晋城市杜河提水工程一级泵站设计简述

陈宇

（晋城市水务局，山西 晋城 048000）

晋城市杜河提水工程一级泵站设计简述

陈宇

（晋城市水务局，山西 晋城 048000）

介绍了杜河提水工程概况，阐述了卧式机组和立式长轴多级离心泵方案的优缺点，结合工程实际，从水泵结构性能、运行管理、维护检修、配套工程、施工及投资等方面对两种方案进行了分析比较，最终选择采用立式长轴多级离心泵方案。

一级泵站；卧式机组；立式长轴多级离心泵；杜河

1 工程概况

杜河提水工程是晋城市“井”字型大水网骨干工程，主要任务是开发新的供水水源，解决晋城市周村和李寨工业园区用水以及输水管线沿线0.3万hm2农田的农业灌溉用水。工程由提水工程和灌溉工程两部分组成，取水口位于泽州县李寨乡马安村和阳城县金滩村交界处的杜河水库库区内。提水工程一级泵站直接从杜河水库提水，通过10.65 km输水管线将水输送到苗庄调蓄水池，主管线管径1.4 m，在主管线桩号7+ 694处接支管线，在支管线桩号3+815—3+852之间修建一座支线泵站，经过支线泵站二次加压将水送到李寨调蓄池，支管线线路总长7.18 km，其中0.8 m引水管道3 847 m，直径0.6 m压力管道3 330 m。灌溉工程从主管线以及支管线直接分水，通过9条支管向灌区送水，可灌溉农田0.3万hm2。年提水总量2 700万m3，流量1.72 m3/s。

2 一级泵站设计方案

一级泵站修建于杜河水库大坝上游1 600 m处的沁河左岸。杜河水库库底高程443 m，死水位450 m，正常蓄水位462 m。水库运行水位变化较小，2005—2010年水库水位观测最低水位458.12 m，最高水位（洪水水位）462.91 m，水位年变化幅度在1.5～3.88 m之间，泵站100年一遇校核洪水位为468.7 m，洪水来临时水库水位变幅大，故不适宜修建浮船泵站和缆车式泵站，比较适宜的泵站形式是岸边固定式泵站。

为充分利用杜河水库调节能力，泵站设计水位为458 m，最低取水位为454 m，因此泵站要兼顾适应454～462 m之间水库正常运行水位和462～468.7 m之间水库防洪水位的变幅，既能适应水库水位8 m的变幅，使水泵机组的各种工况点始终处于高效区，同时又能减少短时洪水位变化对泵站工程安全运行的影响，必须选择合适的水泵机组和采用有效的工程措施。干式石房较湿式石房和半湿式厂房投资小，运行管理方便，没有防渗防洪问题，因此选择干式厂房配卧式机组加前置泵方案和立式长轴多级离心泵方案进行比选。

2.1 卧式机组方案

卧式机组方案是采用一台前置泵和一台主泵串联运行。前置泵选用潜水排污泵，主泵选用卧式双吸多级离心泵，将前置泵放置于厂房竖井内，主泵放置于主厂房内。

厂房一列式布置4组机组。主厂房为半地下式矩形钢筋混凝土框架结构，建筑面积675 m2。厂房分为地上和地下两部分，地面以上是单层工业厂房，高10.1 m。地面以下为C25钢筋混凝土基坑，深2.0 m，基坑底面高程为469 m，不受洪水威胁。

前置泵放置于厂房竖井底部，竖井接水平流道直接从水库取水。卧式机组各机组间距9.0 m，进、出水管路间距均为9 m。主泵机墩尺寸为6.9 m×1.6 m，机墩距离进水侧墙体轴线净距为8.4 m，距离出水侧墙体轴线净距为5.0 m。厂房起吊设备采用16/3.2 t吊钩桥式起重机。厂房上下两部分之间交通采用1.0 m宽钢梯。检修间布置在泵站主厂房右端，尺寸为15.0 m× 7.0 m（长×宽），高10.1 m。

2.2 立式长轴多级离心泵方案

立式长轴多级离心泵方案是采用一台立式长轴多级离心泵从水库抽水。将立式长轴多级离心泵直接放置于竖井中，泵的一级叶轮深入最低取水位以下，其余三级叶轮布置在检修层高度，中间加长轴长来满足取水水位与防洪水位的要求。

厂房布置4组机组，一列式布置。主厂房为矩形钢筋混凝土框架结构，建筑面积360.0 m2。厂房分为两层，上层为半地下式，机坑深2.5 m，安装、检修间高程472.5 m，机坑底高程为469.0 m，上层为现浇式单层工业厂房，高13.5m。下层为检修间，底板高程为462.5m，主要用于水泵一级叶轮和长轴的检修。

3 方案比选

3.1 主泵结构及性能

卧式机组方案运行安全平稳、寿命长、重量轻、效率低，主轴水平布置，比立式占地面积大；国内大流量、高扬程卧式多级泵技术不太成熟，工程上已使用的双吸泵流量较大，两级泵扬程150 m左右，最多能做到三级，转速较高，比转速较小；方案中两套机组联合运行比单泵运行复杂。立式长轴多级离心泵结构紧凑、体积小、重量较大、效率高，主轴垂直布置比卧式占地面积小，是一种成熟泵性，水利工程应用较多，没有级数限制，转速小，机组转动惯量较大，但由于水泵轴比较长，对轴承稳定性要求高。

3.2 运行管理及维护检修

卧式机组方案中水泵与电机处于同一层，结构简单，安装、日常维护检修较容易，但有两台机组串联，检修与日常维护工作量大，同时受水泵噪音影响，工作环境较差。立式长轴多级离心泵电机位于水泵上方，拆卸泵时需移动电机，日常维护检修较难，只有一台机组运行，检修与日常维护工作量小，水泵叶轮主要在检修层，厂房噪音相对小，工作环境较好。

3.3 配套工程

卧式机组方案机组间距较大，进、出水管路及取水口工程量较大，两台机组串联运行，需要高低压配电、软启动设备及前置电机，配套电机总容量2440 kW，4级，厂房选用16 t起吊设备。立式长轴多级离心泵机组间距较小，进、出水管路及取水口工程量较小，一台机组运行，只需要高压配电设备，配套电机总容量2 500 kW，6级，厂房选用32 t起吊设备，且检修层需备可移动式5 t电动葫芦。

3.4 土建工程及施工

卧式机组方案主厂房占地面积675 m2，挖掘深度2 m，为单层厂房，水泵电机位于同一基础面，土建结构简单，地上工程量大，施工难度小。立式长轴多级离心泵方案主厂房占地面积360 m2，挖掘深度为进水侧9.0 m，出水侧2.5 m，双层厂房，土建结构复杂，地下工程量大，施工难度大。

3.5 工程投资

卧式机组方案需要两套水泵及电机，价格较低，主厂房、取水口及厂区管路工程投资较大；立式长轴多级离心泵方案，价格较高，增加轴长后价格会更高，主厂房、取水口及厂区管路工程投资小。

4 结论

综合比较，立式长轴多级离心泵方案虽然结构复杂，运行管理、日常检修等难度大，但其生产技术成熟，运行稳定、安全可靠，占地小、效率高，且比卧式机组方案少一套机组，不用考虑机组联合运行的问题，更适合杜河提水工程设计，因此一级泵站推荐采用立式长轴多级离心泵方案。

TV675

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1004-7042（2016）12-0028-02

陈宇（1986-），男，2010年毕业于太原理工大学农业水利工程专业，助理工程师。

2016-10-15；

2016-11-24