工程实例泵站更新改造设计中的几个重要环节Word文档格式.docx
- 文档编号:6787431
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:21.45KB
工程实例泵站更新改造设计中的几个重要环节Word文档格式.docx
《工程实例泵站更新改造设计中的几个重要环节Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程实例泵站更新改造设计中的几个重要环节Word文档格式.docx(8页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工程惠及合阳、澄城、大荔及蒲城四县13个乡镇的47.5万人。
共建抽水站28座,安装机组133台,总装机容量11.62万千瓦,属大
(1)型泵站工程。
根据塬上地形切割,灌区分东雷、新民、南乌牛和加西四个抽水灌溉系统,最大分九级提水,累计最大净扬程302.45m;
建设变电站30座,总装置容量38.09万千伏安。
架设输电线路4条,长62.38km。
单座泵站容量达到10000kW或单站流量大于50m3/s以上的大型泵站5座,中小型泵站23座。
泵站单级最大扬程225m,单站最大装机3.2万千瓦。
泵站为长藤结瓜式布置,多梯级提水,所有泵站均为固定式泵站,干室型结构,大型泵站副厂房位于主厂房后墙侧,呈纵向单列布置,中小型泵站主、副厂房呈横向单列布置。
泵站安装轴流泵9台,大型黄河试制泵8台,国产系列sh型双吸离心泵116台;
配套10kV8000kW卧式同步电动机8台,6kV立式电动机9台,6kV卧式同步电机6台,6kV卧式异步电机88台。
轴流泵单机流量2~8m3/s,黄河试制泵流量2.2~4.3m3/s,系列离心泵流量0.14~1.65m3/s,水泵单级扬程在8~225m之间。
建成的30座变电站中,110kV变电站3座,35kV变电站19座,10kV变电站8座;
安装主变压器32台,站用变压器42台,总容量38.09万kVA;
主变压器控制共安装DW8-35型多油断路器10台。
主机控制采用手动控制,安装高压柜169面,大部分配套SN10-10型少油断路器;
低压配电用BLS型低压柜142面;
直流操作电源柜21面,自耦减压器10台;
其它电气柜366面。
主电缆各泵站大部分为ZLQ型油浸纸绝缘电力电缆。
保护方式为常规继电保护。
2泵站工程存在的主要问题
东雷抽黄大型灌溉泵站工程是一项“边勘测、边设计、边施工”的“三边”工程。
由于受当时经济、社会条件的限制,工程规划设计不尽合理,标准偏低,不少工程分期设计与施工,质量难以保证;
工程仓促上马,建筑材料供求紧张,水泵、电机和主要机电设备产品奇缺,机泵选型受限,泵站效率较低。
特别是经过三十多年的运行,工程设施老化,主机组汽蚀磨蚀严重,电气设备绝缘性能下降,安全可靠性明显降低;
许多设备淘汰过时,给泵站的安全生产和经济运行带来巨大威胁;
建筑物工程年久失修,地基沉陷、墙体裂缝、门窗破损、构件混凝土碳化;
闸阀、闸门启闭不灵,起重设备老化失修,压力管道腐蚀漏水;
进水工程设计不规范,造成进水流态不稳,汽蚀、振动、漩涡产生使水泵效率和工作性能急剧下降。
以上问题存在,造成故障及事故频繁发生,维修周期缩短,维修费用增加,在很大程度上降低了工程设施抵御自然灾害的能力,也严重影响了泵站安全运行和效益发挥。
技术落后,自动化程度不高。
泵站普遍缺少自动化监控设施和基本的信息化手段,泵站机组不匹配,不能实现优化运行,优化调度。
