水泵站在給水排水工程中的應

用

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水泵站在給水排水工程中的應用

（姓名：***學號***班級：給排水101班）

摘要：水泵站是大家十分熟悉的名詞。由于水

泵屬于通用性的機械類而廣泛地應用于國名經(jīng)濟的

各個部門。隨著現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展，采礦、冶金、

電力、石油、化工、市政以及農(nóng)業(yè)等部門中，各種

形式的泵站很多，其規(guī)模和投資越來越大，功能分

類愈分愈細。m

關(guān)鍵詞：水泵站；給水排水工程；供水；灌溉;

防澇

引言

水泵站工程是將電（熱）能轉(zhuǎn)化為水能進行農(nóng)

業(yè)灌溉、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、漬澇排水及跨流域調(diào)水的一項

綜合性水利工程。我國泵站工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展

及城鄉(xiāng)供水等多個方面發(fā)揮了巨大作用。

一、水泵站的概況

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1.水泵站定義

設置水泵機組、電氣設備和管道、閘閥等的房

屋。

2.泵站作用

(1)是能提供有一定壓力和流量的液壓動力和

氣壓動力的裝置和工程稱泵和泵站工程。

(2)油箱、電機和泵這三樣東西是主要部件，

但還有很多輔助設備，根據(jù)實際情況需要增減，如

供油設備、壓縮空氣設備、充水設備、供水、排水

設備、通風設備、起重設備等等。

3.泵站的發(fā)展

我國古代，就有用動力提水機具進行灌溉排水

的悠久歷史,一直到20世紀20~30年代，在我國東

南沿海地區(qū)才開始出現(xiàn)以柴油機、電動機為動力的

泵站。隨著科學研究與工程技術(shù)的日益提高，工程

規(guī)模與效益不斷擴大，其發(fā)展大體上可分為4個階

段：

(1)從1949年到1957年底，機電排灌泵站的

總裝機容量由71MW增加到3530MW,為全國的推廣

探索了經(jīng)驗,奠定了較好的技術(shù)基礎。

(2)20世紀60年代是機電排灌的全面推廣與

發(fā)展的階段。全國各省市的機電排灌泵站規(guī)模由小

到大，得到迅速發(fā)展，具有中國特色的利用水力資

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源進行提水的水輪泵站得到重視和迅速推廣,

相應的管理辦法與法則以及管理機構(gòu)開始建立。

(3)到1978年底,全國機電排灌泵站的裝機容

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量達到1500萬kW灌溉面積達15370萬hmo這一時

期的機電排灌泵站工程從總體上看得到了發(fā)展,但

存在的問題是重規(guī)模、重速度，而對質(zhì)量、效益與

管理重視不夠,為以后的發(fā)展帶來一些不利的因素。

(4)20世紀80年代至今,泵站工程在規(guī)模質(zhì)

量、效益、管理等方面得到全面的提高和綜合的發(fā)

展。其特點，一是大型泵站在跨流域調(diào)水工程相繼

建成并投入使用，從工程規(guī)劃、設計、施工、安裝

到運行管理,技術(shù)水平上了一個新臺階,二是重點抓

了技術(shù)改造和經(jīng)營管理,技術(shù)水平越來越先進,經(jīng)濟

效益越來越好，建設與管理水平越來越高。⑵

二、水泵站的應用

1.市政工程

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在市政工程建設中，泵站是城市給水排水工程

中必要組成部分。泵站在整個給水排水系統(tǒng)中起到

樞紐的作用。城市中水的循環(huán)都是借助于一系列的

功能不同的泵站來完成正常運行的。原水由取水泵

站從水源地抽送到水廠，凈化后的清水由送水泵站

輸送到城市官網(wǎng)中去，其流程圖如下圖所示。

2.農(nóng)田灌溉

建國以來，我國的農(nóng)田灌溉事業(yè)取得了很大的

成就，灌溉面積由1949年的1600萬ha增加到4800

萬ha,而且預計到2000年還將增加533萬ha,在

占全國總耕地面積近50%的灌溉面積上生產(chǎn)了占

總產(chǎn)量近2/3的糧食。灌溉泵站在農(nóng)田灌溉中將遠

處水源地的水輸送到農(nóng)田，節(jié)省大量人力物力，特

別是隨著社會主義農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化建設，在農(nóng)田基本

建設中需要建造越來越多的大型、巨大型的泵站來

一6一

保證灌溉用水的正常輸送。

3.引水工程

引水泵站的效益主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)干旱減災和解

決區(qū)域性缺水問題。最有代表性的南水北調(diào)東線工

程，以長江為水源，通過8級提水穿過黃河，解決

山東、河北等北方地區(qū)用水緊張。灌溉方面，最具

代表性的是我國西北一些干旱和半干旱地區(qū)。這些

地區(qū)雖距黃河較近，但水低地高，人畜生存和農(nóng)業(yè)

