羊毛湾水库灌区泵站工程改造与运行效能探讨

摘要：泵站工程是扩大实灌面积、提升灌区抗旱效益、保障农业丰收的重要支柱。文章结合实际，分析了羊毛湾水库灌区泵站概况、存在问题，提出了实施泵站工程改造的原则、设计要求和运行增效措施。

关键词：羊毛湾水库灌区；泵站工程；工程改造；运行效能；实灌面积；抗旱效益 文献标识码：A

中图分类号：TV675 文章编号：1009-2374（2016）17-0116-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.056

1 泵站工程概况

羊毛湾水库灌区位于陕西省乾县境内，1973年建成投运，设施灌溉面积32.54万亩，有效灌溉面积24万亩。灌区共有抽水站75座，总装机容量9550kW，抽水流量9.25m3/s，抽水扬程3～252m，抽灌设施面积14.03万亩，有效面积7.2万亩。2000～2010年，曾利用世行贷款项目，对南沟一级站，跃进一、二、三级站，漠西一、二级站进行了改造。改造内容包括机电设备、机房和管理房更新以及主干渠道设施改造，共更新机泵15台、机房1160m2，改造输水渠道10.6km，完成投资850万元。开灌以来，羊毛湾水库管理局积极加强泵站工程运营管理、机电维修，在解决灌区局部高地灌溉、增加抗旱效益方面，发挥了不可替代的重要保障作用。

2 存在问题

羊毛湾水库灌区泵站工程大都修建于20世纪70年代，由灌区群众投工投劳，土法上马，完成部分土方开挖工程；基础开挖、砂石料运输、混凝土浇筑都是用简单工具和人工完成，运行期间发现许多问题都属先天不足，边设计边施工边运营是其建设主要特点，遗留了不少隐患，加之多年管理运行中维修资金短缺，老化失修严重。主要有以下问题：

2.1 工程设计标准低，设备配套差

由于“三边”工程特点明显，当时经济条件和设备制造水平不高，配套供应渠道不畅，凑合配套安装使用的设施较多，维持着可抽可用，许多泵站运行效率差，设计也不尽合理。

2.2 各级泵站之间流量供需配套比例较低

最初工程设计流量不够配套，加之多年运行中灌区情况发生了诸多变化，运行中靠频繁开、停机组或闸阀压闸进行水量大小调节，造成机组供水流量减少，效率降低，能耗增高。

2.3 设备陈旧落后，技术水平低，运行效果低

由于受当时设备材料与工艺水平限制，工程结构不尽合理，安装精度低，设备投运后不能按设计工况正常发挥效能。

2.4 主变压器为高耗能设备，运行效能低

铁芯材料和截面结构均不节能，线圈又是铝质材料，整个器身笨重，油量大，漏磁大，导磁率差，能耗高，已属淘汰设备，虽然能维持运行，但由于损耗大而造成运行成本较高。运行中发生漏油、超温、声音异常、绝缘套管污闪故障较多，影响电压调整。

2.5 所有金属结构设备锈蚀严重

压力管道、进出水阀门受水浸蚀，导致金属结构锈蚀十分严重，所有启闭设备老损，开启失灵，止水失效已不能满足机组检修、运行要求，存在较大的安全隐患。

2.6 供排水系统存在较多问题

密封水、冷却水管道锈蚀严重，已无法使用。排污泵运行时声音大，振动剧烈，轴与轴承磨损较严重，且有润滑油渗漏现象，水泵性能下降，经常出现故障。

2.7 多年运行中维修费投资短缺，运行故障较多

设备老化失修严重，许多部件已属淘汰产品，厂家停止生产，日常维修改造找不到相应产品和配件，勉强维持生产造成泵站效能日益衰减，急需实施更新改造。

3 泵站改造设计原则

3.1 效益优先

坚持以实现泵站安全运行、节能高效、方便管理为中心，以提高农业综合生产能力为核心，以服务灌区“三农”，保障国家粮食安全和农业可持续发展，增加农民收入，改善农业生产条件和农村生态环境为目标。

