董兆華 孫超君 鄭慧慧

(1.江蘇省灌溉總渠管理處， 江蘇 淮安 223200；2.江蘇省秦淮河水利工程管理處， 江蘇 南京 210022；3.連云港市贛榆區(qū)防汛防旱指揮部辦公室， 江蘇 連云港 222100)

淮安抽水一站更新改造關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

董兆華1孫超君2鄭慧慧3

(1.江蘇省灌溉總渠管理處， 江蘇 淮安 223200；2.江蘇省秦淮河水利工程管理處， 江蘇 南京 210022；3.連云港市贛榆區(qū)防汛防旱指揮部辦公室， 江蘇 連云港 222100)

淮安抽水一站改造工程克服原建設(shè)時(shí)大量資料難以收集的困難，按照工程實(shí)施不影響抗旱運(yùn)行等要求，在泵站的斷流方式、水泵選型、主電機(jī)推力軸承選用等方面開(kāi)展研究，開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備信息化管理系統(tǒng)。改造完成后的泵站機(jī)組效率明顯提升，具備了“無(wú)人值班、少人值守”的功能，提高了泵站運(yùn)行管理的現(xiàn)代化管理水平。

抽水泵站； 改造； 斷流方式； 軸承

平原水網(wǎng)地區(qū)，泵站是必不可少、功不可沒(méi)的水利工程設(shè)施之一。江蘇從20世紀(jì)50年代中期提出“抽引江水北上”的規(guī)劃，60年代初開(kāi)始實(shí)施，到1978年陸續(xù)建成了江都抽水一、二、三、四站和淮安抽水一、二站，標(biāo)志著江水北調(diào)總體框架構(gòu)成。20世紀(jì)80年代又相繼建成了泗陽(yáng)抽水站、淮陰抽水站等，標(biāo)志著江水北調(diào)體系日臻完善，為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供了可靠的水源保證。進(jìn)入21世紀(jì)后，對(duì)初期建設(shè)的泵站進(jìn)行安全評(píng)估表明，泵站的特征水位與實(shí)際水位已不相適應(yīng)，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、老化嚴(yán)重，設(shè)備狀況、技術(shù)水平已不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步。為此，江蘇在南水北調(diào)東線工程中新建寶應(yīng)站等工程的同時(shí)，實(shí)施了老泵站的更新改造工程，國(guó)家于2008年開(kāi)始對(duì)大中型泵站進(jìn)行更新改造，淮安抽水一站率先于2000年開(kāi)始實(shí)施，為同類型泵站更新改造提供借鑒。

1 工程概況

淮安抽水一站位于江蘇省淮安市南郊、蘇北灌溉總渠與京杭運(yùn)河的交匯處，是淮安水利樞紐的重要組成部分。始建于1972年12月，1974年3月建成投運(yùn)。裝有64ZLB-50型立式半調(diào)節(jié)軸流泵8臺(tái)，配套TDL-215/31-24型立式同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)容量6400kW，設(shè)計(jì)揚(yáng)程7.0m，設(shè)計(jì)流量60m3/s，水泵進(jìn)水流道為肘形彎管，出水流道為平直管，采用拍門斷流方式，主機(jī)采用強(qiáng)電就地控制[1]。主要作用是作為南水北調(diào)東線工程的第二級(jí)梯級(jí)站之一，抽引江都站、抽入里運(yùn)河的長(zhǎng)江水北上；抽排白馬湖地區(qū)的澇水；補(bǔ)給大運(yùn)河航運(yùn)用水。

