淺論東雷抽黃加西泵站更新改造設(shè)計(jì)優(yōu)化理工論文
泵站改造工程設(shè)計(jì)是對其整體構(gòu)成,材料元件使用,技術(shù)應(yīng)用再次優(yōu)化,要求對癥施治,注重創(chuàng)新。本文結(jié)合實(shí)際,分析了東雷抽黃加西泵站改造設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)介紹了在加西二級泵站總體布置不變,在維持原設(shè)計(jì)灌溉面積、流量、揚(yáng)程不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新改造優(yōu)化措施,可供同類工程設(shè)計(jì)參考。
1.泵站概況
加西二級站位于大荔縣范家鎮(zhèn)。該泵站在總干渠35+497.21處引水,1979年建成。其中本級灌溉面積7.71萬畝。
加西二級站總設(shè)計(jì)揚(yáng)程89.6m,凈揚(yáng)程84.44m,設(shè)計(jì)流量3.84m3/s,總裝機(jī)功率6000KW。安裝20sh-6A離心式水泵6臺,單泵設(shè)計(jì)流量0.64m3/s,配套TD型1000kW電動(dòng)機(jī)6臺,額定功率1000KW;主機(jī)組一列式布置,進(jìn)水采用單機(jī)單池進(jìn)水,出水采用雙機(jī)單管出流;廠內(nèi)設(shè)5t單梁橋式起重機(jī)1臺;水泵出水側(cè)配閘閥6臺;設(shè)35kV變電站一座,安裝SJL-3200/35/6型主變壓器1臺SFL1-8000 35kV/6kV型變壓器1臺,容量8000KVA。
泵站主體建筑物由進(jìn)水扭面、進(jìn)水閘、進(jìn)水流道、前池、主副廠房、壓力管道、出水池、清水系統(tǒng)等部分組成。設(shè)置6孔進(jìn)水閘1座,閘孔寬1.0m,配備5噸啟閉機(jī)6臺;流道為矩形明渠,分水角為40°,進(jìn)水前池6座,直徑4.0m,設(shè)計(jì)水位341.71m。主、副廠房為人字梁磚木結(jié)構(gòu),副廠房位于主廠房左側(cè),橫向單列布。壓力管道3條,出水管直徑800mm,3條管路沿管坡埋設(shè),出水采用拍門斷流。該站于1979年興建。1999年利用續(xù)建配套節(jié)水改造項(xiàng)目資金對加西二級站的6臺水泵進(jìn)行了更換,大修電動(dòng)機(jī)4臺,更換電動(dòng)機(jī)2臺,更新勵(lì)磁柜6面。
2.泵站改造設(shè)計(jì)原則
2.1.加西二級泵站總體布置不變,在維持原設(shè)計(jì)灌溉面積、流量、揚(yáng)程不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新改造。
2.2.充分利用原有設(shè)施,根據(jù)加西二級泵站工程存在的不同病害和問題采用不同的措施進(jìn)行更新改造,以減少工程投資。
2.3.對老化失修、性能落后的機(jī)電及電氣設(shè)備在重新計(jì)算復(fù)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新。
2.4.積極采用新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新工藝,解決水泵過流部件磨蝕。
2.5.以實(shí)現(xiàn)加西二級泵站安全運(yùn)行、節(jié)能高效為中心,依靠科技進(jìn)步,提高泵站運(yùn)行的可靠性和裝置效率。
2.6.充分利用非灌溉季節(jié)進(jìn)行施工,確保灌溉施工兩不誤。
2.7.增設(shè)泵站微機(jī)保護(hù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng),改善和提高管理科技化水平。
2.8.改善泵站運(yùn)行條件,優(yōu)化泵站運(yùn)行環(huán)境,降噪、降溫,使泵站管理工作達(dá)到“規(guī)范化、科學(xué)化、制度化、現(xiàn)代化”。
3.泵站更新改造設(shè)計(jì)優(yōu)化方案
3.1.主、副廠房
對主體建筑物部分進(jìn)行更新改造拆除方案,因?yàn)榧游鞫壉谜竟こ绦藿ㄓ谏鲜兰o(jì)七十年代末,受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、社會條件的限制,工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,是一項(xiàng)典型的“三邊”工程。該工程經(jīng)30年運(yùn)行,設(shè)施老化失修、破損嚴(yán)重。泵站主副廠房、進(jìn)、出水池地基沉陷,多處裂縫;水泵過流部件磨蝕,出水量小、效率低;變壓器及高、低壓配電設(shè)備均屬國家明令淘汰產(chǎn)品,泵站能耗超標(biāo),工程效益逐年降低,影響泵站的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮。為此泵站改造設(shè)計(jì)需滿足以下條件:
