南水北調(diào)淮陰三站工程貫流泵機(jī)組技術(shù)方案論證會(huì)

10月26—27日，南水北調(diào)東線一期淮陰三站設(shè)計(jì)單元工程順利通過(guò)完工驗(yàn)收。省水利廳廳長(zhǎng)、南水北調(diào)辦主任呂振霖現(xiàn)場(chǎng)查看工程情況，省水利廳黨組成員、南水北調(diào)辦副主任張勁松出席驗(yàn)收會(huì)議并講話。工程設(shè)計(jì)流量100立方米每秒，工程總批復(fù)投資24778萬(wàn)元。工程建成后，使淮陰一、二、三站抽水規(guī)模達(dá)到300立方米每秒。

近日，為保證南水北調(diào)工程淮陰三站主機(jī)泵設(shè)備的順利安裝，南水北調(diào)工程?hào)|線江蘇水源公司主持召開(kāi)了南水北調(diào)淮陰三站主機(jī)泵設(shè)備安裝研討會(huì)。與會(huì)專家們首先查看了施工現(xiàn)場(chǎng)和主機(jī)泵設(shè)備，聽(tīng)取了水泵生產(chǎn)廠商對(duì)主機(jī)泵設(shè)備的安裝要求和安裝單位提出的設(shè)備安裝方案。同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際，依次對(duì)主機(jī)泵設(shè)備安裝、調(diào)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出了許多寶貴意見(jiàn)，為淮陰三站主機(jī)泵設(shè)備的順利安裝奠定了基礎(chǔ)。

南水北調(diào)東線一期工程淮陰三站位于徐淮黃泛平原區(qū)。通過(guò)工程地質(zhì)勘察查明了泵站、擋洪閘、清污機(jī)橋、圍堰和堤防、附屬建筑物基礎(chǔ)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,給出了各層土體的物理力學(xué)指標(biāo),并對(duì)地基基礎(chǔ)選型、基坑支護(hù)及降排水、建筑材料來(lái)源進(jìn)行了評(píng)價(jià),為該工程初步設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。

結(jié)合南水北調(diào)東線第一期工程淮陰三站大型貫流泵站設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),充分考慮該泵站機(jī)組是我國(guó)首次采用整體吊裝結(jié)構(gòu)的大型直聯(lián)貫流泵機(jī)組以及其水泵葉輪直徑為國(guó)內(nèi)目前最大的特點(diǎn),著重從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)布置和優(yōu)化、側(cè)向穩(wěn)定措施、結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、防裂限裂設(shè)計(jì)、泵房設(shè)計(jì)等方面分析大型整體吊裝貫流泵站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,探討解決上述問(wèn)題以及實(shí)現(xiàn)大型整體吊裝貫流泵機(jī)組泵站結(jié)構(gòu)安全可靠、美觀實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的途徑。

南水北調(diào)江都三站工程改造中,在水泵裝置選型、進(jìn)水流道改造、站下引河整流、水導(dǎo)軸承潤(rùn)滑方式等方面開(kāi)展廣泛研究,結(jié)合工程觀測(cè)、運(yùn)行分析及流量測(cè)試數(shù)據(jù)表明:①在水泵選型研究中綜合運(yùn)行工況、水文數(shù)據(jù)等條件,方案合理,改造后的軸流泵機(jī)組效率由改造前的59%提升到75%.②采用在原流道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對(duì)dn值優(yōu)化及進(jìn)水流道中隔墩在出口處縮短2m的研究方案使機(jī)組汽蝕振動(dòng)減小,效果明顯.③在泵站t型進(jìn)水前池增加y型導(dǎo)流墩及底坎,整流效果好,泵站邊緣機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定.④針對(duì)含沙量較大的水質(zhì),塑料水導(dǎo)軸承采用清水潤(rùn)滑可提高軸承使用壽命.運(yùn)行結(jié)果認(rèn)證了工程改造過(guò)程中采用的技術(shù)裝備和技術(shù)措施的可靠性和可行性,為大型泵站的技術(shù)改造提供了可以借鑒的范例.

