大屯水库供水水泵选型与泵站管理分析

王珊珊

（德州市水利勘察设计研究院，山东 德州253014）

水泵是泵站枢纽的核心。提高泵站管理水平可以为水泵稳定高效运行提供保障。不同的水泵及配套设施的操作、维护、检修难易程度不同，对管理细节的要求也不同。因此，水泵合理选型和提高泵站管理水平两者成为泵站工程充分发挥效益的有力切入点。

1 水泵选型的基本原则

水泵优化选型是泵站充分发挥效益的基础，也是制定泵站工程管理细则的决定因素。水泵选型应首先满足泵站工程的设计扬程及流量，其次需保证主要工况的运行效率均在高效区，另外技术人员应综合考虑安全性、可靠性、灵活性、经济合理性、管理难易度等因素进行水泵优选。

1）安全性。泵站安全运行是泵站工程效益充分发挥的基础。水泵选型应选择技术成熟、安全保证率高的产品，并与枢纽工程、配套工程保持高度匹配。

2）可靠性。选用运行稳定，故障率低，维护保养简单的泵型，可有效提高泵站运行保证率。

3）灵活性。水泵的型号、台数还应根据用水户的具体需求确定。如：泵站同时向多用户供水，且不同时期用水量不一致，则要考虑水泵的泵型、台数采取合理搭配组合的方式满足不同工况的供水需求。

4）经济合理性。水泵选型应充分考虑经济合理性，包括初期投资、运行成本、维护成本，宜采用工程总造价少、运行和维护费低的水泵，尽量优化选型方案，减少每种工况下的水泵运行台数、能源损耗。

5）管理难易度。水泵选型应充分考虑泵型要便于安装、保养、维修。

2 案例分析

大屯水库德州市区供水洞位于大屯水库西北角（围坝5+771）处，向德州市区供水泵站位于供水洞东北102 m处。供水泵站主体结构包括切换池、进水池、主厂房、副厂房（与主厂房平行布置）、切换间和阀门池。泵站工程管理区域包括枢纽区、管理区和生活区，范围为墙外5 m或弃土堤外脚。工程保护范围为工程管理范围边界线外延200 m。现从设计阶段水泵选型、泵站建设期和运行期水泵管理三个不同时期的关键点进行分析阐述。

2.1 水泵选型

1）供水目标。大屯水库向德州市区设计供水目标有三处：华鲁恒升集团、华能电厂、第三水厂，供水任务分两期：向华鲁恒升供水，一期日供水量9万t，二期日供水量达到15万t；向华能电厂供水，一期日供水量7万t/d，二期日供水量达到10万t；向第三水厂供水，日供水量5万t。最小日供水量供水工况为5万t。最大日供水量工况为日供水量30万t。南水北调东线一期工程向德城区分水水量为10 919万m3/年。

2）选型特点。一是本次泵站设计供水目标多，供水量不固定，为多目标、分期供水。因供水情况复杂，宜分析不同供水目标在不同需求情况下的具体供水水量，分多种工况对水泵泵型进行复核。二是充分考虑运行费用，宜采用流量、扬程调节范围大，单泵运行功率小的泵型。并尽量优化选型方案，减少每种工况下的水泵运行台数、能源损耗，以降低运行费、维护费、管理费等。三是考虑供水目标及水量需求多样化，可选择两种泵型搭配运行，以不同组合方式满足对应工况。

3）水泵选型。经调查用水户年均常规检修维护时间约为40 d，此外，运行中还可能出现因设备突发性损坏无法正常运行的情况。泵站在设计正常运行时间内必须保证用水户的用水需求，并且具备对所分配10 919万m3长江水量完全利用的能力。故设计预留每年50 d的检修期，即另外315 d（7 560 h）为设计正常运行时间。泵站设计总流量为4.0 m3/s。

