水利工程泵站的管理及運行分析

李建泉

（平原縣供水管理中心，山東 德州 253100）

0 引言

水利工程中的泵站承擔(dān)著防洪、調(diào)水、灌溉的重任，被廣泛應(yīng)用于城市排水、農(nóng)田灌溉、跨區(qū)域調(diào)水等，為經(jīng)濟發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。但當(dāng)前，我國部分泵站處于低效率、高耗能的運行狀態(tài)，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可歸結(jié)為泵站的運行管理不規(guī)范，檢查維護(hù)不到位等。因此，加強對泵站運行管理的研究，具有較強的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

案例工程地處京杭大運河、新通揚運河的交匯處。為該市水利樞紐工程，也是我國南水北調(diào)的源頭抽水工程。其主要功能有抽引江水北送，抽排里下河澇水，抽引江水補充里運河航運水位。

案例工程主水泵型號為1.75ZLQ（C）-6，流量為10.2t/s，揚程為6m，比轉(zhuǎn)速為700r/min，轉(zhuǎn)速為250r/min，葉輪直徑為1.7m，軸功率為764kW，配用功率為1000kW，水泵效率為89%，裝置效率為68%，葉片調(diào)節(jié)方式為機械全調(diào)節(jié)。整體重量為20.6t。主電機的型號為TL1000-24/2150，功率為1000kW，轉(zhuǎn)速為250r/min，功率因素0.9，勵磁電壓為100V，勵磁電流為192A，額定電壓為6kV，額定電流為115A，效率為93.5%，極數(shù)為24，絕緣等級為B 級別，整體重量為15.5t。

2 水利工程泵站管理及運行中存在的問題

2.1 檢查維護(hù)不到位

案例工程泵站建設(shè)年限較長，受技術(shù)因素、經(jīng)濟因素等影響，泵站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高。隨著運行時間的增長，泵站相關(guān)設(shè)備未得到及時維護(hù)和更新，故障維修時未徹底解決相關(guān)問題。因資金有限，無法直接更換相關(guān)設(shè)備，這便導(dǎo)致維護(hù)、維修積累的故障問題越來越多，影響到了泵站的實際使用。對于此問題，為保障泵站運行的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)在相關(guān)設(shè)備投入運行前加強檢查，運行中加強監(jiān)測，運行后加強維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，以此增強泵站運行的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 管理體制不健全

雖然案例工程在泵站運行、管理方面制定了相關(guān)制度，但因泵站內(nèi)包含設(shè)備較多，管理難度較高，所以目前的管理制度未起到預(yù)期效果，缺乏合理的管理機制和規(guī)范的管理制度。整體管理方式缺乏一定科學(xué)性，不存在明確的分工、分類制度，使得泵站運行管理出現(xiàn)問題時，難以落實相關(guān)責(zé)任。此外，由于泵站運行管理任務(wù)較多，管理體制不健全，在人員分配方面不均勻，工作人員的具體職責(zé)不明確，使得泵站運行管理人員更為緊缺。

3 水利工程泵站運行策略

3.1 加強運行前的檢查

3.1.1 主水泵運行前的檢查

水泵機組投入運行前應(yīng)當(dāng)檢查其是否符合運行條件，具體要求與內(nèi)容如下：①對填料函處的填料壓緊程度進(jìn)行檢查，確保滴水情況正常。②對循環(huán)冷卻水的壓力進(jìn)行檢查，將冷卻水進(jìn)水母管壓力控制在0.2MPa 上下，主機冷卻水進(jìn)水壓力控制在0.15MPa 上下。③保證注水泵潤滑油的油位、油色正常，安全防護(hù)設(shè)施完好，其檢修閘門處于開啟狀態(tài)且輔助設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。④主水泵的斷流裝置靈活且可靠，對于動作信號反應(yīng)較為準(zhǔn)確。⑤主水泵的進(jìn)出水管路與進(jìn)水位高于最低水位。⑥水泵調(diào)節(jié)裝置靈活可靠，不存在滲漏油、卡滯現(xiàn)象，且溫度與聲音正常，葉片角度指示精確，并將葉片角度按要求調(diào)節(jié)至啟動角度。只有完全符合上述要求，才能將主水泵投入運行，以此確保水泵自動化運行的可靠程度[1]。