-1- 南水北調(diào)工程泵站 技術(shù)成果交流材料 南水北調(diào)泵站機(jī)組設(shè)計(jì)選型研究 仇寶云馮曉莉 揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 （2010年5月28日） 南水北調(diào)東線工程在江蘇省揚(yáng)州境內(nèi)長(zhǎng)江取水，沿京杭 大運(yùn)河及其平行河道送水北上至山東、河北和天津，解決生 產(chǎn)和生活用水，促進(jìn)生態(tài)良性發(fā)展。工程從長(zhǎng)江調(diào)水到黃河 南岸規(guī)劃設(shè)抽水泵站30處、13個(gè)梯級(jí)，總揚(yáng)程65m，設(shè)計(jì) 總抽水能力10200m3/s，總裝機(jī)容量1017.7mw，沿線經(jīng)過(guò) 洪澤湖、駱馬湖、南四湖和東平湖等調(diào)蓄湖泊。 我國(guó)已開(kāi)發(fā)出系列高性能的軸流泵水力模型及少數(shù)混 流泵水力模型，其水力性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但許多泵站 機(jī)組結(jié)構(gòu)形式還不盡合理，影響正常使用；泵機(jī)組關(guān)鍵部件 可靠性差，故障頻繁發(fā)生，設(shè)備完好率低，維修費(fèi)用高。 南水北調(diào)東線工程是國(guó)家大型重點(diǎn)工程，應(yīng)根據(jù)工程特 點(diǎn)和要求，在正確規(guī)劃前提下，合理選用

南水北調(diào)泵站工程技術(shù)集成度高,技術(shù)先進(jìn),水泵方案的比選是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),關(guān)系到工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、總投資和年運(yùn)行費(fèi)。二級(jí)壩泵站工程具有超低揚(yáng)程、裝置效率與抗汽蝕性能要求高、年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等特性,采用燈泡貫流泵裝置機(jī)組效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。本文對(duì)二級(jí)壩泵站的三個(gè)典型水泵技術(shù)方案進(jìn)行了系統(tǒng)分析比選,研究成果已運(yùn)用到工程中,對(duì)國(guó)內(nèi)其它類(lèi)似泵站工程具有一定的借鑒意義。

針對(duì)江都三站進(jìn)水流道改造施工,研究c25粉煤灰自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)、模板組合裝配技術(shù)以及保證混凝土澆筑到位、防止產(chǎn)生裂縫、保證新老混凝土結(jié)合面黏結(jié)強(qiáng)度等技術(shù)措施,并將上述技術(shù)成果集成創(chuàng)新與組合,應(yīng)用于江都三站進(jìn)水流道改造。結(jié)果表明,混凝土強(qiáng)度、密實(shí)性、新老混凝土黏結(jié)以及流道混凝土表面平整度、流線等施工質(zhì)量均滿足要求,為類(lèi)似工程改造施工提供有益的借鑒和參考。

2011年9月4日，南水北調(diào)東線一期劉老澗二站工程順利通過(guò)泵站機(jī)組試運(yùn)行驗(yàn)收。由江蘇省水利廳、江蘇省南水北調(diào)辦公室、南水北調(diào)工程江蘇質(zhì)量監(jiān)督站、江蘇省水利建沒(méi)工程質(zhì)量檢測(cè)站等單位的代表和特邀專家組成的驗(yàn)收委員會(huì)聽(tīng)取了參建各方的工作報(bào)告、預(yù)試運(yùn)行及試運(yùn)行工作報(bào)告，各專業(yè)組檢查了設(shè)備投運(yùn)后的工作情況和工程的檔案資料。

文章簡(jiǎn)要介紹了河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程16號(hào)分水口門(mén)任坡泵站水泵機(jī)組選型的過(guò)程。水泵選型的原則是在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下滿足設(shè)計(jì)流量且效率最高,并兼顧到泵站的最大、最小揚(yáng)程工況,水泵臺(tái)數(shù)的多少直接影響到泵型的選擇、泵站工程投資以及建成后的運(yùn)行管理費(fèi)用等。與水泵配套的電機(jī)其容量選擇是否合適直接關(guān)系到整個(gè)泵站是否能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

