膠東調水宋莊泵站增容工程實施方案及影響分析

劉大偉

【摘要】通過膠東調水宋莊泵站增容工程的實施，并研究分析增容機組對運行的影響，證明了增容工程的重要性和必要性。

【關鍵詞】膠東調水；增容工程；實施方案；影響分析

膠東調水工程是山東省重要的長距離、跨流域調水工程。2013年以來，膠東地區遭遇持續干旱，面臨嚴重供水危機。為保障青島、煙臺、濰坊等大中城市及沿線城鄉用水，膠東調水工程自2014年7月中旬以來，一直大流量、不間斷運行，年供水量超過10億m3，是工程設計年供水量1.1億m3的近十倍。為了增大泵站的過流能力、使原有水泵機組得到有序維修，膠東調水局于2016年9月至2016年12月實施了宋莊泵站增容工程。工程投入運行后，泵站過流能力增加了5m3/s，達到設計目標。

1、宋莊泵站現狀

1.1 宋莊泵站設計概述

宋莊泵站是膠東調水工程已建成的首級泵站。泵站設計為堤身式結構，肘型進水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。泵站設計揚程9.37m，最大設計流量為39m3/s，采用天津發電設備廠12CJS-100軸流泵七臺。2005年其中五臺水泵更換成無錫水泵廠生產的1400HD-9泵。另有兩臺26HB-40臥式混流泵為調節機組。

1.2 泵站存在的問題

近幾年的持續干旱，造成膠東地區當地水源幾近枯竭。作為客水的長江水、黃河水成為工程沿線的主要水源。隨著缺水地區擴大，工程供水量也隨之增加。處于上游的宋莊泵站是一個非常重要的節點工程，作用就像人的咽喉一樣重要。為應對旱情，按照上級安排，自2015年11月開始，宋莊泵站運行開機6臺主機組加1-2臺調節機組，只留1臺主機組作為備用，過流35m3/s，超過了泵站設計5用2備的長期連續運行標準，仍不能滿足用水地區需求。這種狀態到2016年汛期結束已持續近三年，致使宋莊泵站一直超負荷運行，無法停機進行正常的大修維護。多臺機組運行超過2萬臺時，最多達到28500臺時，超過規范標準。機組超過大修維護周期，隨時可能出現故障。為此，宋莊泵站急需進行增容工程建設。

2、增容工程建設實施

2.1 工程設計

2.1.1 根據工程現狀及未來擴建計劃，增容泵站的位置確定在現泵站前池北岸、兩臺調節機組進水池靠前的位置，設計總流量5m3/s。采用5臺鋼制井筒式潛水混流泵，單泵設計流量1.0m3/s ，設計揚程13.0m，單泵裝機功率185kw，效率87.0%。考慮施工條件和施工速度，采用在泵站進水池搭建4.5m×10米m鋼結構平臺，五臺機組呈M形排列，井筒落地式安裝形式。出水管道管徑DN800，采用一泵一管方式，穿過廠區擋墻至現泵站后池。

2.1.2 為縮短工期和減少投資，供電電源采用現有設備稍加改造的方案。將位于泵站主廠房北側60米的10kV箱式變電站容量由100kVA改造為500kVA，拖動1#、2#機組。利用空置備用的6kV/0.4kV容量630kVA的站用變壓器拖動3#、4#、5#機組。

2.2 水泵機組設備采購

考慮到水泵生產需要一定時間，為了避免產品生產延誤工程建設，山東省膠東調水局濰坊分局作為建設單位，提前組織專人赴多個廠家實地考察，重點考察水泵的性能、價格、生產周期及后期維護保養等方面，在開工建設前就確定好設備型號和生產廠家，保證設備按時進場，為工程順利進行贏得了寶貴的時間。

2.3 工程施工

工程主要包括輸水管道土方開挖和回填，混凝土工程（鎮墩澆筑）和水泵及其機電設備的安裝。建設、施工、監理單位緊密合作，針對工程實際完善施工計劃，把握施工中的重要節點，統籌協調現場問題，把各項工作抓緊抓實。

施工單位根據設計方案，制定科學合理的施工計劃。提前做好機械設備和材料的進場工作，把準備工作做好做足。挑選有能力、有經驗的施工人員。本工程中，輸水管道的下料與焊接、機組及配電設備安裝調試工期長、任務重，為防止質量不達標或延誤工期現象的發生，施工人員的素質需要一定保證。施工中，做好協調統一，在互不影響的前提下，各工序穿插同時進行。

3、增容機組試運行

試運行主要內容包括泵站機組、電氣設備及輸水管道，分為單機試運行和聯合試運行。單機試運行，發現部分機組反轉和管道出口緩閉止回閥動作時間短，停機時關閉快兩個問題，已調整。試運行過程中，輸水管道無漏水現象，水泵機組及電氣設備運行狀況良好。

4、增容機組運行影響分析

4.1 對泵站流量調節的影響

原泵站機組（7大2小）流量分別為：1#、2#、3#、6#機組5.6m3/s，7#機組5.4m3/s，4#機組4.3m3/s，5#機組4.7m3/s，8#、9#調節機組1.2m3/s。增容機組單機流量1m3/s，總流量5m3/s，總流量略大于一臺大機組。如果一臺大機出現故障或需要臨時檢修，增容機組就可根據實際流量適度開啟，無需上游調減流量，保證輸水工作的平穩運行，提高了泵站運行的靈活性和安全性。

4.2 對運行流量的影響

通過對運行6個月時間內進行統計，增容機組日平均運行2臺，最多時運行4臺，累計15000多小時，共輸送水5600萬m3。可見，增容機組提高了泵站的過流能力，加大了供水能力。

4.3 對原機組的影響

增容機組位于現泵站前池的北側，未破壞原前池結構。臨近原混流泵調節機組，相距約 4米，遠離大機組。同時，增容機組總流量為5m3/s，占泵站總流量的11.3%。通過實際運行狀況觀察，增容機組對調節機組（尤其是9#）的進水流態產生了一定的影響，并在一定程度上增加了汽蝕現象的發生，但對大機組影響不大。

5、結語

增容工程的建設，在保證輸水安全運行及未破壞原泵站結構的情況下，與原工程實現較好結合，提高了宋莊泵站過流能力，并一定程度上提高了宋莊泵站的供水保障能力。在目前膠東地區持續干旱缺水的情況下，增容工程的建設為保障城鄉供水安全和社會穩定，發揮了重大作用，突顯了宋莊泵站增容工程的重要性和必要性。

參考文獻：

[1]濰坊水利建筑設計研究院.山東省膠東地區抗旱應急調水工程宋莊泵站增容工程設計方案[R].

[2]泵站設計規范（GB50265-2010）[S].2011.

[3]丘傳忻.泵站工程[M].武漢：武漢大學出版社，2001.