3.1.1.滿足機(jī)電設(shè)備布置安裝、運(yùn)行和檢修的要求;
3.1.2.滿足泵房結(jié)構(gòu)布置的要求;
3.1.3.滿足泵房通風(fēng)、采暖和采光的'要求,并符合防潮、防火、防噪聲等技術(shù)規(guī)定;
3.1.4.滿足廠內(nèi)外交通運(yùn)輸要求。
3.2.泵站主體改造可行性分析
加西二級泵站地貌類型主要屬渭北黃土塬區(qū),土層深厚,土質(zhì)松散,無濕陷性,站址地基承載力80~100kpa。考慮泵站運(yùn)行已有三十多年,地基沉降應(yīng)基本到位,本次設(shè)計(jì)考慮安全起見,對新建廠房地基采用1.0m厚3:7灰土墊層處理。相比之下,由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,廠房基礎(chǔ)未加處理,又受濕陷性黃土及滲漏水影響,主、副廠房地基不均勻沉降,使廠房墻體、屋面及砼結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的破壞,屋面、墻體出現(xiàn)許多不規(guī)則裂縫。現(xiàn)有磚木結(jié)構(gòu)房屋已成危房。所以對加西二級泵站主副廠房為拆除重建,拆除原有主、副廠房606m2,重建主、副廠房660m2;拆除原磚木結(jié)構(gòu)廠房,在原址重建框架結(jié)構(gòu)廠房。廠房及其附近區(qū)域整體穩(wěn)定性好,無不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。主副廠房抗震烈度按Ⅷ度設(shè)防。
根據(jù)水泵主機(jī)組的布置,吊運(yùn),檢修等要求,確定主廠房尺寸(長×寬×高)為42×10×9.2m,廠房為C30鋼筋砼現(xiàn)澆框架,間隔墻、圍護(hù)墻均為370mm厚磚墻;6臺水泵主機(jī)組呈“一”列式布置,主廠房地面高程342.97m,水泵安裝高程340.54m。檢修間布置于主機(jī)組左側(cè);副廠房布置在主廠房右側(cè),室內(nèi)地面高程為343.27m;主廠房屋面梁為鋼筋混凝土 “工”字型屋面梁,屋面板為預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板,副廠房為C30現(xiàn)澆樓板,SBS防滲處理屋面;主廠房基礎(chǔ)為鋼筋砼箱式基礎(chǔ),副廠房基礎(chǔ)為砼獨(dú)立基礎(chǔ),下部設(shè)3:7灰土,厚1.0m;電纜溝、排水溝、主機(jī)組基礎(chǔ)均為C30砼現(xiàn)澆;主廠房地面為水泥砂漿,副廠房地面為800×800mm地磚地面。改造排水溝與上下交通臺階,對站區(qū)內(nèi)邊坡進(jìn)行整修處理,底部邊坡采用M7.5漿砌石砌護(hù),設(shè)置排水溝,對廠區(qū)局部>:請記住我站域名/<進(jìn)行綠化。>
3.3.壓力管道
拆除原輸水管道及鎮(zhèn)墩,重新敷設(shè)輸水管道3道。平行布設(shè)。6臺機(jī)組按雙機(jī)并管出流,壓力管道采用鋼管和預(yù)應(yīng)力承插式鋼筋砼管,鋼管工作壓力1.6MPa,預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管工作壓力0.6 MPa,管徑DN800mm,管軸線長223m,其中鋼管123m,預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管100m。管內(nèi)流速2m/s~3m/s之間;管道總長669m,鋼管用鎮(zhèn)靜鋼焊接,管件之間采用法蘭連接,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管采用承插式橡膠圈連接;鋼管管床C15混凝土,厚0.2m,底部設(shè)置450mm厚3:7灰土,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管采用M7.5漿砌石管床,厚0.3m。根據(jù)計(jì)算和實(shí)際地形,鎮(zhèn)墩沿軸線設(shè)10道,共15座鎮(zhèn)墩,鎮(zhèn)墩布設(shè)間距一般控制在40~50m。全部采用C15毛石砼現(xiàn)澆,基礎(chǔ)原土夯實(shí)后,300mm厚3:7灰土墊層。
3.4.水泵電動(dòng)機(jī)組
3.4.1.水泵存在的主要問題
水泵在運(yùn)行中有氣蝕、磨損的問題:泵站工程的水源為黃河水,黃河屬多泥沙河流,且砂粒粗、硬度高、多棱角。水泵長年在這種高含砂水流下運(yùn)行,泵體內(nèi)腔磨損氣蝕嚴(yán)重,出現(xiàn)很深的溝槽甚至穿孔,水泵泵腔幾何形狀改變,密封環(huán)磨損嚴(yán)重,難以固定,軸承損壞頻繁,機(jī)組振動(dòng)加重。
