關(guān)于加西泵站工程改造與效益分析

房纏龍

（渭南市東雷抽黃工程灌溉管理局 陜西 合陽 715300）

泵站在抗御干旱、排除內(nèi)澇、保證灌溉中發(fā)揮著重要作用，也為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力的支撐和保障。本文通過對(duì)加西泵站工程運(yùn)行狀況和存在問題的客觀分析,就該泵站工程更新改造中堅(jiān)持原則和重點(diǎn)部位以及實(shí)施后的效益進(jìn)行初步探索,為其它泵站工程更新改造的實(shí)施提供借鑒。

1 東雷抽黃加西泵站工程現(xiàn)狀

東雷一期抽黃大型灌溉工程是利用黃河水源修建的多級(jí)高揚(yáng)程大型電力提灌工程，灌區(qū)轄合陽、澄城、大荔及蒲城四縣13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，灌溉面積102萬畝，有效灌溉面積83.7萬畝。該工程共建抽水泵站28座，安裝水泵機(jī)組133臺(tái)套，總裝機(jī)功率11.627萬kW，其泵站工程分為東雷、新民、南烏牛、加西四個(gè)提水灌溉系統(tǒng)。其中加西站位于大荔縣范家鎮(zhèn)，灌溉面積7.71萬畝，流量3.84m3/s，揚(yáng)程89.6m，安裝20 sh-6A型離心泵6臺(tái)，配套TD-1000型1000 kW同步電動(dòng)機(jī)6臺(tái)，總裝機(jī)功率為6000 kW。建有35kV變電站1座，安裝SFL1-800035kV/6kV型變壓器1臺(tái)。該泵站在總干渠樁號(hào)35+497.21處引水，為正向進(jìn)水、正向出水；泵站主體建筑物由進(jìn)水扭面、進(jìn)水閘、進(jìn)水流道、前池、主副廠房、壓力管道、出水池、清水系統(tǒng)等部分組成。主廠房、壓力輸水管道、出水池呈直線布置；主廠房為磚木結(jié)構(gòu)，水泵電動(dòng)機(jī)組呈一字排列式布置；廠內(nèi)設(shè)10t單梁橋式起重機(jī)1臺(tái)；壓力管道為雙機(jī)并管出流，管徑800mm，采用拍門斷流；生活區(qū)位于主廠房左前側(cè)，現(xiàn)有建筑面積934m2。

2 加西泵站運(yùn)行中存在問題

加西泵站建于上個(gè)世紀(jì)七十年代未，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件的限制，工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，是一項(xiàng)典型的“三邊”工程。工程在建期間，由于水泵、電機(jī)產(chǎn)品奇缺，可供選擇品種很少，水泵選型不合理，以致造成泵站裝置效率難以達(dá)到設(shè)計(jì)水平。加之水泵經(jīng)過三十年運(yùn)行，黃河泥沙對(duì)其過流部件造成磨蝕，機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行，產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，致使排灌流量比額定流量小了許多，即使加西泵站對(duì)此進(jìn)行維修，也因資金原因，只能保證機(jī)組正常運(yùn)行，無法對(duì)其進(jìn)行更新改造,導(dǎo)致泵站裝置性能逐年下降，能耗逐年升高；泵站主副廠房、進(jìn)水池和出水池地基多處發(fā)生裂縫，有些部位碳化、裂縫、沉陷、破損嚴(yán)重，故障頻發(fā)，維修周期越來越短；部分變壓器屬于國(guó)家明令淘汰產(chǎn)品，運(yùn)行中電氣設(shè)備絕緣性能下降，安全可靠性明顯降低；閘閥、鋼管銹蝕、腐蝕嚴(yán)重，這些因素使泵站運(yùn)行成本不斷上升，管理費(fèi)用不斷增加，影響泵站的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮。2003年，中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心對(duì)東雷灌溉泵站進(jìn)行安全鑒定，并多次復(fù)核:加西泵站主體建筑物安全類別為四類，水泵安全類別為三類，電氣設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)安全類別為四類，加西泵站綜合評(píng)定為四類泵站。

3 加西泵站工程改造堅(jiān)持原則和級(jí)別

在工程改造中，加西泵站總體布置不變，維持原設(shè)計(jì)灌溉面積、流量和揚(yáng)程，改造中充分利用現(xiàn)有設(shè)施，以減少工程投資，最大限度發(fā)揮改造資金效益。在工程改造中，要采用新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新工藝，減少黃河泥沙對(duì)水泵過流部件磨蝕，在施工中充分利用非灌溉季節(jié)進(jìn)行施工，做到改造工程與供水灌溉兩不誤?？傊ㄟ^改善泵站運(yùn)行條件，優(yōu)化泵站運(yùn)行環(huán)境，使泵房降噪、降溫，為工作人員創(chuàng)造一個(gè)舒適環(huán)境，也使泵站機(jī)組管理工作達(dá)到“規(guī)范化、科學(xué)化、制度化、現(xiàn)代化”要求，依靠科技進(jìn)步，提高泵站運(yùn)行的可靠性和裝置效率，實(shí)現(xiàn)泵站安全運(yùn)行、節(jié)能高效。同時(shí)根據(jù)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》和泵站實(shí)際情況以及該轄區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，加西泵站改造等級(jí)及主要建筑物級(jí)別分別為:泵站工程等級(jí)為中型泵站,泵站更新改造總裝機(jī)功率為6000kW，建筑物級(jí)別為3級(jí)，地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s，設(shè)防烈度為Ⅷ度，加西泵站更新改造根據(jù)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

