我國(guó)泵站的現(xiàn)狀與優(yōu)化進(jìn)展

1、我國(guó)澆灌泵站的現(xiàn)狀與優(yōu)化進(jìn)展摘要:在農(nóng)業(yè)和水利工程中，水泵作為一種通用機(jī)械，普遍地運(yùn)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的各 個(gè)環(huán)節(jié)。泵站工程為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速進(jìn)展及人民生活水平的不斷提高都起著超級(jí)重要的作 用。但由于泵及泵站是耗能設(shè)施，據(jù)統(tǒng)計(jì)其耗電量約為全國(guó)總用電量的21%。，因此如何從 泵的設(shè)計(jì)、泵站的優(yōu)化調(diào)度方面進(jìn)行改善和革新，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、可持續(xù)進(jìn)展道路的關(guān)鍵。本 文主要通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外澆灌泵站進(jìn)展的歸納，并以甘肅省景電提灌工程梯級(jí)泵站為實(shí)例，對(duì)比 分析了我國(guó)泵站進(jìn)展中存在的主要問(wèn)題及與發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距，提出了此后我國(guó)泵站優(yōu)化 進(jìn)展的幾點(diǎn)啟迪與建議。關(guān)鍵詞:澆灌泵站;優(yōu)化調(diào)度;中國(guó);發(fā)達(dá)國(guó)家；水資源是一種有限

2、的、部份可再生的資源，也是一種重要的經(jīng)濟(jì)資源，且具 有稀缺性。實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)進(jìn)展，是世界各國(guó) 面臨的重要問(wèn)題。我國(guó)地域遼闊，地形復(fù)雜，水資源在時(shí)空散布上極不均勻，人均 水資源占有量少，部份地域供需矛盾與日俱增，造成了水資源危機(jī)。為了減緩這 些地域日趨緊張的水資源欠缺狀況，興修調(diào)水工程勢(shì)在必行。最近幾年來(lái),隨著我國(guó)水利工程事業(yè)的快速進(jìn)展，我國(guó)機(jī)電灌排建設(shè)也取得了 飛速的進(jìn)展，在數(shù)量上已躍居世界首位。到2000年為止，我國(guó)擁有泵站共47萬(wàn)多 座，排灌動(dòng)力達(dá)6805萬(wàn)KW。這些泵站工程的建設(shè)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)展及提城 鄉(xiāng)供水等方面發(fā)揮了踴躍的作用。其中，沿黃河流域有大

3、中型泵站11萬(wàn)座，總 容量約340萬(wàn)KW。從1980年開始，黃河上的澆灌用泵以每一年2萬(wàn)臺(tái)，裝機(jī)容 量4050萬(wàn)KW的速度增加。這些工程總揚(yáng)程高達(dá)400800m，單機(jī)泵的揚(yáng)程 達(dá)80182m。但機(jī)電澆灌泵站每一年都消耗了大量的能源，水泵機(jī)組用電量在 整個(gè)社會(huì)中占有較大的比重，活著界范圍內(nèi)約占20%25%，在我國(guó)約為21%， 由此看來(lái)我國(guó)機(jī)電灌排工程的節(jié)能潛力是龐大的。因此，國(guó)家對(duì)現(xiàn)有澆灌泵站在 技術(shù)革新、水量調(diào)配、能耗優(yōu)化等方面，在政策上與資金等方面都給予了大力支 持。目前，隨著我國(guó)澆灌面積、農(nóng)業(yè)種植規(guī)模的不斷擴(kuò)大，提灌工程承擔(dān)的電費(fèi)， 水費(fèi)遠(yuǎn)低于本錢的矛盾不斷加重。國(guó)內(nèi)諸多電力提灌工程，大多

4、數(shù)只關(guān)注工程建 成后所帶來(lái)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，而忽略了工程自身的運(yùn)行本錢和優(yōu)化管理， 致使提灌用電供需矛盾日趨加重，已經(jīng)嚴(yán)峻制約著我國(guó)提灌工程的長(zhǎng)久進(jìn)展。因 此研究大型泵站的節(jié)能降耗，優(yōu)化改革具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和作用。1我國(guó)泵站工程的進(jìn)展概況泵站的整體概況我國(guó)運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械提水大約始于20世紀(jì)初，江蘇、天津等地陸續(xù)興修了一 些小型泵站，利用煤油機(jī)帶動(dòng)龍骨水車和小型水泵抽水灌田、排澇。1924年江 蘇常州郊區(qū)安裝了一臺(tái)口徑為150mm的離心泵，由20kw的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)提水，是 我國(guó)電力提灌的先例。直至1949年，現(xiàn)代機(jī)械澆灌面積只有378萬(wàn)畝，占那時(shí) 總澆灌面積的。新中國(guó)成立以來(lái)，隨著科學(xué)技

