大屯水庫供水水泵選型與泵站管理分析

王珊珊

（德州市水利勘察設計研究院，山東 德州253014）

水泵是泵站樞紐的核心。提高泵站管理水平可以為水泵穩(wěn)定高效運行提供保障。不同的水泵及配套設施的操作、維護、檢修難易程度不同，對管理細節(jié)的要求也不同。因此，水泵合理選型和提高泵站管理水平兩者成為泵站工程充分發(fā)揮效益的有力切入點。

1 水泵選型的基本原則

水泵優(yōu)化選型是泵站充分發(fā)揮效益的基礎，也是制定泵站工程管理細則的決定因素。水泵選型應首先滿足泵站工程的設計揚程及流量，其次需保證主要工況的運行效率均在高效區(qū)，另外技術人員應綜合考慮安全性、可靠性、靈活性、經(jīng)濟合理性、管理難易度等因素進行水泵優(yōu)選。

1）安全性。泵站安全運行是泵站工程效益充分發(fā)揮的基礎。水泵選型應選擇技術成熟、安全保證率高的產(chǎn)品，并與樞紐工程、配套工程保持高度匹配。

2）可靠性。選用運行穩(wěn)定，故障率低，維護保養(yǎng)簡單的泵型，可有效提高泵站運行保證率。

3）靈活性。水泵的型號、臺數(shù)還應根據(jù)用水戶的具體需求確定。如：泵站同時向多用戶供水，且不同時期用水量不一致，則要考慮水泵的泵型、臺數(shù)采取合理搭配組合的方式滿足不同工況的供水需求。

4）經(jīng)濟合理性。水泵選型應充分考慮經(jīng)濟合理性，包括初期投資、運行成本、維護成本，宜采用工程總造價少、運行和維護費低的水泵，盡量優(yōu)化選型方案，減少每種工況下的水泵運行臺數(shù)、能源損耗。

5）管理難易度。水泵選型應充分考慮泵型要便于安裝、保養(yǎng)、維修。

2 案例分析

大屯水庫德州市區(qū)供水洞位于大屯水庫西北角（圍壩5+771）處，向德州市區(qū)供水泵站位于供水洞東北102 m處。供水泵站主體結(jié)構包括切換池、進水池、主廠房、副廠房（與主廠房平行布置）、切換間和閥門池。泵站工程管理區(qū)域包括樞紐區(qū)、管理區(qū)和生活區(qū)，范圍為墻外5 m或棄土堤外腳。工程保護范圍為工程管理范圍邊界線外延200 m?，F(xiàn)從設計階段水泵選型、泵站建設期和運行期水泵管理三個不同時期的關鍵點進行分析闡述。

2.1 水泵選型

1）供水目標。大屯水庫向德州市區(qū)設計供水目標有三處：華魯恒升集團、華能電廠、第三水廠，供水任務分兩期：向華魯恒升供水，一期日供水量9萬t，二期日供水量達到15萬t；向華能電廠供水，一期日供水量7萬t/d，二期日供水量達到10萬t；向第三水廠供水，日供水量5萬t。最小日供水量供水工況為5萬t。最大日供水量工況為日供水量30萬t。南水北調(diào)東線一期工程向德城區(qū)分水水量為10 919萬m3/年。

2）選型特點。一是本次泵站設計供水目標多，供水量不固定，為多目標、分期供水。因供水情況復雜，宜分析不同供水目標在不同需求情況下的具體供水水量，分多種工況對水泵泵型進行復核。二是充分考慮運行費用，宜采用流量、揚程調(diào)節(jié)范圍大，單泵運行功率小的泵型。并盡量優(yōu)化選型方案，減少每種工況下的水泵運行臺數(shù)、能源損耗，以降低運行費、維護費、管理費等。三是考慮供水目標及水量需求多樣化，可選擇兩種泵型搭配運行，以不同組合方式滿足對應工況。

3）水泵選型。經(jīng)調(diào)查用水戶年均常規(guī)檢修維護時間約為40 d，此外，運行中還可能出現(xiàn)因設備突發(fā)性損壞無法正常運行的情況。泵站在設計正常運行時間內(nèi)必須保證用水戶的用水需求，并且具備對所分配10 919萬m3長江水量完全利用的能力。故設計預留每年50 d的檢修期，即另外315 d（7 560 h）為設計正常運行時間。泵站設計總流量為4.0 m3/s。

