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

【摘 要】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！

【關鍵詞】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投入運行——如此這般，便造成了新舊系統串、并聯運行的問題。如果水庫可調節庫容較小，則會導致系統的調度非常復雜。

1.4 泵渠聯動和全線水力過渡過程的調節與控制至關重要。由于泵站之間輸水道的容量小，一旦出現事故斷電過程，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生，因此泵渠聯動和全線水力過渡過程的調節與控制十分重要。

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、監理和建設管理等各環節都提出了很高要求，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方式。

2.2.1在電動機生產方面，采取“國內總包，國內外聯合攻關設計，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；葉片調節系統全部由國外制造，其余部件國內制造。

2.3 計算機監控系統研制的合作方式。

泵站調水系統計算機綜合監控系統內容十分復雜，牽涉的高科技專業多，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對各計算機監控子系統，采取國內外聯合設計與開發，國外為主，國內參與的方式。基本軟件采用國外系統，應用軟件在國外指導下由國內開發。

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

2.3.3微機保護系統采取國內外聯合設計、國外生產、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、監控系統、綜合通信系統和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邀請專業且權威的審圖組、設計監理及專家對招標文件初稿進行審查。此外，成立監控系統咨詢專家組。

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

2.5科技協作，強強聯手攻難克關。

2.5.1供水改造工程機電專業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過渡過程計算研究，對全系統穩定工況、單泵正常起停工況、全系統正常流量平衡調節、單泵事故停泵、全系統事故情況下的調節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品——這兩種結構的推力軸承能平衡或自動調節各瓦間的負荷，可實現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而不產生有害變形，軸系的臨界轉速不小于最大瞬態轉速的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勢，且水力設計水平不俗。另外，水泵性能參數，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葉片調節應靈活，控制可靠，且便于與泵站計算機控制系統聯接，如果葉片調節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全線計算機監控系統的開發。

計算機監控系統包括監控子系統、綜合通信平臺、保護系統、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計算機監控子系統為智能型、開放式、分層分布雙備份千兆級以太網系統，由調度層、泵站層、現地層組成。調度層由雙備份數據服務器、應用服務器、操作員工作站等組成，通過兩臺千兆級以太網交換機組網；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交換機組網；新建泵站現地層各由多臺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動控制。

其次，組網速率分別為：調度中心內為千兆，凋度中心與泵站層間為百兆，泵站層與現地層間為十兆。

再次，調度層與泵站層、現地層間有多條通道，任何一條通道工作都可以保證系統正常工作，各泵站之間設有底層串口通道，通過光纜纖芯直接聯接，可以直接交換泵站聯鎖控制所需的信息。

第四，選擇易于學習和維護的操作系統、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，以全系統耗電量（總電費）最小為目標，實現全線的優化凋度。

第六，如果條件許可，建議應用現場總線技術，采用現場總線進行現地組網。

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

3.3.3選用適合工程特點的保護系統，以保護系統總線組網。

4.結束語

綜上所述，筆者結合供水改造工程機電專業的特點，對供水改造工程中有關機電專業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。