水泵站在給水排水工程中的應(yīng)用

水泵站在給水排水工程中的應(yīng)用LT源進(jìn)行提水的水輪泵站得到重視和迅速推廣,相應(yīng)的管理辦法與法則以及管理機(jī)構(gòu)開(kāi)始建立。（3）到1978年底,全國(guó)機(jī)電排灌泵站的裝機(jī)容量達(dá)到1500萬(wàn)kW灌溉面積達(dá)15370萬(wàn)hm2。這一時(shí)期的機(jī)電排灌泵站工程從總體上看得到了發(fā)展,但存在的問(wèn)題是重規(guī)模、重速度,而對(duì)質(zhì)量、效益與管理重視不夠,為以后的發(fā)展帶來(lái)一些不利的因素。（4）20世紀(jì)80年代至今,泵站工程在規(guī)模質(zhì)量、效益、管理等方面得到全面的提高和綜合的發(fā)展。其特點(diǎn)，一是大型泵站在跨流域調(diào)水工程相繼建成并投入使用,從工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝到運(yùn)行管理，技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階,二是重點(diǎn)抓了技術(shù)改造和經(jīng)營(yíng)管理,技術(shù)水平越來(lái)越先進(jìn),經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越好,建設(shè)與管理水平越來(lái)越高。[2]二、水泵站的應(yīng)用1.市政工程在市政工程建設(shè)中，泵站是城市給水排水工程中必要組成部分。泵站在整個(gè)給水排水系統(tǒng)中起到樞紐的作用。城市中水的循環(huán)都是借助于一系列的功能不同的泵站來(lái)完成正常運(yùn)行的。原水由取水泵站從水源地抽送到水廠，凈化后的清水由送水泵站輸送到城市官網(wǎng)中去，其流程圖如下圖所示。2.農(nóng)田灌溉建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的農(nóng)田灌溉事業(yè)取得了很大的成就，灌溉面積由1949年的1600萬(wàn)ha增加到4800萬(wàn)ha，而且預(yù)計(jì)到2000年還將增加533萬(wàn)ha，在占全國(guó)總耕地面積近50％的灌溉面積上生產(chǎn)了占總產(chǎn)量近2/3的糧食。灌溉泵站在農(nóng)田灌溉中將遠(yuǎn)處水源地的水輸送到農(nóng)田，節(jié)省大量人力物力，特別是隨著社會(huì)主義農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)，在農(nóng)田基本建設(shè)中需要建造越來(lái)越多的大型、巨大型的泵站來(lái)保證灌溉用水的正常輸送。3.引水工程引水泵站的效益主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)干旱減災(zāi)和解決區(qū)域性缺水問(wèn)題。最有代表性的南水北調(diào)東線工程，以長(zhǎng)江為水源，通過(guò)8級(jí)提水穿過(guò)黃河，解決山東、河北等北方地區(qū)用水緊張。灌溉方面，最具代表性的是我國(guó)西北一些干旱和半干旱地區(qū)。這些地區(qū)雖距黃河較近，但水低地高，人畜生存和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常年受到嚴(yán)重的缺水威脅。自六十年代，在甘肅、山西、陜西、寧夏等省（區(qū)）陸續(xù)興建了一批高揚(yáng)程提灌工程，開(kāi)發(fā)利用兩岸的水土資源，發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得了迅猛的發(fā)展，糧食產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)，農(nóng)民收入大幅度地提高，大量災(zāi)民從干旱缺水的地區(qū)向灌區(qū)移民，實(shí)現(xiàn)了“一年搬遷、兩年定居、三年溫飽、四年致富”的夢(mèng)想。4.防洪排澇泵站工程的排澇效益以平原湖區(qū)最為顯著。如湖北的江漢平原、廣東的珠江三角洲、東北的三江平原、浙江的杭嘉湖地區(qū)以及洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、太湖、巢湖的周邊地區(qū)，過(guò)去由于洪澇災(zāi)害，這些地區(qū)許多地方人煙稀少，雜草叢生，交通阻隔，釘螺成災(zāi)。