泵站更新改造機(jī)電設(shè)備選型及新技術(shù)新材料的應(yīng)用

摘要：水利設(shè)施是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，而泵站工程又是水利工程中的重要組成部分，為了能更好地完成改造任務(wù)，確保泵站的安全、高效運(yùn)行，下文對泵站更新改造機(jī)電設(shè)備選型及新技術(shù)新材料的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：泵站;更新改造;機(jī)電設(shè)備;新技術(shù)新材料

文章以某泵站更新改造工程為例，在泵站更新改造中，通過對新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，泵站安裝設(shè)備的精心選型，改造后的泵站從根本上解決了機(jī)電設(shè)備老化失修的問題，提高了運(yùn)行的安全可靠性。

一、泵站更新改造前的概況

某工程共建成干渠泵站17座，支渠泵站84座，裝機(jī)220臺套，總裝機(jī)功率58671kW。設(shè)計(jì)流量6.0m3/s，加大流量6.5m³/s，控制灌溉面積1.04萬hm²。通過近40a的運(yùn)行，泵站機(jī)電設(shè)備超期服役、帶病運(yùn)行，主要是水泵泵殼磨損、氣蝕嚴(yán)重，電動機(jī)效率低，無功損耗大，電氣設(shè)備絕緣老化，壓力管道銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)常爆管，管基變形，機(jī)組不能安全運(yùn)行，存在嚴(yán)重的事故隱患。泵站裝置效率低，能源單耗嚴(yán)重超標(biāo)，灌溉保證率逐年降低，維修勞動強(qiáng)度大、費(fèi)用高，運(yùn)行成本逐年增加，影響了整個(gè)工程的安全運(yùn)行和效益的正常發(fā)揮。通過對擬改造泵站的安全鑒定，除總干一泵站外，其他20座泵站機(jī)電設(shè)備全部評定為四類，需更新改造。

二、更新改造的原則

泵站更新改造的原則是以提高泵站效益為中心，以設(shè)備更新改造為主體，以提高安全運(yùn)行為重點(diǎn)，采用現(xiàn)代化的設(shè)備與技術(shù)，本著實(shí)事求是，保質(zhì)保量，按照輕重緩急逐步實(shí)施。設(shè)備更新改造應(yīng)優(yōu)先選用國家推薦的系列產(chǎn)品和新型產(chǎn)品，選用可靠性高、維護(hù)工作量少的設(shè)備，盡量采用技術(shù)上成熟、先進(jìn)的新設(shè)備、新技術(shù)和新材料，提高泵站的裝置效率，降低能源單耗。盡量采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泵站綜合自動化，積極推行信息化。以實(shí)現(xiàn)泵站的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為基本出發(fā)點(diǎn)，減少和降低運(yùn)行管理人員的勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)泵站“無人值班、少人值班”為目標(biāo)。

三、設(shè)備改造的主要內(nèi)容

泵站機(jī)電設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)方面的，一是泵站主機(jī)組，包括水泵、電機(jī)等;二是電氣設(shè)備，包括變壓器和高低壓電氣設(shè)備，繼電保護(hù)控制等;三是輔助設(shè)備;四是金屬結(jié)構(gòu)，包括攔污柵、閘門、起吊設(shè)備等;五是進(jìn)出水管道包括進(jìn)、出水管道、閘閥等。泵站自動化監(jiān)控與信息方面的是通訊系統(tǒng)和自動化監(jiān)控系統(tǒng)。泵站更新改造項(xiàng)目規(guī)劃對21座干支渠泵站進(jìn)行更新改造，其中干渠泵站16座，支渠泵站5座。各泵站控制灌溉面積和設(shè)計(jì)流量保持原有規(guī)模，依據(jù)復(fù)核的工程規(guī)模等參數(shù)，結(jié)合工程現(xiàn)狀，更新改造的主要內(nèi)容為：更新機(jī)組86臺套，總裝機(jī)容量35088kW;更新高低壓開關(guān)柜307面，增設(shè)泵站監(jiān)控系統(tǒng)19套;增設(shè)灌區(qū)信息調(diào)度中心1座。

四、主要設(shè)備的選型

1、主水泵選型各泵站安裝的水泵為原蘇聯(lián)技術(shù)生產(chǎn)的sh型泵，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后，質(zhì)量低劣，泵體、葉輪制造材料多為灰鐵，效率達(dá)不到要求。本次更新根據(jù)各泵站的流量、揚(yáng)程等設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合我國水泵行業(yè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品技術(shù)資料，優(yōu)先選用運(yùn)行范圍寬、效率高、抗汽蝕和泥砂磨損性能好、在國內(nèi)同行業(yè)技術(shù)上領(lǐng)先的水泵，主要為以德國技術(shù)為主的中開式雙吸泵。該類產(chǎn)品葉輪采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，使經(jīng)水力平衡和動平衡后的全封閉式的葉輪與泵殼完全匹配，減少了紊流和回流，確保了泵在規(guī)定性能范圍運(yùn)行中具有高效、平穩(wěn)的性能。軸加粗式設(shè)計(jì)大大提高了泵的剛性，同時(shí)最小的軸偏差延長了軸承和機(jī)械密封的使用壽命，完全密封的軸不與介質(zhì)接觸，避免了軸的腐蝕與磨蝕。泵體補(bǔ)償式雙渦殼設(shè)計(jì)根本上消除了作用在軸上的徑向力，延長了軸封和軸承的使用壽命。平衡后的徑向力和軸向水推力的合成結(jié)果確保了泵在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)安靜、平穩(wěn)運(yùn)行的性能。特別是在招標(biāo)中，又對葉輪、泵軸的材質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)規(guī)定。葉輪材質(zhì)要求為鑄鋼件，這樣就延長了葉輪的使用壽命，即使發(fā)生了汽蝕和磨損，也可以進(jìn)行焊接補(bǔ)修;泵軸的材質(zhì)要求為GB/40Cr，更加提高了泵的剛性;軸封為優(yōu)質(zhì)機(jī)械密封無泄漏，機(jī)封軸套為不銹鋼，避免銹蝕，維護(hù)方便。具有在線維護(hù)功能的注入式填料，勿須停機(jī)維修，避免造成昂貴的停產(chǎn)損失，摩擦功耗小。

