概述供水改造過(guò)程中機(jī)電工程的特點(diǎn)及對(duì)存在問(wèn)題的解決辦法

云寶鋼

【摘 要】機(jī)電工程是供水改造過(guò)程中的關(guān)鍵項(xiàng)目。如何保證機(jī)電工程的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)確保供水改造工程的安全開(kāi)展、順利進(jìn)行、可靠供水都具有重要的實(shí)踐意義和參考價(jià)值！

【關(guān)鍵詞】供水改造；機(jī)電工程；工程特點(diǎn)；解決辦法

毫不夸張地說(shuō)，機(jī)電工程是供水改造過(guò)程中的關(guān)鍵項(xiàng)目。如何保證機(jī)電工程的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)確保供水改造工程的安全開(kāi)展、順利進(jìn)行、可靠供水都具有重要的實(shí)踐意義和參考價(jià)值！

1.供水改造過(guò)程中機(jī)電工程的特點(diǎn)

1.1 通常來(lái)說(shuō)，工程建設(shè)地點(diǎn)所在地區(qū)人口眾多，征地、施工難度大，且點(diǎn)多線長(zhǎng)。

1.2 泵站運(yùn)行時(shí)問(wèn)長(zhǎng)，對(duì)工程的可靠性要求高。工程投產(chǎn)運(yùn)行后，除對(duì)水工建筑物進(jìn)行維護(hù)期間需要停水外，機(jī)組需長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，以保證沿線的正常供水.

1.3 泵站運(yùn)行工況復(fù)雜。為了盡快發(fā)揮工程效益，原有泵站需在全部改造工程竣工前利用原輸水系統(tǒng)投入運(yùn)行——如此這般，便造成了新舊系統(tǒng)串、并聯(lián)運(yùn)行的問(wèn)題。如果水庫(kù)可調(diào)節(jié)庫(kù)容較小，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的調(diào)度非常復(fù)雜。

1.4 泵渠聯(lián)動(dòng)和全線水力過(guò)渡過(guò)程的調(diào)節(jié)與控制至關(guān)重要。由于泵站之間輸水道的容量小，一旦出現(xiàn)事故斷電過(guò)程，不僅會(huì)引起泵站水錘，機(jī)組倒轉(zhuǎn)，影響泵站的運(yùn)行安全，而且可能導(dǎo)致明渠溢流和隧洞內(nèi)明滿(mǎn)交替流的產(chǎn)生，因此泵渠聯(lián)動(dòng)和全線水力過(guò)渡過(guò)程的調(diào)節(jié)與控制十分重要。

2.對(duì)供水改造機(jī)電工程建設(shè)存在問(wèn)題應(yīng)采取的解決辦法

任何供水改造工程來(lái)都力求“安全、文明、優(yōu)質(zhì)、高效”，因此應(yīng)結(jié)合機(jī)電工程的特點(diǎn)在反復(fù)論證的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)電工程建設(shè)與管理過(guò)程中存在問(wèn)題采取相應(yīng)的解決辦法。

2.1明確目標(biāo)，對(duì)機(jī)電工程合理定位。

為了節(jié)約成本提高工程效益，建議機(jī)電工程的建設(shè)務(wù)必明確目標(biāo)：泵站按“無(wú)人值班、少人值守”設(shè)計(jì)；分水點(diǎn)按“無(wú)人值班”設(shè)計(jì)；調(diào)度中心按“少人值班”設(shè)計(jì)——這些目標(biāo)對(duì)機(jī)電工程的設(shè)計(jì)、制造、施工、安裝、監(jiān)理和建設(shè)管理等各環(huán)節(jié)都提出了很高要求，所以相關(guān)工作人員及部門(mén)務(wù)必落實(shí)。

2.2主要機(jī)電設(shè)備的合作生產(chǎn)方式。

2.2.1在電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)方面，采取“國(guó)內(nèi)總包，國(guó)內(nèi)外聯(lián)合攻關(guān)設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)制造，國(guó)外廠商負(fù)責(zé)制造過(guò)程質(zhì)量控制，國(guó)內(nèi)外廠商共同署名，電動(dòng)機(jī)的推力軸承采用進(jìn)口”的方式。

2.2.2在水泵生產(chǎn)方面，采取國(guó)內(nèi)外合作的方式：國(guó)內(nèi)總包，國(guó)外負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制；泵站的水泵轉(zhuǎn)輪由國(guó)外制造一部分、國(guó)內(nèi)制造一部分；葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部由國(guó)外制造，其余部件國(guó)內(nèi)制造。