生產(chǎn)常年受到嚴重的缺水威脅。自六十年代，在甘

肅、山西、陜西、寧夏等?。▍^(qū)）陸續(xù)興建了一批

高揚程提灌工程，開發(fā)利用兩岸的水土資源，發(fā)展

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得了迅猛的發(fā)

展，糧食產(chǎn)量成倍增長，農(nóng)民收入大幅度地提高，

大量災民從干旱缺水的地區(qū)向灌區(qū)移民，實現(xiàn)了“一

年搬遷、兩年定居、三年溫飽、U!年致富”的夢想。

4.防洪排澇

泵站工程的排澇效益以平原湖區(qū)最為顯著。如

湖北的江漢平原、廣東的珠江三角洲、東北的三江

平原、浙江的杭嘉湖地區(qū)以及洞庭湖、鄱陽湖、太

湖、巢湖的周邊地區(qū)，過去由于洪澇災害，這些地

區(qū)許多地方人煙稀少，雜草叢生，交通阻隔，釘螺

成災。有了泵站后，帶來百業(yè)興旺。如今，這些地

方都成了重鎮(zhèn)、交通樞紐和當?shù)卣?、?jīng)濟、文化

中心。

在農(nóng)業(yè)排澇方面，以我國排澇面積最大、裝機

容量最多的湖北省為例。截止2004年，該省建有各

種排澇泵站4205座、8429臺，裝機121.03萬kW,

排水流量12946m3/s,排澇受益面積2260萬畝。該省

泵站多年平均排水量為80億其中單機功率

800kW以上的大型泵站排水70億m3o二十多年來，

先后戰(zhàn)勝了1980、1981、1983、1991、1996、1998、

1999年的特大洪澇災害。其中在1991年歷史罕見

的特大洪水排澇中，單機功率800kW以上的大中型

泵站發(fā)揮了骨干作用，日排水量為4.2億砂，累計

排水量近100億m3,當年泵站排澇減災效益達160

億元。

三、水泵站存在的問題

根據(jù)對我國現(xiàn)有大型灌溉排水泵站的調(diào)研，特

別是分析2009年各省水利廳上報的全國各大型泵

站《現(xiàn)狀調(diào)查分析報告》、《現(xiàn)場安全檢測報告》和

《安全鑒定報告書》，可以發(fā)現(xiàn)，我國大型泵站發(fā)展

存在的問題還是比較突出的。主要表現(xiàn)在以下幾個

方面。

L規(guī)劃設計不合理，建設標準低，部分泵站供水無保障。

我國大型灌溉泵站中約90%建于20世紀六七

十年代。限于當時的政治、經(jīng)濟條件和技術(shù)水平，很

多泵站規(guī)劃論證不足，工程設計標準低，泵站布局

不合理，“三邊”工程多，配套不健全。從而導致機

組選型不當，水泵長期在低效區(qū)運行，甚至因揚程

不足或汽蝕嚴重而使泵站不能正常提水。

2.泵站整體運行效率低，能耗高，工作壽命短。

從2008年開始，水利部組織國內(nèi)泵站權(quán)威檢

測單位，對全國主要大型灌溉泵站進行了現(xiàn)場檢測。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全國大型灌溉泵站平均裝置效率僅為