5、術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的泵站建設(shè)也進(jìn)入了新的 進(jìn)展歷程。目前全國(guó)已建成農(nóng)業(yè)灌排泵站50余萬(wàn)座，澆灌面積達(dá)4億多畝，為 我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了重要的作用。為了減少干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害，我國(guó)西北 和黃河中上游廣大地域，早在50年代末期就建成了陜西渭惠渠高塬電力抽水澆 灌工程，泵站共22座，澆灌面積96萬(wàn)畝。1960年7月黃河干流上第一座現(xiàn)代大 型泵站山西夾馬口泵站建成投入運(yùn)行，總抽水流量9.5m3/s，分三級(jí)揚(yáng)水，累計(jì) 凈揚(yáng)程110m。在隨后的年代里又在黃河干流上陸續(xù)興修了百余座泵站提水工程， 總澆灌面積約900萬(wàn)畝，其中裝機(jī)容量超過(guò)10000KW 1974年建成的甘肅景泰川一期提水工程，共11個(gè)梯級(jí)，

6、凈揚(yáng)程445m，抽水流量13.16m3/s，安裝大中 型泵85臺(tái)，澆灌面積30萬(wàn)畝。1979年建成的陜西東雷二級(jí)泵站，安裝了我國(guó)目 前農(nóng)業(yè)用泵功率最大（8000kw）、單泵揚(yáng)程最高（225m）大型臥室離心泵兩臺(tái)。 這些泵站提灌工程，對(duì)增進(jìn)地域農(nóng)、林、牧的進(jìn)展發(fā)揮了顯高作用。另外還有廣 東省東深供水工程，經(jīng)9座提水泵站向深圳、香港供水，年供水量為11億立方米， 占香港總用水量的70%;山東引黃濟(jì)青工程，經(jīng)5個(gè)梯級(jí)泵站向青島市供水,總流量 為159.5 m3/s,天天為青島供水30萬(wàn)立方米;引灤入津工程,經(jīng)3個(gè)梯級(jí)泵站向天津 供水，總流量為50m3/s,年供水量為10億立方米7;山西省萬(wàn)家寨揚(yáng)黃供

7、水工程;寧 夏扶貧揚(yáng)黃澆灌工程（11級(jí)高揚(yáng)程泵站）;南水北調(diào)東線工程（13級(jí)低揚(yáng)程泵站）。20世紀(jì)80年代至今，泵站工程在規(guī)模質(zhì)量、效益、管理等方面取得 全面的提高和綜合的進(jìn)展。其特點(diǎn)，一是大型泵站在跨流域調(diào)水工程中接踵建成 并投入利用，從工程計(jì)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝到運(yùn)行管理，技術(shù)水平有了專門大 的提高；二是重點(diǎn)從技術(shù)革新和運(yùn)行管理上著手，隨著技術(shù)水平的不斷提高，濟(jì) 效益愈來(lái)愈好，建設(shè)與管理水平也愈來(lái)愈高。但由于泵站是耗能工程，如何從泵 的設(shè)計(jì)，制造和應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)研究，以進(jìn)一步提高其性能、效率；從泵站工程 上，如何增強(qiáng)計(jì)劃，精心設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有泵站如何改善經(jīng)營(yíng)管理，進(jìn)行技術(shù)革新、 挖潛改造，以提

8、高其經(jīng)濟(jì)效益，降低能耗、抽水本錢等，是亟待解決的難題。泵站類型及特點(diǎn)我國(guó)泵站工程有下列幾種類型；（1）大型低揚(yáng)程泵站。這種泵站的特點(diǎn)是低揚(yáng)程、大流量、自動(dòng)化程 度高。這些泵站主要散布在長(zhǎng)江中下游沿江低洼地域，如江都三站、江都四站、 淮安二站等。（2）大型高揚(yáng)程泵站。這種泵站特點(diǎn)是高揚(yáng)程、多梯級(jí)、工程艱巨。這 些泵站主要散布在陜西、山西等高原地域其。（3）機(jī)井泵站、浮動(dòng)式及中小型泵站。浮動(dòng)式泵站主要散布在我國(guó)西南、 中南等省區(qū)水位變幅較大的江河與水庫(kù)等沿岸。泵站運(yùn)行存在的主要問(wèn)題（1）熟悉單一。對(duì)我國(guó)泵站的作用及其地位熟悉不全面，看重泵站建成后 所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，而輕視泵站工程自身運(yùn)行，造成泵站

