水泵站在給水排水工程中的應用

水泵站在給水排水工程中的應用LT源進行提水的水輪泵站得到重視和迅速推廣,相應的管理辦法與法則以及管理機構開始建立。（3）到1978年底,全國機電排灌泵站的裝機容量達到1500萬kW灌溉面積達15370萬hm2。這一時期的機電排灌泵站工程從總體上看得到了發(fā)展,但存在的問題是重規(guī)模、重速度,而對質量、效益與管理重視不夠,為以后的發(fā)展帶來一些不利的因素。（4）20世紀80年代至今,泵站工程在規(guī)模質量、效益、管理等方面得到全面的提高和綜合的發(fā)展。其特點，一是大型泵站在跨流域調水工程相繼建成并投入使用,從工程規(guī)劃、設計、施工、安裝到運行管理，技術水平上了一個新臺階,二是重點抓了技術改造和經營管理,技術水平越來越先進,經濟效益越來越好,建設與管理水平越來越高。[2]二、水泵站的應用1.市政工程在市政工程建設中，泵站是城市給水排水工程中必要組成部分。泵站在整個給水排水系統(tǒng)中起到樞紐的作用。城市中水的循環(huán)都是借助于一系列的功能不同的泵站來完成正常運行的。原水由取水泵站從水源地抽送到水廠，凈化后的清水由送水泵站輸送到城市官網中去，其流程圖如下圖所示。2.農田灌溉建國以來，我國的農田灌溉事業(yè)取得了很大的成就，灌溉面積由1949年的1600萬ha增加到4800萬ha，而且預計到2000年還將增加533萬ha，在占全國總耕地面積近50％的灌溉面積上生產了占總產量近2/3的糧食。灌溉泵站在農田灌溉中將遠處水源地的水輸送到農田，節(jié)省大量人力物力，特別是隨著社會主義農業(yè)的現代化建設，在農田基本建設中需要建造越來越多的大型、巨大型的泵站來保證灌溉用水的正常輸送。3.引水工程引水泵站的效益主要表現在農業(yè)干旱減災和解決區(qū)域性缺水問題。最有代表性的南水北調東線工程，以長江為水源，通過8級提水穿過黃河，解決山東、河北等北方地區(qū)用水緊張。灌溉方面，最具代表性的是我國西北一些干旱和半干旱地區(qū)。這些地區(qū)雖距黃河較近，但水低地高，人畜生存和農業(yè)生產常年受到嚴重的缺水威脅。自六十年代，在甘肅、山西、陜西、寧夏等?。▍^(qū)）陸續(xù)興建了一批高揚程提灌工程，開發(fā)利用兩岸的水土資源，發(fā)展工農業(yè)生產。這些地區(qū)的農業(yè)生產獲得了迅猛的發(fā)展，糧食產量成倍增長，農民收入大幅度地提高，大量災民從干旱缺水的地區(qū)向灌區(qū)移民，實現了“一年搬遷、兩年定居、三年溫飽、四年致富”的夢想。4.防洪排澇泵站工程的排澇效益以平原湖區(qū)最為顯著。如湖北的江漢平原、廣東的珠江三角洲、東北的三江平原、浙江的杭嘉湖地區(qū)以及洞庭湖、鄱陽湖、太湖、巢湖的周邊地區(qū)，過去由于洪澇災害，這些地區(qū)許多地方人煙稀少，雜草叢生，交通阻隔，釘螺成災。有了泵站后，帶來百業(yè)興旺。如今，這些地方都成了重鎮(zhèn)、交通樞紐和當地政治、經濟、文化中心。在農業(yè)排澇方面，以我國排澇面積最大、裝機容量最多的湖北省為例。截止2004年，該省建有各種排澇泵站4205座、8429臺，裝機121.03萬kW,排水流量12946m3/s,排澇受益面積2260萬畝。該省泵站多年平均排水量為80億m3，其中單機功率800kW以上的大型泵站排水70億m3。二十多年來，先后戰(zhàn)勝了1980、1981、1983、1991、1996、1998、1999年的特大洪澇災害。其中在1991年歷史罕見的特大洪水排澇中，單機功率800kW以上的大中型泵站發(fā)揮了骨干作用，日排水量為4.2億m3，累計排水量近100億m3，當年泵站排澇減災效益達160億元。三、水泵站存在的問題根據對我國現有大型灌溉排水泵站的調研，特別是分析2009年各省水利廳上報的全國各大型泵站《現狀調查分析報告》、《現場安全檢測報告》和《安全鑒定報告書》，可以發(fā)現，我國大型泵站發(fā)展存在的問題還是比較突出的。主要表現在以下幾個方面。1.規(guī)劃設計不合理，建設標準低，部分泵站供水無保障。我國大型灌溉泵站中約90%建于20世紀六七十年代。限于當時的政治、經濟條件和技術水平，很多泵站規(guī)劃論證不足，工程設計標準低，泵站布局不合理，“三邊”工程多，配套不健全。