泵站管理技术落后,加上后期管理设施改造经费不足,投资匮乏,淘汰的管理设施得不到及时的更新。
从整体而言,泵站相对我国水电、电力等行业,泵站管理手段更为落后和滞后,西部地区与我国东南部省份的泵站相比,甚至在东南一些省的不同地区,管理手段差距明显,与现代化管理的要求相差甚远。
3遵守设计规则,有序展开工作
大型泵站更新改造设计,必须在已批复的规划、可行性研究报告和安全鉴定报告基础上进行,应严格执行泵站更新改造设计相应的规范、标准、政策和原则。
以实现泵站改造的目标和任务。
更新改造设计中,应充分利用原有设施,根据工程设施、设备存在的不同问题采用不同的措施进行更新或改造,以减少工程投资;
积极采用新设备、新技术、新材料、新工艺,以安全运行、节能高效为中心,依靠科技进步,技术创新,提高泵站运行可靠性和装置效率;
通过采用工程措施和机电设备技术升级对大型泵站进行全面的更新改造,增强抗旱减灾能力。
4.把握重要环节,确保设计质量
4.1依据工程状况,确定改造目标
通过更新改造,解决主机组和机电设备严重老化、建筑物严重破损的问题。
改善机电设备质量、性能,提高主机组和辅助设备运行可靠性、稳定性和安全性;
在安全可靠、充分发挥效益的基础上,注重提高泵站装置效率,降低运行维护成本,并求得更经济合理的工程效益和经济效益。
提升泵站技术水平和机电设备的等级,提高泵站装置效率,降低能源消耗。
运用现代新材料、新工艺、新设备、新技术把泵站改造成功能齐全、结构合理、符合现代风格,采用计算机监控、机组性能和效率达到先进水平的全新工程。
达到技术的先进性、布局的合理性和工程设计科学化、设备现代化、运行自动化的目标。
大型泵站的更新改造,应达到以下几个主要目标:
(1)泵站更新改造后,抽水灌区的灌溉保证率大于或等于75%;
(2)泵站建筑工程和设备完好率达到90%以上;
(3)装置效率提高到60%以上;
(4)能源单耗低于4.5kW·
h/kt·
m;
(5)所有改造泵站实现微机监控。
泵站更新改造的主要目标
(1)进一步提高灌溉标准,改善灌溉条件,全面提升抗御特大自然灾害的能力。
(2)运用现代新材料、新工艺、新技术、新设备完成泵站改造工程,达到功能齐全、技术先进、布局合理,是工程设计科学化、设备现代化、运行自动化。
(3)以现代化技术标准实现计算机监控。
自动化系统功能齐全,技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便。
(4)改善机电设备质量、性能,提高主机组和辅助设备运行可靠性、稳定性和安全性;
4.2做好工程总体布置,实现安全、经济、合理
泵站总体布置应根据站址的地形、地质、水流、泥沙、供电、环境等条件,结合整个水利枢纽和渠系分布,综合利用要求,机组型式等,做到布置合理,有利施工,运行安全,管理方便,少占耕地和美观协调。
根据灌区泵站近三十年运行,其总体布置基本合理,因此,本次泵站更新改造,主体建筑物基本维持其定位轴线不变,只对进水工程、主付厂房工程和出水工程,按照泵站设计规范,进行适当调整。
东雷抽黄塬上各梯级泵站,在原设计时,为仅量利用地形高差,减少抽水梯次和耕地占用,站区多在台塬地开挖而建,且按挖六填四进行土方平衡处理,后又对泵站工程进行了插标亮界,确权发证。
在泵站改造中,面对部分泵站进水工程设计不合理,厂房平面因设备规格型呈变化和数量增多,普遍尺寸将加大,出水工程的合理改建等,将引起总体布置的适当调整。
