馮江虹
(山西省水利水電勘測設計研究院,山西 太原 030024)
尊村引黃泵站是一座大型多級泵站提水灌溉工程,樞紐一級站位于永濟市西北黃河小北干流尊村咀上。建設規模9級31站,累計設計揚程219.13 m,總裝機5.86萬kW,設計提水流量46.5 m3/s,設計灌溉面積11.1萬hm2。泵站灌溉范圍為永濟、臨猗、鹽湖、夏縣、聞喜五縣(市、區)的37個鄉鎮596個行政村,受益人口71萬人,為運城市農業生產發展提供了保證。
尊村一級站工程于1976年2月破土動工,隨后二至八級站工程相繼開工。1979年六至八級站停工緩建,集中進行一至五級站及灌區工程建設。一至五級站累計設計揚程77.85 m,設計灌溉面積8.2萬hm2。六至八級站及灌區工程累計設計揚程87.59 m,設計灌溉面積2.87萬hm2,實施中因資金問題,僅完成了六至八級站主體工程。
尊村泵站興建于20世紀70年代,基本屬于“三邊”工程。受當時設計制造水平的局限,設備選型存在一定的不合理性,與工程參數不匹配。加之作為以黃河為水源的泵站,由于黃河水泥沙含量大、柴草多等不利條件,自1978年4月投入運行以來,各級泵站主體及部件磨損嚴重,造成機組能耗高、效率低、老化嚴重,設備完好率僅53%,裝置效率僅40%,能源單耗5.44~6 kW·h/kt·m,遠大于部頒標準要求(≤5 kW·h/kt·m)。電機設備陳舊絕緣老化、性能降低、繞組燒壞現象時有發生,電機經不住交流耐壓試驗,存在很大安全隱患。電氣設備絕大多數屬淘汰產品,高、低壓電纜嚴重老化,絕緣性能降低,存在很大安全隱患;高、低壓儀表、測量系統已不能使用;站用變為高耗能淘汰產品;電容器損壞嚴重;6 kV輸電線路老化,電桿損壞,絕緣瓶性能降低;真空泵、排水泵銹蝕磨損嚴重;各站的閘閥絲窩損壞,絲桿磨損,閥板關閉不嚴,啟閉嚴重失靈,運行中經常發生事故,維修頻繁;泵站出水壓力管道、預應力混凝土管道風化腐蝕嚴重,多處有露筋現象;管道接口處漏水嚴重,造成管床沉陷;廠房及進、出水建筑物年久老化破損嚴重,多處已不能滿足強度要求,大多帶病運行。
近幾年,雖然國家投資對泵站進行了部分設備改造,但絕大多數設備仍非常落后。尤其是泵站缺少最基本的自動化監控設施和信息化手段,相對于城市供水、電力等其他行業而言,管理技術十分落后。
尊村泵站建設時限于當時機電設備的設計制造水平,水泵、電機和變、配電設備種類少,泵站選型不當,加之黃河水泥沙含量大、柴草污物多,泵站建設運行30余年,設備陳舊老化、磨損銹蝕,機組振動嚴重,存在嚴重的質量隱患;泵站設施和建筑物破損嚴重,部分建筑物基礎局部沉陷,存在不安全因素;與之配套的渠系工程和水工建筑物也因年久失修,損壞狀況突出,閘門滲漏嚴重,直接影響到泵站的安全運行和工程效益的發揮。上述問題使泵站大修周期縮短,維修費用不斷上升,形成惡性循環。
為確保泵站安全、可靠、穩定運行,使尊村灌區繼續發揮其應有的抗旱保收作用,抗御可能出現的更大的自然災害,保證國民經濟穩定發展和促進“三農”工作有序推進,必須對尊村泵站進行更新改造。
首先對泵站裝機功率進行核實。裝機小的泵站不予考慮,已改造過的機組不列入此次改造范圍,一級站2005年改造1臺800 kW改為710 kW,二級站2003年改造8臺小機組(630 kW)為4臺大機組(2臺 1 400 kW、2臺1 250 kW),改造功率5 300 kW。在核實泵站的基礎上重新對機組選型,韓家莊站原有裝機容量較小,核實后電機功率由原來的560 kW變為630 kW。三、四級泵站原有電機功率的規格不存在,現對配套電機重新選型。六至八級站只對輔助設備進行改造,主機設備不進行改造。
綜上所述,尊村引黃泵站原裝機容量53 730 kW,臺數104臺;改造裝機容量40 705 kW,改造臺數水泵/電機59/71臺;改造后裝機容量55 165 kW,改造后臺數97臺。輔助設備根據主機需要作相應改造。
電氣部分需要改造的11座泵站變電站均由地方電力部門管理,不在此次改造范圍。張金變電站由尊村管理局管理,為本次改造內容。電氣設備主要改造站內10 kV或6 kV及0.4 kV的配電設備。各站電氣設備除近幾年改造過的全部更換,同時增加泵站信息化部分,工程監測控制點包括以上12個泵站及張金變電站和調度中心的信息化建設,主要包括信息化網絡及通訊系統、泵站監控系統、視頻監視系統、運行調度系統和業務應用系統。
對尊村一至八級站、韓家莊站、姚溫站、東下站等11座泵站建筑物的閘門、拍門、攔污柵和啟閉機械進行拆除與更新改造。
尊村總干渠一至八級站;分干渠韓家莊站、東下站、姚溫站等11座泵站;進站道路瀝青路面、主副廠房修繕、部分副廠房拆除重建、管理房修繕、壓力鋼管更換并防腐、預應力鋼筋混凝土管更換、管坡維護、進水閘及攔污柵橋修繕、進水池防滲加固處理、出水池地基處理及拆除重建、廠區排水、廠區護坡等及廠區硬化和美化。