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——灌排中心成立30周年《中国农村水利水电》专辑(2015年12月)
我国灌溉排水泵站的发展与展望
  中国灌溉排水发展中心     李琪 李端明 许建中  
    编辑:管理员 归档时间:2016/2/24    

1 我国灌溉排水泵站的发展

1.1 发展历程

我国灌溉排水泵站的发展,概括起来大致经历了以下六个阶段:

(1)起步阶段

新中国建立初期的三年国民经济恢复期和第一个五年计划(1953~1957年)时期为灌溉排水泵站发展的起步阶段。该阶段的工作重点是推广改良人力、畜力水车。其中,东部经济基础较好的部分省、市通过学习借鉴原苏联经验,在国内率先建成了一批中小型泵站。这些泵站大多带有试点性质,所配套的动力多采用锅驼机、煤汽机或柴油机,采用电动机作动力的只占总数的1/6~1/5。到本阶段末,全国机电灌溉排水工程动力保有量达到40万kW。

(2)稳步发展阶段

第二个五年计划(1958~1962年)和随之而来的三年国民经济调整时期为灌溉排水泵站的稳步发展阶段。该阶段人民公社化、农村集体经济的迅猛发展和农机工业的兴起,为灌溉排水泵站的快速发展提供了有利条件。该阶段不但在全国范围内兴建了一大批中、小型机电灌溉排水泵站,而且在1963年我国建成第一座大型灌溉排水泵站——江都一站后,长江中下游的江苏、湖北、湖南和黄河上中游的山西、陕西等省陆续兴建了一批大型泵站;在福建、湖南、四川等水力

资源丰富的地区兴建了一批我国特有的水轮泵站,引起了国际同行的广泛关注。到该阶段末,全国灌溉排水泵站动力保有量约200多万kW,技术落后、使用不便的锅驼机、煤汽机逐步从泵站中淘汰,代表先进技术的电力灌溉排水泵站逐步发展到占总保有量的一半左右,但是,由于设计、施工不规范,资金、设备、技术支持得不到保障,给以后的管理工作带来了很多麻烦。

(3)快速发展阶段

十年文化大革命(1966~1976年)以及随后的两年为灌溉排水泵站的快速发展阶段。该阶段在“农业上纲要”等口号的号召下,全国兴起了大修水利的热潮,一大批大中型灌溉排水泵站相继建成并投入使用。到该阶段末,全国灌溉排水泵站数量达41万处,动力保有量达1500万 kW,其中电力灌溉排水泵站约占80%左右。这一阶段的特点是泵站工程建设速度快、规模大,但是,这些工程因为设备选型不配套、施工质量不可靠,建设之初就形成了“先天不足”,重建轻管又引起“后天失调”,导致工程整体效益长期得不到有效发挥。

(4)调整整顿阶段

党的十一届三中全会(1978年末)以后到20世纪90年代初为灌溉排水泵站的调整整顿阶段。在这一阶段,由于受农村实行的家庭联产承包责任制改革的影响,我国的泵站工程建设速度有所放缓。工作重点也作了相应的调整。在该阶段,除了新建少数重点大中型泵站工程外,工作重点以抓管理和技术改造为主。到该阶段末,全国灌溉排水泵站总数约46万座,动力保有量约2000万kW。

(5)管理体制改革及更新改造起步阶段

20世纪90年代中期至2008年为灌溉排水泵站的管理体制改革及更新改造起步阶段。在这一阶段的初期,由于投资力度小,我国的泵站工程建设基本处于停滞状态,各地只能开展以简单修复为手段、以能维持泵站开机运行为最低要求的技术改造工作。由于改造速度跟不上老化速度,泵站老化问题日益严重,直到1998年我国遭遇特大洪水和严重干旱,导致重大灾害损失后,泵站问题得到了中央及各级地方政府的高度重视,各地普遍加快了泵站改造和建设速度。2000年水利部发布了《泵站技术管理规程》(SL 255-2000),2002年国务院发布了关于《水利工程管理体制改革实施意见》(国办发[2002]45号文),拉开了包括灌溉排水泵站在内的水利工程管理体制改革的序幕,促进了泵站管理水平的提高。2005年中央1号文件首次提出“更新改造老化机电设备,完善灌溉排水体系”,2006年中央启动了中部湖北、湖南、江西和安徽等省的大型排涝泵站更新改造工作,带动了各地泵站的建设和改造工作,使泵站管理朝着良性运行的方向迈进。

