陳宇

（晉城市水務(wù)局，山西 晉城 048000）

晉城市杜河提水工程一級泵站設(shè)計簡述

陳宇

（晉城市水務(wù)局，山西 晉城 048000）

介紹了杜河提水工程概況，闡述了臥式機組和立式長軸多級離心泵方案的優(yōu)缺點，結(jié)合工程實際，從水泵結(jié)構(gòu)性能、運行管理、維護檢修、配套工程、施工及投資等方面對兩種方案進行了分析比較，最終選擇采用立式長軸多級離心泵方案。

一級泵站；臥式機組；立式長軸多級離心泵；杜河

1 工程概況

杜河提水工程是晉城市“井”字型大水網(wǎng)骨干工程，主要任務(wù)是開發(fā)新的供水水源，解決晉城市周村和李寨工業(yè)園區(qū)用水以及輸水管線沿線0.3萬hm2農(nóng)田的農(nóng)業(yè)灌溉用水。工程由提水工程和灌溉工程兩部分組成，取水口位于澤州縣李寨鄉(xiāng)馬安村和陽城縣金灘村交界處的杜河水庫庫區(qū)內(nèi)。提水工程一級泵站直接從杜河水庫提水，通過10.65 km輸水管線將水輸送到苗莊調(diào)蓄水池，主管線管徑1.4 m，在主管線樁號7+ 694處接支管線，在支管線樁號3+815—3+852之間修建一座支線泵站，經(jīng)過支線泵站二次加壓將水送到李寨調(diào)蓄池，支管線線路總長7.18 km，其中0.8 m引水管道3 847 m，直徑0.6 m壓力管道3 330 m。灌溉工程從主管線以及支管線直接分水，通過9條支管向灌區(qū)送水，可灌溉農(nóng)田0.3萬hm2。年提水總量2 700萬m3，流量1.72 m3/s。

2 一級泵站設(shè)計方案

一級泵站修建于杜河水庫大壩上游1 600 m處的沁河左岸。杜河水庫庫底高程443 m，死水位450 m，正常蓄水位462 m。水庫運行水位變化較小，2005—2010年水庫水位觀測最低水位458.12 m，最高水位（洪水水位）462.91 m，水位年變化幅度在1.5～3.88 m之間，泵站100年一遇校核洪水位為468.7 m，洪水來臨時水庫水位變幅大，故不適宜修建浮船泵站和纜車式泵站，比較適宜的泵站形式是岸邊固定式泵站。

為充分利用杜河水庫調(diào)節(jié)能力，泵站設(shè)計水位為458 m，最低取水位為454 m，因此泵站要兼顧適應(yīng)454～462 m之間水庫正常運行水位和462～468.7 m之間水庫防洪水位的變幅，既能適應(yīng)水庫水位8 m的變幅，使水泵機組的各種工況點始終處于高效區(qū)，同時又能減少短時洪水位變化對泵站工程安全運行的影響，必須選擇合適的水泵機組和采用有效的工程措施。干式石房較濕式石房和半濕式廠房投資小，運行管理方便，沒有防滲防洪問題，因此選擇干式廠房配臥式機組加前置泵方案和立式長軸多級離心泵方案進行比選。

2.1 臥式機組方案

臥式機組方案是采用一臺前置泵和一臺主泵串聯(lián)運行。前置泵選用潛水排污泵，主泵選用臥式雙吸多級離心泵，將前置泵放置于廠房豎井內(nèi)，主泵放置于主廠房內(nèi)。

廠房一列式布置4組機組。主廠房為半地下式矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積675 m2。廠房分為地上和地下兩部分，地面以上是單層工業(yè)廠房，高10.1 m。地面以下為C25鋼筋混凝土基坑，深2.0 m，基坑底面高程為469 m，不受洪水威脅。

前置泵放置于廠房豎井底部，豎井接水平流道直接從水庫取水。臥式機組各機組間距9.0 m，進、出水管路間距均為9 m。主泵機墩尺寸為6.9 m×1.6 m，機墩距離進水側(cè)墻體軸線凈距為8.4 m，距離出水側(cè)墻體軸線凈距為5.0 m。廠房起吊設(shè)備采用16/3.2 t吊鉤橋式起重機。廠房上下兩部分之間交通采用1.0 m寬鋼梯。檢修間布置在泵站主廠房右端，尺寸為15.0 m× 7.0 m（長×寬），高10.1 m。

