浅述小榄镇永宁泵站、水闸工程项目技术创新及关键技术

袁龙刚

（广东省中山市水利水电勘测设计咨询有限公司 中山市 528403）

1 工程概况

小榄镇永宁泵站、水闸工程位于广东省中山市小榄镇永宁村境内，为内河排涝泵站，外临凫洲河，是集防洪、排涝等多功能为一体的中型水利工程。

永宁排涝区域受益范围为永宁社区，地处小榄镇西面，内涝渍水排入凫洲河，由于原泵站（永宁泵站）排水流量小，每逢洪水暴雨造成内涝积水，严重影响了当地工农业生产及围内人民生命财产安全。因此，需对原排涝体系进行重新规划，解决内涝灾害问题，保障受益区工农业的正常持续发展，经小榄镇政府及多个部门多次调查研究，决定在原址重建永宁泵站、水闸。

该工程由水闸、泵站组成：水闸为1 孔，净宽8 m；泵站总设计流量20.0 m3/s，泵站总装机容量1 000 kW，泵站装2 台1600 GZBW-100-500 kW 潜水贯流泵，采用10 kV 直配线供电。

泵站设计标准：泵站排涝设计标准为10年一遇24 小时暴雨产生的径流量1 天排干，挡水建筑物防洪设计标准为30年一遇。

泵站特征扬程：泵站设计扬程为2.00 m，最大扬程为3.00 m。

工程总概算为1 623.65 万元。

2 技术创新及关键技术

（1）采用带行星齿轮的大型潜水贯流泵，潜水贯流泵是将潜水电机技术、贯流泵技术、密封技术、行星齿轮箱技术、传感监控技术组合在一起而产生的整装式新型机电一体化产品，采用电压等级为10 kV，技术达到国内领先水平。整机吊装湿式承插式安装方式达到国内先进水平。采用此种方案使工程投资大幅缩小。

（2）装置效率较传统轴流泵站大幅提高。

（3）安装、检修方便，年运行费大幅降低。

（4）可实现双向抽水功能。

3 技术创新及关键技术与国内先进指标对比

潜水贯流泵站与传统轴流泵站相比，具有以优点：

（1）本工程所选1600 GZBW-100-500 kW 带行星齿轮的大型潜水贯流泵电机为高速异步电机（6极990 r/min），10 kV 配电，经行星齿轮减速箱减速，减速箱速比1∶3.735 8，水泵转速为265 r/min。高速电机直径小，有利于选择合理的灯泡比，而且大幅提高力能指标、减少金属的消耗量，减小水泵造价。

机组结构紧凑，可潜水运行，大大简化了泵站的土建和泵房结构，无需设置上部厂房，管理房及配电房布置在水闸上部，安装检修租用汽车吊起吊，无需设置专门起吊设备，同时机组无需设置油、水、气系统，可节约工程投资约30%。

潜水泵因泵机一体化，不象传统的轴流泵，不再需要配置相应的油、水、气系统，管理将更为方便，同时也省去了这部份的投资和维护费用，节约工程投资10%以上。

机组卧式安装，基础开挖深度小，节省工程投资，缩短工期。在软土及流砂基础地区具有较大优势。

在保证刚度和运行稳定的条件下，实现了在机坑有限空间内电机、行星齿轮减速箱、水泵段为一整体的结构设计，整机装置与预埋进、出水管不需螺栓连接，安装检修时可以直接起吊。安装方式为湿式承插式安装，湿式泵坑两端设置预埋件。安装时，只需将整机装置用汽车吊沿进水侧的预埋导轨放入湿式泵坑即可，安装方便。此种安装方式在国内尚属首例。

（2）采用国内先进的轴流泵水力模型。该模型在低扬程工况下性能优秀，而且有较好的抗汽蚀性能。配合带行星齿轮减速箱机组灯泡比小的结构特点，专门设计导叶型线，整个装置效率可达到83.6%以上。

流道顺直，水力损失小，装置效率高。流道及水泵进出水设计为直进直出，比传统的轴流泵泵站装置效率大大提高，比传统轴流泵站提高约13%，高效节能，效果明显。

（3）由于机泵一体化，设备集成化程度高，安装维护简单、便利。机电无需在现场进行耗工耗时的轴对中的安装装配工序，其安装方便、快速，使用维护也十分方便，只需将泵整体吊出，无须在地面下检修，施工工期缩短20%以上,减小安装及年运行费。

水泵结构设计中，设置的大容量渗漏水集水箱、行星齿轮减速箱及轴承装置的换油系统，使潜水贯流泵有了较强的可维护性和可保养性，可显著延长大修间隔时间，是提高潜水贯流泵运行可靠性的重要特点, 此泵站自2009年投产以来，2012年大修时仅更换了齿轮箱润滑油，减小年运行费。

水泵水下运行，泵站运行条件好，机组散热好，噪音低，改善了泵站及周围环境的工作条件和生活条件，并可建成全地下泵站，保持地面的原环境面貌，对环境影响小，运行管理方便，便于自行控制。采用特殊的细长电机，电机置于流道中，水流从电机外围流过，通过水流自行进行冷却，无需专门的冷却水系统，减少年运行费20%以上。

附图 泵站剖面图

（4）采用起吊转向方式，可实现反向抽水，可同时满足灌溉和排水要求。见附图。

4 存在不足及改进建议

本工程设计方案的不足之处在于水泵机组为新型机电一体化产品，机组生产厂家远在安徽省合肥市，在广东省暂时还没有设立维修点，水泵机组大修需要返厂，大修时运输成本较大，随着此种新型机电一体化产品在广东省的大力推广，广东省境内选用此种机型的泵站逐步增多，建议机组生产厂家在广东省设立维修点，方便用户大修，降低大修成本。

5 结 语

本工程经济合理，投产运行后效益显著。该工程概算总投资1 623.65 万元，其中泵站部分投资800万元，工程单位千瓦投资0.8 万元，单位流量投资40万元，其性价比优良；经预测，其经济内部收益率15.92%；经济净现值536.85 万元，经济效益费用比1.39，具有显著的经济效益和社会效益。工程自2009年6月试运行以来的多次暴雨中发挥了巨大的排涝减灾效益，使得小榄永宁社区低洼地带免受涝灾，其减灾效益十分显著。本工程的成功设计获得了当地广大群众、建设单位和主管部门的一致好评。