(6)灌溉排水泵站更新改造及规范管理阶段

2009年至现在乃至今后一段时期为灌溉排水泵站更新改造及规范管理阶段。在本阶段,制修订发布了《泵站更新改造技术规范》(GB/T 50510-2009)、《泵站技术管理规程》(GB/T 30948-2014)等10项国家及行业标准,各级政府及管理部门泵站高度重视泵站运行管理工作,泵站运行管理及维修养护经费逐步得到落实,有效地规范和提高了泵站工程建设与运行管理水平。为贯彻落实2011年中央1号关于“实施大中型灌溉排水泵站更新改造,加强重点涝区治理,完善灌溉排水体系”的精神,在中部四省大型排涝泵站更新改造项目投资已基本下达完毕的基础上,启动实施了全国大型灌溉排水泵站更新更新改造工作,在全国大中型灌区节水改造、小农水重点县建设、高效节水灌溉示范县建设等项目中,也安排了部分资金用于中小型灌溉排水泵站建设及更新改造,极大地促进了各地灌溉排水泵站的建设和改造工作,使我国灌溉排水泵站事业朝着现代化的方向发展。

1.2 建设规模与成就

(1)建设规模

我国泵站建设的特点是发展速度快、类型多、规模大、范围广,已建成的大面积排灌泵站地区有长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、珠江三角洲及西北的高原灌区等。我国中型泵站的建设起步于20世纪50年代中期,而大型泵站的建设则始于20世纪60年代初期。为了适应跨流域调水和大范围内排洪除涝的需要,我国于1961年开始在江苏兴建我国第一座大型泵站—江都一站,之后的50多年中,特别在20世纪70~80年代期间,江苏、湖北、湖南、广东、安徽、山东、山西、甘肃、陕西、宁夏、河北、辽宁等省市相继兴建了一大批大中型泵站。据最新的全国水利发展统计公报统计,目前我国已建成固定机电灌溉排水泵站约43.5万处,装机功率约2700多万kW,其中,各类装机流量1 立方米每秒或装机功率50 千瓦以上的泵站90000多处,装机功率约1600多万千瓦。据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,大型灌溉排水泵站450处,装机功率560多万kW;中型泵站约3500座,装机功率580多万kW。

机电排灌事业的发展,特别是大中型泵站的发展,已经成为我国灌溉排水网络的骨干和支柱工程。目前全国机电灌溉排水面积约6.40亿亩,有力地提高了各地抗御自然灾害的能力,对保证农业稳产高产和国家粮食安全起到了关键性的作用,同时也对城乡防洪排涝以及城市供水、工矿企业、交通航运、发电等国民经济各部门的发展起着举足轻重的作用,为我国农业发展乃至国民经济持续、健康发展提供了强有力的支撑。

(2)辉煌成就

我国在灌溉排水泵站工程的建设、发展历程中,不断创新,创造了许多令人瞩目的成就和辉煌。如:集灌溉、排涝、调水等多种功能于一体的大型泵站群枢纽工程——江苏省江都泵站,共有泵站4座,装机33台5.58万kW,最大抽水能力508m3/s,江都四站还荣获国家水利工程设计金奖;国内装机功率最大的多梯级灌溉泵站——甘肃省景泰川电力提灌工程,共有43座泵站,装机307台27.02万kW,总扬程713米,一级站(2座)提水能力33m3/s;亚洲装机功率最大的排涝泵站——江苏省临洪东站,装机12台3.6万 kW,排涝能力360 m3/s;亚洲装机功率最大的灌溉泵站——陕西省东雷抽黄二期灌溉工程北干二级站,装机14台4.26万kW,提水能力40m3/s;扬程最高、单机功率最大的离心泵站——陕西省东雷抽黄灌溉工程二级站,单级扬程225m,单机功率8000kW,单机流量2.25m3/s;单机功率亚洲第一的轴流泵站——湖北省樊口泵站,水泵转轮直径4.0m,单机功率6000 kW,单机设计流量53.5m3/s;转轮直径亚洲最大的轴流泵站——江苏省淮安二站,水泵转轮直径4.5m,单机功率5000 kW,单机设计流量60 m3/s;安装亚洲最大口径水泵的混流泵站——江苏省皂河泵站,水泵口径6.0m,单机功率7000kW,单机设计流量97.5 m3/s;国内最大的斜式轴流泵站——浙江省盐官泵站,装机4台,装机功率8000kW,设计流量200 m3/s;全国最大的贯流泵站——江苏省淮安三站,装机2台,装机功率3400kW,设计流量66.0m3/s;世界上单机流量和叶轮直径最大的湿定子潜水贯流泵站——广西南宁竹排冲泵站,单机流量25m3/s,叶轮直径2.65m;世界上最大的水轮泵站——湖南省青山水轮泵站,安装水轮泵40台,装机功率约1.2万kW,设计流量17.2 m3/s。

2 灌溉排水泵站的作用与地位

灌溉排水泵站作为国民经济和社会发展的重要公益性基础设施,是民生水利的重要组成部分,在全面建设小康社会中起着不可替代的重要作用。

(1)是农业生产的重要基础设施

我国的人口和耕地、气候、水资源等自然条件,决定了“水利是农业的命脉”的基本国情。有了可靠的灌溉排水设施,粮食产量就能成倍增长;在不少地区,甚至没有灌溉排水设施就没有农业。灌溉排水泵站作为水利设施的重要组成部分,已经成为重要的农村基础设施,对保证我国粮食安全、社会稳定起到了关键性作用。