9、建設(shè)停滯不前。發(fā)達(dá)國(guó)家 在水政策的制定進(jìn)程中，采取自上而下和自下而上的雙向交流方式，表現(xiàn)了公眾的 參與，而我國(guó)仍采取自上而下的方式。（2）泵站管理不善。目前，我國(guó)泵站建設(shè)存在管理機(jī)構(gòu)不健全、管理體制不完 善、管理手腕掉隊(duì)、管理設(shè)施簡(jiǎn)陋、管理隊(duì)伍不穩(wěn)固等問(wèn)題。（3）泵站澆灌保證率低。據(jù)調(diào)查，我國(guó)多數(shù)灌區(qū)的澆灌保證率低于50%,大中 型泵站的防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)整體上偏低。連年來(lái),雖然我國(guó)澆灌規(guī)模不斷擴(kuò)大，但只形 成了固定的澆灌控制面積，田間基礎(chǔ)工程不配套，灌排系統(tǒng)不健全,澆灌保證率很 低。（4）泵站老化失修普遍。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)現(xiàn)有的大型泵站中，嚴(yán)峻老化的 占76%。中型泵站嚴(yán)峻老化的占82%。同時(shí)泵

10、站更新改造的標(biāo)準(zhǔn)低、資金籌措難 度大，更新改造速度趕不上老化速度。（5）節(jié)能節(jié)水意識(shí)淡薄。據(jù)調(diào)查，我國(guó)澆灌泵站的能耗高、水的有效利用率低, 農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)峻。（6）泵站技術(shù)水平整體較低。我國(guó)灌排機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)固、靠得住性差、 自動(dòng)化水平低,且運(yùn)行效率低。水泵效率與國(guó)外先進(jìn)水平相較，低3%5%。2國(guó)夕卜泵站的進(jìn)展概況國(guó)外在泵站建設(shè)上有較長(zhǎng)的歷史，早在本世紀(jì)40年代末50年代初， 美國(guó)就利用其大古力水電站的廉價(jià)電力為興修的大古力泵站提水供電。一級(jí)泵站 揚(yáng)程94m，裝機(jī)12臺(tái)，總抽水流量460m3，澆灌面積625萬(wàn)畝。隨后在60年代 后期又開始興修加利福尼亞州的“北水南調(diào)”綜合利用水利工程，除防

11、洪、發(fā)電、 供水、旅游外，主要用于澆灌加州濱海地域農(nóng)田。該工程包括12座大型泵站， 其中最大的愛梯門斯頓泵站裝置大型立式四級(jí)離心泵14臺(tái)，一次揚(yáng)程高達(dá)587m， 單機(jī)流量8.9m3/s，單機(jī)功率萬(wàn)KW，總功率84萬(wàn)KW，是現(xiàn)今世界上最大的泵 站。蘇聯(lián)于1973年大體完工的卡爾審提灌工程，7級(jí)揚(yáng)水，累計(jì)揚(yáng)程156m，澆 灌面積525萬(wàn)畝。另外古比雪夫提灌、給水工程，共建10座泵站，累計(jì)揚(yáng)程320m。 并計(jì)劃興修一系列大流量和高揚(yáng)程泵站，進(jìn)行跨流域、跨地域的調(diào)水工程。日本 神奈川縣的飯泉泵站，安裝4臺(tái)口徑為1.6m的大型雙吸離心泵，揚(yáng)程82m，總 流量24.1m3/s，裝機(jī)容量萬(wàn)KW。印度約有28

12、00萬(wàn)ha的提水澆灌面積，約占全 國(guó)總澆灌面積的50%，主要開采地下水，打井利用井泵提灌。由于印度能源儲(chǔ)量 有限，能源欠缺，所以除采用電力、柴油提水外，還普遍利用其它能源提水，如 太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣、水流動(dòng)能等。國(guó)外在進(jìn)展泵站工程中注意了以下幾點(diǎn)；（1）提水和蓄水相結(jié)合：很多提灌區(qū)都興修了大型蓄水池，在非灌水 期，泵站向蓄水池注水，如此既可蓄水發(fā)電，又可適當(dāng)擴(kuò)大澆灌面積提高設(shè)備利 用率和工程經(jīng)濟(jì)效益。（2）農(nóng)業(yè)提灌和工業(yè)用水相結(jié)合：國(guó)外泵站提水工程多數(shù)是多目標(biāo)服務(wù)的， 例如兼顧工業(yè)和城鎮(zhèn)生活供水等，如此能夠工扶農(nóng)，增進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)展。（3）電力提灌與水能開發(fā)相結(jié)合：由于提灌，專門是高揚(yáng)程提灌耗能龐大， 因此國(guó)外多數(shù)把大型提灌工程和水電工程同時(shí)開發(fā)興修，利用水電站的廉價(jià)電 力，進(jìn)展提灌，從而大幅度降低抽水本錢，效益顯著。（4）注意增強(qiáng)水利資源統(tǒng)一計(jì)劃，進(jìn)行跨流域、跨地域的調(diào)水工程，把泵 站提水工程納入整體計(jì)劃當(dāng)中，充分發(fā)揮水資源的綜合效益。（5）注意多種能源的開發(fā)利用，專門是利用再生能源做為小型泵站提水動(dòng) 力，為節(jié)約常規(guī)能