固海扩灌扬水泵站更新改造主要问题的思考与建议

陶 东，郭振莉，张 印

（宁夏回族自治区固海扬水管理处，755100，中宁）

一、工程概况

固海扩灌扬水工程是宁夏重要的扶贫民生工程和生态保护工程，工程于1999年7月开 工建 设，2003年10月建成通水。工程设计引水流量12.7 m3/s，设计年引水量1.33亿m3，设计灌溉面积为38万亩（1亩=1/15 hm2，下同），有12级扬水泵站，总扬程476.82 m，净扬程为427.98 m。干渠总长177.4 km，有主要建筑物519座，装机89台套，泵站总装机容量9.66万kW。建设变电所12座，安装主变压器21座，容量14.38万kVA。工程担负着中卫市中宁县和海原县，吴忠市同心县和红寺堡开发区，固原市原州区三县两区共16个乡镇101个村68万亩农田和24万人口的水资源保障任务。

二、泵站运行存在的问题

固海扩灌扬水泵站运行多年，机电设备老化能耗高、安全隐患增多、供水效率逐年衰减等问题突出。主要表现在：泵站机电设备、电气设备及金属结构磨损老化严重，存在带病、带险运行，安全运行隐患逐年增多。工程系统的自动调配能力弱，灌区农业综合开发加快，水资源供需矛盾加剧，水资源保障条件不适应现代化灌区可持续发展的需求。管理技术和手段落后，自动化、信息化程度低，节水型现代生态灌区建设滞后。工程系统配套不完善，防洪标准低，且部分渠道及建筑物损坏严重，工程管理运行维修养护经费投入不足，制约扬水工程效益发挥和高质量发展。

三、泵站更新改造目标

固海扩灌扬水泵站改造工程由泵站、渠道和新建调蓄水库组成，泵站、渠道工程总体布局均维持现状不变。在维持原设计引水流量不增加条件下，通过实施以机电设备更新改造为重点，并对工程老化失修建筑物进行更新改造，配套完善防洪体系和信息自动化，消除病险情，降低能耗，增强调蓄能力，提升现有灌区供水保障水平，为工程的良性运行和受益区高质量发展创造条件。在此基础上，延伸供水至西吉县，为西吉县城提供抗旱应急备用水源，助力西吉地区生态环境保护和水土保持，巩固脱贫攻坚成果，推动区域生态保护和高质量发展。

固海扩灌扬水泵站改造工程以2018年为基准年，以2025年为规划设计水平年。主要技术指标为：增加生态移民、高效节水补灌34.74万亩；灌溉保证率达到75%；泵站工程和设备完好率达到100%；泵站装置效率提高到60%以上；泵站能源单耗由现状的4.5～4.76 kWh/（kt·m）降低到4.39 kWh/（kt·m）以下；干渠渠道水利用系数由现状0.848提高到0.9；骨干泵站实现综合自动化管理。

四、泵站更新改造主要技术问题研究

1.泵站工程设备技术和安全性能问题

（1）提高双吸离心泵综合性能

针对高含沙水运行的固海扩灌系统水泵泵体、叶轮等过流部件气蚀、磨蚀损坏严重，导致泵轴变形和轴颈、轴承磨损状况严重等情况，在已有的“泵站水泵装置选型优化技术”“双吸式离心泵叶片交替加载技术”及“泵站设计水泵及水泵装置选型软件”的基础上，开展提高双吸离心泵效率、抗气蚀、抗泥沙磨蚀、降低振动和压力脉动等综合性能研究。水泵使用优质的不锈钢双相交错加载叶轮，并采用机械密封装置；叶轮进口和出口处堆焊硬质合金，密封环处进行喷涂硬质合金；泵壳过流表面采用改性聚氨脂弹性体涂层，严格控制水泵铸件质量，增加铸件表面光洁度，对泵体泵盖接合处进行打磨，从而确保泵体泵盖光滑过渡，无阻流现象产生，减少黄河水沙粒停留冲击磨损。

（2）泵站进出水阀门优化选型

针对固海扩灌系统泵站进出水阀门密封部位磨损严重无法修复导致阀板关闭不严回水严重等问题，进行泵站进出水阀门更新改造设计选型技术问题研究。设计各泵站水泵出口的工作阀门均采用防泥沙液控缓闭止回蝶阀，消除水锤危害。