3.1.2 主電機運行前的檢查

投入運行前應(yīng)當(dāng)對主電機進(jìn)行檢查，主要內(nèi)容與檢查對象如下：①對定子以及轉(zhuǎn)子回路的電阻值以及其吸收比進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)其絕緣電阻不符合相關(guān)規(guī)范則應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行干燥處理，恢復(fù)其電阻值。測量方面，工作人員可采用2500V 兆歐表進(jìn)行測量，定子的絕緣電阻應(yīng)當(dāng)在6MΩ 以上，吸收比在1.3 以上，轉(zhuǎn)子絕緣電阻應(yīng)當(dāng)在0.5MΩ 以上（在對絕緣電阻進(jìn)行測量時，電機回路中不能使用隔離開關(guān)斷開的其他電氣設(shè)備）。②對主電機進(jìn)出線的牢固性、可靠性進(jìn)行檢查，檢查其是否存在短接線以及接地線。③對主電機表面的所有連接螺栓、止鎖片的牢固性以及可靠性進(jìn)行檢查。④對主電機轉(zhuǎn)動部件與固定部件之間的縫隙進(jìn)行檢查，并清除轉(zhuǎn)動部件表面存在的雜物。⑤確保主電機油缸、油位、循環(huán)冷水正常，頂車裝置以及制動器在復(fù)位狀態(tài)，通風(fēng)機、勵磁裝置、保護(hù)裝置運轉(zhuǎn)正常。

3.2 加強運行中的監(jiān)測

3.2.1 主水泵運行中的監(jiān)測

主水泵主要監(jiān)測內(nèi)容如下：①對填料函的滴水情況進(jìn)行監(jiān)測，檢查其是否存在偏磨、過熱等現(xiàn)象。②循環(huán)水以及冷卻水的水壓、水溫、指示流量與要求相符。③振動聲音與汽蝕處在合理范圍內(nèi)，上機架的振動幅值在0.06mm 以內(nèi)，定子機座、軸法蘭處（徑向）的振動幅值在0.06mm 以內(nèi)，集電環(huán)（徑向） 允許振幅值0.10mm。當(dāng)振動幅度異常存在較大撞擊聲時，工作人員應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行停機處理后排查原因。④在主水泵運行中，嚴(yán)禁所有雜物混入泵內(nèi)。⑤葉片調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的溫度、聲音，監(jiān)測儀表處于正常狀態(tài)，與水泵相連接的管道各部位不應(yīng)當(dāng)存在漏水現(xiàn)象。

3.2.2 電纜線路的監(jiān)測

具體監(jiān)測內(nèi)容如下：①對于直埋電纜而言，應(yīng)當(dāng)保證其沿線地面不存在挖掘情況、重物堆放現(xiàn)象與腐蝕性較強的物品。電纜線路的標(biāo)志樁應(yīng)當(dāng)保持完好，對于露出地面的電纜應(yīng)當(dāng)采用鋼管、角鋼進(jìn)行保護(hù)，對于引入室內(nèi)的電纜，應(yīng)當(dāng)采用穿墻套管進(jìn)行封堵。②對于電纜溝內(nèi)部的電纜而言，應(yīng)當(dāng)保證溝道蓋板完整，內(nèi)部支架可靠性符合要求，且不存在銹蝕、積水現(xiàn)象，標(biāo)志牌完好無缺。③對于電纜接頭而言，應(yīng)當(dāng)牢靠性較強，不存在脫落，斷股現(xiàn)象。若遇到大霧天氣，應(yīng)當(dāng)著重監(jiān)視電纜接頭的絕緣套管是否存在放電情況。此外，若某段時間水泵機組的運行負(fù)荷較大，應(yīng)著重檢查電纜連接處是否存在過熱、變色以及氧化現(xiàn)象[2]。

3.3 加強運行后的維護(hù)

