關于景電二期大型泵站更新改造項目實施的幾點建議

石岳靈，沈國云

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅景泰730400）

甘肅省景泰川電力提灌工程（簡稱景電工程）是跨省區(qū)、高揚程、多梯級、大流量的大Ⅱ型提灌工程。經過近50年的建設運行，工程產生了顯著的社會效益、經濟效益和生態(tài)效益，與此同時泵站機電設備老化，工程設施破損嚴重，泵站提輸水能力逐年下降，各種潛在的危險性逐年增大，嚴重影響到工程的上水安全和輸水效率，也嚴重制約著灌區(qū)工農業(yè)生產、社會經濟的發(fā)展和生態(tài)建設。為了確保泵站安全可靠運行，確保灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展，迫切需要對現有泵站工程設施進行更新改造。

1 建設內容與成效

2013年9月，甘肅省發(fā)改委與甘肅省水利廳對景電大型泵站更新改造項目《初步設計報告》進行了批復，列入規(guī)劃改造建設內容為機組更新171臺（套），電氣設備更新996臺，更換壓力管道18.94 km，改造泵站前池18座，出水池（塔）19座，主副廠房19座，管理房19座及景電工程中心調度系統(tǒng)、泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)局內廣域網升級改造。

1.1 建設內容

截至目前，批復的建設內容已基本完成，累計完成水泵機組更新154臺（套），電氣設備更新802臺，更換壓力管道20.54 km，改造泵站前池17座，出水池（塔）17座，主副廠房11座，管理房17座及景電工程中心調度系統(tǒng)、泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)局內廣域網升級改造。具體工程更新改造實施從以下幾方面進行：溢流堰改造；攔污柵段改造；前池改造；主副廠房改造；管道改造；出水池（塔）改造；廠區(qū)護砌、廠區(qū)防洪、廠區(qū)排水改造；管理設施改造；水機、電氣及金屬結構等。

1.2 項目建設成效

1.2.1 安全運行效率穩(wěn)步提高 景電二期工程已運行30多年，設施和機電設備嚴重老化失修，事故多發(fā)，設備運行效率嚴重下降。項目改造實施后，每年安全運行天數長達270 d左右，工程、設備完好率達到98%，安全運行率達到100%，實現了安全事故連年為零的目標。

1.2.2 提輸水能力大幅提升 景電二期工程提水能力由改造前的21 m3/s提高到26.6 m3/s，灌溉高峰期24 m3/s以上大流量運行時間達90 d以上，大流量穩(wěn)定運行有效保障了灌區(qū)的適時適量灌溉和石羊河流域民勤生態(tài)調水任務的超額完成，同時也為灌區(qū)水利扶貧攻堅工作打下了堅實的基礎。

1.2.3能源單耗明顯下降 景電二期工程單方水耗電量由改造前的2.033 7 kW·h/m3（2010年）下降至1.832 2 kW·h/m3（2018年底），較改造前（2010年）下降了10%。按照2018年二期工程（含民調）提水3.942 2億m3計算，年節(jié)約電量0.749 3億kW·h，節(jié)能降耗效益十分顯著。

1.2.4 工程信息化建設快速推進 通過對通信系統(tǒng)、局域網改造，建成了安全可靠的光纖局域網絡和性能先進的云平臺，實現了萬兆交換、千兆到桌面、全網IP化的高速通信，同時為逐步實現數字化、智能化灌區(qū)的建設目標打下堅實的基礎。通過對中心調度系統(tǒng)、泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造，實現了泵站數據采集、數據處理、設備控制、監(jiān)視與報警、數據存儲與查詢、故障信息記錄查詢及機組開停遠程控制等。泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的建成使用，為工程運行調度提供了科學的管理手段，提高了調度決策能力和調度命令的執(zhí)行能力，也為工程安全、平穩(wěn)、經濟運行和實現“無人值班、少人值守”的運行管理目標提供了技術支撐平臺。

1.2.5 職工生產生活環(huán)境顯著改善 景電二期工程泵站廠房、管理房建于20世紀80年代初，房屋年久失修、基礎下沉、地坪開裂、門窗損壞、屋面漏水、設施不全，職工生產生活環(huán)境條件艱苦，同時也影響了當地新農村建設和村容村貌的改變。通過改造項目的實施，泵站廠房、管理房及附屬設施面貌煥然一新，職工生產生活條件得到極大改善。隨著環(huán)境美化工作的推進，花園式泵站建設目標逐步實現，職工生產生活環(huán)境顯著改善。

