西岔高扬程电力提灌工程泵站更新改造对策

西岔高扬程电力提灌工程泵站更新改造对策

摘要：分析了西岔电力提灌工程大中型泵站机电设备老化、闸阀、控制设备、通讯设施落后的现状，针对存在的问题，提出了高扬程泵站更新改造的对策。

关键词：西岔电灌；泵站；更新改造；对策

1工程概况

皋兰县西岔电力提灌工程，始建于1970年，1989年建成受益。工程共建成干渠3条，支渠29条，总长272km，共有泵站105座，其中干渠泵站17座，支渠泵站43座，斗渠以下小提灌泵站45座，总装机台数204台（套），总装机容量54 260kw，支渠以上分12级提水，提水总扬程638.50m。总干渠设计提水流量6m3/s，加大流量6.50m3/s,设计灌溉面积1万hm2，目前实灌1.04万hm2，工程等别为中型。

工程开始建设时，在群众自筹、国家补助、相关部门支援的条件下逐步建成部分泵站，但由于建设初期没有系统规划设计，加之又是边设计、边施工、边运行，泵站机电设备多为厂家支援，设备不配套，型号繁杂，泵房建筑设计标准低。

1981年该工程被列为世界粮食计划署粮油援助项目，为不影响国际信誉，甘肃省政府把西电工程的续建、改建列入省重点水利建设项目，但该工程在80年代的续建、改建时期，由于资金的制约，仅对险段渠系建筑物及部分泵站厂房进行了改建和加固，并补充、续建了部分渠道和建筑物，而对原70年初工程兴建时投入使用的水泵机组及电气设备未曾更换，现此部分机电设备运行已30多年，基本都已进入超期服役、严重老化的阶段，且大多数设备已属明令禁止的淘汰产口。

2现状存在的问题

2.1机电设备方面

2.1.1水泵机组。据调查，灌区共安装水泵机组设备204台，中型泵站使用的泵型90%是上世纪70年代产品，除总干一泵站更新7台SLOW型单级双吸中开式泵外，其余全是SH型泵。由于水源地黄河水泥砂含量大，经多年运行，大

部分水泵泵壳磨损严重，叶轮平均缩短30mm，造成泵的特性偏离第三工况区以外，出水压力减小，耗电量上升，叶轮的吸水片汽蚀严重，噪音大，即使将前池进水管口淹没深度提高到4m，仍然产生汽蚀，虽经环氧砂浆涂抹维护后能勉强维持运行，但泵的效率只有50%～60%。

与水泵相配套的电机大多为70年代初产品，除2004年总干一泵站技术改造更新7台外，其余均为JS系列产品，该产品设计漏磁大，起动特性差，定子绕组的绝缘等级达不到要求。运行中的高温剥蚀使绕组绝缘电阻只有500～1 000M，泄漏电流在20～50μA之间，交流耐压试验不能按照标准进行，只有在降低标准的情况下进行试验，否则，就会使绕组绝缘击穿。因为交流耐压试验是属于破坏性试验，现阶段各泵站的电动机只能勉强维持运行，谈不上运行的可靠性。

2.1.2电气及控制设备。各泵站变压器全部为SJ型，存在绝缘老化，发热严重，噪音较大等的问题，属高能耗淘汰产品。高压开关柜为GGIA型，采用少油开关，由于油开关漏油严重，经常发生操作失灵、误跳闸事故，维护非常困难。电缆多为油浸式电缆，由于运行条件差，运行年限长，绝缘性能严重下降，存在威胁设备和人生安全的隐患。控制保护因各泵站未设中控室，保护设备安装在一次屏柜上，振动大，易造成误操作。

2.1.3闸阀设备。各泵站水泵进出口闸阀因运行时间长、累计操作频次多，阀体密封圈、闸板密封圈部分损坏，不能有效止水。另外由于闸阀阀板引道轮和轴及轴窝磨损严重，在正常运行时经常发生闸板脱落现象，而且出水闸阀不具备自动止回和消弱水锤的作用，事故停机时，水泵逆转速度超过了额定转速的1.2倍，时有发生管道和管道附件的破裂及水泵、电机的破坏。

2.2金属结构方面

2.2.1进出水压力管道。各泵站进出水管经过30多年的运行，受水流中泥沙的磨蚀以及氧化锈蚀，多次出现进出水管破裂事故。特别是压力出水管道，因70年代兴建时没有进行选型设计，一座泵站上既有混凝土管道，也有铸铁管道和钢管，且部分采用地埋式，部分采用明管式。铸铁管道、钢管锈蚀严重，混凝土管道承插口密封装置老化失效，密封圈不能有效止水，经常发生泄漏，致使管坡发生下沉，管道脱节，虽然能维护运行，但危险性较大，一旦发生事故，将会淹没泵房，损坏设备，甚至危及人身安全。另外各泵站出水压力管未装测流装置，无法测流，有些没有地埋的管道伸缩节设计不合理，不能适应管道的伸缩变形，存在事故隐患。

