大屯水庫供水水泵選型與泵站管理分析

王珊珊

（德州市水利勘察設(shè)計研究院，山東 德州253014）

水泵是泵站樞紐的核心。提高泵站管理水平可以為水泵穩(wěn)定高效運行提供保障。不同的水泵及配套設(shè)施的操作、維護、檢修難易程度不同，對管理細節(jié)的要求也不同。因此，水泵合理選型和提高泵站管理水平兩者成為泵站工程充分發(fā)揮效益的有力切入點。

1 水泵選型的基本原則

水泵優(yōu)化選型是泵站充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)，也是制定泵站工程管理細則的決定因素。水泵選型應(yīng)首先滿足泵站工程的設(shè)計揚程及流量，其次需保證主要工況的運行效率均在高效區(qū)，另外技術(shù)人員應(yīng)綜合考慮安全性、可靠性、靈活性、經(jīng)濟合理性、管理難易度等因素進行水泵優(yōu)選。

1）安全性。泵站安全運行是泵站工程效益充分發(fā)揮的基礎(chǔ)。水泵選型應(yīng)選擇技術(shù)成熟、安全保證率高的產(chǎn)品，并與樞紐工程、配套工程保持高度匹配。

2）可靠性。選用運行穩(wěn)定，故障率低，維護保養(yǎng)簡單的泵型，可有效提高泵站運行保證率。

3）靈活性。水泵的型號、臺數(shù)還應(yīng)根據(jù)用水戶的具體需求確定。如：泵站同時向多用戶供水，且不同時期用水量不一致，則要考慮水泵的泵型、臺數(shù)采取合理搭配組合的方式滿足不同工況的供水需求。

4）經(jīng)濟合理性。水泵選型應(yīng)充分考慮經(jīng)濟合理性，包括初期投資、運行成本、維護成本，宜采用工程總造價少、運行和維護費低的水泵，盡量優(yōu)化選型方案，減少每種工況下的水泵運行臺數(shù)、能源損耗。

5）管理難易度。水泵選型應(yīng)充分考慮泵型要便于安裝、保養(yǎng)、維修。

2 案例分析

大屯水庫德州市區(qū)供水洞位于大屯水庫西北角（圍壩5+771）處，向德州市區(qū)供水泵站位于供水洞東北102 m處。供水泵站主體結(jié)構(gòu)包括切換池、進水池、主廠房、副廠房（與主廠房平行布置）、切換間和閥門池。泵站工程管理區(qū)域包括樞紐區(qū)、管理區(qū)和生活區(qū)，范圍為墻外5 m或棄土堤外腳。工程保護范圍為工程管理范圍邊界線外延200 m?，F(xiàn)從設(shè)計階段水泵選型、泵站建設(shè)期和運行期水泵管理三個不同時期的關(guān)鍵點進行分析闡述。

2.1 水泵選型

1）供水目標(biāo)。大屯水庫向德州市區(qū)設(shè)計供水目標(biāo)有三處：華魯恒升集團、華能電廠、第三水廠，供水任務(wù)分兩期：向華魯恒升供水，一期日供水量9萬t，二期日供水量達到15萬t；向華能電廠供水，一期日供水量7萬t/d，二期日供水量達到10萬t；向第三水廠供水，日供水量5萬t。最小日供水量供水工況為5萬t。最大日供水量工況為日供水量30萬t。南水北調(diào)東線一期工程向德城區(qū)分水水量為10 919萬m3/年。

2）選型特點。一是本次泵站設(shè)計供水目標(biāo)多，供水量不固定，為多目標(biāo)、分期供水。因供水情況復(fù)雜，宜分析不同供水目標(biāo)在不同需求情況下的具體供水水量，分多種工況對水泵泵型進行復(fù)核。二是充分考慮運行費用，宜采用流量、揚程調(diào)節(jié)范圍大，單泵運行功率小的泵型。并盡量優(yōu)化選型方案，減少每種工況下的水泵運行臺數(shù)、能源損耗，以降低運行費、維護費、管理費等。三是考慮供水目標(biāo)及水量需求多樣化，可選擇兩種泵型搭配運行，以不同組合方式滿足對應(yīng)工況。

3）水泵選型。經(jīng)調(diào)查用水戶年均常規(guī)檢修維護時間約為40 d，此外，運行中還可能出現(xiàn)因設(shè)備突發(fā)性損壞無法正常運行的情況。泵站在設(shè)計正常運行時間內(nèi)必須保證用水戶的用水需求，并且具備對所分配10 919萬m3長江水量完全利用的能力。故設(shè)計預(yù)留每年50 d的檢修期，即另外315 d（7 560 h）為設(shè)計正常運行時間。泵站設(shè)計總流量為4.0 m3/s。

