刍议中型电排站设计优化途径

周波

摘 要：电排站是一种典型的水工建筑物，它是堤防保护区内排除洪涝的重要水利设施。文章阐述了中型电排站的概念，针对目前中型电排站的现状分析了它存在的问题，并从中型电排站的选址、整体布置及环保节能方面对中型电排站的优化设计进行了分析研究。

关键词：水工建筑物； 中型电排站； 优化； 设计

1 电排站简介

电排站是一种常见的水工建筑物，它以电动机为动力，并通过水泵排除积水，防止发生内涝。在堤防保护区内，它是一项非常重要的排除洪涝水利设施。一般情况下，电排站工程由引水渠道、前池、厂房、出水钢筋混凝土压力管、出水池、出水渠道等组成。按照规模的大小可以将电排站分为小型电排站、中型电排站和大型电排站 3 种； 按照管理体制可以将电排站分为国有站和集体站两类。其中，中小型电排站大多建在市郊和农村，一般采用 10kV电压供电。它通常采用独立经营、自负盈亏的管理体制，日常的管理、维修、收费等工作一般由专职员工和协议用工负责。

2.中型电排站现状

目前我国很多泵站及其配套设施严重老化，无法保证其安全运行。国内很多国有电排站建站年限比较早，由于当时的技术和设备都比较落后，致使目前站内主机组中的主电机老化严重，绝缘下降，在运行时温度严重超标，仅能勉强使用。而且部分水泵的叶轮、叶轮室都受到了严重磨损，使得间隙变大，流量减少，降低了排洪效率。由于国内很多电排站没有得到及时的更新和改造，因此普遍存在变压器容量偏小的问题。近几年来，国内的国有电排站只有一部分建成了计算机监控与信息化，其他泵站一方面受到当地技术、经济条件的限制，另一方面电排站规模小且管理分散，无法配备自动化监控设施，不能实现基本的信息化。

3.中型电排站存在的问题

3.1建设标准偏低，不能满足防洪排涝的要求

目前国内多数电排站建于20世纪60-70 年代，设计标准偏低，一般情况下，防洪排涝设施仅有 3a一遇的标准，无法满足防洪排涝的需求。据统计，低于10a一遇标准的中型电排站约占总量的2/3； 低于3d 250mm雨量4d排出标准的中型电排站约占总量的1/4。也就是说，大多数电排站几乎都达不到标准要求。这样，如果遭遇洪水灾害，内涝不可避免，严重影响人们的生产和生活。

3.2设备设施老化严重，安全运行得不到保证

由于国内多数电排站建站时间比较早，致使主机组、电气设备受到自然侵蚀，设备设施老化磨损严重，大部分设备的使用年限严重超期，导致工程效益大大衰减，抗灾能力大大降低，严重影响了电排站防洪排涝作用的发挥。另外，由于当时建站时的经济、技术条件落后，再加上长期以来没有很好的投入大量资金进行维护和更新，致使电机绝缘性能下降，电气设备工作效率低下，能源消耗比较大，机组带病运行，导致电排站不仅无法适应农业排涝的基本要求，也不能满足经济发展的需要。

3.3电排费收取难、收取率下降，电排站运行经费短缺

由于中小型电排站大多建在市郊和农村，因此其支出主要包括电费、人员经费、工程维护费和管理费等。因为是面向农村收费，所以普遍存在着收费难的问题。这样就使得电排站缺乏可靠的经费基础，由于管养经费短缺，致使无法及时更新和维修电排设施，导致电气设备日趋恶化，无法正常运行。

4中型电排站选址的优化设计研究

一般来讲，中型电排站多建在大江、大河等防洪工程附近，或者建在那些存在内渍风险的地区，用于满足排涝要求。为使这些中型电排站效用最大化，人们要将其尽可能地直接建立在最能起到防涝的地点，如老港、低田等地。除此之外，在选择时还要优先考虑以下几点。

4.1要尽可能靠近能源输出点

与小型电排站相比，中型电排站在进行排涝作业时 需要较多电能。因此，站址的选择要 尽量接近能源输出点，与电力系统发展规划和布局相适应。这样，既减少输配电线路的投资和 电能的损耗，降低造成事故的机率 ，同时也可避免由于站址远离能源输出点而带来的其它问题。