2.2.2拦污设施。各泵站前池拦污栅经多年运行锈蚀，栅条断裂严重，且设计不规范，不能很好地拦污，造成水泵吸水口堵塞，影响机组正常运行。

2.3通讯设施方面

通讯设备陈旧，通信方式落后，电话分机串接严重，一处通话几处铃响，造

成通讯混乱，通信质量无法保证，生产调度任务无法顺利下达。

2.4厂房建筑物方面

泵站厂房多建于上世纪70年代，年久失修，给工程正常运行带来很大的影响。一是提水能力逐年下降，提水能力已由1992年的6 300万m3下降到2007年的3 400万m3；二是灌溉保证率降低，由原设计的75%降低为现在的65%；三是机组效率降低，能源单耗逐年上升，由2000年的4.6kw•h/（kt•m）、上升为2007年的5.1kw•h/（kt•m），造成供水成本增加；四是泵站存在安全隐患，经常出现设备事故，供水保证率下降。

3更新改造对策

3.1更新改造的标准

泵站更新改造要有前瞻性，要求15年不落后；在不影响泵站性能和安全的前提下，充分利用泵站原有的设施设备；积极采用新技术、新材料、新工艺、新设备；根据泵站实际运行需要和泵站的规模、地位，尽可能采用计算机监控技术，实现泵站综合自动化，使能耗下降，劳动强度降底，管理费用下降。

3.2更新改造对策

3.2.1泵站主机设备更新改造：一是力求一座泵站内机组型号尽量统一，以便于优化运行和检修维护。二是结合灌区已改造泵站的运行状况，水泵选择S系列卧式双吸式离心泵。该系列水泵的结构设计合理，效率高，节能效果显著，汽蚀性能好，使用寿命长。电机选择Y系列，额定电压等级6KV，为使机组高效节能、运行稳定可靠，干渠泵站机组设置1~2台变速调节电动机，使机组在额定电压下能直接启动。

3.2.2电气设备改造：高压开关柜应选择KYN18C-12铠装型移动式交流金属封闭开关柜，低压开关柜应选GGD1型，控制保护采用计算机监控、微机保护系统，以达到操作、维护方便，便于近地、远程调度，实时监控。干渠泵站总管应安装电磁流量计，便于计量和水费收取。

3.2.3泵站金属结构的更新改造：闸阀设备进水侧采用电动闸阀，出水侧尽量选用多功能水力控制阀，该种阀适用于原水、清水、污水；使用温度0～80 ℃；缓闭时间3～120s(可调)；水锤峰值≤1.3０倍水泵额定转速；阻力损失比旋启式止回阀减少约31%，不需要电能，能够自动实现泵阀联动，而且能够较好地降低水锤压力，比液控缓闭蝶阀、微阻缓闭止回阀运行维持简单。

3.2.4进水前池改造；西岔电灌干渠泵站除一泵外，其余泵站前池均为簸箕式梯形断面，由于侧向流速低，泥沙淤积严重，根据目前新建的许多大中型泵站前池，前池侧墙均采用弧形直墙式，底板按机组设潜没式分流墩，以加大前池侧壁，降低流速，解决泥沙淤积问题。

3.2.5泵站厂房改造：在现有厂房的基础上，增设起吊、接地、照明、通风、采暖、消防等设施，使泵站便于运行管理和设备安装及维修。

4改造实例

西电总干一泵站由于设备型号繁杂，装置效率低，上水困难，于2004年进行了技术改造，将原5台28SA-10型水泵更换为700S90型单极双吸中开式离心泵，2台20SH型水泵更换为250S125B型；电机原5台TD140/50-6型更换为T1600-6/1180型，2台JSQ1512-6型更换为Y400-4型；更换了16面高压开关柜和10面低压配电柜；监控、保护采用综合自动化，由SD2000微机实现；水泵出水闸阀由液控缓闭蝶阀更换为 JD745X-16多功能水泵控制阀；汇总管安装电磁流量计。改造后泵站原设计提水流量6m3/s，加大提水流量6.5０m3/s不变，装机容量由原9 560kW减小为8 260kW，年设计提水量由未改造前的4 188万m3增加到了7 090万m3，泵站装置效率由原来的46%提高到了54%，能源单耗由5.2０kwoh/(ktom)下降到了4.9０kwoh/(ktom)，年节电11.52万度，保证了原泵站的各项设计参数。通过2年多的灌溉运行，机组运行稳定可靠，操作方便，经济效益显著，实现了泵站改造的预期目标。

参考文献

[1]甘肃省皋兰县西岔电力提灌总干一泵站技术改造工程初步设计报告[R].兰州:甘肃省水利水电勘测设计研究院,2004.

[2] 李琪,许建中,李端明.全国大型泵站更新改造前期工作有关问题探讨[J].中国农村水利水电,2007,(12).

[3] 陈坚“十一五”泵站更新改造及新技术新设备应用[J].泵站技术,2007,(1).