泵站更新改造機電設備選型及新技術新材料的應用

摘要：水利設施是我國經濟發展的重要基礎設施，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，確保泵站的安全、高效運行，下文對泵站更新改造機電設備選型及新技術新材料的應用進行分析。

關鍵詞：泵站;更新改造;機電設備;新技術新材料

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、新材料的應用，泵站安裝設備的精心選型，改造后的泵站從根本上解決了機電設備老化失修的問題，提高了運行的安全可靠性。

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220臺套，總裝機功率58671kW。設計流量6.0m3/s，加大流量6.5m³/s，控制灌溉面積1.04萬hm²。通過近40a的運行，泵站機電設備超期服役、帶病運行，主要是水泵泵殼磨損、氣蝕嚴重，電動機效率低，無功損耗大，電氣設備絕緣老化，壓力管道銹蝕嚴重，經常爆管，管基變形，機組不能安全運行，存在嚴重的事故隱患。泵站裝置效率低，能源單耗嚴重超標，灌溉保證率逐年降低，維修勞動強度大、費用高，運行成本逐年增加，影響了整個工程的安全運行和效益的正常發揮。通過對擬改造泵站的安全鑒定，除總干一泵站外，其他20座泵站機電設備全部評定為四類，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，以設備更新改造為主體，以提高安全運行為重點，采用現代化的設備與技術，本著實事求是，保質保量，按照輕重緩急逐步實施。設備更新改造應優先選用國家推薦的系列產品和新型產品，選用可靠性高、維護工作量少的設備，盡量采用技術上成熟、先進的新設備、新技術和新材料，提高泵站的裝置效率，降低能源單耗。盡量采用計算機監控技術，實現泵站綜合自動化，積極推行信息化。以實現泵站的安全、可靠、經濟運行為基本出發點，減少和降低運行管理人員的勞動強度，實現泵站“無人值班、少人值班”為目標。

三、設備改造的主要內容

泵站機電設備金屬結構方面的，一是泵站主機組，包括水泵、電機等;二是電氣設備，包括變壓器和高低壓電氣設備，繼電保護控制等;三是輔助設備;四是金屬結構，包括攔污柵、閘門、起吊設備等;五是進出水管道包括進、出水管道、閘閥等。泵站自動化監控與信息方面的是通訊系統和自動化監控系統。泵站更新改造項目規劃對21座干支渠泵站進行更新改造，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計流量保持原有規模，依據復核的工程規模等參數，結合工程現狀，更新改造的主要內容為：更新機組86臺套，總裝機容量35088kW;更新高低壓開關柜307面，增設泵站監控系統19套;增設灌區信息調度中心1座。

四、主要設備的選型

1、主水泵選型各泵站安裝的水泵為原蘇聯技術生產的sh型泵，技術標準落后，質量低劣，泵體、葉輪制造材料多為灰鐵，效率達不到要求。本次更新根據各泵站的流量、揚程等設計參數，結合我國水泵行業生產廠家的產品技術資料，優先選用運行范圍寬、效率高、抗汽蝕和泥砂磨損性能好、在國內同行業技術上領先的水泵，主要為以德國技術為主的中開式雙吸泵。該類產品葉輪采用先進的設計理念，使經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，確保了泵在規定性能范圍運行中具有高效、平穩的性能。軸加粗式設計大大提高了泵的剛性，同時最小的軸偏差延長了軸承和機械密封的使用壽命，完全密封的軸不與介質接觸，避免了軸的腐蝕與磨蝕。泵體補償式雙渦殼設計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果確保了泵在整個運行范圍內安靜、平穩運行的性能。特別是在招標中，又對葉輪、泵軸的材質進行了詳細的技術規定。葉輪材質要求為鑄鋼件，這樣就延長了葉輪的使用壽命，即使發生了汽蝕和磨損，也可以進行焊接補修;泵軸的材質要求為GB/40Cr，更加提高了泵的剛性;軸封為優質機械密封無泄漏，機封軸套為不銹鋼，避免銹蝕，維護方便。具有在線維護功能的注入式填料，勿須停機維修，避免造成昂貴的停產損失，摩擦功耗小。

2、主電動機選型泵站原安裝的主電動機多為JS系列產品，6kV電壓等級，經過30多a的運行，絕緣老化嚴重，溫升高、噪聲大、運行效率降低、事故頻發。本次更新改造配套電機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、節能低耗的Y系列電機。

3、進出水閥門選型泵站原安裝的進出水閥為電動單板楔形閥，閥板密封不嚴，體積龐大，開啟和關閉經常發生誤操作，易造成閥底和閥體破損而導致全線停水。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閉，造成水錘而破壞設備的重大事故。本次改造進水閥采用三偏心蝶閥，該產品利用偏心原理設計，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，使得閥門在整個開關過程中完全脫離，利用了凸輪效應，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，當水泵啟動時，巧妙利用閥門前后介質的壓力變化來控制動力，使閥門自動按照水泵操作規程的要求進行動作。融電動閥、止回閥和水錘消除器三種設備的功能于一體，具有速閉、緩閉以及吸能腔三種消除水錘措施，而且動作完全聯鎖，不會產生誤動作，無需專業調試，閥門動作不受水泵揚程及流量變化的影響，基本無需維修，利用進口端的壓力進入膜片下腔支撐膜片壓板及閥桿的重量，阻力損失小，節能效果明顯，能有效地提高系統安全可靠性，滿足系統自動化的要求。

4、自動化與信息化建設泵站運行管理落后，泵站運行基本為手動操作，通訊方式為磁石交換機，在調度運行中經常發生通訊中斷，不能及時啟停機組和配水調度。本次改造增設計算機綜合自動化系統，主要包括骨干網絡及通信系統、計算機監控系統、視頻監視系統、泵站運行優化調度系統、信息化管理應用系統、信息調度中心等。可實現信息采集存儲自動化，數據傳輸處理網絡化，調度指揮現代化決策數據數字化;達到遠程監控，數據共享，信息遠傳瀏覽，通過遠程網絡，實現遙測、遙信、遙控、遙視等功能。準確及時地采集各個泵站的實時運行數據和信息，并進行分析處理，科學調度，安全運行，獲得最大的經濟和社會效益。

5、自動化和信息化的改造，隨著科學技術的發展，泵站的運行管理正從傳統的人工管理向計算機輔助管理邁進，泵站計算機監控技術的應用正在普及。為了提高泵站的管理水平和經濟效益，不斷降低信息技術的應用成本，泵站需要開發出高性能、低成本的泵站計算機監控系統。計算機監控系統在設計和建設時，一般都要綜合考慮其可靠性、安全性、實用性、先進性和經濟性等各方面因素，以實現泵站運行的自動監控、控制和保護，提高泵站的工程技術、運行能力和日常事務管理能力。通過泵站運行監控和視頻監控系統的建設，泵站管理者可以實時掌握泵站的運行情況，保障泵站的安全運行，逐步減少和降低運行管理人員的勞動強度，實現泵站“無人值班、少人值班”的管理模式。

結束語

總之，泵站對社會經濟的發展和人們的人身、財產安全具有重要的作用，對其機電設備進行更新和改造，可以確保泵站能夠更加安全、高效地服務于我國的經濟發展。為了做好泵站的改造工作，需要各方緊密配合，相互合作，并重視每一個環節，這樣才能達到改造的預期目標。

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