有了泵站后，帶來(lái)百業(yè)興旺。如今，這些地方都成了重鎮(zhèn)、交通樞紐和當(dāng)?shù)卣?、?jīng)濟(jì)、文化中心。在農(nóng)業(yè)排澇方面，以我國(guó)排澇面積最大、裝機(jī)容量最多的湖北省為例。截止2004年，該省建有各種排澇泵站4205座、8429臺(tái)，裝機(jī)121.03萬(wàn)kW,排水流量12946m3/s,排澇受益面積2260萬(wàn)畝。該省泵站多年平均排水量為80億m3，其中單機(jī)功率800kW以上的大型泵站排水70億m3。二十多年來(lái)，先后戰(zhàn)勝了1980、1981、1983、1991、1996、1998、1999年的特大洪澇災(zāi)害。其中在1991年歷史罕見(jiàn)的特大洪水排澇中，單機(jī)功率800kW以上的大中型泵站發(fā)揮了骨干作用，日排水量為4.2億m3，累計(jì)排水量近100億m3，當(dāng)年泵站排澇減災(zāi)效益達(dá)160億元。三、水泵站存在的問(wèn)題根據(jù)對(duì)我國(guó)現(xiàn)有大型灌溉排水泵站的調(diào)研，特別是分析2009年各省水利廳上報(bào)的全國(guó)各大型泵站《現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告》、《現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)報(bào)告》和《安全鑒定報(bào)告書(shū)》，可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大型泵站發(fā)展存在的問(wèn)題還是比較突出的。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，部分泵站供水無(wú)保障。我國(guó)大型灌溉泵站中約90%建于20世紀(jì)六七十年代。限于當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)水平，很多泵站規(guī)劃論證不足，工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，泵站布局不合理，“三邊”工程多，配套不健全。從而導(dǎo)致機(jī)組選型不當(dāng)，水泵長(zhǎng)期在低效區(qū)運(yùn)行，甚至因揚(yáng)程不足或汽蝕嚴(yán)重而使泵站不能正常提水。2.泵站整體運(yùn)行效率低，能耗高，工作壽命短。從2008年開(kāi)始，水利部組織國(guó)內(nèi)泵站權(quán)威檢測(cè)單位，對(duì)全國(guó)主要大型灌溉泵站進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全國(guó)大型灌溉泵站平均裝置效率僅為40%～50%，能源單耗平均達(dá)7～8kWh/（kt·m），距部頒標(biāo)準(zhǔn)要求的裝置效率60%～70%相差很大。3.泵站型式單一，不能滿足不同類(lèi)型供水需求。我國(guó)自然條件差異很大，供水要求有相當(dāng)大的區(qū)別。例如，有的供水系統(tǒng)中水中含有大量泥沙，水泵口環(huán)極易磨損；有的供水系統(tǒng)中水位在不同季節(jié)變幅很高，要求水泵揚(yáng)程有極高的適應(yīng)性；有的地下水供水系統(tǒng)雖然揚(yáng)程變幅小，但流量變幅大，要求使用恒壓水泵提水；我國(guó)現(xiàn)有的泵站類(lèi)型，特別是可供選擇的水泵類(lèi)型，無(wú)法滿足諸多供水條件要求，從而制約了特殊地區(qū)的灌溉發(fā)展。4.水泵機(jī)組低端產(chǎn)品多，高新技術(shù)應(yīng)用少，信息化和自動(dòng)化程度低。水泵是泵站的心臟，我國(guó)大型灌溉泵站使用的水泵，絕大部分是20年前所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。雖然這些機(jī)組的水力模型在近年得到改善，但核心技術(shù)仍然停留在20年以前的水平。國(guó)產(chǎn)水泵機(jī)組多為低端產(chǎn)品，高新技術(shù)應(yīng)用少，水泵能耗高，空化嚴(yán)重，振動(dòng)超標(biāo)。因此，我國(guó)大型水泵與泵站建設(shè)處于十分尷尬的境地，迫切需要有關(guān)部門(mén)，組織國(guó)內(nèi)相關(guān)單位進(jìn)行攻關(guān)，以提升我國(guó)大型水泵與大型泵站的自主創(chuàng)新能力。