为在泵站改造时不增加永久占用耕地,需要严格按相关规范标准设计外,要最大限度的利用原总体平面进行合理布置,从而实现泵站工程更新改造的安全、经济、合理与适用。
泵站厂房设计布置应满足以下要求:
(1)满足机电设备布置、安装、运行和检修的要求。
(2)满足泵房结构布置要求。
(3)满足泵房内通风、采暖和采光的要求,并符合防潮、防火、防噪声等技术规定。
(4)满足内外交通运输的要求。
(5)注意建筑造型,做到布置合理,适用美观。
4.3结合介质特性,搞好水泵选型(参数复核、材料选择、级配处理、配置管理等)
本工程为泵站更新改造项目,其项目的主要更新改造内容之一就是更新腐蚀老化的水泵,更换陈旧淘汰电气设备和性能差、效率低的机电设备。
因此泵站设计中,机电设备选择应按照节能优先,技术和工艺先进并符合国家行业规定的原则选用设备。
本次机电设备的选择充分考虑了节能因素,针对抽引黄河水介质的泥砂特点和泵站扬程较高,选择低转速水泵,高效区平缓的水泵,尽量不选性能曲线陡上陡下的水泵,保证机组多种工况高效节能运行。
充分进行泵站本级灌溉面积和供水面积复核,进行流量、扬程等技术参数复核,保证改造项目的安全可靠。
并根据梯级泵站间的运行配合选择机组配置,确保合理配置,管理方便。
要针对黄河泥沙多为石英石、长石、角闪石,其布氏硬度在650度以上,且多棱角,泥沙对渠道输水及水泵的运行带来极大危害的特点,做好水泵泵壳、叶轮、口环等材料选择,实现机组过流部件抵抗磨蚀、汽蚀能力,延长机组大修和使用寿命。
水泵选型中,注重水泵流量在梯级间的运行配合与渠道设计流量配合,保证各级泵站的合理运行和渠系工程的输水输沙,减小淤积。
泵站的更新改造中以水泵的选型最为关键,水泵的选型要考虑因素很多,例如上、下级流量级配问题、泥沙问题、汽蚀余量及安装高度问题等。
要通过几个方案的比选,选择最优的方案组合,以达到需求出水量的目的。
泵站更新改造初步设计中,在主机组泵组的选型时,设计总流量以引水渠流量为设计流量,设计总扬程充分考虑了泥沙对水泵扬程的影响,以《泵站设计规范》为基准,确定进、出水钢管道的管径。
东雷一期抽黄泵站水源为黄河,系多泥沙河流,且砂粒粗、硬度高、多棱角。
多年在这种高含砂水流下运行,泵体内腔磨损气蚀严重,出现很深的沟槽甚至穿孔,水泵泵腔几何形状改变,轴承损坏频繁,密封环难以固定,机组振动损坏严重。
大型泵站一般均采用铸铁或铸钢制造,又未经表面处理,材料硬度偏低,抗空蚀能力差,在发生空蚀时,一般在1000~3000h内产生空蚀侵蚀破坏。
及时的检修与检修质量的好坏对水泵转轮空蚀影响很大。
空蚀初生时,破坏作用较小,随着时间的推移,空蚀破坏大大加快。
不少泵站由于检修不及时,空蚀破坏发展得非常严重。
4.4经济合理确定水泵安装类型及高程
泵站改造中,为减少水泵汽蚀,当前泵站设计发展趋势多为淹没式安装。
而东雷抽黄塬上泵站原设计机组均为非淹没式安装。
如果改为淹没式安装,必然要较大改变泵站进出水建筑物位置,同地加大厂房平面尺寸,也势必造成总体平面的较大变化,增加永久占地等。
水泵的安装高度,应充分考虑抽水介质在最不利水泵安装调和的具体情况,充分考虑泥沙、水温等对安装高度的影响,以保证在最不利因素的共同作用下,水泵能够充分达到设计要求。
4.5严格机电设备配置,实现节能降耗;
(新材料、新技术、新设备、经济合理,安全节能)
电气设备按照国家和行业规范选择节能型产品。
电力变压器选择空载损耗小的节能型变压器,开关设备选择使用寿命长的产品,平均使用寿命最少100000小时。
其它辅助设备选型均按节能和排放达标的产品,设计选用的机电设备均符合国家节能产业政策推荐设备。