2.2 立式長軸多級離心泵方案

立式長軸多級離心泵方案是采用一臺立式長軸多級離心泵從水庫抽水。將立式長軸多級離心泵直接放置于豎井中，泵的一級葉輪深入最低取水位以下，其余三級葉輪布置在檢修層高度，中間加長軸長來滿足取水水位與防洪水位的要求。

廠房布置4組機組，一列式布置。主廠房為矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積360.0 m2。廠房分為兩層，上層為半地下式，機坑深2.5 m，安裝、檢修間高程472.5 m，機坑底高程為469.0 m，上層為現(xiàn)澆式單層工業(yè)廠房，高13.5m。下層為檢修間，底板高程為462.5m，主要用于水泵一級葉輪和長軸的檢修。

3 方案比選

3.1 主泵結(jié)構(gòu)及性能

臥式機組方案運行安全平穩(wěn)、壽命長、重量輕、效率低，主軸水平布置，比立式占地面積大；國內(nèi)大流量、高揚程臥式多級泵技術(shù)不太成熟，工程上已使用的雙吸泵流量較大，兩級泵揚程150 m左右，最多能做到三級，轉(zhuǎn)速較高，比轉(zhuǎn)速較??；方案中兩套機組聯(lián)合運行比單泵運行復雜。立式長軸多級離心泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量較大、效率高，主軸垂直布置比臥式占地面積小，是一種成熟泵性，水利工程應(yīng)用較多，沒有級數(shù)限制，轉(zhuǎn)速小，機組轉(zhuǎn)動慣量較大，但由于水泵軸比較長，對軸承穩(wěn)定性要求高。

3.2 運行管理及維護檢修

臥式機組方案中水泵與電機處于同一層，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、日常維護檢修較容易，但有兩臺機組串聯(lián)，檢修與日常維護工作量大，同時受水泵噪音影響，工作環(huán)境較差。立式長軸多級離心泵電機位于水泵上方，拆卸泵時需移動電機，日常維護檢修較難，只有一臺機組運行，檢修與日常維護工作量小，水泵葉輪主要在檢修層，廠房噪音相對小，工作環(huán)境較好。

3.3 配套工程

臥式機組方案機組間距較大，進、出水管路及取水口工程量較大，兩臺機組串聯(lián)運行，需要高低壓配電、軟啟動設(shè)備及前置電機，配套電機總?cè)萘?440 kW，4級，廠房選用16 t起吊設(shè)備。立式長軸多級離心泵機組間距較小，進、出水管路及取水口工程量較小，一臺機組運行，只需要高壓配電設(shè)備，配套電機總?cè)萘? 500 kW，6級，廠房選用32 t起吊設(shè)備，且檢修層需備可移動式5 t電動葫蘆。

3.4 土建工程及施工

臥式機組方案主廠房占地面積675 m2，挖掘深度2 m，為單層廠房，水泵電機位于同一基礎(chǔ)面，土建結(jié)構(gòu)簡單，地上工程量大，施工難度小。立式長軸多級離心泵方案主廠房占地面積360 m2，挖掘深度為進水側(cè)9.0 m，出水側(cè)2.5 m，雙層廠房，土建結(jié)構(gòu)復雜，地下工程量大，施工難度大。

3.5 工程投資

臥式機組方案需要兩套水泵及電機，價格較低，主廠房、取水口及廠區(qū)管路工程投資較大；立式長軸多級離心泵方案，價格較高，增加軸長后價格會更高，主廠房、取水口及廠區(qū)管路工程投資小。

4 結(jié)論

綜合比較，立式長軸多級離心泵方案雖然結(jié)構(gòu)復雜，運行管理、日常檢修等難度大，但其生產(chǎn)技術(shù)成熟，運行穩(wěn)定、安全可靠，占地小、效率高，且比臥式機組方案少一套機組，不用考慮機組聯(lián)合運行的問題，更適合杜河提水工程設(shè)計，因此一級泵站推薦采用立式長軸多級離心泵方案。

TV675

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1004-7042（2016）12-0028-02

陳宇（1986-），男，2010年畢業(yè)于太原理工大學農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)，助理工程師。

2016-10-15；

2016-11-24