3.2 突出重点

重点关照粮果主产区和农业增产潜力大、综合生产能力提高快的区域泵站，优先安排在灌区供水体系中地位重要、管理力量强、投资回报率较高的泵站工程改造。

3.3 统筹兼顾

综合分析灌区上下游水利工程状况、供水能力、用水需求、资金投入产出比等因素，突出重点，兼顾一般，制订泵站工程整体改造规划，逐步推进实施改造。

3.4 因站制宜

深入泵站工程现场，听取泵站站长、技术员、老机电工的意见和建议，根据各泵站工程现状和多年运营实际情况，针对存在问题有的放矢地制定合适的改造方案。

3.5 量力而行

根据国家资金投入和地方财力的可能，注重利用原有设施，比选优化设计方案，算好投资效益账，讲求工程投资效能，制定切实可行的改造方案和措施。

3.6 加强技术革新与应用

讲求节能、环保、高效，在工程改造中积极采用新技术、新材料、新工艺，尽最大可能运用新产品、新技术，提升泵站工程改造质量和效益。

4 生产生活设施设计要求

4.1 功能与美观标准并重

泵站主体建筑物在注重功能的前提下，外观应充分反映泵站的特点，具有时代特征。设计应简洁明快、外型美观、具有特色，注重色彩配置，与周围整体环境

协调。

4.2 泵房通风良好，实用协调

厂房参照民用建筑标准要求建设，建筑物内外色彩柔和，光线明亮，根据需要安装钢（铁）门、单层双玻塑钢窗。注意防火、防盗，延长设施使用寿命。

4.3 供电、电信线路畅通高效

在泵站生产、生活区内，应建设可靠、有效的供电、电信、给排水系统，营造高效的工作和生活环境。

4.4 进厂道路便利，符合规定

交通布置应满足机电设备运输的要求，方便运行人员上下班。

4.5 设施满足生产、生活需要

改造设计应考虑泵站生产、生活设施改善和维修，建设运行人员值班室。泵站应装备必要的安全劳保设施、工具。泵站除配备一定的生产、生活用房外，应根据实际需要，设置仓库、检修间等。

5 多方加快泵站工程改造

“十二·五”期间，羊毛湾水库管理局抢抓机遇，多方争取省、市资金4500多万元，先后对吴村、新阳东、新阳西抽水站进行了改造，新建了老鸭咀水库坝后抽水站，使灌区抽水抗旱功能得到恢复和明显增强。（1）新建老鸦嘴水库坝后抽水站。老鸦嘴水库系羊毛湾灌区渠库结合工程，1970年建成，属中型水库。大坝校核洪水位617.40m，现状坝高620.6m。2014年新建坝后抽水站1座，安装水泵机组6台，修建了主副厂房及附属设施，增加了灌区向羊毛湾总干渠补水能力。（2）修复改造新阳东抽水站。原新阳东抽水站于1974年修建，总扬程85m，总装机容量210kW；新阳中抽水站1975年修建，总扬程55m，总装机容量60kW。2014年将新阳东、中抽水站合并管理进行改造。一级站控制面积1407亩，设东、西、南3条输水渠，总长1660m，利用原有6条斗渠灌溉；二级出水池控制面积3616亩，设输水渠1条，布设10条斗渠灌溉。（3）修复改造新阳西抽水站。该站设施灌溉面积1.25万亩，有效面积1.08万亩。2014年已重新进行改造。一级站有东、西2条输水渠，总长2047m，利用原有13条斗渠灌溉，控制灌溉面积5050亩；二级蓄水池控制面积2230亩，有输水渠1条，布设8条斗渠灌溉；三级出水池控制面积2800亩，设输水渠1条，布设7条斗渠灌溉。（4）改建漠西吴村抽水站。该站灌溉耕地7624亩，1994～1997年1～3级抽水站相继毁坏，造成大片农田失灌。2013年对吴村抽水站及所属斗渠进行了改造，提高了灌区输水保证率。