2.3 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研制的合作方式。

泵站調(diào)水系統(tǒng)計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容十分復(fù)雜，牽涉的高科技專(zhuān)業(yè)多，且計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)更新快，風(fēng)險(xiǎn)大，因此建議在研制開(kāi)發(fā)中采取“國(guó)內(nèi)總包、國(guó)外技術(shù)伙伴合作、共同署名”的合作方式。

2.3.1對(duì)各計(jì)算機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)，采取國(guó)內(nèi)外聯(lián)合設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，國(guó)外為主，國(guó)內(nèi)參與的方式。基本軟件采用國(guó)外系統(tǒng)，應(yīng)用軟件在國(guó)外指導(dǎo)下由國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)。

2.3.2綜合通信網(wǎng)絡(luò)由國(guó)外負(fù)責(zé)方案設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、集成、組網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)安裝督導(dǎo)及開(kāi)通等，并負(fù)責(zé)培訓(xùn)，國(guó)內(nèi)配合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

2.3.3微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)采取國(guó)內(nèi)外聯(lián)合設(shè)計(jì)、國(guó)外生產(chǎn)、國(guó)內(nèi)集成和組屏的方式。

2.4招標(biāo)文件編制與實(shí)施。

2.4.1在招標(biāo)文件編寫(xiě)前，針對(duì)機(jī)電工程的技術(shù)難點(diǎn)，建議組織多次國(guó)內(nèi)外專(zhuān)題考察和調(diào)研，并對(duì)水泵、監(jiān)控系統(tǒng)、綜合通信系統(tǒng)和110kV線路召開(kāi)專(zhuān)題研討會(huì)。

2.4.2參考以往成功招標(biāo)文件范本，組織精兵強(qiáng)將進(jìn)行文件的起草。

2.4.3邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)且權(quán)威的審圖組、設(shè)計(jì)監(jiān)理及專(zhuān)家對(duì)招標(biāo)文件初稿進(jìn)行審查。此外，成立監(jiān)控系統(tǒng)咨詢(xún)專(zhuān)家組。

2.4.4全部項(xiàng)目按照“公平、公正、公開(kāi)、擇優(yōu)”的招標(biāo)原則，用綜合評(píng)分法進(jìn)行評(píng)標(biāo)。

2.5科技協(xié)作，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手攻難克關(guān)。

2.5.1供水改造工程機(jī)電專(zhuān)業(yè)應(yīng)充分依托高等院校和科研單位進(jìn)行科技攻關(guān)，委托知名高校和權(quán)威單位進(jìn)行泵站及全系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程計(jì)算與研究。同時(shí)，聘請(qǐng)獨(dú)立專(zhuān)家進(jìn)行成果評(píng)審；委托知名院校進(jìn)行全線優(yōu)化調(diào)度及仿真研究；另外，還建議委托幾大主機(jī)廠針對(duì)工程機(jī)組進(jìn)行專(zhuān)題研究等。

2.5.2加強(qiáng)供水改造工程泵站及全系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程計(jì)算研究，對(duì)全系統(tǒng)穩(wěn)定工況、單泵正常起停工況、全系統(tǒng)正常流量平衡調(diào)節(jié)、單泵事故停泵、全系統(tǒng)事故情況下的調(diào)節(jié)和控制進(jìn)行了計(jì)算和評(píng)估，提出工程設(shè)計(jì)中將影響運(yùn)行的問(wèn)題，對(duì)最佳調(diào)度運(yùn)行的模式進(jìn)行探討，對(duì)重大主輔機(jī)提出運(yùn)行技術(shù)要求，并提出重要的調(diào)節(jié)控制模式.

3.供水改造過(guò)程機(jī)電工程關(guān)鍵技術(shù)

3.1供水改造工程在電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造中采用的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.1電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)立式布置在由水泵生產(chǎn)廠提供的電機(jī)座上，電動(dòng)機(jī)可整體起吊。

3.1.2推力軸承。根據(jù)工程具體情況，可選用推力軸承為彈性盤(pán)支承軸承或平衡塊支承軸承的產(chǎn)品——這兩種結(jié)構(gòu)的推力軸承能平衡或自動(dòng)調(diào)節(jié)各瓦間的負(fù)荷，可實(shí)現(xiàn)軸承檢修不解體電機(jī)，開(kāi)機(jī)不頂轉(zhuǎn)子，停機(jī)不制動(dòng)剎車(chē)，并允許停機(jī)后立即啟動(dòng)。