3.4.2.電動(dòng)機(jī)存在的主要問題
(1)電動(dòng)機(jī)絕緣老化、破損嚴(yán)重,致使安全性能下降,造成的電動(dòng)機(jī)事故頻發(fā),對運(yùn)行人員人身安全造成重大隱患。
(2)泵站環(huán)境潮濕,電動(dòng)機(jī)定子繞組受潮嚴(yán)重,絕緣下降,運(yùn)行中多次出現(xiàn)絕緣擊穿事故。
3.4.3.優(yōu)化措施
針對上述(1)、(2)所提問題優(yōu)化設(shè)計(jì)方案為選用DFSS500-6/6型臥式離心泵6臺,配套T1000-6-10kv型電機(jī),單機(jī)抽水流量0.66m3/s,功率1000kw,泵站總抽水量3.96 m3/s,泵站總裝機(jī)功率6000kW,進(jìn)行裝配改造。
3.5.高低壓配電設(shè)備
泵站原老化,淘汰的電氣設(shè)備全部更新。泵站設(shè)8000kVA主變壓器一臺,選用35/10kV級S11-M系列三相油浸自冷免維護(hù)式銅線
電力變壓器,為全國統(tǒng)一設(shè)計(jì),電氣性能好,損耗低;站用變壓器選用SCB10型干式電力變壓器,型號為SCB10-400-10/0.4,容量400kVA,10/0.4kV,數(shù)量1臺。35kV側(cè)另配S11-M-250-35/0.4型直配變壓器,容量250kVA,35/0.4kV,數(shù)量1臺。以上變壓器均具有安全、無污染、免維護(hù)、安裝簡便、綜合運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
3.6.金屬結(jié)構(gòu)
加西泵站現(xiàn)有金屬結(jié)構(gòu)經(jīng)多年運(yùn)用,銹蝕破損,老化嚴(yán)重,全部需要更新改造。更新桁車1臺,進(jìn)水閘門6扇,啟閉機(jī)6臺;更新出水側(cè)閘閥,排水泵;增設(shè)清污機(jī)2臺;增設(shè)電磁流量計(jì)1臺;更新輔助設(shè)備及管道等。
3.7.主要管護(hù)設(shè)施
加西二級泵站建成于1979年,站內(nèi)管護(hù)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,經(jīng)多年使用老化嚴(yán)重,大多無法正常發(fā)揮功能,故對站內(nèi)管護(hù)設(shè)施進(jìn)行改造:拆除重建生產(chǎn)管理設(shè)施。生產(chǎn)管理設(shè)施拆除重建220m2,維護(hù)機(jī)井1眼,重建水塔一座,硬化進(jìn)站道路、硬化站區(qū)地面,綠化管坡、戧臺,拆除重建站區(qū)圍墻。
3.8.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
3.8.1.計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及要求
加西二級泵站按照“先進(jìn)實(shí)用,高效可靠、穩(wěn)定開放”的原則和“少人值班,無人值守”的要求,結(jié)合當(dāng)前泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,加西二級泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用最新的計(jì)算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使其具備較好的先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)用性和較長的生命周期,采用符合國際開放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的分層分布式結(jié)構(gòu),具有相互可操作性、可擴(kuò)展性及可移植性,為系統(tǒng)技術(shù)更新、功能升級留有余地。
3.8.2.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的全要素?cái)U(kuò)展
