概述供水改造過程中機電工程的特點及對存在問題的解決辦法

云寶鋼/昌吉供水有限責任公司

概述供水改造過程中機電工程的特點及對存在問題的解決辦法

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機電工程是供水改造過程中的關鍵項目。如何保證機電工程的安全、可靠、經(jīng)濟運行，對確保供水改造工程的安全開展、順利進行、可靠供水都具有重要的實踐意義和參考價值！

供水改造；機電工程；工程特點；解決辦法

毫不夸張地說，機電工程是供水改造過程中的關鍵項目。如何保證機電工程的安全、可靠、經(jīng)濟運行，對確保供水改造工程的安全開展、順利進行、可靠供水都具有重要的實踐意義和參考價值！

1．供水改造過程中機電工程的特點

1.1 通常來說，工程建設地點所在地區(qū)人口眾多，征地、施工難度大,且點多線長。

1.2 泵站運行時問長，對工程的可靠性要求高。工程投產(chǎn)運行后，除對水工建筑物進行維護期間需要停水外，機組需長期連續(xù)運行，以保證沿線的正常供水．

1.3 泵站運行工況復雜。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)投入運行——如此這般，便造成了新舊系統(tǒng)串、并聯(lián)運行的問題。如果水庫可調節(jié)庫容較小，則會導致系統(tǒng)的調度非常復雜。

1.4 泵渠聯(lián)動和全線水力過渡過程的調節(jié)與控制至關重要。由于泵站之間輸水道的容量小，一旦出現(xiàn)事故斷電過程，不僅會引起泵站水錘，機組倒轉，影響泵站的運行安全，而且可能導致明渠溢流和隧洞內明滿交替流的產(chǎn)生，因此泵渠聯(lián)動和全線水力過渡過程的調節(jié)與控制十分重要。

2．對供水改造機電工程建設存在問題應采取的解決辦法

任何供水改造工程來都力求“安全、文明、優(yōu)質、高效”，因此應結合機電工程的特點在反復論證的基礎上，對機電工程建設與管理過程中存在問題采取相應的解決辦法。

2.1明確目標，對機電工程合理定位。

為了節(jié)約成本提高工程效益，建議機電工程的建設務必明確目標：泵站按“無人值班、少人值守”設計；分水點按“無人值班”設計；調度中心按“少人值班”設計——這些目標對機電工程的設計、制造、施工、安裝、監(jiān)理和建設管理等各環(huán)節(jié)都提出了很高要求，所以相關工作人員及部門務必落實。

2.2主要機電設備的合作生產(chǎn)方式。

2.2.1在電動機生產(chǎn)方面，采取“國內總包，國內外聯(lián)合攻關設計，國內制造，國外廠商負責制造過程質量控制，國內外廠商共同署名，電動機的推力軸承采用進口”的方式。

2.2.2在水泵生產(chǎn)方面，采取國內外合作的方式：國內總包，國外負責設計和質量控制；泵站的水泵轉輪由國外制造一部分、國內制造一部分；葉片調節(jié)系統(tǒng)全部由國外制造，其余部件國內制造。

2.3 計算機監(jiān)控系統(tǒng)研制的合作方式。

泵站調水系統(tǒng)計算機綜合監(jiān)控系統(tǒng)內容十分復雜，牽涉的高科技專業(yè)多，且計算機領域的技術更新快，風險大，因此建議在研制開發(fā)中采取“國內總包、國外技術伙伴合作、共同署名”的合作方式。

2.3.1對各計算機監(jiān)控子系統(tǒng)，采取國內外聯(lián)合設計與開發(fā)，國外為主，國內參與的方式?；拒浖捎脟庀到y(tǒng),應用軟件在國外指導下由國內開發(fā)。

2.3.2綜合通信網(wǎng)絡由國外負責方案設計和生產(chǎn)、集成、組網(wǎng)、現(xiàn)場安裝督導及開通等，并負責培訓，國內配合現(xiàn)場調試。

2.3.3微機保護系統(tǒng)采取國內外聯(lián)合設計、國外生產(chǎn)、國內集成和組屏的方式。

2.4招標文件編制與實施。

2.4.1在招標文件編寫前，針對機電工程的技術難點，建議組織多次國內外專題考察和調研，并對水泵、監(jiān)控系統(tǒng)、綜合通信系統(tǒng)和110kV線路召開專題研討會。