4 加西泵站工程改造的主要內(nèi)容

4.1 主體建筑物部分

對(duì)泵站進(jìn)水閘、流道、前池、廠房、電氣設(shè)備基礎(chǔ)、進(jìn)出水管道和出水池等主體建筑物全部拆除進(jìn)行重建。其中進(jìn)水閘室用C20砼現(xiàn)澆，增設(shè)自動(dòng)清污機(jī)2套；重建矩形開敞式進(jìn)水流道6條，分水角采用38°，兩側(cè)擋墻采用M7.5漿砌石砌筑；重建圓形進(jìn)水前池6座，水池直徑為4m，深4.1m，用C20鋼筋砼現(xiàn)澆，布置在主廠房前3.0m處，與主廠房呈“一”字形平列；拆除原磚木結(jié)構(gòu)廠房，新建排架結(jié)構(gòu)廠房和框架結(jié)構(gòu)副廠房；重建出水壓力管道3道，采用雙機(jī)并管供水，管道總長(zhǎng)669m，管徑為800mm，單管軸線長(zhǎng)223m，其中大于0.6MPa部分采用鋼管，小于0.6MPa部分采用承插式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，管內(nèi)設(shè)計(jì)流速2.66m/s，斷流方式采用虹吸式真空破壞閥斷流；重建矩形開敞式出水池1座，用C20鋼筋砼現(xiàn)澆，池末接M7.5漿砌石扭坡，長(zhǎng)為9m；重建鋼管段管坡，采用C15混凝土現(xiàn)澆；重建預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管床，采用M7.5漿砌石砌筑；改造排水溝與上下交通臺(tái)階，對(duì)站區(qū)內(nèi)邊坡進(jìn)行整修處理，底部邊坡采用M7.5漿砌石進(jìn)行砌護(hù)，設(shè)置排水溝，通過重建，改善泵站機(jī)組的運(yùn)行效能，并對(duì)廠區(qū)進(jìn)行綠化、美化和香化，使這工作條件和工作環(huán)境達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2 對(duì)泵站機(jī)組進(jìn)行更換

這次機(jī)電設(shè)備選擇要充分考慮到節(jié)能因素，針對(duì)黃河水源含砂量較高的特點(diǎn)，泵站揚(yáng)程較高，改造中應(yīng)選擇低轉(zhuǎn)速、高效區(qū)平緩的水泵，盡量不選性能曲線陡上陡下的水泵，其中更換水泵6臺(tái)，并對(duì)其余水泵過流部件進(jìn)行更換；更新電動(dòng)機(jī)6臺(tái)，根據(jù)安全鑒定報(bào)告，本應(yīng)更新4臺(tái)，但由于技術(shù)改造2臺(tái)，本次設(shè)計(jì)電壓等級(jí)為10kV，而原有電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)為6kV，故在改造中進(jìn)行全部更換;對(duì)泵房開關(guān)柜、保護(hù)屏、直流屏進(jìn)行更新改造。增設(shè)測(cè)流裝置和自動(dòng)清污設(shè)備、液位計(jì)、電磁流量計(jì)、更新啟閉機(jī)，閘門，主廠房吊車、閥門等，更換供排水系統(tǒng)設(shè)備及管路。總之，通過更換機(jī)電、高低壓配電設(shè)備和附屬設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)，保證水泵在多種工況下高效節(jié)能運(yùn)行。

4.3 對(duì)泵站變電設(shè)備的改造

裝設(shè)6臺(tái)高壓水泵電動(dòng)機(jī)，容量均為1000kW和10kV，泵站裝機(jī)容量6000kW，根據(jù)裝機(jī)容量，在泵站改造中裝設(shè)35/10kV 8000kVA主變壓器一臺(tái)，更新改造場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有35kV變電站設(shè)備，原35kV終端桿不變，35kV主變壓器放在原主變位置，主變10kV側(cè)采用電纜連接引入高壓室。根據(jù)35kV線路進(jìn)線方向，變電站采用戶外半高型布置于站區(qū)西側(cè)，副廠房按變電站位置布置于主廠房西側(cè)。

4.4 泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)

泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)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)視等等各種數(shù)據(jù)信息，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，必須根據(jù)不同的監(jiān)控對(duì)象、監(jiān)控目標(biāo)，采取不同的測(cè)量手段，通過不同的信息流，最終匯總至信息自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控工作站，供操作人員進(jìn)行監(jiān)視和控制。主要包括電氣自動(dòng)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)等。全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)視泵站運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)“先進(jìn)實(shí)用，高效可靠、穩(wěn)定開放”和“少人值班，無人值守”，減少泵站運(yùn)行成本。

5 結(jié)論

加西泵站改造歷時(shí)一年完成，改善灌溉面積5.20萬畝，新增效益為2115.84萬元，灌溉水分?jǐn)傁禂?shù)取0.4，灌溉效益為846.34萬元。同時(shí)，裝置效率將明顯提高，能源單耗將明顯下降，加西站從改造前的6.54kW·h/kt·m平均下降到4.82kW·h/kt·m，平均每年可節(jié)能432萬kW·h，節(jié)省電費(fèi)43.2萬元，從財(cái)務(wù)角度分析來看：加西泵站建設(shè)期1年，正常運(yùn)行期20年，內(nèi)部收益率為26.87%，凈現(xiàn)值5449萬元，投資回收期4.68年。綜上所述，加西泵站改造工程是合理的。陜西水利