北赵灌区某泵站提水方案设计比选

丁召娟

（临猗县回龙扬水工程管理处，山西 临猗 044103）

灌区建设

北赵灌区某泵站提水方案设计比选

丁召娟

（临猗县回龙扬水工程管理处，山西 临猗 044103）

某泵站位于运城市万荣县的山坡台阶地带，属于北赵引黄灌区四级泵站。为提高灌溉利用系数，根据浇灌区实际提出了一级高低位出水方案和二级提水两种方案，通过对两种方案提水效率、投资以及运行管理等方面优缺点的分析，建议采用二级提水方案。

提水方案；泵站；北赵灌区

1 工程概况

某泵站位于运城市万荣县的山坡台阶地带，属于北赵引黄灌区的四级提水泵站。该泵站取水口位于主干渠末端，设计前池水位高程为698.63m，浇灌区域分为高浇区和低浇区两个片区，高浇灌区的地形扬程为112.15m，设计流量为0.338m3/s；低浇灌区的地形扬程为47.37m，设计流量为0.51m3/s。泵站距高浇灌区出水池约3000m，距低浇灌区出水池约1500m。

2 设计方案

2.1 一级高、低水位出水方案

高浇灌区和低浇灌区共建一个泵站，泵站装机4台，其中2台向高浇灌区供水，设计扬程118m，设计流量0.338m3/s，装机容量2×355kW，出水压力管道直径0.6m，长度3000m；另外2台向低浇灌区供水，设计扬程51m，设计流量0.51m3/s，装机容量2×220kW，出水压力管道直径0.7m，长度1500m。总装机容量1150 kW，配置2台型号S9-10KV/0.4-1000KVA变压器作为供电电源。高低位出水泵站特征参数见表1。

表1 高、低位出水泵站特征性能参数表

2.2 二级提水方案

将一级高、低水位出水分为二级提水，即以低出水位高程为界，低出水位高程以下为一级站提水高度，低出水位高程以上为二级站提水高度。

一级站地形扬程47.37m，设计扬程54.23m，设计流量0.85m3/s，装机3台，设备具体配套方案为：DFSS300-435型水泵机组2台，流量0.355m3/s，扬程55m，配套功率250kW；DFSS200-520（1）C型水泵机组1台，流量0.153m3/s，扬程55m，配套功率132kW，总装机容量为632kW。配置S11-10KV/0.4-1250KVA变压器1台作为供电电源。出水压力管道配用直径820mm，壁厚10mm钢管，长度1500m。

二级站地形扬程64.78m，设计扬程69.12m，设计流量0.34m3/s，装机2台，机组型号为DFSES4-300/4C型水泵机组2台，流量0.167m3/s；扬程74.7m；配套功率220kW，总装机容量440kW。配置S11-10KV/0.4-800KVA变压器一台作为电源。出水压力管道配用直径630mm，壁厚8mm钢管，长度1500m。二级泵站特征性能参数见表2。

表2 二级提水泵站特征性能参数表

3 方案比选

3.1 高、低位出水方案优缺点分析

高、低位出水方案优点：不论高位、低位出水，均为一级提水到顶，高位出水的扬程（118m）虽高，但管坡长，级数少，运行管理环节少，泵房工程投资小。高低位提水机组共用1座泵房，仅需建一座泵站，占地面积较小。

高、低位出水方案缺点：一是高位出水的扬程偏高，地形扬程已达112m，再加损失扬程，水泵选型要满足120~130m扬程，作为以黄河水为水源的泵站，水泵及闸阀的磨损非常严重，通过运城沿黄泵站运行的情况表明，叶轮切线速度不宜超过40m/s，即单级扬程不宜高于70m左右，若选用120~130m扬程的水泵，根据公式：其中，V切表示切线速度，D表示叶轮直径，n表示转速。经计算，切线速度接近50m，不适宜以黄河水为水源的泵站应用。二是向高浇灌区和低浇灌区供水的机组均为定向供水，若控制面积较大的低浇灌区再有扩展或需水量大时，会因双方水泵扬程悬殊过大，流量不能互补（离心式水泵特性所限），不便于灌溉管理。三是高位出水机组的单机容量是355kW，额定电压为380V，运行电流近700A，触头发热的矛盾突出，且目前市场上无满足此规格的电机。高扬程、长管坡的泵站，安全运行隐患较多，一旦遇到事故停机或突然停电，造成的后果远远大于低扬程泵站。

3.2 二级提水方案优缺点分析

二级提水方案的优点：一是改为二级提水后最大单机容量可由355kW减小为250kW，额定电压380V（属于常规系列产品），便于直接启动。可节省附属启动设备的投资，便于维护管理。二是改为二级提水后，水泵的最高扬程可由120m左右降至70m左右，设备磨损将大大降低，管道及附属设备的工作压力也会相应降低，有利于安全运行。三是改为二级提水后，流量容易调配，一级站子母式配套的机组可根据干渠尾端不稳定的水源和灌区所需水量，机动灵活地向二级站供水，二级站可直接调节低浇灌区和高浇灌区的流量分配，避免了高、低位机组定向供水不能互调流量的问题，并能为灌溉管理提供极大的方便。

4 结论及建议

通过分析，两种方案各有利、弊，但纵观运城地区夹马口灌区、大禹渡灌区，回龙灌区等典型高扬程泵站的运行情况，证明高扬程泵站，尤其是以黄河水为水源的泵站，在运行过程中泵站单机叶轮的提水高度基本在70m~80m左右，水泵和闸阀的磨损已经十分严重。该泵站高、低位出水方案的单机提水扬程需达到120m~130m，其磨损情况将更为严重。二级提水方案在运行维护、灌溉调度等方面更适合灌区改观要求。

综合比较，二级提水方案优于高、低位出水方案，故建议该泵站选用二级提水方案。

S275.1

C

1004-7042（2017）05-0023-01

丁召娟（1986-），2006年毕业于山西水利职业技术学院水利水电工程专业，助理工程师。

2017-03-12；

2017-04-25