40%?50%,能源單耗平均達7?8kWh/(kt?m),

距部頒標準要求的裝置效率60%?70%相差很大。

3.泵站型式單一，不能滿足不同類型供水需求。

我國自然條件差異很大，供水要求有相當大的

區(qū)別。例如，有的供水系統(tǒng)中水中含有大量泥沙，

水泵口環(huán)極易磨損；有的供水系統(tǒng)中水位在不同季

節(jié)變幅很高，要求水泵揚程有極高的適應性；有的

地下水供水系統(tǒng)雖然揚程變幅小，但流量變幅大，

要求使用恒壓水泵提水；我國現(xiàn)有的泵站類型，特

別是可供選擇的水泵類型，無法滿足諸多供水條件

要求，從而制約了特殊地區(qū)的灌溉發(fā)展。

4.水泵機組低端產(chǎn)品多，高新技術(shù)應用少，信息化和自動化程度低。

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水泵是泵站的心臟，我國大型灌溉泵站使用的

水泵，絕大部分是20年前所開發(fā)的產(chǎn)品。雖然這

些機組的水力模型在近年得到改善，但核心技術(shù)仍

然停留在20年以前的水平。國產(chǎn)水泵機組多為低端

產(chǎn)品，高新技術(shù)應用少，水泵能耗高，空化嚴重，

振動超標。因此，我國大型水泵與泵站建設處于寸

分尷尬的境地，迫切需要有關(guān)部門，組織國內(nèi)相關(guān)

單位進行攻關(guān)，以提升我國大型水泵與大型泵站的

自主創(chuàng)新能力。

四、水泵站的發(fā)展趨勢

L水泵的效率越來越高。

水泵是泵站的心臟，它的質(zhì)量決定著泵站總體

水平。由于一些新的理論與技術(shù)，如三維反問題設

計方法、計算流體動力學方法和激光快速成形系統(tǒng)

等的應用，水泵的效率、高效區(qū)帶寬、汽蝕余量、

壓力脈動指標等都得到了很大改善。

2.節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高高效節(jié)能的要求更高

過去，泵站工程的建設考慮工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要

和節(jié)約工程投資方面的問題較多，很少考慮本站工

程的能量消耗和運行費用，致使不少泵站工程長期

處于低效工況下運行。這不僅增加了能量消耗，而

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且把節(jié)省下來的投資轉(zhuǎn)嫁給了運行費用。近年來，

特別是自原水利電力部頒布八項技術(shù)經(jīng)濟指標以

來，對全國的很多泵站進行了測試和普查。結(jié)果表

明，泵站效率普遍偏低。因此，全國開戰(zhàn)了一系列

泵站節(jié)能技術(shù)方面的研究和規(guī)模較大的技術(shù)改造工

作，并取得了明顯的經(jīng)濟效益。與此同時，機械部

門推出了一批節(jié)能產(chǎn)品，水利部門在規(guī)劃設計、安

裝檢修、運行管理等各個環(huán)節(jié)采取措施，盡可能提

高泵站效率，減少泵站能耗。

3.應用范圍日益擴大

以往，泵站工程多用于農(nóng)業(yè)灌溉排水和城市給

水排水。隨著近代城市和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，大

規(guī)模的南水北調(diào)工程和沿海城市的調(diào)水工程將有廣

闊的發(fā)展前景。在工業(yè)供水方面，泵站工程已成為

火電廠和核電站等工業(yè)企業(yè)中鍋爐給水和循環(huán)冷卻

水系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在工程施工中，基坑

排水、井點排水、水力開挖土方及泥漿輸送等都具

有廣泛的發(fā)展前途。這些都離不開水泵和泵站。

4.安全可靠要求更高

隨著多級泵站提水、抗洪搶險以及工業(yè)企業(yè)工

藝流程的需要，對泵站工程的安全可靠性的要求也

愈來愈高。例如大范圍的農(nóng)田和城鎮(zhèn)排水、礦井排

水的可靠性，不僅會影響工農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量，而且會給

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人民群眾的生命財產(chǎn)造成很大威脅。對火力發(fā)電廠,

一旦循環(huán)泵站因故障停止供水，將可能迫使汽輪發(fā)

電機組不能正常共工作而造成重大事故。也就是說,

越來越多的人認識到，泵站的可靠性不僅是泵站本

身的問題，而且已成為影響地區(qū)社會發(fā)展和社會效

益的重要因素。因此，對泵站工程，特別是其中的

機電設備的可靠性，以及泵站在反常運行中的各種

危害和防護措施已引起人們的普遍關(guān)注。⑶

綜上所述，可以看出我國水泵及泵站的數(shù)量、

規(guī)模已有較快的發(fā)展，同時，也存在一些缺點，主

要是不少泵站裝置效率偏低，能源單耗大，抽水成

本高，灌區(qū)工程配套不齊全，機電產(chǎn)品類型和質(zhì)量

問題等，致使一些泵站經(jīng)濟效益偏低。此外，在某

些技術(shù)方面與國外先進