為提高南水北調(diào)東線第一期工程泵站機(jī)組選型設(shè)計(jì)質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)泵站機(jī)組選型工作的技術(shù)交流,更好地為東線第一期工程泵站的設(shè)計(jì)服務(wù),水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、水利部科技推廣中心及中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì),于2004年6月15日在京共同舉辦了“南水北調(diào)第一期工程泵站機(jī)組選型信息發(fā)布暨技術(shù)交流會(huì)”。來(lái)自國(guó)務(wù)院南水北調(diào)辦公室、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、水利部及有關(guān)設(shè)計(jì)院、科研單位和生產(chǎn)制造企業(yè)等58家單位的120余人出席了會(huì)議。

南水北調(diào)東線工程將在未來(lái)幾年內(nèi)建成投入使用。如何降低運(yùn)營(yíng)成本,保證南水北調(diào)東線工程的持續(xù)健康地發(fā)展顯得非常主要。現(xiàn)從機(jī)組選型方面分析,加大機(jī)組的容量和水泵的調(diào)節(jié)范圍,利用電力峰谷差,優(yōu)化運(yùn)行方式,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。為南水北調(diào)工程的建設(shè)和后期運(yùn)行提供參考。

南水北調(diào)東線工程水泵機(jī)組選型問(wèn)題是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。選型是否合理對(duì)工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益會(huì)產(chǎn)生重大影響。對(duì)機(jī)組選型所涉及到的主水泵、主電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成部件分別進(jìn)行了深入的探討和剖析,并指出了它們之間的相互聯(lián)系和影響。得出的結(jié)論和建議對(duì)該工程及其類(lèi)似大型調(diào)水工程的決策機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)人員具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

根據(jù)南水北調(diào)東線水源保證率的要求,江都三站更新改造工程對(duì)水位組合重新進(jìn)行了核算。根據(jù)水位組合,采用cfd的方法對(duì)江都三站水泵裝置內(nèi)部的三維流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,同時(shí)進(jìn)行了進(jìn)水流道的優(yōu)化水力計(jì)算,并對(duì)江都三站水泵裝置最優(yōu)方案的水力性能進(jìn)行了模型試驗(yàn)驗(yàn)證。數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)結(jié)果表明:江都三站的進(jìn)水流道經(jīng)過(guò)優(yōu)化,不僅消除了流道內(nèi)的渦帶,而且進(jìn)水流態(tài)均勻,可使水泵裝置的能量性能滿足設(shè)計(jì)要求。

針對(duì)南水北調(diào)東線工程特點(diǎn),分析了其梯級(jí)泵站對(duì)主泵機(jī)組的要求。根據(jù)現(xiàn)有大型水泵機(jī)組應(yīng)用情況和技術(shù)水平,綜合考慮可靠性、維修性、環(huán)保性和土建設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用等多方面因素,從提高工程總體效益出發(fā),提出了梯級(jí)泵站主泵機(jī)組適宜的容量、泵型、機(jī)型、軸線形式和關(guān)鍵結(jié)構(gòu),結(jié)論對(duì)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選型和運(yùn)行管理具有參考價(jià)值。

1工程慨況江都抽水站工程地處江蘇省江都市境內(nèi),位于京杭大運(yùn)河、新通揚(yáng)運(yùn)河和淮河入江尾閭芒稻河的交匯處,工程始建于1961年,至1977年建成。工程集泄洪、灌溉、排澇、引水、通航、發(fā)電、改善生態(tài)環(huán)境等多項(xiàng)功能于一體,既是江蘇省江水北調(diào)的龍頭,也是國(guó)家南水北調(diào)東線工程的源頭。江都三站是江都四座抽水站中的一座,位于第二抽水站東側(cè)250m處。

西臺(tái)上泵站在調(diào)水運(yùn)行過(guò)程中,由于來(lái)水量變化不定,即使水泵采用機(jī)械調(diào)節(jié)改變?nèi)~片角度的運(yùn)行方式仍存在機(jī)組運(yùn)行切換頻繁、振動(dòng)大等情況,給設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)隱患.為保障機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),反向調(diào)水工作安全進(jìn)行,提出了對(duì)3≠機(jī)組增設(shè)變頻設(shè)備的方案,并對(duì)其方案進(jìn)行了實(shí)施后的效果評(píng)價(jià).結(jié)果表明,變頻設(shè)備表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì),對(duì)今后變頻設(shè)備在其他泵站工作中的應(yīng)用提供了參考.