工作人員應(yīng)當(dāng)做好水泵的日常清潔工作、防護(hù)工作，確保水泵外殼不存在塵垢、油垢以及銹斑，銘牌始終處于清晰狀態(tài)。對易磨易損的零構(gòu)件進(jìn)行清洗、檢查，更換后及時進(jìn)行調(diào)試，定期檢查易松動的螺栓以及螺母，并擰緊。做好主水泵水管路的防凍以及防滲工作，及時更換填料函內(nèi)的填料，并清除內(nèi)部存在的污垢。最后定期對水泵和電機的附件與防護(hù)裝置進(jìn)行檢查，確保其工作處于正常狀態(tài)。此外，工作人員還應(yīng)基于運行前的檢查情況，運行中的監(jiān)測情況，分析泵站相關(guān)設(shè)備可能存在的問題，積極和專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行溝通，探索解決方案，盡可能在維護(hù)中解決泵站相關(guān)設(shè)備的“歷史遺留問題”，提高后續(xù)泵站運行的穩(wěn)定性和安全性。若設(shè)備故障類型為硬件損壞或其他無法修復(fù)的情況，工作人員應(yīng)及時上報，暫停此設(shè)備的使用，和上級部門進(jìn)行積極溝通，爭取更換設(shè)備的資金，待完全排除安全隱患后，才可將設(shè)備或元件投入運行。同時，關(guān)注相關(guān)設(shè)備的運行時間，定期進(jìn)行“小修”“大修”，例如，水泵、電機的運行小時數(shù)在10000～20000h，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行大修，運行小時數(shù)在1000～2000h 時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行小修，以此保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性[3]。

4 水利工程泵站管理策略

4.1 分類管理

因案例工程泵站包含設(shè)備較多，管理方面具有較強的系統(tǒng)性，所以管理時，應(yīng)制定相對應(yīng)的規(guī)章制度和工作流程，為泵站的高效運行提供支撐。管理人員可根據(jù)泵站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的重要性程度或安全性程度，劃分管理重點，將泵站所有設(shè)備分為一類設(shè)備（重要程度較高）、二類設(shè)備、三類設(shè)備（重要程度較低），針對不同類別設(shè)備，采取不同管理制度和措施，進(jìn)行分類管理。在檢查、監(jiān)測、維護(hù)方面也可按照設(shè)備的重要程度進(jìn)行，對于一類設(shè)備而言，應(yīng)加大檢查力度、監(jiān)測力度、維護(hù)力度，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定運行。二類設(shè)備、三類設(shè)備可適當(dāng)加大相關(guān)管理力度，保證不會導(dǎo)致泵站停機或出現(xiàn)其他事故。同時，在管理人員配備方面，應(yīng)基于工作人員的工作能力、工作經(jīng)驗進(jìn)行靈活配備，將工作經(jīng)驗豐富，專業(yè)水平較高的工作人員分配到一類設(shè)備的管理中，確保運行穩(wěn)定。

4.2 規(guī)范管理

規(guī)范管理方面，應(yīng)從壓實責(zé)任，保障維護(hù)、管理措施落實到位。首先，管理人員應(yīng)結(jié)合泵站實際運行需求，對檢查、監(jiān)測、維護(hù)等工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)分，形成制度、條目，將每個條目、制度均明確具體責(zé)任人。其次，針對具體的工作事項設(shè)定考核指標(biāo)，結(jié)合工作要求、工作量，靈活調(diào)整人員配備情況和組織結(jié)構(gòu)情況，確保分工明確，責(zé)任到人。并針對各項條目、制度，制定具體的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)，將各個條目的工作內(nèi)容流程化、標(biāo)準(zhǔn)化，確保泵站運行的規(guī)范化。最后，管理人員可建立考評機制和獎懲機制，將工作指標(biāo)達(dá)成情況作為績效考核的依據(jù)，和薪資待遇相掛鉤，以此激發(fā)工作人員的積極性，保證管理責(zé)任的落實。以運行值班制度為例，管理人員應(yīng)合理安排工作人員數(shù)量，保證專業(yè)能力可滿足水泵機組的運行要求，每位工作人員應(yīng)當(dāng)對所有設(shè)備的操作規(guī)程以及方法熟練掌握，具有處理緊急事故的能力。通常每班具有電工證的人員應(yīng)當(dāng)在2 人以下。工作過程中應(yīng)對水泵運行機組的工況進(jìn)行密切監(jiān)視。并按照預(yù)定的巡查路線對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行巡查，將主要參數(shù)記錄在案。并建立嚴(yán)格的交班制度，將當(dāng)前的運行情況、未完成的工作進(jìn)行交底，交接相關(guān)資料、工具等。

