羊毛灣水庫灌區(qū)泵站工程改造與運行效能探討

摘要：泵站工程是擴大實灌面積、提升灌區(qū)抗旱效益、保障農(nóng)業(yè)豐收的重要支柱。文章結(jié)合實際，分析了羊毛灣水庫灌區(qū)泵站概況、存在問題，提出了實施泵站工程改造的原則、設(shè)計要求和運行增效措施。

關(guān)鍵詞：羊毛灣水庫灌區(qū)；泵站工程；工程改造；運行效能；實灌面積；抗旱效益 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TV675 文章編號：1009-2374（2016）17-0116-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.056

1 泵站工程概況

羊毛灣水庫灌區(qū)位于陜西省乾縣境內(nèi)，1973年建成投運，設(shè)施灌溉面積32.54萬畝，有效灌溉面積24萬畝。灌區(qū)共有抽水站75座，總裝機容量9550kW，抽水流量9.25m3/s，抽水揚程3～252m，抽灌設(shè)施面積14.03萬畝，有效面積7.2萬畝。2000～2010年，曾利用世行貸款項目，對南溝一級站，躍進(jìn)一、二、三級站，漠西一、二級站進(jìn)行了改造。改造內(nèi)容包括機電設(shè)備、機房和管理房更新以及主干渠道設(shè)施改造，共更新機泵15臺、機房1160m2，改造輸水渠道10.6km，完成投資850萬元。開灌以來，羊毛灣水庫管理局積極加強泵站工程運營管理、機電維修，在解決灌區(qū)局部高地灌溉、增加抗旱效益方面，發(fā)揮了不可替代的重要保障作用。

2 存在問題

羊毛灣水庫灌區(qū)泵站工程大都修建于20世紀(jì)70年代，由灌區(qū)群眾投工投勞，土法上馬，完成部分土方開挖工程；基礎(chǔ)開挖、砂石料運輸、混凝土澆筑都是用簡單工具和人工完成，運行期間發(fā)現(xiàn)許多問題都屬先天不足，邊設(shè)計邊施工邊運營是其建設(shè)主要特點，遺留了不少隱患，加之多年管理運行中維修資金短缺，老化失修嚴(yán)重。主要有以下問題：

2.1 工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備配套差

由于“三邊”工程特點明顯，當(dāng)時經(jīng)濟條件和設(shè)備制造水平不高，配套供應(yīng)渠道不暢，湊合配套安裝使用的設(shè)施較多，維持著可抽可用，許多泵站運行效率差，設(shè)計也不盡合理。

2.2 各級泵站之間流量供需配套比例較低

最初工程設(shè)計流量不夠配套，加之多年運行中灌區(qū)情況發(fā)生了諸多變化，運行中靠頻繁開、停機組或閘閥壓閘進(jìn)行水量大小調(diào)節(jié)，造成機組供水流量減少，效率降低，能耗增高。

2.3 設(shè)備陳舊落后，技術(shù)水平低，運行效果低

由于受當(dāng)時設(shè)備材料與工藝水平限制，工程結(jié)構(gòu)不盡合理，安裝精度低，設(shè)備投運后不能按設(shè)計工況正常發(fā)揮效能。

2.4 主變壓器為高耗能設(shè)備，運行效能低

鐵芯材料和截面結(jié)構(gòu)均不節(jié)能，線圈又是鋁質(zhì)材料，整個器身笨重，油量大，漏磁大，導(dǎo)磁率差，能耗高，已屬淘汰設(shè)備，雖然能維持運行，但由于損耗大而造成運行成本較高。運行中發(fā)生漏油、超溫、聲音異常、絕緣套管污閃故障較多，影響電壓調(diào)整。

2.5 所有金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備銹蝕嚴(yán)重

壓力管道、進(jìn)出水閥門受水浸蝕，導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)銹蝕十分嚴(yán)重，所有啟閉設(shè)備老損，開啟失靈，止水失效已不能滿足機組檢修、運行要求，存在較大的安全隱患。

2.6 供排水系統(tǒng)存在較多問題

密封水、冷卻水管道銹蝕嚴(yán)重，已無法使用。排污泵運行時聲音大，振動劇烈，軸與軸承磨損較嚴(yán)重，且有潤滑油滲漏現(xiàn)象，水泵性能下降，經(jīng)常出現(xiàn)故障。

2.7 多年運行中維修費投資短缺，運行故障較多

設(shè)備老化失修嚴(yán)重，許多部件已屬淘汰產(chǎn)品，廠家停止生產(chǎn)，日常維修改造找不到相應(yīng)產(chǎn)品和配件，勉強維持生產(chǎn)造成泵站效能日益衰減，急需實施更新改造。

3 泵站改造設(shè)計原則

3.1 效益優(yōu)先

堅持以實現(xiàn)泵站安全運行、節(jié)能高效、方便管理為中心，以提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力為核心，以服務(wù)灌區(qū)“三農(nóng)”，保障國家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)。