本工程为泵站更新改造项目,其项目的改造内容主要更换陈旧淘汰设备性能差、效率低的机电设备。
因此在机电设备选择设计中,按照节能优先,技术和工艺先进并符合国家行业规定的原则选用设备。
主电机均是上世纪七十年代产品,电机型号杂乱,绝缘老化严重,事故频发。
水泵磨损、汽蚀,泵壳破裂,大轴弯曲,漏水严重。
电气设备均为上世纪七十年代产品,控制方式落后,采用无五防装置的高压开关柜,手动操作。
落后的电磁继电保护装置和电气仪表,布线混乱,电缆老化漏油,外壳剥落。
考虑到电气设备更新换代的要求,更新改造应全部淘汰落后和不安全的电气设备,更新为新型微机继电保护式的成套电气设备。
4.6采用标准设计,提高改造质量和速度
东雷抽黄大型灌溉泵站工程是上世纪七十年代设计建设,受当时各方面条件限制,泵站进出水建筑和厂房建筑均没有完善的标准可依,只能参考借签国内已建的灌排泵站情况进行设计。
因此,部分泵站进水工程分水角过大,吸水池换水系数过大,导致进水不畅,池内淤积严重,造成吸水池实际换水系数不足,造成进水流态不稳,汽蚀、振动、漩涡产生使水泵效率和工作性能急剧下降。
主副厂房建筑工程多采用非标准设计,导致工程管理修护困难。
为保证泵站更新改造项目的安全实施,严格按规范、按相应标准进行设计,不仅可保证工程安全,也可有效减小工作量,并为以后的工程维修管理提供方便。
普遍存在着水泵空蚀破坏严重的问题。
运行中水位低于最小水位,水泵淹没深度不够,水泵选型不当,泵运行工况与设计工况点偏离较大,就会引起水泵空蚀。
空蚀部位主要是叶片、叶轮室及导叶进口端。
由于空蚀,使机组振动、噪声加剧,工作性能下降,能耗增加,造成水泵过流部件破坏,大大缩短了维修周期,增加了维修工作量。
4.7规范泵站自动化设计,实现可持续发展
利用先进的计算机技术、自动控制技术、通信技术、信号处理技术、故障诊断技术和现代管理技术,实现对泵站主要设备的动态监视、测量、自动控制和微机保护。
逐步使整个工程运用实现计算机联网调度及管理。
以大型泵站综合自动化为基本目标,在大型泵站中采用自动化的新技术、新设备、新标准,全面提高大型泵站技术水平和现代化管理水平,同时提高泵站运行的安全性、稳定性和可靠性,降低运行维护成本,提高经济效益。
泵站综合自动化系统设计应力求技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便;
其系统结构、技术性能和指标要求应与泵站规模、泵站在灌溉中的地位相适应;
同时应该符合泵站建设和计算机、自动化学科方面的有关标准。
东雷抽黄大型灌溉泵站量由28座分级泵站所组成,泵站的自动化设计,应仅可能的考虑各泵站在不同期改造情况下的自动化设备、软个的统一、兼容和升级换代,并能够充分满足灌区泵站间的信息化建设发展需要,实现泵站现代化建设管理的可持续发展。
计算机监控系统由机组自动化控制、视频监控、微机综合保护等部分组成。
泵站计算机自动控制系统是一个综合化系统,其涉及模拟量输入、开关量输入、模拟量输出、开关量输出、数据通信、视频监视等等各种数据信息,在系统的设计上必须根据不同的监控对象、监控目标,采取不同的测量手段,通过不同的信息流,最终汇总至信息自动化系统的监控工作站,供操作人员监视、控制。
主要包括电气自动化监控系统、主机组监控系统、视频监视系统。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 实例 泵站 更新改造 设计 中的 几个 重要 环节