經(jīng)輸水管網(wǎng)水力計算，華魯恒升、華能德州電廠和三水廠供水線路總水頭損失分別為40.07 m、39.76 m、25.21 m。為保證供水線路最長的華魯恒升正常用水，沿程水頭損失計算值取40.07 m。為保證工程安全，線路較短的三水廠管路采用玻璃鋼管和鋼管，設計工作壓力為0.6 MPa。大屯水庫死水位21.00 m，供水管道最遠端華魯恒升的出水池水位23.60 m。大屯水庫向德州市區(qū)供水管道單線最遠距離25 km，計算得出總沿程水頭損失為40.07 m，局部水頭損失按沿程水頭損失10%計算，供水管道預留出口壓力0.01 MPa，則水泵設計揚程計算值為56.67 m，取水泵設計揚程57 m。

水泵揚程較大因此選定泵型為離心泵。由于供水目標較多，運行工況復雜，設計采用主泵搭配補水泵的方案，主泵KQSN600-N9-719（A泵）五用一備，補水泵KQSN500-N9-675（B泵）一用一備，共8臺機組。水泵運行最小電機功率560 kW，最大功率3 155 kW。通過不同運行組合搭配運行，可以滿足不同工況的供水需求。

2.2 泵站建設期施工管理要點

泵站建設期管理工作應嚴格執(zhí)行“四制”管理制度，本文針對案例建設期水泵及配套設備的安裝調(diào)試這一關鍵環(huán)節(jié)提出三點要求：

1）安裝前準備工作。機組安裝前，土建施工單位應將設備基礎及建筑主體的驗收資料、設備基礎的基準點及基準線等數(shù)據(jù)提交與機組安裝單位，并確保設備基礎混凝土強度已經(jīng)高于設計強度的70%，泵房地坪完工且清理完畢，上部結(jié)構封閉；機組安裝單位工作人員應學習安裝規(guī)范、熟悉相關圖紙，掌握機組特點、明確安裝步驟并將適用于機組型號的安裝工具和材料準備齊全，如計量設備、運輸工具、起吊裝置等。

2）機組安裝。機組安裝工作應按照《泵站設備安裝及驗收規(guī)范》（GB/T 30948-2014）中的相關規(guī)定進行。本案例水泵為臥式機組，安裝時應首先確定好機組中線、水平、高程，電動機安裝時除以上三點外還要保證電機與水泵同軸，嚴格控制安裝精度。

3）試運行。水泵安裝完成或者啟用長期停運的水泵要首先通過試運行以檢驗設備運行狀態(tài)。試運行啟動之前，管理人員要制定調(diào)試及試運行大綱、嚴格執(zhí)行試運行工作程序。試運行過程中，管理人員應對機組的運行情況進行全面的記錄，并將出現(xiàn)的問題及時糾正和解決，保證機組和建筑物能夠安全可靠的投入運行。

2.3 泵站運行期管理要點

2015年12月德州市編委批準建立德州市大屯水庫供水管理處，負責供水泵站、供水管道及附屬建筑物的維修養(yǎng)護及協(xié)調(diào)供水價格、供水計劃、供水安全等工作，各項工作應根據(jù)國家頒布的有關法令、法規(guī)和政策進行。

1）管理單位制定供水計劃與方案，研究確定供水保證措施，負責供水工程運維與供水任務的執(zhí)行與監(jiān)督。

2）搞好科研觀測，加強工程維修和養(yǎng)護，及時了解泵站各項設施的運行動態(tài)，通過觀測各類指標的變化，總結(jié)分析各項運行規(guī)律，為運行管理細則的制定提供可靠依據(jù)。

3）加強依法管理，嚴格依法管水，運用法律武器，嚴厲打擊各種破壞活動。

4）搞好綜合經(jīng)營，發(fā)展橫向聯(lián)合，促進經(jīng)濟發(fā)展。

5）經(jīng)常性組織干部職工集體學習，提供管理隊伍業(yè)務水平。

6）協(xié)調(diào)好上、下游及地方的關系，解決好用水與輸水的矛盾。

7）制定科學、嚴謹?shù)臏y流、量水方法與操作規(guī)程，處理好防洪、排澇和調(diào)水的關系，確保南水北調(diào)工程持久健康運行。

3 結(jié)語

水泵選型決定了設備的安裝方式，也就決定了泵房的有無和其他配套工程的結(jié)構型式，直接影響泵站的建設成本、運行成本及管理方式。

本文闡述了水泵選型的基本原則和常用泵型的結(jié)構特點及管理的重點，結(jié)合案例從水泵選型、建設期和運行期管理三個方面進行具體分析并給出建議。專業(yè)技術人員應將水泵選型和泵站管理兩方面知識結(jié)合起來深入的了解，根據(jù)實際需求選擇更加合適的水泵，同時提高泵站的管理水平，使泵站運營更加安全高效。