3.2 突出重點

重點關(guān)照糧果主產(chǎn)區(qū)和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)潛力大、綜合生產(chǎn)能力提高快的區(qū)域泵站，優(yōu)先安排在灌區(qū)供水體系中地位重要、管理力量強、投資回報率較高的泵站工程改造。

3.3 統(tǒng)籌兼顧

綜合分析灌區(qū)上下游水利工程狀況、供水能力、用水需求、資金投入產(chǎn)出比等因素，突出重點，兼顧一般，制訂泵站工程整體改造規(guī)劃，逐步推進(jìn)實施改造。

3.4 因站制宜

深入泵站工程現(xiàn)場，聽取泵站站長、技術(shù)員、老機電工的意見和建議，根據(jù)各泵站工程現(xiàn)狀和多年運營實際情況，針對存在問題有的放矢地制定合適的改造方案。

3.5 量力而行

根據(jù)國家資金投入和地方財力的可能，注重利用原有設(shè)施，比選優(yōu)化設(shè)計方案，算好投資效益賬，講求工程投資效能，制定切實可行的改造方案和措施。

3.6 加強技術(shù)革新與應(yīng)用

講求節(jié)能、環(huán)保、高效，在工程改造中積極采用新技術(shù)、新材料、新工藝，盡最大可能運用新產(chǎn)品、新技術(shù)，提升泵站工程改造質(zhì)量和效益。

4 生產(chǎn)生活設(shè)施設(shè)計要求

4.1 功能與美觀標(biāo)準(zhǔn)并重

泵站主體建筑物在注重功能的前提下，外觀應(yīng)充分反映泵站的特點，具有時代特征。設(shè)計應(yīng)簡潔明快、外型美觀、具有特色，注重色彩配置，與周圍整體環(huán)境

協(xié)調(diào)。

4.2 泵房通風(fēng)良好，實用協(xié)調(diào)

廠房參照民用建筑標(biāo)準(zhǔn)要求建設(shè)，建筑物內(nèi)外色彩柔和，光線明亮，根據(jù)需要安裝鋼（鐵）門、單層雙玻塑鋼窗。注意防火、防盜，延長設(shè)施使用壽命。

4.3 供電、電信線路暢通高效

在泵站生產(chǎn)、生活區(qū)內(nèi)，應(yīng)建設(shè)可靠、有效的供電、電信、給排水系統(tǒng)，營造高效的工作和生活環(huán)境。

4.4 進(jìn)廠道路便利，符合規(guī)定

交通布置應(yīng)滿足機電設(shè)備運輸?shù)囊螅奖氵\行人員上下班。

4.5 設(shè)施滿足生產(chǎn)、生活需要

改造設(shè)計應(yīng)考慮泵站生產(chǎn)、生活設(shè)施改善和維修，建設(shè)運行人員值班室。泵站應(yīng)裝備必要的安全勞保設(shè)施、工具。泵站除配備一定的生產(chǎn)、生活用房外，應(yīng)根據(jù)實際需要，設(shè)置倉庫、檢修間等。

5 多方加快泵站工程改造

“十二·五”期間，羊毛灣水庫管理局搶抓機遇，多方爭取省、市資金4500多萬元，先后對吳村、新陽東、新陽西抽水站進(jìn)行了改造，新建了老鴨咀水庫壩后抽水站，使灌區(qū)抽水抗旱功能得到恢復(fù)和明顯增強。（1）新建老鴉嘴水庫壩后抽水站。老鴉嘴水庫系羊毛灣灌區(qū)渠庫結(jié)合工程，1970年建成，屬中型水庫。大壩校核洪水位617.40m，現(xiàn)狀壩高620.6m。2014年新建壩后抽水站1座，安裝水泵機組6臺，修建了主副廠房及附屬設(shè)施，增加了灌區(qū)向羊毛灣總干渠補水能力。（2）修復(fù)改造新陽東抽水站。原新陽東抽水站于1974年修建，總揚程85m，總裝機容量210kW；新陽中抽水站1975年修建，總揚程55m，總裝機容量60kW。2014年將新陽東、中抽水站合并管理進(jìn)行改造。一級站控制面積1407畝，設(shè)東、西、南3條輸水渠，總長1660m，利用原有6條斗渠灌溉；二級出水池控制面積3616畝，設(shè)輸水渠1條，布設(shè)10條斗渠灌溉。（3）修復(fù)改造新陽西抽水站。該站設(shè)施灌溉面積1.25萬畝，有效面積1.08萬畝。2014年已重新進(jìn)行改造。一級站有東、西2條輸水渠，總長2047m，利用原有13條斗渠灌溉，控制灌溉面積5050畝；二級蓄水池控制面積2230畝，有輸水渠1條，布設(shè)8條斗渠灌溉；三級出水池控制面積2800畝，設(shè)輸水渠1條，布設(shè)7條斗渠灌溉。（4）改建漠西吳村抽水站。該站灌溉耕地7624畝，1994～1997年1～3級抽水站相繼毀壞，造成大片農(nóng)田失灌。2013年對吳村抽水站及所屬斗渠進(jìn)行了改造，提高了灌區(qū)輸水保證率。

