淺述小欖鎮(zhèn)永寧泵站、水閘工程項目技術創(chuàng)新及關鍵技術

袁龍剛

（廣東省中山市水利水電勘測設計咨詢有限公司 中山市 528403）

1 工程概況

小欖鎮(zhèn)永寧泵站、水閘工程位于廣東省中山市小欖鎮(zhèn)永寧村境內，為內河排澇泵站，外臨鳧洲河，是集防洪、排澇等多功能為一體的中型水利工程。

永寧排澇區(qū)域受益范圍為永寧社區(qū)，地處小欖鎮(zhèn)西面，內澇漬水排入鳧洲河，由于原泵站（永寧泵站）排水流量小，每逢洪水暴雨造成內澇積水，嚴重影響了當地工農業(yè)生產及圍內人民生命財產安全。因此，需對原排澇體系進行重新規(guī)劃，解決內澇災害問題，保障受益區(qū)工農業(yè)的正常持續(xù)發(fā)展，經小欖鎮(zhèn)政府及多個部門多次調查研究，決定在原址重建永寧泵站、水閘。

該工程由水閘、泵站組成：水閘為1 孔，凈寬8 m；泵站總設計流量20.0 m3/s，泵站總裝機容量1 000 kW，泵站裝2 臺1600 GZBW-100-500 kW 潛水貫流泵，采用10 kV 直配線供電。

泵站設計標準：泵站排澇設計標準為10年一遇24 小時暴雨產生的徑流量1 天排干，擋水建筑物防洪設計標準為30年一遇。

泵站特征揚程：泵站設計揚程為2.00 m，最大揚程為3.00 m。

工程總概算為1 623.65 萬元。

2 技術創(chuàng)新及關鍵技術

（1）采用帶行星齒輪的大型潛水貫流泵，潛水貫流泵是將潛水電機技術、貫流泵技術、密封技術、行星齒輪箱技術、傳感監(jiān)控技術組合在一起而產生的整裝式新型機電一體化產品，采用電壓等級為10 kV，技術達到國內領先水平。整機吊裝濕式承插式安裝方式達到國內先進水平。采用此種方案使工程投資大幅縮小。

（2）裝置效率較傳統(tǒng)軸流泵站大幅提高。

（3）安裝、檢修方便，年運行費大幅降低。

（4）可實現(xiàn)雙向抽水功能。

3 技術創(chuàng)新及關鍵技術與國內先進指標對比

潛水貫流泵站與傳統(tǒng)軸流泵站相比，具有以優(yōu)點：

（1）本工程所選1600 GZBW-100-500 kW 帶行星齒輪的大型潛水貫流泵電機為高速異步電機（6極990 r/min），10 kV 配電，經行星齒輪減速箱減速，減速箱速比1∶3.735 8，水泵轉速為265 r/min。高速電機直徑小，有利于選擇合理的燈泡比，而且大幅提高力能指標、減少金屬的消耗量，減小水泵造價。

機組結構緊湊，可潛水運行，大大簡化了泵站的土建和泵房結構，無需設置上部廠房，管理房及配電房布置在水閘上部，安裝檢修租用汽車吊起吊，無需設置專門起吊設備，同時機組無需設置油、水、氣系統(tǒng)，可節(jié)約工程投資約30%。

潛水泵因泵機一體化，不象傳統(tǒng)的軸流泵，不再需要配置相應的油、水、氣系統(tǒng)，管理將更為方便，同時也省去了這部份的投資和維護費用，節(jié)約工程投資10%以上。

機組臥式安裝，基礎開挖深度小，節(jié)省工程投資，縮短工期。在軟土及流砂基礎地區(qū)具有較大優(yōu)勢。

在保證剛度和運行穩(wěn)定的條件下，實現(xiàn)了在機坑有限空間內電機、行星齒輪減速箱、水泵段為一整體的結構設計，整機裝置與預埋進、出水管不需螺栓連接，安裝檢修時可以直接起吊。安裝方式為濕式承插式安裝，濕式泵坑兩端設置預埋件。安裝時，只需將整機裝置用汽車吊沿進水側的預埋導軌放入濕式泵坑即可，安裝方便。此種安裝方式在國內尚屬首例。

（2）采用國內先進的軸流泵水力模型。該模型在低揚程工況下性能優(yōu)秀，而且有較好的抗汽蝕性能。配合帶行星齒輪減速箱機組燈泡比小的結構特點，專門設計導葉型線，整個裝置效率可達到83.6%以上。

流道順直，水力損失小，裝置效率高。流道及水泵進出水設計為直進直出，比傳統(tǒng)的軸流泵泵站裝置效率大大提高，比傳統(tǒng)軸流泵站提高約13%，高效節(jié)能，效果明顯。

（3）由于機泵一體化，設備集成化程度高，安裝維護簡單、便利。機電無需在現(xiàn)場進行耗工耗時的軸對中的安裝裝配工序，其安裝方便、快速，使用維護也十分方便，只需將泵整體吊出，無須在地面下檢修，施工工期縮短20%以上,減小安裝及年運行費。

水泵結構設計中，設置的大容量滲漏水集水箱、行星齒輪減速箱及軸承裝置的換油系統(tǒng)，使?jié)撍灹鞅糜辛溯^強的可維護性和可保養(yǎng)性，可顯著延長大修間隔時間，是提高潛水貫流泵運行可靠性的重要特點, 此泵站自2009年投產以來，2012年大修時僅更換了齒輪箱潤滑油，減小年運行費。

水泵水下運行，泵站運行條件好，機組散熱好，噪音低，改善了泵站及周圍環(huán)境的工作條件和生活條件，并可建成全地下泵站，保持地面的原環(huán)境面貌，對環(huán)境影響小，運行管理方便，便于自行控制。采用特殊的細長電機，電機置于流道中，水流從電機外圍流過，通過水流自行進行冷卻，無需專門的冷卻水系統(tǒng)，減少年運行費20%以上。

附圖 泵站剖面圖

（4）采用起吊轉向方式，可實現(xiàn)反向抽水，可同時滿足灌溉和排水要求。見附圖。

4 存在不足及改進建議

本工程設計方案的不足之處在于水泵機組為新型機電一體化產品，機組生產廠家遠在安徽省合肥市，在廣東省暫時還沒有設立維修點，水泵機組大修需要返廠，大修時運輸成本較大，隨著此種新型機電一體化產品在廣東省的大力推廣，廣東省境內選用此種機型的泵站逐步增多，建議機組生產廠家在廣東省設立維修點，方便用戶大修，降低大修成本。

5 結 語

本工程經濟合理，投產運行后效益顯著。該工程概算總投資1 623.65 萬元，其中泵站部分投資800萬元，工程單位千瓦投資0.8 萬元，單位流量投資40萬元，其性價比優(yōu)良；經預測，其經濟內部收益率15.92%；經濟凈現(xiàn)值536.85 萬元，經濟效益費用比1.39，具有顯著的經濟效益和社會效益。工程自2009年6月試運行以來的多次暴雨中發(fā)揮了巨大的排澇減災效益，使得小欖永寧社區(qū)低洼地帶免受澇災，其減災效益十分顯著。本工程的成功設計獲得了當地廣大群眾、建設單位和主管部門的一致好評。