四、水泵站的發(fā)展趨勢(shì)1.水泵的效率越來(lái)越高。水泵是泵站的心臟，它的質(zhì)量決定著泵站總體水平。由于一些新的理論與技術(shù)，如三維反問(wèn)題設(shè)計(jì)方法、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法和激光快速成形系統(tǒng)等的應(yīng)用，水泵的效率、高效區(qū)帶寬、汽蝕余量、壓力脈動(dòng)指標(biāo)等都得到了很大改善。2.節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高過(guò)去，泵站工程的建設(shè)考慮工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要和節(jié)約工程投資方面的問(wèn)題較多，很少考慮本站工程的能量消耗和運(yùn)行費(fèi)用，致使不少泵站工程長(zhǎng)期處于低效工況下運(yùn)行。這不僅增加了能量消耗，而且把節(jié)省下來(lái)的投資轉(zhuǎn)嫁給了運(yùn)行費(fèi)用。近年來(lái)，特別是自原水利電力部頒布八項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以來(lái)，對(duì)全國(guó)的很多泵站進(jìn)行了測(cè)試和普查。結(jié)果表明，泵站效率普遍偏低。因此，全國(guó)開(kāi)戰(zhàn)了一系列泵站節(jié)能技術(shù)方面的研究和規(guī)模較大的技術(shù)改造工作，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，機(jī)械部門(mén)推出了一批節(jié)能產(chǎn)品，水利部門(mén)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝檢修、運(yùn)行管理等各個(gè)環(huán)節(jié)采取措施，盡可能提高泵站效率，減少泵站能耗。3.應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大以往，泵站工程多用于農(nóng)業(yè)灌溉排水和城市給水排水。隨著近代城市和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，大規(guī)模的南水北調(diào)工程和沿海城市的調(diào)水工程將有廣闊的發(fā)展前景。在工業(yè)供水方面，泵站工程已成為火電廠和核電站等工業(yè)企業(yè)中鍋爐給水和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在工程施工中，基坑排水、井點(diǎn)排水、水力開(kāi)挖土方及泥漿輸送等都具有廣泛的發(fā)展前途。這些都離不開(kāi)水泵和泵站。4.安全可靠要求更高隨著多級(jí)泵站提水、抗洪搶險(xiǎn)以及工業(yè)企業(yè)工藝流程的需要，對(duì)泵站工程的安全可靠性的要求也愈來(lái)愈高。例如大范圍的農(nóng)田和城鎮(zhèn)排水、礦井排水的可靠性，不僅會(huì)影響工農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量，而且會(huì)給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成很大威脅。對(duì)火力發(fā)電廠，一旦循環(huán)泵站因故障停止供水，將可能迫使汽輪發(fā)電機(jī)組不能正常共工作而造成重大事故。也就是說(shuō)，越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到，泵站的可靠性不僅是泵站本身的問(wèn)題，而且已成為影響地區(qū)社會(huì)發(fā)展和社會(huì)效益的重要因素。因此，對(duì)泵站工程，特別是其中的機(jī)電設(shè)備的可靠性，以及泵站在反常運(yùn)行中的各種危害和防護(hù)措施已引起人們的普遍關(guān)注。[3]綜上所述，可以看出我國(guó)水泵及泵站的數(shù)量、規(guī)模已有較快的發(fā)展，同時(shí)，也存在一些缺點(diǎn)，主要是不少泵站裝置效率偏低，能源單耗大，抽水成本高，灌區(qū)工程配套不齊全，機(jī)電產(chǎn)品類(lèi)型和質(zhì)量問(wèn)題等，致使一些泵