在“十三·五”期間，管理單位應(yīng)繼續(xù)爭取投資，對灌區(qū)抽水站設(shè)施更新改造，進(jìn)一步增強灌區(qū)抗旱能力，更好地服務(wù)促進(jìn)“三農(nóng)”發(fā)展。

5.1 新建臨平抽水站

臨平鎮(zhèn)轄17個行政村，總?cè)丝?.987萬人，耕地40261畝，抗旱關(guān)鍵時刻供水嚴(yán)重不足。應(yīng)盡快建立抽水站一座，設(shè)計灌溉面積8000畝。前池設(shè)計水面高程為627.5m，池底高程625m，前池采用暗渠進(jìn)水。泵房呈一字型布置，為半地下室結(jié)構(gòu)，水泵采用自灌形式運行。泵房地上部分采用磚混結(jié)構(gòu)，地下部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑火災(zāi)危險等級為戌類，耐火等級為二級。

5.2 進(jìn)一步改造石牛抽水站設(shè)施

石牛抽水站建于1972年，經(jīng)多年運用，老化失修嚴(yán)重，效能衰減。2015年開始實施抽水系統(tǒng)改造，更換水泵機組4臺套，改造主副廠房、壓力管道、變配電設(shè)備及附屬設(shè)施，改造10kV輸電線路10km，建筑物4座，襯砌改造渠道2.076km。該抽水灌區(qū)為山坡地，地形坡降一般在1%左右，有著實施噴灌和管灌的優(yōu)勢，應(yīng)大力推廣農(nóng)作物噴灌和果樹管灌新技術(shù)，以有效提升水資源利用效益。

6 提升泵站運行效能

6.1 選用新式性能高的水泵，保證機組安全高效運行

首先要選用合適的機泵型號，使泵站揚程能貼近機泵的高效工作揚程；其次要精心設(shè)計進(jìn)水池和合理的安裝高程，使水泵運行中盡可能不產(chǎn)生汽蝕，零部件能抵抗汽蝕和泥沙磨蝕，提高機泵運行效率。

6.2 選用高效節(jié)能電動機

盡可能使電動機的負(fù)載率不低于額定功率的80%，保持較高的電動機效率和功率因數(shù)。

6.3 按照最佳前池水位運行

無論單級、多級抽水都應(yīng)通過大量實驗數(shù)據(jù)或長期運行資料，摸索出一個最佳水位區(qū)間，供值班人員掌握落實，以提高機組抽水效率。

6.4 減少水泵運行中的容積損失

離心泵蝸殼之隔舌容易磨蝕，造成高壓水的回流，要及時采取措施修補。軸流泵葉片徑向間隙導(dǎo)致高壓回流，是泵容積損失的主要因素。如將葉輪外沿表面重新車削拋光，配制非標(biāo)準(zhǔn)口環(huán)，可收到較好效果。在更換動葉外殼仍然達(dá)不到預(yù)期效果時，應(yīng)考慮更換葉片。

6.5 定期測定抽水機組裝置效率

即對每臺機泵的出水量Q、電動機輸入功率、輸出功率、凈揚程和總揚程進(jìn)行測試，求出實際運行數(shù)值，然后有針對性地采取措施改進(jìn)。

6.6 加強管道維修保養(yǎng)

通過運行前、停機時檢查維修，保持管道不漏氣，內(nèi)面光滑，提高拍門運行中的張開角度，降低管道實際沿程和局部阻力損失，提高管道輸水效率。

6.7 推行按班組核算制度

實行泵站運行抽水量、單耗指標(biāo)、安全生產(chǎn)分組承包，嚴(yán)明工效掛鉤和具體獎懲辦法，以夯實工作責(zé)任，激勵創(chuàng)先爭優(yōu)，提高運行效益。

7 結(jié)語

工欲善其事，必先利其器，人利不如家具利。羊毛灣水庫灌區(qū)泵站工程的建成投運，有效地改善了乾縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境條件，改變了千年旱塬貧脊缺水的歷史，擴大了灌區(qū)實灌面積，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。但目前部分泵站設(shè)施老化，能耗高，安全性能差，灌溉效益衰減。應(yīng)按照灌區(qū)發(fā)展規(guī)劃，繼續(xù)加大投資力度，全面推進(jìn)灌區(qū)泵站工程改造，改進(jìn)日常運營管理，有效提升灌區(qū)工程效能，造福一方民眾，為確保國家糧食安全做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 羊毛灣水庫管理局.羊毛灣水庫灌區(qū)“十二·五”發(fā)展規(guī)劃[R].2011.

[2] 任三成.陜西灌區(qū)管理[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

作者簡介：周輝（1982-），男，陜西大荔人，咸陽市羊毛灣水庫管理局助理工程師，研究方向：水利工程管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）