2、主電動機(jī)選型泵站原安裝的主電動機(jī)多為JS系列產(chǎn)品，6kV電壓等級，經(jīng)過30多a的運(yùn)行，絕緣老化嚴(yán)重，溫升高、噪聲大、運(yùn)行效率降低、事故頻發(fā)。本次更新改造配套電機(jī)選型保證與水泵軸功率相適宜，且有一定余量，主干泵站選用效率高、體積小、重量輕、節(jié)能低耗的Y系列電機(jī)。

3、進(jìn)出水閥門選型泵站原安裝的進(jìn)出水閥為電動單板楔形閥，閥板密封不嚴(yán)，體積龐大，開啟和關(guān)閉經(jīng)常發(fā)生誤操作，易造成閥底和閥體破損而導(dǎo)致全線停水。還有部分液壓重力式蝶閥，往往由于停電跳閘液壓失靈無法關(guān)閉，造成水錘而破壞設(shè)備的重大事故。本次改造進(jìn)水閥采用三偏心蝶閥，該產(chǎn)品利用偏心原理設(shè)計(jì)，使軸與密封面中心線、軸與管路及閥門中心線、閥座斜錐角與管路中心線偏心，使得閥門在整個(gè)開關(guān)過程中完全脫離，利用了凸輪效應(yīng)，完全消除了摩擦，無磨損、零泄露。出水閥為多功能水泵控制閥，該產(chǎn)品不需任何動力，無需操作控制，閥板啟閉完全靠水泵控制，當(dāng)水泵啟動時(shí)，巧妙利用閥門前后介質(zhì)的壓力變化來控制動力，使閥門自動按照水泵操作規(guī)程的要求進(jìn)行動作。融電動閥、止回閥和水錘消除器三種設(shè)備的功能于一體，具有速閉、緩閉以及吸能腔三種消除水錘措施，而且動作完全聯(lián)鎖，不會產(chǎn)生誤動作，無需專業(yè)調(diào)試，閥門動作不受水泵揚(yáng)程及流量變化的影響，基本無需維修，利用進(jìn)口端的壓力進(jìn)入膜片下腔支撐膜片壓板及閥桿的重量，阻力損失小，節(jié)能效果明顯，能有效地提高系統(tǒng)安全可靠性，滿足系統(tǒng)自動化的要求。

4、自動化與信息化建設(shè)泵站運(yùn)行管理落后，泵站運(yùn)行基本為手動操作，通訊方式為磁石交換機(jī)，在調(diào)度運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生通訊中斷，不能及時(shí)啟停機(jī)組和配水調(diào)度。本次改造增設(shè)計(jì)算機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，主要包括骨干網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、泵站運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、信息化管理應(yīng)用系統(tǒng)、信息調(diào)度中心等?？蓪?shí)現(xiàn)信息采集存儲自動化，數(shù)據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡(luò)化，調(diào)度指揮現(xiàn)代化決策數(shù)據(jù)數(shù)字化;達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)據(jù)共享，信息遠(yuǎn)傳瀏覽，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙視等功能。準(zhǔn)確及時(shí)地采集各個(gè)泵站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息，并進(jìn)行分析處理，科學(xué)調(diào)度，安全運(yùn)行，獲得最大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

5、自動化和信息化的改造，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，泵站的運(yùn)行管理正從傳統(tǒng)的人工管理向計(jì)算機(jī)輔助管理邁進(jìn)，泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用正在普及。為了提高泵站的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，不斷降低信息技術(shù)的應(yīng)用成本，泵站需要開發(fā)出高性能、低成本的泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，一般都要綜合考慮其可靠性、安全性、實(shí)用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等各方面因素，以實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行的自動監(jiān)控、控制和保護(hù)，提高泵站的工程技術(shù)、運(yùn)行能力和日常事務(wù)管理能力。通過泵站運(yùn)行監(jiān)控和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，泵站管理者可以實(shí)時(shí)掌握泵站的運(yùn)行情況，保障泵站的安全運(yùn)行，逐步減少和降低運(yùn)行管理人員的勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)泵站“無人值班、少人值班”的管理模式。

結(jié)束語

總之，泵站對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的人身、財(cái)產(chǎn)安全具有重要的作用，對其機(jī)電設(shè)備進(jìn)行更新和改造，可以確保泵站能夠更加安全、高效地服務(wù)于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了做好泵站的改造工作，需要各方緊密配合，相互合作，并重視每一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣才能達(dá)到改造的預(yù)期目標(biāo)。

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