2 改造緣由

原站主輔機(jī)設(shè)備均為20世紀(jì)70年代初產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)近30年的運(yùn)行，存在嚴(yán)重的安全隱患。主電機(jī)絕緣失去彈性，普遍龜裂，線棒鼓脹擴(kuò)展，矽鋼片變形明顯，轉(zhuǎn)子滑環(huán)凹凸不平，推力頭配合松動(dòng)，危及主機(jī)正常運(yùn)行；主水泵長(zhǎng)期偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，氣蝕嚴(yán)重，振動(dòng)加劇，泵軸軸頸磨損嚴(yán)重，軸承因振動(dòng)沖擊，多次檢修，軸承配合松動(dòng)；輔機(jī)系統(tǒng)、電氣設(shè)備均為淘汰產(chǎn)品，備品備件無(wú)法購(gòu)買，事故隱患多，安全運(yùn)行難以保證。

3 主要改造項(xiàng)目

該站于2000年實(shí)施更新改造。改造的主要內(nèi)容包括：更換8臺(tái)主機(jī)泵及相關(guān)輔機(jī)系統(tǒng)；更新所有高低壓電氣設(shè)備；增設(shè)泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和淮安樞紐自動(dòng)化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；改造進(jìn)出水流道及相關(guān)土建；增設(shè)電機(jī)層強(qiáng)迫通風(fēng)系統(tǒng)；拆建工作橋；新建集中控制室并維修和裝飾主副廠房；更換事故閘門，并增設(shè)快速閘門；更換攔污柵；完善部分管理設(shè)施等。

4 主要技術(shù)應(yīng)用

4.1 水泵選型

該站改造前水泵為上海水泵廠生產(chǎn)的64ZLB-50型立式半調(diào)節(jié)軸流泵，比轉(zhuǎn)速為500，設(shè)計(jì)揚(yáng)程7.0m，設(shè)計(jì)流量7.5m3/s，葉輪直徑1.54m，該泵的最優(yōu)工況點(diǎn)揚(yáng)程為8.0m，流量為7m3/s。但該站自建成投運(yùn)以來(lái)，實(shí)際運(yùn)行凈揚(yáng)程在3.0～5.0m之間，實(shí)際平均凈揚(yáng)程為3.91m，考慮進(jìn)出水流道的損失，水泵實(shí)際運(yùn)行工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離高效區(qū)，水泵運(yùn)行效率低、氣蝕嚴(yán)重、振動(dòng)大。

經(jīng)模型試驗(yàn)比選，改造后該站采用無(wú)錫水泵廠生產(chǎn)的1.75ZLQ11.2-5.3型立式全調(diào)節(jié)軸流泵，葉輪直徑從原來(lái)的1.54m增加到1.64m,轉(zhuǎn)速不變，設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.3m，設(shè)計(jì)流量11.2m3/s[2]。該泵型高效區(qū)在4.0～5.0m之間，符合實(shí)際使用條件。

4.2 斷流方式改造

該站為平直管出水流道，改造前采用拍門斷流，設(shè)液壓快速事故備用門，兼作檢修門。改造前，出水流道出口流速約1.6m/s，大于規(guī)范中出口流速宜在1.5m/s以下的要求，加之采用拍門斷流，出水流道水力損失較大。為減少拍門的水力損失，運(yùn)行中采用加設(shè)平衡錘的方式增加拍門開(kāi)度，門鉸及連接平衡錘的鋼絲繩磨損嚴(yán)重，維修工作量大，給運(yùn)行管理帶來(lái)不便。

更新改造后，單機(jī)流量由原來(lái)的7.5m3/s增加到11.2m3/s，如斷流方式及出水流道不變，出口流速將增加到2.0m/s，更加不能滿足規(guī)范的要求。為此，改造設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)斷流方式進(jìn)行了充分認(rèn)證分析，將拍門斷流方式改為快速門斷流。拆除拍門后，將出水流道按原有平面擴(kuò)散角接長(zhǎng)到原事故門槽(接長(zhǎng)2.7m)，出口寬度由原來(lái)的3.05m增加到3.73m，出口流速下降到1.43m/s。為改善機(jī)組的啟動(dòng)性能，在快速工作門上開(kāi)設(shè)小拍門，保證機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中出水順暢。