西臺(tái)上泵站在調(diào)水運(yùn)行過(guò)程中,由于來(lái)水量變化不定,即使水泵采用機(jī)械調(diào)節(jié)改變?nèi)~片角度的運(yùn)行方式仍存在機(jī)組運(yùn)行切換頻繁、振動(dòng)大等情況,給設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。為保障機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),反向調(diào)水工作安全進(jìn)行,提出了對(duì)3#機(jī)組增設(shè)變頻設(shè)備的方案,并對(duì)其方案進(jìn)行了實(shí)施后的效果評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,變頻設(shè)備表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì),對(duì)今后變頻設(shè)備在其他泵站工作中的應(yīng)用提供了參考。

西臺(tái)上泵站在調(diào)水運(yùn)行過(guò)程中，由于采水量變化不定，即使水泵采用機(jī)械調(diào)節(jié)改變?nèi)~片角度的運(yùn)行方式仍存在機(jī)組運(yùn)行切換頻繁、振動(dòng)大等情況，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。為保障機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，反向調(diào)水工作安全進(jìn)行，提出了對(duì)3#機(jī)組增設(shè)變頻設(shè)備的方案，并對(duì)其方案進(jìn)行了實(shí)施后的效果評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，變頻設(shè)備表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì)，對(duì)今后變頻設(shè)備在其他泵站工作中的應(yīng)用提供了參考。

分析比較大型水泵機(jī)組變工況方式,針對(duì)南水北調(diào)東線工程梯級(jí)泵站的特點(diǎn),將其分為源頭泵站、中間泵站、進(jìn)湖泵站和出湖泵站,根據(jù)各泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全運(yùn)行的要求,合理選擇機(jī)組變工況方式。源頭泵站宜采用變速-變角方式;進(jìn)湖泵站、出湖泵站宜采用變頻變速或變角方式;中間泵站宜采用機(jī)械式運(yùn)行全調(diào)節(jié)變角方式。成果對(duì)大型梯級(jí)泵站形式和機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)功能的合理設(shè)計(jì)選型有重大意義。

工程安全監(jiān)測(cè)能獲得水工建筑物工作性態(tài)的第一手資料,是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程安全隱患的一種有效方法。通過(guò)對(duì)南水北調(diào)東線一期工程鄧樓泵站的安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì),總結(jié)了大型泵站工程安全監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、測(cè)點(diǎn)布置及設(shè)計(jì)施工應(yīng)注意的問(wèn)題。

由于南水北調(diào)東線工程的高港泵站受長(zhǎng)江潮位影響,其揚(yáng)程變化頻繁、變化幅度大,且同時(shí)安裝有變角和不變角兩種不同水泵,因此對(duì)不同的日總抽水量,以泵站運(yùn)行費(fèi)用最少為目標(biāo),建立優(yōu)化模型。在考慮分時(shí)電價(jià)影響的基礎(chǔ)上,研究了5種不同變角和變速條件組合的泵站優(yōu)化運(yùn)行方案,求解確定了泵站各時(shí)段的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)和機(jī)組運(yùn)行工況。計(jì)算結(jié)果表明:5種優(yōu)化運(yùn)行方案中,1—3號(hào)機(jī)組變速、4—9號(hào)機(jī)組變速-變角優(yōu)化運(yùn)行方案節(jié)省電費(fèi)效果最為顯著;較現(xiàn)行的抽水流量一定的1—9號(hào)機(jī)組在設(shè)計(jì)角度運(yùn)行方案節(jié)約電費(fèi)13%～32%。