通過對管理制度細(xì)節(jié)的規(guī)范，能夠進(jìn)一步增強泵站運行管理的規(guī)范化程度，使其高效運行[4]。

4.3 動態(tài)管理

泵站的動態(tài)管理需要采用信息技術(shù)，依托于傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能化技術(shù)，將泵站管理工作和現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，提高管理工作效率，拓寬管理渠道，多樣化管理方式。管理人員可以在設(shè)備運行前的檢查區(qū)域、運行中的監(jiān)測區(qū)域、運行后的維護(hù)區(qū)域，根據(jù)工作內(nèi)容設(shè)置傳感器，對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實時收集。再利用PLC 將傳感器進(jìn)行集成控制，建立信息化管理系統(tǒng)，通過管理系統(tǒng)的客戶端，對相關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，以此完成泵站運行的動態(tài)管理。同時，還可在水源中設(shè)置水位傳感器，收集當(dāng)前水位數(shù)據(jù)，靈活調(diào)配水資源，提高水資源利用率，實現(xiàn)節(jié)約目標(biāo)。利用信息技術(shù)對泵站管理進(jìn)行自動化，可有效提高泵站維護(hù)和管理的質(zhì)量、水平。

4.4 加強隊伍建設(shè)

泵站管理隊伍建設(shè)方面，可從加強內(nèi)部培訓(xùn)以及人才引進(jìn)兩個方面入手，具體如下。

（1）加強內(nèi)部培訓(xùn)。管理人員可定期組織單位內(nèi)部人員參加專業(yè)知識培訓(xùn)，提高工作人員的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，向工作人員灌輸泵站運行對于水利工程、民生、生態(tài)環(huán)境、社會發(fā)展的重要性。提高工作人員對泵站運行的重視程度，使其自覺、主動落實相關(guān)責(zé)任。以此為基礎(chǔ)，管理人員還可積極和相關(guān)專業(yè)的高等院校進(jìn)行溝通，為工作人員提供外出深造的機會，進(jìn)一步提升泵站管理的專業(yè)水平。

（2）人才引進(jìn)。管理人員可加大招聘力度，采用線上、線下相結(jié)合的形式進(jìn)行人員招聘，合理設(shè)置專業(yè)要求，增加考核制度，確保專業(yè)能力符合泵站要求。并保證招聘過程公平、透明，切實吸納優(yōu)秀人才。針對工作地點偏遠(yuǎn)，薪資待遇對人才吸引力較低的問題，管理人員可積極和上級溝通，為人才提供良好的食宿環(huán)境，提高薪資待遇，并建立科學(xué)的晉升機制，給予所有人才相同的晉升機會，將晉升條件、選拔條件透明化，以此提高泵站管理工作對人才的吸引力。

4.5 加強防火管理

由于泵站相關(guān)設(shè)備運行功率較大，耗能較高，一旦發(fā)生短路或電能泄漏，極易引發(fā)火災(zāi)。所以，防火管理也是泵站管理的重要內(nèi)容。為加強泵站的防火管理能力，可采取如下3 項措施：①在站區(qū)建筑物周邊、電氣設(shè)備周邊、泵房、機房等區(qū)域，均應(yīng)設(shè)置足夠的滅火器。對于重要程度較高的設(shè)備電氣室，應(yīng)設(shè)置二氧化碳滅火器。②為防止火勢蔓延，應(yīng)在用電設(shè)備周邊劃分獨立的防火分區(qū)。③對于重要電纜回路，應(yīng)采用防火包帶、涂料進(jìn)行包扎，提高重要線路電纜的安全性[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，泵站是水利工程的重要組成部分，具有較高的生態(tài)效益和社會效益。為提高泵站運行效率，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實際情況，制定運行管理策略和泵站管理策略，對泵站進(jìn)行管理、維護(hù)，提高運行效率。隨著科技發(fā)展，未來更多的先進(jìn)技術(shù)、管理理念將應(yīng)用到泵站運行管理中，進(jìn)一步提高泵站運行的穩(wěn)定性和安全性。