3.1.3電機(jī)絕緣：建議定、轉(zhuǎn)子均采用VPI工藝進(jìn)行處理，以確保絕緣水平和質(zhì)量。同時(shí)，由于工程的重要性和技術(shù)特性，還應(yīng)按照發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起暈電壓做出特殊的要求。

3.1.4科學(xué)確定額定轉(zhuǎn)速。

3.1.5電動(dòng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)速：要求電動(dòng)機(jī)在最大反向轉(zhuǎn)速的情況下運(yùn)行2min而不產(chǎn)生有害變形，軸系的臨界轉(zhuǎn)速不小于最大瞬態(tài)轉(zhuǎn)速的1.25倍，電機(jī)出廠需做過(guò)速試驗(yàn)。

3.2供水改造工程所采用的水泵特點(diǎn)。

3.2.1供水改造工程所采用的水泵，應(yīng)具備高效率、高汽蝕性能的綜合優(yōu)勢(shì)，且水力設(shè)計(jì)水平不俗。另外，水泵性能參數(shù)，如流量、揚(yáng)程、效率和必需汽蝕余量等均需滿(mǎn)足合同要求。

3.2.2水泵安裝和維修方便。

3.2.3葉片調(diào)節(jié)應(yīng)靈活，控制可靠，且便于與泵站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)接，如果葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所采用的軸承為自潤(rùn)滑方式，那么會(huì)避免油潤(rùn)滑方式因漏油而造成水質(zhì)污染的問(wèn)題。

3.2.4應(yīng)進(jìn)行裝置模型試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選用合適的進(jìn)水流道形式。合適的進(jìn)水流道形式，不僅能改善泵吸入狀況，還可提高抗汽蝕性能，益處頗多。

3.3全線計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控子系統(tǒng)、綜合通信平臺(tái)、保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)化元件四大部分。下面以某工程為例，進(jìn)行詳細(xì)闡述：

3.3.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)為智能型、開(kāi)放式、分層分布雙備份千兆級(jí)以太網(wǎng)系統(tǒng)，由調(diào)度層、泵站層、現(xiàn)地層組成。調(diào)度層由雙備份數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、操作員工作站等組成，通過(guò)兩臺(tái)千兆級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)；泵站層由雙備份應(yīng)用服務(wù)器、操作員工作站等組成，通過(guò)兩臺(tái)百兆級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)；新建泵站現(xiàn)地層各由多臺(tái)LCU組成。

首先，除了設(shè)有調(diào)度中心外，還在最后一級(jí)泵站設(shè)有緊急調(diào)度中心，當(dāng)調(diào)度中心出現(xiàn)火災(zāi)、地震等特殊情況失去調(diào)度功能時(shí)，緊急調(diào)度中心可完成多個(gè)泵站的聯(lián)動(dòng)控制。

其次，組網(wǎng)速率分別為：調(diào)度中心內(nèi)為千兆，凋度中心與泵站層間為百兆，泵站層與現(xiàn)地層間為十兆。

再次，調(diào)度層與泵站層、現(xiàn)地層間有多條通道，任何一條通道工作都可以保證系統(tǒng)正常工作，各泵站之間設(shè)有底層串口通道，通過(guò)光纜纖芯直接聯(lián)接，可以直接交換泵站聯(lián)鎖控制所需的信息。

第四，選擇易于學(xué)習(xí)和維護(hù)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用平臺(tái)。

第五，可進(jìn)行單泵自動(dòng)抽水控制、全線流量平衡控制和泵站水位控制，在滿(mǎn)足供水運(yùn)行安全的約束條件下，以全系統(tǒng)耗電量（總電費(fèi)）最小為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全線的優(yōu)化凋度。

第六，如果條件許可，建議應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行現(xiàn)地組網(wǎng)。

3.3.2綜合通信網(wǎng)絡(luò)的作用是為計(jì)算機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)、行政和調(diào)度電話系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)等提供通信平臺(tái)，由光纖系統(tǒng)、OTN600系統(tǒng)組成：

3.3.3選用適合工程特點(diǎn)的保護(hù)系統(tǒng)，以保護(hù)系統(tǒng)總線組網(wǎng)。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者結(jié)合供水改造工程機(jī)電專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)供水改造工程中有關(guān)機(jī)電專(zhuān)業(yè)的一些重大技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討和總結(jié)，以供同仁參考，希望能對(duì)我國(guó)大型調(diào)水工程的建設(shè)和運(yùn)行管理提供借鑒。