將斷流方式由拍門改為快速門，有效解決了因拍門不能完全開(kāi)啟而阻水、增加水力損失、維修工作量大且不便等問(wèn)題，降低了出口流速，提高了裝置效率。

4.3 主電機(jī)推力軸承選用

大型立式水泵機(jī)組大多采用剛性支撐的扇形可傾瓦推力滑動(dòng)軸承，主要由推力頭、鏡板、扇形推力瓦、絕緣墊、導(dǎo)向瓦等部件組成[3]。在檢修安裝時(shí)，通過(guò)人工調(diào)整推力瓦水平和受力，經(jīng)驗(yàn)性、隨意性及由此引起的誤差較大，容易造成推力瓦受力不均勻，甚至出現(xiàn)燒瓦事故，影響機(jī)組安全運(yùn)行。

改造后，該站選用TL1000-24/2150型立式同步電動(dòng)機(jī)，采用引進(jìn)的圓形推力瓦滑動(dòng)軸承，主要由推力頭、導(dǎo)軸承座、圓形推力瓦、承載環(huán)、導(dǎo)向瓦等組成。主要優(yōu)點(diǎn)有：

a.采用碟形支撐的圓形推力瓦，每塊瓦都具有自動(dòng)調(diào)平功能，制造成本和安裝精度要求較低，不易出現(xiàn)瓦塊受力不平衡現(xiàn)象。圓形瓦的支撐點(diǎn)在瓦塊的幾何中心，對(duì)停機(jī)過(guò)程中出現(xiàn)的機(jī)組正向、反向轉(zhuǎn)動(dòng)具有更好的適應(yīng)性。

b.推力頭與鏡板是整體結(jié)構(gòu)，消除了組合部件加工、組裝時(shí)出現(xiàn)的累積誤差,使推力頭摩擦面與瓦面之間接觸更加均勻，因而比同面積扇形瓦面的承載能力更強(qiáng)。

c.該軸承將絕緣裝置埋置在推力頭內(nèi)，采用高位安裝，無(wú)須刮削。傳統(tǒng)推力滑動(dòng)軸承的絕緣墊片置于鏡板與推力頭之間，調(diào)整時(shí)，絕緣墊片往往被刮削變薄以至殘破，且易存在局部間隙，影響絕緣效果。

d.軸承冷卻系統(tǒng)采用雙金屬翅片式油冷卻器，抗腐蝕性強(qiáng)，傳熱效率高，使用壽命長(zhǎng)，能夠更好保證電機(jī)軸承的運(yùn)行。

e.采用此軸承后，在運(yùn)輸條件允許的情況下，電機(jī)可整機(jī)發(fā)運(yùn)、整機(jī)起吊、整機(jī)安裝，給用戶使用帶來(lái)方便。

4.4 水導(dǎo)軸承選用

水導(dǎo)軸承是大型水泵的關(guān)鍵部件，如果水導(dǎo)軸承磨損過(guò)大或損壞，則會(huì)造成機(jī)組軸線擺度增大，振動(dòng)加劇，甚至發(fā)生葉片碰殼事故。在水泵上應(yīng)用的水潤(rùn)滑非金屬軸承主要有橡膠軸承、P23軸承、F102軸承、彈性金屬塑料軸承和賽龍軸承。橡膠軸承在立式泵上應(yīng)用較多，對(duì)泥沙不敏感，緩沖抑振性能較好。P23軸承是一種酚醛塑料軸承，脆性比較大、易碎，并且一旦有碎屑脫落，會(huì)加速磨損并拉毛與之相配的大軸軸頸。F102軸承與P23軸承相比承載力高，韌性好，能耐沖擊荷載，抗壓強(qiáng)度高，耐磨性好。但它與P23軸承一樣，在應(yīng)用時(shí)對(duì)軸承材料、成型工藝及泵軸的表面處理須有嚴(yán)格的要求。賽龍軸承的自恢復(fù)性和彈性極好，故能耐沖擊，且易加工、耐污水、耐磨損。彈性金屬塑料瓦用于替代巴氏合金瓦，在油潤(rùn)滑推力軸承上已取得成功經(jīng)驗(yàn)，但在水導(dǎo)軸承上應(yīng)用不多。