2 建議

2.1 環(huán)氧瀝青涂護材料的選擇

環(huán)氧瀝青涂護材料具有良好的附著力、堅韌性，防水防腐性能優(yōu)越，但其抗沖耐磨性能一般。加之黃河水泥沙含量大，磨蝕作用尤其嚴重，管道采用環(huán)氧瀝青涂護材料涂護后經過半年的運行，涂護層開始剝落，管內底部處尤為明顯。鑒于其涂護成本高，運行使用周期短，建議泵站壓力管道不再采用環(huán)氧瀝青材料進行涂護。

2.2 離心水泵質量檢測

對已安裝運行1～5年的3個廠家的高效離心水泵揭蓋檢查，對比發(fā)現，同一廠家不同批次、不同廠家同一批次水泵的磨損都不一樣，同一廠家不同批次水泵組件材質外觀顏色有差別，建議今后在委托第三方試驗平臺對水泵進行效率及性能測試的同時對水泵泵殼和葉輪等組件的材質質量進行檢測，確保水泵各項性能及組件質量符合設計和合同要求。

2.3 雙相不銹鋼材料的選擇

雙相不銹鋼材料具有高強度、良好的沖擊韌性和抗腐蝕能力，但相比鋼制材料其性價比較低。一方面是其價格高，是鋼制配件的3.5倍。以1200S-56水泵為例，普通鋼制葉輪的價格為4.5萬元/個，三元流葉輪的價格為7.2萬元/個，雙相不銹鋼葉輪的價格為17萬元/個，鋼制口環(huán)的價格為4 622元/個，雙相不銹鋼口環(huán)的價格為2.2萬元/個，40Cr合金鋼泵軸的價格為2.8萬元/個,雙相不銹鋼泵軸價格為10萬元/個；另一方面是其檢維修難度大，葉輪維修時需要把葉輪從泵軸上分離，鋼制葉輪與泵軸之間為間隙配合，可通過專用壓力器進行拆卸；雙相不銹鋼葉輪與泵軸之間是過盈配合，一般需要在廠家采用烘爐加熱后用專用工具進行拆卸。建議水泵葉輪、口環(huán)、泵軸材料選用鑄鋼或者合金材料。

2.4 滾動軸承的選擇

滾動軸承具有摩擦阻力小、效率高等優(yōu)點，但與滑動軸承相比，其承載能力低，拆卸維護不方便。建議轉速低于1 000 r/min的水泵（水泵流量越大轉速越低）采用滑動軸承較為適宜；轉速大于1 000 r/min的水泵采用滾動軸承較為適宜。

2.5 泵站監(jiān)測技術

景電工程泵站監(jiān)控核心為嵌入式設備，截至2019年，國內主流泵站監(jiān)控技術的核心為PLC設備，嵌入式設備兼容性差、功能單一、擴展性弱，優(yōu)點就是操作簡單，出現故障直接換設備，不需要技術人員有較高技術水平，成本低。PLC設備軟硬件可靠性高，抗干擾能力強，有極強的故障自檢及信息保護恢復功能，通用性、兼容性強，維修也極為方便。PLC方案相較嵌入式方案能更好地實現泵站自動化、智能化，建議在一期大型泵站改造項目計算機監(jiān)控技術中應用。

2.6 拍門的選擇

側向雙開拍門是依靠水壓力開啟，且開啟度小于90°，節(jié)能效果較差，其橡膠密封容易老化，關閉不嚴密，運行2～3年后易卡阻，造成事故停機后不能及時關閉。螺桿啟閉機式拍門是運用自動化技術控制螺桿啟閉機自動或手動開閉出水拍門，具有無水頭損失、節(jié)能效果好、運行可靠、可實現自動化、維護簡單等優(yōu)點。建議在一期大型泵站改造項目中拍門選用螺桿啟閉機式拍門或其他類型的拍門。

3 結語

景電二期大型泵站的更新改造，在進一步提高泵站安全運行率和提水效率、確保灌區(qū)農村經濟可持續(xù)發(fā)展、保障灌區(qū)農業(yè)生產安全和增產增效、促進灌區(qū)農民收入和生活水平不斷提高、逐步改善當地生態(tài)環(huán)境和惡劣的生存條件等方面發(fā)揮了重要的作用，發(fā)現并總結工程實施過程中的問題并提出相應的改進建議，可對一期大型泵站改造建設提供可靠的工程技術參考。