淺析東雷抽黃灌區(qū)泵站更新改造設(shè)計中的幾個重要環(huán)節(jié)

1、淺析東雷抽黃灌區(qū)泵站更新改造設(shè)計中的幾個重要環(huán)節(jié)西北水電?2010年?第4期77文章編號:1006-2610(2011)04o07703淺析東雷抽黃灌區(qū)泵站更新改造設(shè)計中的幾個重要環(huán)節(jié)楊德良,李曉將(1.渭南市東雷抽黃灌溉工程管理局,陜西省渭南市715300;2.中國水電顧問集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院,西安710065)摘要:通過渭南市東雷抽黃大型灌溉泵站的更新改造設(shè)計,提出泵站在改造設(shè)計中應(yīng)注意的幾個重要環(huán)節(jié),以期為其他大型灌排泵站的更新改造提供參考與幫助.關(guān)鍵詞:泵站;更新改造;水泵選型;泥沙;東雷抽黃灌溉區(qū)中圖分類號:$277.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:adiscussiononrehabilitati

2、onofpumpstationfordongleiyellowriverpumpingirrigationareayangdeliang,lixiaojiang(1.dongleipumpingyellowriverirrigationengineeringauthorityofweinancity,weinan715300,china;2.hydrochinaxibeiengineeringcorporation,checc,xi臺n710065,china)abstract:throughtherehabilitationdesignofthelargepumpstationfordong

3、leiyellowriverpumpingirrigationareainweinancity,itissuggestedthatattentionsshouldbepaidtoseveralkeylinksduringtherehabilitationdesignofpumpstation,hopingtoprovideref-ereneeandhelpfortheupgradingofotherlargeirrigationanddrainagepumpingstations.keywords:pumpstation;rehabilitation;pumptypeselection;sed

4、iment;dongleiyellowriverpumpingirrigationarea1工程概況渭南市東雷抽黃大型灌溉泵站工程位于陜西省關(guān)中東部的渭北塬區(qū),是陜西省利用黃河水源修建的多級高揚(yáng)程大型電力提灌工程.工程渠首設(shè)計抽水流量40in./s,加大抽水流量60in/s,設(shè)計灌溉面積68000hm,現(xiàn)有效面積55800hm.共建抽水站28座,安裝機(jī)組133臺,總裝機(jī)容量116.2mw,屬大(i)型泵站工程.由于受當(dāng)時經(jīng)濟(jì),社會條件的限制,原工程規(guī)劃設(shè)計不盡合理,標(biāo)準(zhǔn)偏低,不少工程分期設(shè)計與施工,質(zhì)量難以保證;水泵,電機(jī)和主要機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品收稿日期:2011-0615作者簡介:楊德良(1957

5、一),男,河南省孟州市人,工程師,從事水利水電工程設(shè)計工作.較少,機(jī)泵選型受限,泵站效率較低;技術(shù)落后,自動化程度不高.特別是經(jīng)過30多年的運(yùn)行,工程設(shè)施老化,主機(jī)組汽蝕磨蝕嚴(yán)重,電氣設(shè)備絕緣性能下降,安全可靠性明顯降低;許多設(shè)備過時,給泵站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來巨大威脅.以上問題的存在,造成故障及事故頻繁發(fā)生,維修周期縮短,維修費(fèi)用增加,在很大程度上降低了工程設(shè)施抵御自然災(zāi)害的能力,也嚴(yán)重影響了泵站安全運(yùn)行和效益發(fā)揮.2泵站更新改造應(yīng)遵守的原則大型泵站更新改造設(shè)計,必須在已批復(fù)的規(guī)劃,可行性研究報告和安全鑒定報告基礎(chǔ)上進(jìn)行,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行泵站更新改造設(shè)計相應(yīng)的規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn),政策和原則.以實(shí)現(xiàn)泵站

6、改造的目標(biāo)和任務(wù).更新改造設(shè)計中,應(yīng)充分利用原有設(shè)施,根據(jù)工78楊德良,李曉將.淺析東雷抽黃灌區(qū)泵站更新改造設(shè)計中的幾個重要環(huán)節(jié)程設(shè)施,設(shè)備存在的不同問題采用不同的措施進(jìn)行更新或改造,以減少工程投資;積極采用新設(shè)備,新技術(shù),新材料,新工藝,以安全運(yùn)行,節(jié)能高效為中心,依靠科技進(jìn)步,技術(shù)創(chuàng)新,提高泵站運(yùn)行可靠性和裝置效率;通過采用工程措施和機(jī)電設(shè)備技術(shù)升級對大型泵站進(jìn)行全面的更新改造,增強(qiáng)抗旱減災(zāi)能力.3本泵站改造工程中存在的主要技術(shù)問題(1)機(jī)組選型需滿足本級泵站的設(shè)計流量,設(shè)計揚(yáng)程和不同季節(jié)灌溉需求;(2)水泵臺數(shù)的確定,涉及與上下游梯級站流量匹配和備用泵的確定;(3)機(jī)組在各工況下均需在高