從而導致機組選型不當，水泵長期在低效區(qū)運行，甚至因揚程不足或汽蝕嚴重而使泵站不能正常提水。2.泵站整體運行效率低，能耗高，工作壽命短。從2008年開始，水利部組織國內泵站權威檢測單位，對全國主要大型灌溉泵站進行了現場檢測。結果發(fā)現，全國大型灌溉泵站平均裝置效率僅為40%～50%，能源單耗平均達7～8kWh/（kt·m），距部頒標準要求的裝置效率60%～70%相差很大。3.泵站型式單一，不能滿足不同類型供水需求。我國自然條件差異很大，供水要求有相當大的區(qū)別。例如，有的供水系統(tǒng)中水中含有大量泥沙，水泵口環(huán)極易磨損；有的供水系統(tǒng)中水位在不同季節(jié)變幅很高，要求水泵揚程有極高的適應性；有的地下水供水系統(tǒng)雖然揚程變幅小，但流量變幅大，要求使用恒壓水泵提水；我國現有的泵站類型，特別是可供選擇的水泵類型，無法滿足諸多供水條件要求，從而制約了特殊地區(qū)的灌溉發(fā)展。4.水泵機組低端產品多，高新技術應用少，信息化和自動化程度低。水泵是泵站的心臟，我國大型灌溉泵站使用的水泵，絕大部分是20年前所開發(fā)的產品。雖然這些機組的水力模型在近年得到改善，但核心技術仍然停留在20年以前的水平。國產水泵機組多為低端產品，高新技術應用少，水泵能耗高，空化嚴重，振動超標。因此，我國大型水泵與泵站建設處于十分尷尬的境地，迫切需要有關部門，組織國內相關單位進行攻關，以提升我國大型水泵與大型泵站的自主創(chuàng)新能力。四、水泵站的發(fā)展趨勢1.水泵的效率越來越高。水泵是泵站的心臟，它的質量決定著泵站總體水平。由于一些新的理論與技術，如三維反問題設計方法、計算流體動力學方法和激光快速成形系統(tǒng)等的應用，水泵的效率、高效區(qū)帶寬、汽蝕余量、壓力脈動指標等都得到了很大改善。2.節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高過去，泵站工程的建設考慮工農業(yè)生產的需要和節(jié)約工程投資方面的問題較多，很少考慮本站工程的能量消耗和運行費用，致使不少泵站工程長期處于低效工況下運行。這不僅增加了能量消耗，而且把節(jié)省下來的投資轉嫁給了運行費用。近年來，特別是自原水利電力部頒布八項技術經濟指標以來，對全國的很多泵站進行了測試和普查。結果表明，泵站效率普遍偏低。因此，全國開戰(zhàn)了一系列泵站節(jié)能技術方面的研究和規(guī)模較大的技術改造工作，并取得了明顯的經濟效益。與此同時，機械部門推出了一批節(jié)能產品，水利部門在規(guī)劃設計、安裝檢修、運行管理等各個環(huán)節(jié)采取措施，盡可能提高泵站效率，減少泵站能耗。3.應用范圍日益擴大以往，泵站工程多用于農業(yè)灌溉排水和城市給水排水。隨著近代城市和工農業(yè)生產迅速發(fā)展，大規(guī)模的南水北調工程和沿海城市的調水工程將有廣闊的發(fā)展前景。在工業(yè)供水方面，泵站工程已成為火電廠和核電站等工業(yè)企業(yè)中鍋爐給水和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在工程施工中，基坑排水、井點排水、水力開挖土方及泥漿輸送等都具有廣泛的發(fā)展前途。這些都離不開水泵和泵站。4.安全可靠要求更高隨著多級泵站提水、抗洪搶險以及工業(yè)企業(yè)工藝流程的需要，對泵站工程的安全可靠性的要求也愈來愈高。例如大范圍的農田和城鎮(zhèn)排水、礦井排水的可靠性，不僅會影響工農業(yè)的產量，而且會給人民群眾的生命財產造成很大威脅。對火力發(fā)電廠，一旦循環(huán)泵站因故障停止供水，將可能迫使汽輪發(fā)電機組不能正常共工作而造成重大事故。也就是說，越來越多的人認識到，泵站的可靠性不僅是泵站本身的問題，而且已成為影響地區(qū)社會發(fā)展和社會效益的重要因素。因此，對泵站工程，特別是其中的機電設備的可靠性，以及泵站在反常運行中的各種危害和防護措施已引起人們的普遍關注。[3]綜上所述，可以看出我國水泵及泵站的數量、規(guī)模已有較快的發(fā)展，同時，也存在一些缺點，主要是不少泵站裝置效率偏低，能源單耗大，抽水成本高，灌區(qū)工程配套不齊全，機電產品類型和質量問題等，致使一些泵