成志超 万吉祥 曹 锐 贺淑全

（作者单位：1.宿迁市水务勘测设计研究有限公司 223800 2.宿迁市水利局 223800）

平原区的中小型泵站种类繁多，部分工程建设年代久远，受建设时期的各类因素影响，实际运行中存在各种问题和安全隐患。此次拆建的泵站为大型灌区的两座水源泵站之一，经鉴定后属于四类泵站，故结合灌区项目改造工程的实施，对该工程进行拆建改造。通过对水泵的泵型及布置形式进行了对比和方案比选，为今后的泵站拆建改造设计积累了经验。

一、工程概况

某中型泵站位于中运河沿岸，利用长度约200m引河从中运河引水灌溉，引河与中运河垂直相交。现状泵站共设置13台26寸混流泵，配13台110kW电动机，布置在引河一侧，为侧向进水、一列式布置，泵站设计流量为14.3m3/s。

该泵站建于20世纪90年代，水泵为无锡水泵厂1982年生产的产品，之前装配于其他工程，在1996年该工程改造时，将水泵机组转入该工程中使用，属于改造淘汰的旧水泵。经过二十多年的运行，水泵叶片均汽蚀严重，泵轴磨损严重，轴承盒渗油严重。泵站不满足防洪要求，排架、电机墩混凝土强度等级偏低；出水池墙体开裂，出水涵洞开裂严重。经检测单位鉴定，根据《泵站安全鉴定规程》（SL316-2004），评定该工程建筑物为四类，机电设备为四类，金属结构为四类，综合评定为四类泵站。鉴于此，结合灌区改造工程的实施，将该工程列入拆建项目。

二、泵型选择

1.泵站设计水位

该工程的特征水位见表1。

2.泵站设计扬程

根据泵站特征水位确定泵站各工况净扬程如下：

设计净扬程＝23.50-17.20=6.30m

最高净扬程＝23.50-17.00=6.50m

3.机泵设备选型

初估管路损失为15%，则水泵设计扬程为7.25m。按照设计流量14.3 m3/s，暂选六种水泵作为候选型号，选型时考虑备用机组1台。六种方案水泵参数见表2。水泵选型对比见表3。水泵性能曲线见图1～图6。

从对比表和水泵性能曲线可以看出，6种方案性能参数均能满足规划要求。从效率、能耗、投资及管理方面综合考虑，方案一的水泵运行效率较高，单位流量下所需功耗较低，且参照以往工程运行情况，水泵技术已成熟，设备稳定性能好，检修频率不高，在实际运行中设备噪音较低，适宜进行运行管理。由于此次拆建计划采用正向进水方案，水泵机组进出水方向沿东西向布置，现状的站址部位南北向宽度有限，采用4台套机组所用空间较小。

表1 泵站的设计特征水位表

表2 六种方案水泵参数对比表

表3 六种方案水泵选型对比表

综合上述因素考虑，该站最终选用方案一，即选用1400QZ-70（-2°）型潜水轴流泵。

三、布置方案选择

该工程为拆建工程，在现状泵站上游约15m处设有一拦污栅，约140m处设有一清污机桥及清污机。为减少占地、合理融入管理所环境，泵站采取原址拆建。现状泵站为侧向引水式、正向出水式布置型式，由于水泵台数减少，单泵流量增大，且灌区的水源泵站有两座，该工程为流量相对较小的辅助调节提水泵站。由于另一座主要供水泵站运行已有十多年，受外河水位变化影响较大，在低水位时进水流态较差。可利用拆建泵站的契机，提高其提水能力，以该工程作为主要供水泵站，另一座泵站作为调节泵站，故该工程的实际任务加大。现状泵站的引河宽度有限，受大流量的影响，需对现有泵站的布置形式进行优化，布置方案分为两类：

1.正向进水、正向出水方案

正向进水、正向出水方案利用现状引河走向及西部现状地形条件，自引河向西分别设置前池、泵室、出水管路（含计量设施）、出水池。现状引河上口宽度约20.00m，泵室结构总宽度为17.00m，上游前池顺接条件良好，水流条件良好。根据规范要求及工程实例，泵站宜采用正向进水。

由于站址北侧管理道路以及管理所内地面高度为24.30～24.00m，现状引河底高程为15.00m，老站进水池高程为14.30m，老站西侧变压器范围内的地面高程为20.20～20.90m，此次根据地形变化条件，泵室底板布置在老站进水池位置，利用西侧低洼位置布置出水池，再修建连通箱涵与一站出水池进行衔接，检修间布置于北侧，易于与现状道路连通，方便管理。南侧布置配电室及控制室，空间布局、房屋走向基本与管理所内一致，空间条件较为协调。

图1 方案一1400QZ-70（-2°）性能曲线图

图2 方案二1200QZ-70（-2°）性能曲线图

图3 方案三1400ZLB-70（-2°）性能曲线图

图4 方案四1200ZLB-85（0°）性能曲线图

图5 方案五1400HD（S）-9（-4°）性能曲线图

图6 方案六1200HD(S)-9（-4°）性能曲线图

2.侧向进水、正向出水方案

正向进水、正向出水方案利用老站的布置形式，泵室基本位于老站的泵室位置，进水侧采用圆弧翼墙与引河呈90°转角，出水侧利用出水池结合交通桥一同布置，连通至现状出水池。

由于现状的进水引河宽度有限，导致进水圆弧翼墙的转弯半径受限，需在进水前池位置加设导流设施，进水水流条件各机组影响较大，容易产生漩涡，影响水泵运行效率。出水侧长度偏短，无法实施单泵流量的有效计量，且需加设防渗截水设施、防冲设施等工程量较大。

综上所述，此次泵站布置型式为正向进水、正向出水的布置型式。

四、结语

平原区的中小型泵站数量较多，形式多样，大部分为灌溉、排涝泵站。该工程所在的区域大部分为传统的立式轴流泵，其结构相对简单，便于维修，但运行噪音较大、效率相对较低。潜水泵的应用提高了泵站的运行效率，改善了运行管理环境。虽然其维修技术要求较高，但维护频次较低，对于较大口径水泵也更适用于专业化保养、工厂化维修。对于泵站的拆建改造，要综合利用现有的地形条件，充分考虑进出水流态，从而提高泵站的整体运行效率，更好地发挥工程效益■