排澇泵站機電設備改造對策探析

楊木超

摘 要：排澇泵站是城市防洪排澇系統中的重要組成部分，但我國大部分排澇泵站的機電設備都存在嚴重老化的現象。通過對排澇泵站機電設備在改造過程中應該注意的問題進行分析，提出相應的解決措施，確保排澇泵站的安全、高效運行。

關鍵詞：水利設施；排澇泵站；機電設備；變壓器

中圖分類號：TV675 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0043-02

1 排澇泵站重要性和現狀

我國地勢西高東低，其中，東部地區以平原和盆地為主，地勢低平，不利于快速排水，因此需要完善的排澇系統來解決這一問題。目前我國排澇系統和排澇泵站發展的現狀有：①我國東部地區城市眾多，人口密集，但在城區建設過程中占用了大量的湖泊、河流和濕地，使其調蓄、緩沖洪水的能力被大大削弱；②城市排澇系統與城市發展建設不協調——城區規模迅速擴大，但建設規劃卻相對滯后；③排水管道設計不合理，排澇標準低，大多數是一年一遇的排澇標準，而且還出現了嚴重老化的現象。

水利設施是我國經濟發展的重要基礎設施，而排澇泵站工程又是水利工程中的重要組成部分，其在洪澇災害中起著不可代替的作用。眾所周知，排澇泵站擔負著中心城區的污水和雨水的排出重任，但我國的排撈泵站大多建于20世紀七八十年代，由于歷史原因，大部分中小型排澇泵站都存在設計不合理、抗災標準低、運行時間長、機電設備陳舊、絕緣老化、機械磨損嚴重和水泵排水效率低下等問題，因此，對這一類排澇泵站進行改造是十分有必要的。為了能更好地完成改造任務，確保排撈泵站的安全、高效運行，就需要對排澇泵站機電設備在改造過程中應該注意的問題和應對策略進行詳細分析。

2 制訂改造規劃編制提綱

凡事預則立，不預則廢。在進行機電設備更新、改造前，首先要做到以下幾點：①了解排澇泵站的基本情況和運行狀況，包括泵站建成后（特別是20世紀90年代后），國家和地方對泵站進行的續建、配套、技術改造和資金投入等。②認識更新、改造的必要性。闡述泵站在解決民生問題，保障國家財產安全、防洪安全和改善生態環境等方面的作用。③分析工程的發展現狀和存在的問題。④明確指導思想和目標任務。闡述規劃的設計原則、依據和標準，明確工程的改造規模、總體任務、總體要求和改造策略等，并對主要工程項目進行綜合論證。

3 排澇泵站的更新和改造

3.1 更新、改造的原則和要求

為了恢復排澇泵站應有的效益，必須對排澇泵站機電設備進行更新和改造。在更新和改造之前，還要明確相應的原則和條件，包括：①改造原則。在調研的基礎上，分析機電設備的現狀。更新、改造泵站應遵循統籌兼顧、科學規劃、安全運行、推進改革、節能高效和良性運行的原則。②組織安全鑒定。省級水利行政主管部門要依據相關文件和技術標準組織開展排澇泵站機電設備的安全鑒定工作，并提出《泵站安全鑒定報告》，為泵站的更新和改造提供基礎數據和科學依據，使改造工程的質量得到保障。③排澇標準。對于城區排澇標準，目前我國尚無統一的規范，絕大部分城市的排澇設施都是按照5～20年一遇，24 h暴雨、24 h排干的標準建設的，這就要求泵站的排澇能力與其相適應。在機電設備更新、改造中，排澇標準要按上述標準進行復核，對達不到標準要求的機電設施，應通過改、擴建或更換排量大的機組來增加其排澇能力，使其滿足排澇設施的要求。