2.4.2參考以往成功招標文件范本，組織精兵強將進行文件的起草。

2.4.3邀請專業(yè)且權威的審圖組、設計監(jiān)理及專家對招標文件初稿進行審查。此外，成立監(jiān)控系統(tǒng)咨詢專家組。

2.4.4全部項目按照“公平、公正、公開、擇優(yōu)”的招標原則，用綜合評分法進行評標。

2.5科技協(xié)作，強強聯(lián)手攻難克關。

2.5.1供水改造工程機電專業(yè)應充分依托高等院校和科研單位進行科技攻關，委托知名高校和權威單位進行泵站及全系統(tǒng)過渡過程計算與研究。同時，聘請獨立專家進行成果評審；委托知名院校進行全線優(yōu)化調度及仿真研究；另外，還建議委托幾大主機廠針對工程機組進行專題研究等。

2.5.2加強供水改造工程泵站及全系統(tǒng)過渡過程計算研究，對全系統(tǒng)穩(wěn)定工況、單泵正常起停工況、全系統(tǒng)正常流量平衡調節(jié)、單泵事故停泵、全系統(tǒng)事故情況下的調節(jié)和控制進行了計算和評估，提出工程設計中將影響運行的問題，對最佳調度運行的模式進行探討，對重大主輔機提出運行技術要求，并提出重要的調節(jié)控制模式．

3．供水改造過程機電工程關鍵技術

3.1供水改造工程在電動機的設計與制造中采用的關鍵技術。

3.1.1電動機結構：電動機立式布置在由水泵生產(chǎn)廠提供的電機座上，電動機可整體起吊。

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支承軸承或平衡塊支承軸承的產(chǎn)品——這兩種結構的推力軸承能平衡或自動調節(jié)各瓦間的負荷，可實現(xiàn)軸承檢修不解體電機，開機不頂轉子，停機不制動剎車，并允許停機后立即啟動。

3.1.3電機絕緣：建議定、轉子均采用VPI工藝進行處理，以確保絕緣水平和質量。同時，由于工程的重要性和技術特性，還應按照發(fā)電機標準對電動機的起暈電壓做出特殊的要求。

3.1.4科學確定額定轉速。

3.1.5電動機過轉速：要求電動機在最大反向轉速的情況下運行2min而不產(chǎn)生有害變形，軸系的臨界轉速不小于最大瞬態(tài)轉速的1.25倍，電機出廠需做過速試驗。

3.2供水改造工程所采用的水泵特點。

3.2.1供水改造工程所采用的水泵，應具備高效率、高汽蝕性能的綜合優(yōu)勢，且水力設計水平不俗。另外，水泵性能參數(shù)，如流量、揚程、效率和必需汽蝕余量等均需滿足合同要求。

3.2.2水泵安裝和維修方便。

3.2.3葉片調節(jié)應靈活，控制可靠，且便于與泵站計算機控制系統(tǒng)聯(lián)接，如果葉片調節(jié)機構所采用的軸承為自潤滑方式，那么會避免油潤滑方式因漏油而造成水質污染的問題。

3.2.4應進行裝置模型試驗，并根據(jù)試驗結果，選用合適的進水流道形式。合適的進水流道形式，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全線計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控子系統(tǒng)、綜合通信平臺、保護系統(tǒng)、自動化元件四大部分。下面以某工程為例，進行詳細闡述：

3.3.1計算機監(jiān)控子系統(tǒng)為智能型、開放式、分層分布雙備份千兆級以太網(wǎng)系統(tǒng)，由調度層、泵站層、現(xiàn)地層組成。調度層由雙備份數(shù)據(jù)服務器、應用服務器、操作員工作站等組成，通過兩臺千兆級以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)；泵站層由雙備份應用服務器、操作員工作站等組成，通過兩臺百兆級以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)；新建泵站現(xiàn)地層各由多臺LCU組成。

首先，除了設有調度中心外，還在最后一級泵站設有緊急調度中心，當調度中心出現(xiàn)火災、地震等特殊情況失去調度功能時，緊急調度中心可完成多個泵站的聯(lián)動控制。

其次，組網(wǎng)速率分別為：調度中心內為千兆，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，各泵站之間設有底層串口通道，通過光纜纖芯直接聯(lián)接，可以直接交換泵站聯(lián)鎖控制所需的信息。

第四，選擇易于學習和維護的操作系統(tǒng)、應用平臺。

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

第六，如果條件許可，建議應用現(xiàn)場總線技術，采用現(xiàn)場總線進行現(xiàn)地組網(wǎng)。

3.3.2綜合通信網(wǎng)絡的作用是為計算機監(jiān)控子系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)、行政和調度電話系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)等提供通信平臺，由光纖系統(tǒng)、OTN600系統(tǒng)組成：

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

4．結束語

綜上所述，筆者結合供水改造工程機電專業(yè)的特點，對供水改造工程中有關機電專業(yè)的一些重大技術問題進行了探討和總結，以供同仁參考，希望能對我國大型調水工程的建設和運行管理提供借鑒。