7、效區(qū)內(nèi);(4)黃河水泥沙含量,電機(jī)轉(zhuǎn)速和葉輪切削等因素均影響水泵揚(yáng)程;(5)確定水泵安裝高度時,需考慮泥沙,水溫,大氣壓等因素的影響.4設(shè)計中應(yīng)注意的幾個重要環(huán)節(jié)4.1依據(jù)工程狀況,確定改造目標(biāo)依據(jù)不同的工程狀況,確定相應(yīng)的改造目標(biāo).對于大型灌溉泵站的更新改造,應(yīng)達(dá)到以下幾個主要目標(biāo):(1)進(jìn)一步提高灌溉標(biāo)準(zhǔn),改善灌溉條件,抽水灌區(qū)的灌溉保證率大于或等于75%;(2)運(yùn)用現(xiàn)代新材料,新工藝,新技術(shù),新設(shè)備完成泵站改造工程,達(dá)到功能齊全,技術(shù)先進(jìn),布局合理,提升抗御特大自然災(zāi)害的能力;(3)改善機(jī)電設(shè)備質(zhì)量,性能,提高主機(jī)組和輔助設(shè)備運(yùn)行可靠性,穩(wěn)定性和安全性;在安全可靠,充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)上,

8、注重提高泵站裝置效率,降低運(yùn)行維護(hù)成本,并求得更經(jīng)濟(jì)合理的工程效益和經(jīng)濟(jì)效益;(4)以現(xiàn)代化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)計算機(jī)監(jiān)控.自動化系統(tǒng)功能齊全,技術(shù)先進(jìn),安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,管理方便.4.2工程總體布置原則泵站總體布置應(yīng)根據(jù)站址的地形,地質(zhì),水流,泥沙,供電,環(huán)境等條件,結(jié)合整個水利樞紐和渠系分布,綜合利用要求,機(jī)組型式等,做到布置合理,有利施工,運(yùn)行安全,管理方便,美觀協(xié)調(diào),最大限度地利用原總平面進(jìn)行合理布置,減少永久性占用耕地.4.3泵站廠房設(shè)計要求泵站廠房設(shè)計布置應(yīng)滿足以下要求:(1)滿足機(jī)電設(shè)備布置,安裝,運(yùn)行和檢修的要求;(2)滿足泵房結(jié)構(gòu)布置要求;(3)滿足泵房內(nèi)通風(fēng),采暖和采光的要求,并

9、符合防潮,防火,防噪聲等技術(shù)規(guī)定;(4)滿足內(nèi)外交通運(yùn)輸?shù)囊?(5)注意建筑造型,做到布置合理,實(shí)用美觀.4.4結(jié)合介質(zhì)特性,優(yōu)化水泵選型結(jié)合介質(zhì)特性,優(yōu)化水泵選型(參數(shù)復(fù)核,材料選擇,級配處理,配置管理等).泵站的更新改造中水泵的選型最為關(guān)鍵,水泵的選型要考慮因素很多,例如上,下級流量級配問題,泥沙問題,汽蝕余量及安裝高度問題等.要通過幾個方案的比選,選擇最優(yōu)的方案組合,以達(dá)到需求出水量的目的.東雷一期抽黃泵站水源為黃河水,系多泥沙河流.黃河泥沙多由質(zhì)地較硬的石英石,長石,角閃石組成,且多棱角,其布氏硬度在650度以上.渠首實(shí)際引水中,冬,春季黃河含沙量平均為13.33kg/m,d為0.0

10、41mm;夏季含沙量平均為21.97kg/m,最大含沙量為226kg/m,d.為0.059mm.多年在這種高含沙水流下運(yùn)行,泵體內(nèi)腔磨損氣蝕嚴(yán)重,出現(xiàn)很深的溝槽甚至穿孔,水泵泵腔幾何形狀改變,軸承損壞頻繁,密封環(huán)難以固定,機(jī)組振動損壞嚴(yán)重.該工程針對抽引黃河水泥沙含量大和泵站揚(yáng)程較高的特點(diǎn),充分考慮泥沙對水泵揚(yáng)程的影響,選擇低轉(zhuǎn)速,高效區(qū)平緩的水泵,盡量不選水泵性能曲線陡上陡下的水泵,保證機(jī)組在多種工況下均高效節(jié)能運(yùn)行;做好水泵泵殼,葉輪,口環(huán)等材料選擇,實(shí)現(xiàn)機(jī)組過流部件抵抗磨蝕,汽蝕能力,延長機(jī)組大修和使用壽命;充分復(fù)核泵站本級灌溉面積,供水面積,流量,揚(yáng)程等技術(shù)參數(shù),注重水泵流量在梯級問的