经输水管网水力计算，华鲁恒升、华能德州电厂和三水厂供水线路总水头损失分别为40.07 m、39.76 m、25.21 m。为保证供水线路最长的华鲁恒升正常用水，沿程水头损失计算值取40.07 m。为保证工程安全，线路较短的三水厂管路采用玻璃钢管和钢管，设计工作压力为0.6 MPa。大屯水库死水位21.00 m，供水管道最远端华鲁恒升的出水池水位23.60 m。大屯水库向德州市区供水管道单线最远距离25 km，计算得出总沿程水头损失为40.07 m，局部水头损失按沿程水头损失10%计算，供水管道预留出口压力0.01 MPa，则水泵设计扬程计算值为56.67 m，取水泵设计扬程57 m。

水泵扬程较大因此选定泵型为离心泵。由于供水目标较多，运行工况复杂，设计采用主泵搭配补水泵的方案，主泵KQSN600-N9-719（A泵）五用一备，补水泵KQSN500-N9-675（B泵）一用一备，共8台机组。水泵运行最小电机功率560 kW，最大功率3 155 kW。通过不同运行组合搭配运行，可以满足不同工况的供水需求。

2.2 泵站建设期施工管理要点

泵站建设期管理工作应严格执行“四制”管理制度，本文针对案例建设期水泵及配套设备的安装调试这一关键环节提出三点要求：

1）安装前准备工作。机组安装前，土建施工单位应将设备基础及建筑主体的验收资料、设备基础的基准点及基准线等数据提交与机组安装单位，并确保设备基础混凝土强度已经高于设计强度的70%，泵房地坪完工且清理完毕，上部结构封闭；机组安装单位工作人员应学习安装规范、熟悉相关图纸，掌握机组特点、明确安装步骤并将适用于机组型号的安装工具和材料准备齐全，如计量设备、运输工具、起吊装置等。

2）机组安装。机组安装工作应按照《泵站设备安装及验收规范》（GB/T 30948-2014）中的相关规定进行。本案例水泵为卧式机组，安装时应首先确定好机组中线、水平、高程，电动机安装时除以上三点外还要保证电机与水泵同轴，严格控制安装精度。

3）试运行。水泵安装完成或者启用长期停运的水泵要首先通过试运行以检验设备运行状态。试运行启动之前，管理人员要制定调试及试运行大纲、严格执行试运行工作程序。试运行过程中，管理人员应对机组的运行情况进行全面的记录，并将出现的问题及时纠正和解决，保证机组和建筑物能够安全可靠的投入运行。

2.3 泵站运行期管理要点

2015年12月德州市编委批准建立德州市大屯水库供水管理处，负责供水泵站、供水管道及附属建筑物的维修养护及协调供水价格、供水计划、供水安全等工作，各项工作应根据国家颁布的有关法令、法规和政策进行。

1）管理单位制定供水计划与方案，研究确定供水保证措施，负责供水工程运维与供水任务的执行与监督。

2）搞好科研观测，加强工程维修和养护，及时了解泵站各项设施的运行动态，通过观测各类指标的变化，总结分析各项运行规律，为运行管理细则的制定提供可靠依据。

3）加强依法管理，严格依法管水，运用法律武器，严厉打击各种破坏活动。

4）搞好综合经营，发展横向联合，促进经济发展。

5）经常性组织干部职工集体学习，提供管理队伍业务水平。

6）协调好上、下游及地方的关系，解决好用水与输水的矛盾。

7）制定科学、严谨的测流、量水方法与操作规程，处理好防洪、排涝和调水的关系，确保南水北调工程持久健康运行。

3 结语

水泵选型决定了设备的安装方式，也就决定了泵房的有无和其他配套工程的结构型式，直接影响泵站的建设成本、运行成本及管理方式。

本文阐述了水泵选型的基本原则和常用泵型的结构特点及管理的重点，结合案例从水泵选型、建设期和运行期管理三个方面进行具体分析并给出建议。专业技术人员应将水泵选型和泵站管理两方面知识结合起来深入的了解，根据实际需求选择更加合适的水泵，同时提高泵站的管理水平，使泵站运营更加安全高效。