（3）泵站前池及进水池控涡技术

针对固海扩灌系统泵站前池及进水池条件不好，易形成漩涡和淤积，导致机组容易发生气蚀、振动等问题，设计选用水力性能、气蚀性能好的水泵，并根据各泵站特点采取控涡、消涡和减少淤积的措施，以改善泵站前池及进水池的流态和机组的运行稳定性。

（4）泵站进出水建筑物壁墙表面抗冻胀技术应用

针对固海扩灌系统泵站前池及进水池、进水闸、出水管混凝土镇墩、出水池、退水闸等进出水建筑物壁墙表面剥蚀、钢筋锈蚀、露筋严重问题，设计采用加固措施对其内表面进行处理，池壁、隔墩和底板剥蚀表面采用聚合物砂浆修补；裂缝采用灌浆修补。解决泵站进出水建筑物壁墙表面抗冻胀、抗剥蚀脱落问题，可延长建筑物使用年限、提高安全性和改善进出水流态。

2.泵站工程管理能力提升主要技术措施

（1）泵站优化调度决策支持系统

针对灌区发展水资源供需矛盾不断加剧、供水保障率低、调蓄能力弱等问题，通过提高泵站机电设备运行效率、配置变频机组、灵活调节泵站级间匹配运行、适当建设调蓄水库、加大灌区高效节水改造、优化运行调度方式等措施，提高工程的供水效率，实现多水源、多工程联合配置，加快形成总量可控、高效利用、供水安全、调度灵活的水资源优化配置格局。

（2）泵站工程信息化、智能化管理提升建设

配套建设综合自动化系统、通信网络系统、视频监视系统和调度中心应用平台，覆盖固海扩灌系统21座泵站、1座变电所、4座新建调蓄水库，渠道27座水闸、192座直开口、81座 渡 槽、38座 排 洪 槽、107座 沟 涵、2座漫水桥涵、4座路下沟涵、21处压力管线等建筑物，为灌区水量调度、防汛减灾提供决策依据。

（3）泵站机组运行状态监测及故障诊断系统

针对目前固海扬水工程已经安装的泵站机组信息化建设的成果，开展泵站机组的状态监测及故障诊断技术研究，开发泵站机组运行状态监测及故障诊断系统及其软件，为泵站机组的状态检修提供技术支持，为泵站机组安全稳定运行的决策提供科学依据。

（4）泵站厂房环保技术应用

针对水泵、主变压器、各种空调设备、风机等产生的噪音、震动问题，主泵房电机层采用新型节能电动机及机电设备，使用新型空水冷却系统，充分利用地形、声源指向、绿化等合理布置有关设备和建筑物，封闭圈内等必要的部位采取隔音、吸音、消声、隔振、减震、隔离和外墙隔热保温等综合防护措施。

（5）泵站环境改善措施

通过对泵站生产、管理区进行环境与绿化协调布局和配套建设，增建公共用房、配置花草树木，硬化进场道路及渠道巡护道路，修建交通桥梁，实现环境绿化、美化、亮化，出行安全方便。

五、泵站更新改造思考与建议

1.要遵循水利现代化的科学指导思想

泵站工程建设必须按照“统筹规划、国家主导、统一保障、联合建设、互联互通、资源共享”的信息化建设指导方针，紧紧围绕水利现代化建设要求，高起点、高标准加快现代大中型泵站工程建设步伐，推进大中型泵站机电设备技术升级，提高工程整体水平。

2.要与现代化管理深度融合协调推进

坚持以现代科学理念指导泵站更新改造与现代化管理，转变传统观念，广泛采用先进的科学技术、现代的工艺设施、新型的设备仪器、科学的管理方法和网络化的信息管理系统、智能化的运行调控系统装备来管理灌排泵站，提高泵站装置效率，优化配置和高效利用水资源。用现代科学的经营理念管理泵站，不断提高科学管理和经营管理水平，降低运行成本，确保工程安全、节能降耗、高效运行，实现泵站和灌区可持续发展。

3.要推进泵站标准化、规范化管理

泵站更新改造要服务于构建科学高效的泵站工程标准化、规范化管理体系，加快推进泵站工程管理现代化进程，不断提升泵站工程管理能力和服务水平，努力建成“设施完好、工程安全、运行节能、调度科学、站区优美、管理高效”的现代化泵站工程，以保障泵站工程安全、高效、经济运行和持续充分发挥效益，更好地服务乡村振兴和经济社会发展。