11、運(yùn)行配合與渠道設(shè)計流量配合,并根據(jù)梯級泵站間的運(yùn)行配合選擇機(jī)組配置,確保合理配置,管理方便.4.5經(jīng)濟(jì)合理確定水泵安裝類型及高程泵站改造中,為減少水泵汽蝕,當(dāng)前泵站設(shè)計發(fā)西北水電?2010年?第4期79展趨勢多為淹沒式安裝.而東雷抽黃塬上泵站原設(shè)計機(jī)組均為非淹沒式安裝,普遍存在著水泵空蝕破壞嚴(yán)重的問題.運(yùn)行中水位低于最小水位,水泵淹沒深度不夠,水泵選型不當(dāng),泵運(yùn)行工況與設(shè)計工況點(diǎn)偏離較大,就會引起水泵空蝕.空蝕部位主要是葉片,葉輪室及導(dǎo)葉進(jìn)口端.由于空蝕,使機(jī)組振動,噪聲加劇,工作性能下降,能耗增加,造成水泵過流部件破壞,大大縮短了維修周期,增加了維修工作量.水泵的安裝高度,應(yīng)充分考慮抽水介質(zhì)

12、在最不利水泵安裝調(diào)和的具體情況,充分考慮泥沙,水溫等對安裝高度的影響,以保證在最不利因素的共同作用下,水泵能夠充分達(dá)到設(shè)計要求.4.6嚴(yán)格機(jī)電設(shè)備配置,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗該工程主電機(jī)均是20世紀(jì)70年代產(chǎn)品,電機(jī)型號雜亂,絕緣老化嚴(yán)重,控制方式落后,采用無五防裝置的高壓開關(guān)柜,手動操作.落后的電磁繼電保護(hù)裝置和電氣儀表,布線混亂,電纜老化漏油,外殼剝落.考慮到電氣設(shè)備更新?lián)Q代的要求,更新改造應(yīng)全部淘汰落后和不安全的電氣設(shè)備.電氣設(shè)備按照國家和行業(yè)規(guī)范選擇節(jié)能型產(chǎn)品.電力變壓器選擇空載損耗小的節(jié)能型變壓器,開關(guān)設(shè)備選擇使用壽命長的產(chǎn)品,平均使用壽命最少100000h.其它輔助設(shè)備選型均按節(jié)能和排放達(dá)標(biāo)

13、的產(chǎn)品,設(shè)計選用的機(jī)電設(shè)備均符合國家節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策推薦設(shè)備.4.7采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,提高改造質(zhì)量和速度東雷抽黃大型灌溉泵站工程是20世紀(jì)70年代設(shè)計建設(shè),受當(dāng)時各方面條件限制,泵站進(jìn)出水建筑和廠房建筑均沒有完善的標(biāo)準(zhǔn)可依,只能參考借簽中國已建的灌排泵站情況進(jìn)行設(shè)計.因此,部分泵站進(jìn)水工程分水角過大,吸水池?fù)Q水系數(shù)過大,導(dǎo)致進(jìn)水不暢,池內(nèi)淤積嚴(yán)重,造成吸水池實(shí)際換水系數(shù)不足,造成進(jìn)水流態(tài)不穩(wěn),汽蝕,振動,漩渦產(chǎn)生使水泵效率和工作性能急劇下降.主副廠房建筑工程多采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,導(dǎo)致工程管理修護(hù)困難.為保證泵站更新改造項(xiàng)目的安全實(shí)施,嚴(yán)格按規(guī)范,按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,不僅可保證工程安全,也可有效減小工作量,

14、并為以后的工程維修管理提供方便.4.8規(guī)范泵站自動化設(shè)計,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展泵站計算機(jī)自動控制系統(tǒng)是一個綜合化系統(tǒng),其涉及模擬量輸入,開關(guān)量輸入,模擬量輸出,開關(guān)量輸出,數(shù)據(jù)通信,視頻監(jiān)視等各種數(shù)據(jù)信息,在系統(tǒng)的設(shè)計上必須根據(jù)不同的監(jiān)控對象,監(jiān)控目標(biāo),采取不同的測量手段,通過不同的信息流,最終匯總至信息自動化系統(tǒng)的監(jiān)控工作站,供操作人員監(jiān)視,控制.主要包括電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng),主機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng),視頻監(jiān)視系統(tǒng).泵站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn),安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,管理方便;其系統(tǒng)結(jié)構(gòu),技術(shù)性能和指標(biāo)要求應(yīng)與泵站規(guī)模,泵站在灌溉中的地位相適應(yīng);同時應(yīng)該符合泵站建設(shè)和計算機(jī),自動化學(xué)科方面的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn).5結(jié)論在大型灌排泵站的更新改造中,方案比選,廠房布置,參數(shù)復(fù)核,水泵選型,機(jī)電設(shè)備配置等各項(xiàng)工作都至關(guān)重要,應(yīng)依照熟悉狀況,查清問題,遵守規(guī)則,有序工作,把握重點(diǎn),確保質(zhì)量的原則來進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)泵站工程更新改造的安全,經(jīng)濟(jì),合理與實(shí)用.參考文獻(xiàn):1gb/t5026597,泵站設(shè)計規(guī)范s.北京:中國計劃出版社,2006.2嚴(yán)登豐.泵站工程m.北京:中國水利水電出版社,2005.3于方田.供水泵站節(jié)能改造應(yīng)注意的幾個問題j.給水排水,2003,29(7):8082