改造時(shí)，無(wú)錫水泵廠在主泵水導(dǎo)軸承上選用上海材料研究所研制的F102混雜纖維自潤(rùn)滑復(fù)合材料，該軸承為哈夫結(jié)構(gòu)，每塊由7只瓦襯組成。該站于2002年7月進(jìn)行了試運(yùn)行驗(yàn)收，但2004年4月，多數(shù)機(jī)組先后出現(xiàn)因振動(dòng)大而被迫停機(jī)的情況。經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)，機(jī)組大軸軸頸均不同程度偏磨，磨損最大處達(dá)10mm，水導(dǎo)軸承與導(dǎo)葉體連接螺栓全部松動(dòng)，定位銷全部剪斷，軸承分半合縫面的螺栓全部脫落，水導(dǎo)軸瓦瓦襯(F102材料)已磨平，并有近三分之一脫落，同時(shí)葉輪外殼及葉片磨損嚴(yán)重。至事故發(fā)生時(shí)，運(yùn)行時(shí)間最短的2號(hào)機(jī)組運(yùn)行了800h，最長(zhǎng)的5號(hào)機(jī)組運(yùn)行2000h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廠家所稱使用壽命大于10000h的承諾。水泵水導(dǎo)軸承的質(zhì)量有瑕疵是引起機(jī)組振動(dòng)損壞的主要原因，處理措施是將F102水導(dǎo)軸承改為橡膠軸承，對(duì)損壞的軸頸、葉輪外殼、葉片等進(jìn)行返廠處理，重新進(jìn)行安裝，運(yùn)行正常。

4.5 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

為降低設(shè)備的故障率，減小運(yùn)行管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高全站的管理水平，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。采用開(kāi)放式環(huán)境下全分布計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主輔機(jī)自動(dòng)控制管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、在線及離線計(jì)算、各圖表及曲線的生成、事故及故障信號(hào)的分析處理等功能。值班人員可通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行查詢，及時(shí)了解主輔機(jī)系統(tǒng)、電氣設(shè)備、測(cè)溫系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等運(yùn)行狀況。自動(dòng)進(jìn)行各種報(bào)表統(tǒng)計(jì)，對(duì)各種歷史事件提供歷史曲線查詢、歷史一覽表查詢、事故追憶分析等。通過(guò)視頻系統(tǒng)對(duì)主輔機(jī)和電氣設(shè)備實(shí)行監(jiān)視，極大提高了運(yùn)行管理水平。

開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系統(tǒng)。在保證機(jī)組運(yùn)行安全的前提下，根據(jù)調(diào)度流量、上下游水位及機(jī)組效率曲線，自動(dòng)確定最佳開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)和機(jī)組投入順序，并調(diào)節(jié)水泵的葉片角度，使機(jī)組在最佳工況下運(yùn)行，降低能耗。系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組效率曲線，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取站上下游水位及各臺(tái)機(jī)組葉片角度，運(yùn)用雙向插值法進(jìn)行計(jì)算，得到單機(jī)流量；對(duì)單機(jī)流量進(jìn)行累加，得到站總流量。采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以機(jī)組數(shù)i為階段變量，以各機(jī)組的抽水流量Qi為決策變量，以未分配的剩余流量Ki為狀態(tài)變量，求解出模型的最優(yōu)決策。

4.6 機(jī)電設(shè)備信息化管理系統(tǒng)

建設(shè)了“機(jī)電設(shè)備信息化管理系統(tǒng)”，對(duì)整個(gè)泵站的機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理和信息化管理，為生產(chǎn)、管理、運(yùn)行提供方便。