經(jīng)輸水管網(wǎng)水力計算，華魯恒升、華能德州電廠和三水廠供水線路總水頭損失分別為40.07 m、39.76 m、25.21 m。為保證供水線路最長的華魯恒升正常用水，沿程水頭損失計算值取40.07 m。為保證工程安全，線路較短的三水廠管路采用玻璃鋼管和鋼管，設(shè)計工作壓力為0.6 MPa。大屯水庫死水位21.00 m，供水管道最遠端華魯恒升的出水池水位23.60 m。大屯水庫向德州市區(qū)供水管道單線最遠距離25 km，計算得出總沿程水頭損失為40.07 m，局部水頭損失按沿程水頭損失10%計算，供水管道預(yù)留出口壓力0.01 MPa，則水泵設(shè)計揚程計算值為56.67 m，取水泵設(shè)計揚程57 m。

水泵揚程較大因此選定泵型為離心泵。由于供水目標(biāo)較多，運行工況復(fù)雜，設(shè)計采用主泵搭配補水泵的方案，主泵KQSN600-N9-719（A泵）五用一備，補水泵KQSN500-N9-675（B泵）一用一備，共8臺機組。水泵運行最小電機功率560 kW，最大功率3 155 kW。通過不同運行組合搭配運行，可以滿足不同工況的供水需求。

2.2 泵站建設(shè)期施工管理要點

泵站建設(shè)期管理工作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“四制”管理制度，本文針對案例建設(shè)期水泵及配套設(shè)備的安裝調(diào)試這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出三點要求：

1）安裝前準(zhǔn)備工作。機組安裝前，土建施工單位應(yīng)將設(shè)備基礎(chǔ)及建筑主體的驗收資料、設(shè)備基礎(chǔ)的基準(zhǔn)點及基準(zhǔn)線等數(shù)據(jù)提交與機組安裝單位，并確保設(shè)備基礎(chǔ)混凝土強度已經(jīng)高于設(shè)計強度的70%，泵房地坪完工且清理完畢，上部結(jié)構(gòu)封閉；機組安裝單位工作人員應(yīng)學(xué)習(xí)安裝規(guī)范、熟悉相關(guān)圖紙，掌握機組特點、明確安裝步驟并將適用于機組型號的安裝工具和材料準(zhǔn)備齊全，如計量設(shè)備、運輸工具、起吊裝置等。

2）機組安裝。機組安裝工作應(yīng)按照《泵站設(shè)備安裝及驗收規(guī)范》（GB/T 30948-2014）中的相關(guān)規(guī)定進行。本案例水泵為臥式機組，安裝時應(yīng)首先確定好機組中線、水平、高程，電動機安裝時除以上三點外還要保證電機與水泵同軸，嚴(yán)格控制安裝精度。

3）試運行。水泵安裝完成或者啟用長期停運的水泵要首先通過試運行以檢驗設(shè)備運行狀態(tài)。試運行啟動之前，管理人員要制定調(diào)試及試運行大綱、嚴(yán)格執(zhí)行試運行工作程序。試運行過程中，管理人員應(yīng)對機組的運行情況進行全面的記錄，并將出現(xiàn)的問題及時糾正和解決，保證機組和建筑物能夠安全可靠的投入運行。

2.3 泵站運行期管理要點

2015年12月德州市編委批準(zhǔn)建立德州市大屯水庫供水管理處，負(fù)責(zé)供水泵站、供水管道及附屬建筑物的維修養(yǎng)護及協(xié)調(diào)供水價格、供水計劃、供水安全等工作，各項工作應(yīng)根據(jù)國家頒布的有關(guān)法令、法規(guī)和政策進行。

1）管理單位制定供水計劃與方案，研究確定供水保證措施，負(fù)責(zé)供水工程運維與供水任務(wù)的執(zhí)行與監(jiān)督。

2）搞好科研觀測，加強工程維修和養(yǎng)護，及時了解泵站各項設(shè)施的運行動態(tài)，通過觀測各類指標(biāo)的變化，總結(jié)分析各項運行規(guī)律，為運行管理細則的制定提供可靠依據(jù)。

3）加強依法管理，嚴(yán)格依法管水，運用法律武器，嚴(yán)厲打擊各種破壞活動。

4）搞好綜合經(jīng)營，發(fā)展橫向聯(lián)合，促進經(jīng)濟發(fā)展。

5）經(jīng)常性組織干部職工集體學(xué)習(xí)，提供管理隊伍業(yè)務(wù)水平。

6）協(xié)調(diào)好上、下游及地方的關(guān)系，解決好用水與輸水的矛盾。

7）制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y流、量水方法與操作規(guī)程，處理好防洪、排澇和調(diào)水的關(guān)系，確保南水北調(diào)工程持久健康運行。

3 結(jié)語

水泵選型決定了設(shè)備的安裝方式，也就決定了泵房的有無和其他配套工程的結(jié)構(gòu)型式，直接影響泵站的建設(shè)成本、運行成本及管理方式。

本文闡述了水泵選型的基本原則和常用泵型的結(jié)構(gòu)特點及管理的重點，結(jié)合案例從水泵選型、建設(shè)期和運行期管理三個方面進行具體分析并給出建議。專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)將水泵選型和泵站管理兩方面知識結(jié)合起來深入的了解，根據(jù)實際需求選擇更加合適的水泵，同時提高泵站的管理水平，使泵站運營更加安全高效。