在“十三·五”期间，管理单位应继续争取投资，对灌区抽水站设施更新改造，进一步增强灌区抗旱能力，更好地服务促进“三农”发展。

5.1 新建临平抽水站

临平镇辖17个行政村，总人口2.987万人，耕地40261亩，抗旱关键时刻供水严重不足。应尽快建立抽水站一座，设计灌溉面积8000亩。前池设计水面高程为627.5m，池底高程625m，前池采用暗渠进水。泵房呈一字型布置，为半地下室结构，水泵采用自灌形式运行。泵房地上部分采用砖混结构，地下部分采用钢筋混凝土结构，建筑火灾危险等级为戌类，耐火等级为二级。

5.2 进一步改造石牛抽水站设施

石牛抽水站建于1972年，经多年运用，老化失修严重，效能衰减。2015年开始实施抽水系统改造，更换水泵机组4台套，改造主副厂房、压力管道、变配电设备及附属设施，改造10kV输电线路10km，建筑物4座，衬砌改造渠道2.076km。该抽水灌区为山坡地，地形坡降一般在1%左右，有着实施喷灌和管灌的优势，应大力推广农作物喷灌和果树管灌新技术，以有效提升水资源利用效益。

6 提升泵站运行效能

6.1 选用新式性能高的水泵，保证机组安全高效运行

首先要选用合适的机泵型号，使泵站扬程能贴近机泵的高效工作扬程；其次要精心设计进水池和合理的安装高程，使水泵运行中尽可能不产生汽蚀，零部件能抵抗汽蚀和泥沙磨蚀，提高机泵运行效率。

6.2 选用高效节能电动机

尽可能使电动机的负载率不低于额定功率的80%，保持较高的电动机效率和功率因数。

6.3 按照最佳前池水位运行

无论单级、多级抽水都应通过大量实验数据或长期运行资料，摸索出一个最佳水位区间，供值班人员掌握落实，以提高机组抽水效率。

6.4 减少水泵运行中的容积损失

离心泵蜗壳之隔舌容易磨蚀，造成高压水的回流，要及时采取措施修补。轴流泵叶片径向间隙导致高压回流，是泵容积损失的主要因素。如将叶轮外沿表面重新车削抛光，配制非标准口环，可收到较好效果。在更换动叶外壳仍然达不到预期效果时，应考虑更换叶片。

6.5 定期测定抽水机组装置效率

即对每台机泵的出水量Q、电动机输入功率、输出功率、净扬程和总扬程进行测试，求出实际运行数值，然后有针对性地采取措施改进。

6.6 加强管道维修保养

通过运行前、停机时检查维修，保持管道不漏气，内面光滑，提高拍门运行中的张开角度，降低管道实际沿程和局部阻力损失，提高管道输水效率。

6.7 推行按班组核算制度

实行泵站运行抽水量、单耗指标、安全生产分组承包，严明工效挂钩和具体奖惩办法，以夯实工作责任，激励创先争优，提高运行效益。

7 结语

工欲善其事，必先利其器，人利不如家具利。羊毛湾水库灌区泵站工程的建成投运，有效地改善了乾县农业生产和生态环境条件，改变了千年旱塬贫脊缺水的历史，扩大了灌区实灌面积，提升了农业生产效益。但目前部分泵站设施老化，能耗高，安全性能差，灌溉效益衰减。应按照灌区发展规划，继续加大投资力度，全面推进灌区泵站工程改造，改进日常运营管理，有效提升灌区工程效能，造福一方民众，为确保国家粮食安全做出应有贡献。

参考文献

[1] 羊毛湾水库管理局.羊毛湾水库灌区“十二·五”发展规划[R].2011.

[2] 任三成.陕西灌区管理[M].西安：陕西科学技术出版社，2002.

作者简介：周辉（1982-），男，陕西大荔人，咸阳市羊毛湾水库管理局助理工程师，研究方向：水利工程管理。

（责任编辑：秦逊玉）