“銘牌檔案”模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備資料的管理，包括設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)廠家、主要設(shè)備圖片及相關(guān)使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)(存檔)等，使得每一臺(tái)設(shè)備都有自己的身份管理資料?！皺z修維護(hù)”模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備檢修、維護(hù)的管理，具有維護(hù)到期提醒、維護(hù)結(jié)束認(rèn)定、設(shè)備檢修查詢等功能。所有檢修記錄形成數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠指導(dǎo)運(yùn)行人員及時(shí)分析、處置運(yùn)行中設(shè)備故障，制定最佳維修方案。“試驗(yàn)管理”模塊具有對(duì)電氣設(shè)備的試驗(yàn)記錄進(jìn)行狀態(tài)趨勢(shì)分析、缺陷提示功能?！皞淦芳涗洝蹦K主要實(shí)現(xiàn)所購(gòu)備品備件庫(kù)存的入庫(kù)、領(lǐng)用、查詢、統(tǒng)計(jì)、不同備品件數(shù)量分析、數(shù)量不足備品件的提醒功能。

該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(監(jiān)控管理系統(tǒng))之間實(shí)現(xiàn)了鏈接，有效提高了系統(tǒng)的靈活性，使得系統(tǒng)的應(yīng)用更具人性化。

5 改造后效益分析

5.1 機(jī)組運(yùn)行效率分析

淮安一站于1974年投運(yùn)，2002年主體工程改造完成。運(yùn)行期間，水文部門一直做好機(jī)組的測(cè)流工作，包括上下游水位、機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)、機(jī)組運(yùn)行總功率以及實(shí)時(shí)流量等。通過(guò)對(duì)建站以來(lái)的395次測(cè)流[4]及效率分析，結(jié)合部分特征數(shù)據(jù)，可以看出泵站改造前后機(jī)組效率的變化。

5.1.1 機(jī)組運(yùn)行效率變化分析

截至2002年，老機(jī)組累計(jì)進(jìn)行了264次測(cè)流，該264次測(cè)流平均揚(yáng)程為4.30m，單機(jī)平均流量為8.95m3/s、平均功率647kW，平均效率為57.9%。新機(jī)組自2002年投運(yùn)以來(lái)，到2015年累計(jì)進(jìn)行了131次測(cè)流，該131次測(cè)流平均揚(yáng)程為3.89m，單機(jī)平均流量為10.14m3/s、平均功率651kW，平均效率為59.3%。從多次實(shí)測(cè)平均數(shù)據(jù)可以看出，改造后機(jī)組平均效率比改造前提高了1.4%。

改造前264次實(shí)測(cè)中，效率大于60%的共86次，占32.6%，效率大于55%的共190次，占72%；改造后131次實(shí)測(cè)中效率大于60%的共60次，占45.8%，效率大于55%的共112次，占85.5%?？梢钥闯龈脑旌髾C(jī)組運(yùn)行在高效區(qū)的比例遠(yuǎn)高于改造前。

5.1.2 極端工況下效率的變化分析

從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)看出，改造前最大實(shí)測(cè)揚(yáng)程出現(xiàn)在1983年7月13日，為5.72m，實(shí)測(cè)效率為64.9%；最小揚(yáng)程出現(xiàn)在1984年2月7日，為2.72m，實(shí)測(cè)效率為41.3%。改造后最大實(shí)測(cè)揚(yáng)程出現(xiàn)在2003年9月22日，為4.85m，實(shí)測(cè)效率為69.5%；最小揚(yáng)程出現(xiàn)在2014年11月26日，為3.2m，實(shí)測(cè)效率為52.8%。可以看出，運(yùn)行在最大揚(yáng)程情況下改造后比改造前高4.6%，在最小揚(yáng)程下改造前比改造后提高了11.5%。