3.2 重新復核機電設備的各項指標

在更新、改造泵站機電設備前，首先要確定排水流量，排水流量應該按照城區防洪排澇的標準來計算，根據排水過程進行區域調洪演算和降雨量計算，其中調洪演算的核心是水量平衡方程，其基本含義是：在某一時段內，入庫水量減去庫水量等于該時段內水庫增加或減少的蓄水量。排澇泵站進、出水池的水位應按GB/T 50265—97《泵站設計規范》中的規定來確定。泵站揚程應按GB/T 50265—97《泵站設計規范》中的規定進行計算，即進、出水池的設計水位差加上水力損失。泵站的揚程應該在對進、出水位，排入水體的歷年水位進行分析、組合后確定。用揚程作為選泵的依據。出口水位變動大的排澇泵站要滿足在最高揚程條件下流量的需要。對以上數據進行復核，并根據復核結果選擇合適的泵型和配套電機。

3.3 選擇合適的水泵型號

在排澇泵站機電設備的更新和改造中，一個關鍵的步驟就是如何選擇泵型。通過聽取各方的意見和專家的指點，并對軸流泵的試驗資料、泵型工作性能表、工作性能曲線等進行查看，全面了解一系列泵型的性能。在確定其他要求的基礎上，盡量選擇高效區范圍的泵，而少用高比轉速的泵。例如900ZLB-125和900ZLB-160軸流泵，這兩種軸流泵的型號相同，只有比轉速ns不同，通過對兩者的試驗資料和工作性能曲線圖進行分析，900ZLB-125軸流泵的優點是運行工作高效區范圍廣，且不容易產生汽蝕現象；而900ZLB-160軸流泵的缺點是運行工作高效區范圍狹窄，容易產生汽蝕現象。所以建議泵站在選型時盡可能選擇ns<160、高效區工作范圍廣和不易產生汽蝕的泵型。

3.4 主電動機的更新和改造

受技術水平的限制，排澇泵站原來選擇的主電動機多數為JS系列產品，經過二三十年的運行，其絕緣材料出現了嚴重的老化現象，因此要更換仍符合排澇標準的電動機的線圈、定子鐵芯、轉子磁極等絕緣材料。改造后的主電動機必須按GB 50150—2006《電氣設備交接試驗標準》對其性能進行試驗，確保電動機的性能狀態，節約改造的成本。如果經濟條件允許，可以考慮將主電動機改造成變頻調速。變頻調速裝置的運行效率較高，能耗少，運行費用也較低。另外，對于流量或揚程變幅較大，且超過水泵正常工作范圍的主電動機，可將其改為雙速同步電動機。

3.5 泵站出水管應用技術的改造

受設計水平限制，泵站最初使用了ZLB-DP單基礎系列的軸流泵，泵與出水管連接處采用了直接固定連接的方式，而疏忽了安裝的簡便性、出水管熱脹冷縮和地基沉降等因素的影響，造成泵與出水管兩者安裝固定后，易出現因接觸不到位而導致的漏水現象。為解決該問題，可以在設計時在泵與出水管連接處增加一只伸縮節，這樣在泵與出水管連接固定后如果出現上述問題，就可以通過靈活調節伸縮管的長短進行處理，同時這也有利于日后泵的保養、維修。

3.6 電氣設備的更新

定期檢查專用輸電線路，并根據安全鑒定的結論和用電功率的要求確定合適的改造方案。變壓器的容量應根據泵站全部機組啟動的實際負荷和運行調度的要求進行確定，例如，原泵站使用的變壓器絕大部分是SJ型，屬于高耗能產品，應將其更新為低損耗產品。變壓器要選用技術先進和節能的產品。排澇泵站一般每站選用2臺變壓器，機組也分別由這2臺變壓器供電。要在變壓器中間增加母聯，防止其中一臺損壞而影響泵站的正常運行。另外，配電變壓器應靠近機房安裝（一般要求在3 m范圍之內），以節約低壓線路的投資，減少傳輸的電壓損失。

3.7 自動化和信息化的改造

隨著科學技術的發展，排澇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。

4 結束語

總之，城區排澇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，可以確保排澇泵站能夠更加安全、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。

參考文獻

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[2]張強，李忠勝，王美玲.關于排水工作泵站機電設備的保養及操作[J].內蒙古水利，2010（04）.

〔編輯：王霞〕