北趙灌區(qū)某泵站提水方案設(shè)計比選

丁召娟

（臨猗縣回龍揚水工程管理處，山西 臨猗 044103）

灌區(qū)建設(shè)

北趙灌區(qū)某泵站提水方案設(shè)計比選

丁召娟

（臨猗縣回龍揚水工程管理處，山西 臨猗 044103）

某泵站位于運城市萬榮縣的山坡臺階地帶，屬于北趙引黃灌區(qū)四級泵站。為提高灌溉利用系數(shù)，根據(jù)澆灌區(qū)實際提出了一級高低位出水方案和二級提水兩種方案，通過對兩種方案提水效率、投資以及運行管理等方面優(yōu)缺點的分析，建議采用二級提水方案。

提水方案；泵站；北趙灌區(qū)

1 工程概況

某泵站位于運城市萬榮縣的山坡臺階地帶，屬于北趙引黃灌區(qū)的四級提水泵站。該泵站取水口位于主干渠末端，設(shè)計前池水位高程為698.63m，澆灌區(qū)域分為高澆區(qū)和低澆區(qū)兩個片區(qū)，高澆灌區(qū)的地形揚程為112.15m，設(shè)計流量為0.338m3/s；低澆灌區(qū)的地形揚程為47.37m，設(shè)計流量為0.51m3/s。泵站距高澆灌區(qū)出水池約3000m，距低澆灌區(qū)出水池約1500m。

2 設(shè)計方案

2.1 一級高、低水位出水方案

高澆灌區(qū)和低澆灌區(qū)共建一個泵站，泵站裝機4臺，其中2臺向高澆灌區(qū)供水，設(shè)計揚程118m，設(shè)計流量0.338m3/s，裝機容量2×355kW，出水壓力管道直徑0.6m，長度3000m；另外2臺向低澆灌區(qū)供水，設(shè)計揚程51m，設(shè)計流量0.51m3/s，裝機容量2×220kW，出水壓力管道直徑0.7m，長度1500m?？傃b機容量1150 kW，配置2臺型號S9-10KV/0.4-1000KVA變壓器作為供電電源。高低位出水泵站特征參數(shù)見表1。

表1 高、低位出水泵站特征性能參數(shù)表

2.2 二級提水方案

將一級高、低水位出水分為二級提水，即以低出水位高程為界，低出水位高程以下為一級站提水高度，低出水位高程以上為二級站提水高度。

一級站地形揚程47.37m，設(shè)計揚程54.23m，設(shè)計流量0.85m3/s，裝機3臺，設(shè)備具體配套方案為：DFSS300-435型水泵機組2臺，流量0.355m3/s，揚程55m，配套功率250kW；DFSS200-520（1）C型水泵機組1臺，流量0.153m3/s，揚程55m，配套功率132kW，總裝機容量為632kW。配置S11-10KV/0.4-1250KVA變壓器1臺作為供電電源。出水壓力管道配用直徑820mm，壁厚10mm鋼管，長度1500m。

二級站地形揚程64.78m，設(shè)計揚程69.12m，設(shè)計流量0.34m3/s，裝機2臺，機組型號為DFSES4-300/4C型水泵機組2臺，流量0.167m3/s；揚程74.7m；配套功率220kW，總裝機容量440kW。配置S11-10KV/0.4-800KVA變壓器一臺作為電源。出水壓力管道配用直徑630mm，壁厚8mm鋼管，長度1500m。二級泵站特征性能參數(shù)見表2。

表2 二級提水泵站特征性能參數(shù)表

3 方案比選

3.1 高、低位出水方案優(yōu)缺點分析

高、低位出水方案優(yōu)點：不論高位、低位出水，均為一級提水到頂，高位出水的揚程（118m）雖高，但管坡長，級數(shù)少，運行管理環(huán)節(jié)少，泵房工程投資小。高低位提水機組共用1座泵房，僅需建一座泵站，占地面積較小。

高、低位出水方案缺點：一是高位出水的揚程偏高，地形揚程已達112m，再加損失揚程，水泵選型要滿足120~130m揚程，作為以黃河水為水源的泵站，水泵及閘閥的磨損非常嚴(yán)重，通過運城沿黃泵站運行的情況表明，葉輪切線速度不宜超過40m/s，即單級揚程不宜高于70m左右，若選用120~130m揚程的水泵，根據(jù)公式：其中，V切表示切線速度，D表示葉輪直徑，n表示轉(zhuǎn)速。經(jīng)計算，切線速度接近50m，不適宜以黃河水為水源的泵站應(yīng)用。二是向高澆灌區(qū)和低澆灌區(qū)供水的機組均為定向供水，若控制面積較大的低澆灌區(qū)再有擴展或需水量大時，會因雙方水泵揚程懸殊過大，流量不能互補（離心式水泵特性所限），不便于灌溉管理。三是高位出水機組的單機容量是355kW，額定電壓為380V，運行電流近700A，觸頭發(fā)熱的矛盾突出，且目前市場上無滿足此規(guī)格的電機。高揚程、長管坡的泵站，安全運行隱患較多，一旦遇到事故停機或突然停電，造成的后果遠遠大于低揚程泵站。

3.2 二級提水方案優(yōu)缺點分析

二級提水方案的優(yōu)點：一是改為二級提水后最大單機容量可由355kW減小為250kW，額定電壓380V（屬于常規(guī)系列產(chǎn)品），便于直接啟動?？晒?jié)省附屬啟動設(shè)備的投資，便于維護管理。二是改為二級提水后，水泵的最高揚程可由120m左右降至70m左右，設(shè)備磨損將大大降低，管道及附屬設(shè)備的工作壓力也會相應(yīng)降低，有利于安全運行。三是改為二級提水后，流量容易調(diào)配，一級站子母式配套的機組可根據(jù)干渠尾端不穩(wěn)定的水源和灌區(qū)所需水量，機動靈活地向二級站供水，二級站可直接調(diào)節(jié)低澆灌區(qū)和高澆灌區(qū)的流量分配，避免了高、低位機組定向供水不能互調(diào)流量的問題，并能為灌溉管理提供極大的方便。

4 結(jié)論及建議

通過分析，兩種方案各有利、弊，但縱觀運城地區(qū)夾馬口灌區(qū)、大禹渡灌區(qū)，回龍灌區(qū)等典型高揚程泵站的運行情況，證明高揚程泵站，尤其是以黃河水為水源的泵站，在運行過程中泵站單機葉輪的提水高度基本在70m~80m左右，水泵和閘閥的磨損已經(jīng)十分嚴(yán)重。該泵站高、低位出水方案的單機提水揚程需達到120m~130m，其磨損情況將更為嚴(yán)重。二級提水方案在運行維護、灌溉調(diào)度等方面更適合灌區(qū)改觀要求。

綜合比較，二級提水方案優(yōu)于高、低位出水方案，故建議該泵站選用二級提水方案。

S275.1

C

1004-7042（2017）05-0023-01

丁召娟（1986-），2006年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2017-03-12；

2017-04-25