對(duì)比相同揚(yáng)程下效率情況：改造前1975年9月28日,實(shí)測(cè)揚(yáng)程為4.84m時(shí)，效率為60.7%(1978年5月22日，實(shí)測(cè)揚(yáng)程為4.86m時(shí)，效率為60.6%)，改造后2003年9月22日，揚(yáng)程為4.85m時(shí)，實(shí)測(cè)效率為69.5%，提高了8.8%；改造前1986年5月2日，實(shí)測(cè)揚(yáng)程為3.19m時(shí)，效率為45.4%，對(duì)應(yīng)改造后2014年11月26日，揚(yáng)程3.2m，實(shí)測(cè)效率為52.8%，提高了7.4%。

5.1.3 效率變化的原因分析

影響機(jī)組運(yùn)行效率的主要原因是機(jī)組的性能及機(jī)組運(yùn)行的工況，選型時(shí)必須考慮水泵性能良好，并與泵站揚(yáng)程、流量變化相適應(yīng)[5]。

通過(guò)下表可以看出，該站實(shí)際運(yùn)行凈揚(yáng)程在3～5m之間，通過(guò)多年水位測(cè)算，泵站運(yùn)行實(shí)際平均凈揚(yáng)程為3.91m。

改造前后機(jī)組運(yùn)行揚(yáng)程分布區(qū)間統(tǒng)計(jì)表

改造前機(jī)組為64ZLB-50型立式半調(diào)節(jié)軸流泵，設(shè)計(jì)揚(yáng)程7m，設(shè)計(jì)流量7.5m3/s，該泵的最優(yōu)工況點(diǎn)揚(yáng)程為8m,流量為7m3/s。因此改造前的水泵實(shí)際運(yùn)行工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離高效區(qū)，從而使得水泵運(yùn)行效率低下。改造后的機(jī)組選型則充分考慮到這個(gè)方面的需求，新機(jī)組設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.3m，設(shè)計(jì)流量11.2m3/s。該泵型高效區(qū)在4.0～5.0m之間，符合該站的實(shí)際使用條件，因此機(jī)組運(yùn)行效率較高。

改造前機(jī)組葉片為半調(diào)節(jié)，需在機(jī)組停機(jī)后，抽空流道積水，打開(kāi)葉輪室才可改變?nèi)~片角度，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此基本不調(diào)節(jié)葉片。改造后機(jī)組葉片采用機(jī)械全調(diào)節(jié)方式，運(yùn)行時(shí)即可很方便地改變?nèi)~片角度，從而改變機(jī)組的運(yùn)行工況，使其盡可能在高效區(qū)運(yùn)行。

5.2 機(jī)組流量增加的效益分析

改造前機(jī)組設(shè)計(jì)流量為7.5m3/s，改造后機(jī)組設(shè)計(jì)流量為11.2m3/s。改造后水泵設(shè)計(jì)流量較以前單臺(tái)機(jī)組增加了3.7m3/s。從多次實(shí)測(cè)平均數(shù)據(jù)可以看出，改造后機(jī)組抽水的平均效率比改造前提高了1.4%。

該站作為江蘇江水北調(diào)的第二梯級(jí)泵站，不僅承擔(dān)著抽引江水北調(diào)抗旱的任務(wù)，而且承擔(dān)著白馬湖地區(qū)排澇的任務(wù)，機(jī)組運(yùn)行極為頻繁，近年平均運(yùn)行臺(tái)時(shí)均在1萬(wàn)臺(tái)時(shí)以上。以2015年為例，整個(gè)泵站運(yùn)行16700臺(tái)時(shí)，以單機(jī)平均流量增加3.7m3/s計(jì)算，2015年整個(gè)泵站多抽水達(dá)2.22億m3，可以看出改造后流量增加帶來(lái)巨大的效益。