加西泵站改造根據(jù)灌區(qū)信息化建設(shè)要求,設(shè)計(jì)建設(shè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)擬建成一個(gè)集中管理、分散控制、各部門相互獨(dú)立,同時(shí)又具有整體統(tǒng)一性和連貫性的集行政管理、遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考核、信息共享、遠(yuǎn)程通信等于一體的技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、系統(tǒng)開放、擴(kuò)展靈便和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的管理、調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)泵站主要參數(shù)(泵站總流量、進(jìn)出水池水位等)的監(jiān)測、水泵機(jī)組(單機(jī)流量、轉(zhuǎn)速、水泵進(jìn)出口壓力、軸承溫度等)和輔助設(shè)備(供水、排水、真空泵、閘門、閘閥、撈草機(jī)等)的監(jiān)控、主要電氣設(shè)備(電動(dòng)機(jī)、主變、廠用變、直流電源、PT等)的微機(jī)保護(hù)、工程安全視頻監(jiān)視等將融為一體,整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分層分布式獨(dú)立運(yùn)行。
加西二級站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)以PLC系統(tǒng)為核心,根據(jù)不同設(shè)備的控制特點(diǎn),將需要監(jiān)控的參數(shù)分別通過PLC系統(tǒng)I/O模塊、微機(jī)保護(hù)裝置、直流電源控制器等智能設(shè)備采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后,匯總至PLC系統(tǒng);PLC系統(tǒng)再通過通信系統(tǒng),將數(shù)據(jù)送至泵站網(wǎng)絡(luò)層監(jiān)控工作站;監(jiān)控工作站通過監(jiān)控組態(tài)軟件,實(shí)時(shí)對泵站機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
按照加西二級站的規(guī)模,為達(dá)到安全可靠、先進(jìn)實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的目的,選用分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分為網(wǎng)絡(luò)層、控制層和設(shè)備層。泵站網(wǎng)絡(luò)層與控制層之間采用PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊模式,通過100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接。加西二級泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)兼顧計(jì)算機(jī)監(jiān)控、視頻監(jiān)視兩大功能,形成完整的泵站主要參數(shù)監(jiān)測、水泵機(jī)組和輔助設(shè)備監(jiān)控、主要電氣設(shè)備的微機(jī)保護(hù)、工程安全視頻監(jiān)視等融為一體的系統(tǒng),既可在泵站實(shí)現(xiàn)集中站控和現(xiàn)地監(jiān)控,又可在管理局中心、管理總站分中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。使更新改造后泵站實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制。
4. 結(jié)語
泵站改造工程設(shè)計(jì)是其對整體構(gòu)成、材料原件使用、技術(shù)應(yīng)用再次優(yōu)化,運(yùn)用現(xiàn)代新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備完成泵站改造工程,達(dá)到功能齊全、技術(shù)先進(jìn)、布局合理,是工程設(shè)計(jì)科學(xué)化、設(shè)備現(xiàn)代化、運(yùn)行自動(dòng)化;以現(xiàn)代化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控。自動(dòng)化系統(tǒng)功能齊全,技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便。
【淺論東雷抽黃加西泵站更新改造設(shè)計(jì)優(yōu)化理工論文】相關(guān)文章：
1.西氣東輸江都到如東線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化論文
3.泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)分析論文
5.談泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)思路論文
6.優(yōu)化課堂設(shè)計(jì)激活美術(shù)教學(xué)論文