4.2 要节约使用土地

我国是土地资源相对短缺的国家，节约工程用地是我国的一项基本国策。所以，在建设中型电排站时，我们要充分遵循技术经济合理的原则，合理布置，尽可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。同时，要用地紧凑，因地制宜，用劣地作为站址选择方案是决定设计方案优劣与否的主要条件之一。

4.3 要符合地质条件要求

中型电排站选址阶段的工程地质勘测内容主要是研究和解决站址稳定性和建站的可行性，查明地质构造、岩性、水文地质条件等，并对站址的稳定性作出基本评价。在勘测时，要对站址地质条件的抗震、防洪、防滑坡等情况，作出正确的评估。如果把中型电排站建在不利地段，就要考虑选择优化地质条件措施。例如：中型电排站的选址表层土为淤泥质土或耕植土时，我们可以在电排站基础与地基处理上，采用开挖清除上层软土、置换地基土的处理方法来提高整体工程的承载力。

5中型电排站的设计优化方案

5.1中型电排站选址的优化设计研究

为了使中型电排站的作用发挥至最大，应该选择最能起到防涝的地点进行建设，所以在选址时应该遵循以下原则：符合国家、地区和城乡规划要求，并尽可能靠近能源输出点。由于中型电排站在进行防洪排涝时需要更多的能源，因此在选址建站时不仅要符合国家、地区和城乡规划要求，还要尽量接近能源输出点，满足电力系统的发展规划和布局要求。这样，不仅能减少输配线路的成本，还能节约能源，降低事故发生率。便于利用当地的水、电、路等基础设施； 满足对原材料、能源、水和人力的供应； 尽力降低建设投资，节约运费，减少成本，以便达到节约资源和提高效益的要求。节约项目用地，尽量不占或少占农地。我国的土地资源相对比较缺乏，所以在选址建站时应该节约工程用地，尽量不占或少占农地。要充分遵循技术经济合理的原则，若有荒地可用尽量避免占用农地，以提高土地资源的利用率。同时还要因地制宜，合理布置，确保选址方案更优。选址还需有利于环境保护，以人为本，减少对生态和环境的影响。+要符合地质、地形条件要求。在选址建站时还需勘察当地的地质构造、岩性、水文地质条件等，保证能正确评估站址的稳定性和可行性。另外，还要对站址地质条件的抗震、防洪、防滑坡等情况进行评估，确保选址方案最优。.最优原则。对多个初步选址进行调查研究，进行科学分析和比选。

5.2中型电排站整体布置的优化设计研究

中型电排站并不是一个独立的建筑设施，而是由多个建筑设施组成的建筑设施群。电排站工程由引水渠道、前池、厂房、出水钢筋混凝土压力管、出水池、出水渠道等组成。所以在建站时，必须合理布置电排站的各个建筑设施，使中型电排站的整体布置更加合理、科学。例如，建设一个以中等城市为防洪保护对象的中型电排站，计划防洪标准为10a一遇。设计方案有两个。

5.3中型电排站环保节能的优化设计研究

在建设中型电排站时还需要注意环保节能方面，具体来说，可以遵循以下 3个原则：認真贯彻国家产业政策和行业节能设计规范，严格执行节能技术规定，努力做到合理使用资源。积极采用先进的节能新材料、新工艺、新技术，选取节能型设备。例如节能型阀门，因为相较于非节能型阀门，这种阀门消耗的能源更少，且流量大，排涝速度快。在规划中引进生态环保设计理念，通过合理建筑布局及环境设计，充分利用自然环境。例如，建筑物内安装电灯时可以采用节能声控灯； 安装中央空调统一管理； 使用太阳能屋顶，利用太阳能供电排站日常使用。

6.结语

综上所述，中型电排站作为重要的水工建筑物之一，其选址、布置及节能方面的优劣直接影响到日后的使用。所以，中型电排站的设计必须要优中取优。

参考文献：

[1] 陈强. 浅谈水工建筑物——中型电排站设计优化研究[J]. 科技资讯， 2011（21）：68-68.

[2] 周祖红. 中小型电排站电气设计及设备选型[J]. 中国农村水利水电， 2003（2）：54-56.endprint