5.3 節(jié)能效益分析

根據(jù)多年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析求出，改造前機(jī)組運(yùn)行的平均流量為8.95m3/s，平均功率為647kW，改造后機(jī)組運(yùn)行的平均流量為10.14m3/s，平均功率為651kW。改造后機(jī)組流量增加了13.3%，而功率僅增加了0.62%。如果運(yùn)行時(shí)及時(shí)根據(jù)機(jī)組揚(yáng)程變化改變?nèi)~片角度來(lái)提高運(yùn)行效率，那么機(jī)組在消耗同樣電量下，抽水量將更多。

通過(guò)對(duì)改造前后機(jī)組每抽一立方水消耗電功率，可以看出改造前平均消耗電功率為0.02度/m3，改造后平均消耗電功率為0.0178度/m3，這就意味著每抽一立方水改造后將節(jié)能0.0022度，節(jié)能率達(dá)11%左右。仍以2015年為例，2015年淮安一站機(jī)組抽水量為6.08億m3，按照以上節(jié)能計(jì)算，整個(gè)泵站全年節(jié)約電量達(dá)133.76萬(wàn)度，按照電費(fèi)0.54元/度的農(nóng)業(yè)用電計(jì)算，每年將節(jié)約電費(fèi)72.2萬(wàn)元。

5.4 技術(shù)效益分析

淮安抽水一站改造后，采用了新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝，設(shè)備完好率和運(yùn)行可靠性有了較大提高，大大降低了泵站設(shè)備運(yùn)行事故，減少了設(shè)備檢修費(fèi)用。泵站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，基本具備了“無(wú)人值班、少人值守”的功能，減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了運(yùn)行值班人員的數(shù)量，節(jié)約了人工費(fèi)用。改造前每個(gè)運(yùn)行班值班人員為5人，改造后，每個(gè)班只需3人，全站可減少值班人員8人，每年可節(jié)約運(yùn)行人工費(fèi)近80萬(wàn)元。

淮安一站承擔(dān)著流域性抗旱及排澇任務(wù)，機(jī)組運(yùn)行相當(dāng)頻繁，新技術(shù)的成功應(yīng)用，提高了工程安全運(yùn)行的保證率，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益，為后續(xù)泵站的加固改造提供了有益的借鑒。

[1] 江蘇省灌溉總渠管理處.淮安抽水一站加固改造工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告[R].淮安：江蘇省灌溉總渠管理處，2006.

[2] 戴健，古鳳英.淮安一站更新改造中水泵選型問(wèn)題探討[J].水利水電科技進(jìn)展，2002，22(1)：44-46.

[3] 王毅,陳堅(jiān),周少華,等.大型立式泵機(jī)組碟簧支撐圓形瓦推力滑動(dòng)軸承研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2010(3)：126-129.

[4] 江蘇省灌溉總渠管理處.江蘇省灌溉總渠管理處水文站水文資料整編[R].淮安：江蘇省灌溉總渠管理處，2015.

[5] 孫洪濱，魯靖華.淮安抽水二站更新改造分析研究[J].水泵技術(shù),2007(6):40-42,37.

Research and application of updating and transformation key technology in Huai’an Water Pumping No.1 Station

DONG Zhaohua1, SUN Chaojun2, ZHENG Huihui3

(1. Jiangsu Irrigation Main Irrigation Canal Administration, Huai’an 223200, China; 2. Jiangsu Qinhuai River Water Conservancy Project Administration, Nanjing 210022, China; 3. Lianyungang Ganyu District Flood Control and Drought Control Headquarters Office, Lianyungang 222100, China)

The difficulty of data collection in original construction is overcome in transformation project of Huaian Water Pumping No.1 Station. The pump station cutoff mode, water pump selection, selection of main motor thrust bearing, etc. are studied according to the requirement that project implementation does not affect drought control operation, etc. Computer monitoring system and mechanical and electrical equipment information management system are developed. The pump station unit efficiency is improved prominently after transformation. It has the function of ‘unattended personnel’ and ‘less attended personnel’. The modern management level of pump station operation management is improved.

pumping station; transformation; interruption mode; bearing

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.019

TV52

A

1005-4774(2017)08- 0072- 05