的自動控制 九溪水廠的DCS系統(tǒng)具有以下特色： 2.3.1雙機熱備結(jié)構(gòu)的調(diào)變主機 主機配備雙機并處于熱備狀態(tài)，在切換時做到不會丟失數(shù)據(jù)，又使它的無故障工作時日(M TBF)從4104 h提高到6104 h，從而使整個DCS系統(tǒng)的MTBF提高了近1.5倍。 2.3.2高可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) DCS系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是三級控制的神經(jīng)，為了提高其運行速度和可靠性，不采用單一型式的通訊網(wǎng)，而是在各PLC站之間采用FIPW

17、AY網(wǎng)絡(luò)連接以進行站際間的數(shù)據(jù)通訊，PLC與RTU之間通過MODBUS通訊協(xié)議，實現(xiàn)與總公司的數(shù)據(jù)通訊，各控制站計算機FTHWAY高流量通訊網(wǎng)絡(luò)和NETDDE互相連接，實現(xiàn)計算機之間的快速信息交換。這種結(jié)構(gòu)可以充分保證內(nèi)部三級控制方式的高速通訊，各級網(wǎng)絡(luò)之間是隔離的，當(dāng)其中某一網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，可以自動改變通訊傳送鏈路進行信號傳輸，使系統(tǒng)控制的影響減到最小。 2.3.3完善的輔助系統(tǒng) 輔助系統(tǒng)是自控系統(tǒng)正常運行的保證。考慮到水廠處于雷電多發(fā)區(qū)，配置了完善的避雷設(shè)施，包括防直接雷系統(tǒng)、防感應(yīng)雷的電源避雷、網(wǎng)絡(luò)避雷、信號避雷、一次儀表避雷等。為了適應(yīng)全自動化的管理需要配置了7臺室外攝像機、5臺室內(nèi)攝

18、像機，4臺顯示屏，對生產(chǎn)關(guān)鍵部位進行全天候監(jiān)測。 2.3.4嶄新的工業(yè)組套軟件 設(shè)計使用INTOUCH7.0版本新的軟件，具有面向?qū)ο蟮膱D形功能、動畫連接功能、標(biāo)準(zhǔn)用戶界面、精靈圖庫功能、動態(tài)參數(shù)功能等，具有畫面立體感強，操作誤碼率小的特點。為提高自控系統(tǒng)的整體可靠性、主機和PLC都設(shè)置了必要的冗余系統(tǒng)。 2.4少而精的一次儀表 一次儀表的優(yōu)劣往往對自控系統(tǒng)的可靠程度影響極大。九溪水廠一次儀表的設(shè)計遵循兩條原則：一是盡可能的少，除原水、沉淀水、濾后水的流量、濁度，SCD值，余氯，壓力，藥液液位、濃度等必要的參數(shù)參與控制外，一般不設(shè)在線式儀表；二是盡可能的精，不僅是選用名牌的儀表，而且要在國內(nèi)已

19、被使用，實踐證明性能可靠的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的零配件又能在國內(nèi)市場上購買到。 2.5優(yōu)美的建筑與環(huán)境設(shè)計 凈水廠占地338畝，水廠場地地形平坦、地勢開闊，位于杭州國家之江旅游度假區(qū)。為與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，水廠的布局及建筑造型格調(diào)新穎、環(huán)境優(yōu)美和富有時代感。綠化面積占廠區(qū)面積45%，使廠內(nèi)建筑盡可能地淹沒于綠色環(huán)抱之中，再借以清水池頂上的西湖微縮水池、小品、雕塑等，與周圍環(huán)境組成一個完整而又疊落有序的建筑空間群體，使整個廠區(qū)既富有生機，又親切宜人。 3建設(shè)體會 九溪水廠第三期工程(30萬m3/d)是利用世界銀行貸款按國際流行的性能性招標(biāo)方式進行組織建設(shè)，工程總投資只有2.1億人民幣，平均每m3水造價為7

20、00元(不計土地征用費)，自投產(chǎn)以來，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，效益顯著，我們認為主要抓住幾個主要環(huán)節(jié)： 3.1交鑰匙工程的招標(biāo)投標(biāo) 性能性招標(biāo)是國際上通用的承包方式。但在國內(nèi)尚屬首次，這種招標(biāo)分為三個階段：首先是由業(yè)主按工程要求達到的性能指標(biāo)和邊界條件編制標(biāo)書；標(biāo)書分為商務(wù)標(biāo)書和技術(shù)規(guī)格標(biāo)書，技術(shù)規(guī)格標(biāo)書的主要內(nèi)容有總體要求、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、管道、電氣儀表與土建安裝等性能要求。然后組織投標(biāo)，投標(biāo)分二步進行，第一步為不帶報價的技術(shù)方案投標(biāo)；第二步為修改的技術(shù)方案與商務(wù)投標(biāo)。只有通過了第一步投標(biāo)的承包者才能參加第二步投標(biāo)。最后進行評標(biāo)和確定總承包商與簽訂合同。中標(biāo)者根據(jù)雙方簽訂的夫議編制設(shè)計導(dǎo)圖經(jīng)業(yè)主同意后

21、完成施工圖，負責(zé)組織土建施工，設(shè)備供貨、安裝、調(diào)試以及建成后一年的性能保證和維護。這種招標(biāo)是實質(zhì)上的交鑰匙工程，其優(yōu)點在于可以給投標(biāo)者充分展示技術(shù)能力的機會，能把一些國際先進的技術(shù)運用到工程中去，業(yè)主有充分選擇的余地，在激烈的競爭中可以節(jié)省投資。但這種方式招標(biāo)對業(yè)主來說要求更高。一對項目的前期論證必須充分，在沒有設(shè)計的條件下要對工程建設(shè)達到的目的和必須配置的所有設(shè)備十分清晰，技術(shù)內(nèi)容必須完整，要求必須具體，特別不能漏項。二在技術(shù)談判前要掌握大量技術(shù)信息；要對所有工藝設(shè)計、參數(shù)選擇、尺寸大小、設(shè)備型號、數(shù)量、制造廠家、內(nèi)外連接、土建標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試要求、人員培訓(xùn)直到備品備件展開充分討論細致周到，爭取滴

22、水不漏。三選擇投標(biāo)商的條件應(yīng)是對招標(biāo)文件作了實質(zhì)的響應(yīng)并全部達到了業(yè)主希望；評標(biāo)價格和預(yù)計的運行和維修成本是最低的；承包商本身有良好的信譽和可靠的合作伙伴，有較完整的實施方案和完成時間保證；對各項安排都有周到的考慮。九溪水廠最后由法車德利滿公司中標(biāo)，雙方都取得了滿意的結(jié)果。 3.2建設(shè)過程中的質(zhì)量控制 交角匙工程雖然總承包者對工程性能、質(zhì)量承擔(dān)全部責(zé)任，但業(yè)主還是需要對建設(shè)過程進行全方位的質(zhì)量控制。特別對國外設(shè)計導(dǎo)圖要進行全面審查以便確實落實了合同規(guī)定并符合了中國規(guī)范。施工圖完成否還要經(jīng)業(yè)主、質(zhì)檢和監(jiān)理單位聯(lián)合審查后才能投入施工，并在整個施工過程中進行質(zhì)量監(jiān)督。 3.3自控建設(shè)應(yīng)注意的問題 現(xiàn)代化水廠的自控要求很高，引進設(shè)備較多，選擇余地較大，但弄得不好容易開始自動，不久手動因此要特別引起注意。一