(2)是防洪除涝体系的重要组成部分

据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,全国现已建成大型排涝和灌溉排水结合泵站327处,装机功率291.93万kW,设计总流量31 941.5m3/s,有效排涝面积约1.37亿多亩,约占全国总排涝面积的42.9%;全国大型排涝泵站每年平均排水约400亿m3以上,保护着全国约200多座城市、1.5亿群众的生命财产安全。

(3)是农村经济发展的主要支撑

众多泵站工程的建成,使灌溉排水区的农业生产获得了迅猛的发展,经济成倍增长,农民收入大幅度地提高。据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,规划时大型灌溉排水泵站受益区内的农村人口在1.5亿以上,农业产值1.45万亿元以上,农村人均纯收入超过4200元,高于我国当时的农村人均纯收入的平均水平。实践证明,灌溉排水泵站已成为农村经济发展和社会稳定的主要支撑,为建设社会主义新农村奠定了坚实的基础。

(4)是改善区域生态环境的基本保证

灌溉排水泵站的建成对土壤改良、冲污排咸、水质改善、环境保护、血吸虫病防治、遏制沙漠化等起到重要作用。随着国民经济的发展,农村城镇化进程不断加快,人民生活水平进一步提高,农村产业结构得到调整,灌溉排水区生态旅游得到开发和利用,灌溉排水泵站的功能将进一步增强。

(5)是改善农村饮水条件的骨干工程

许多大型灌溉泵站在供给农业灌溉用水的同时,为缓解受益区乡镇的饮水安全问题起到了相当大的作用。西北地区约有1400万人的饮用水依靠大型灌溉泵站提供水源保障,还有大量的牲畜饮用水、草原灌溉更是依赖灌溉排水泵站。

3 大型灌溉排水泵站更新改造

3.1 存在的问题

(1)建设标准偏低,设计不尽合理

全国450处大型泵站中约90%建于20世纪80年代及以前。限于当时的政治条件、经济条件和技术水平,很多泵站设计论证不足,工程设计标准偏低,泵站规划布局设计不合理。有些泵站在建设时机泵选型不当或进出水流道设计不规范,导致泵站效率低下,运行费用不断上升。

(2)装备落后,技术水平低

我国20世纪60、70年代建成的泵站,水泵大多采用原苏联的水力模型,效率低,性能差;机组尺寸大,结构形式单一;产品系列不全,性能指标低,加上制造质量差,不少泵站效率低。由于技术落后,设备老化陈旧,设计不合理,泵站能耗普遍较高。

(3)机电设备老化,淘汰产品居多

泵站机电设备老化问题非常突出。据大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,全国大型灌溉排水泵站老化需要更新的主机组约2万台套,占大型泵站全部机组的80%。相当一部分泵站建筑物完好率、设备完好率低于60%,使泵站工程安全性、可靠性大大降低,效益得不到充分发挥。

(4)建筑物年久失修,工程安全隐患大

据大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,有60%的泵站进水池和穿堤建筑物因不均匀沉陷产生不同程度的裂缝,工程安全隐患重重,大大降低了泵站工程本身防洪安全标准。不少泵站面对滔滔洪水不能开机运行,抵御自然灾害能力大大减弱。

(5)管理体制不顺,管理水平不高

新中国成立以来,我国兴建了一大批大中型泵站工程,初步形成了防洪、排涝、灌溉、供水的灌溉排水工程体系。但是,受计划经济和“重建轻管”思想的影响,泵站管理一直是我国水利工作的薄弱环节,泵站管理中存在的问题日趋突出。主要表现在:一是管理单位性质定位不清,管理经费无正当来源;二是供排水价格形成机制不合理,水费难以计收,工程运行管理经费不足;三是泵站管理设施落后,人满为患,职工生活水平严重偏低;四是管理体制不顺,服务水平不高。这些问题导致了泵站工程得不到正常维修养护,效益严重衰减,给国民经济和人民生命财产安全带来隐患。

3.2 中部四省大型排涝泵站更新改造规划及实施

(1)规划情况

我国中部四省大型排涝泵站更新改造规划于2005年8月由中国灌溉排水发展中心编制完成,同年9月通过水利部组织的审查,并上报国家发展改革委。依据规划,规划现状年为2005年,任务完成年为2008年,即到2008年完成我国中部的湖北、湖南、江西和安徽四省139处大型排涝泵站的更新改造任务,共改造、扩建和拆除重建泵站478座(改造412座、扩建17座、拆除重建49座),装机3450台、装机功率110.69万kW、设计流量11421m3/s,总投资为63.93亿元(平均单位千瓦投资0.58万元/kW)。

(2)实施情况

为确保中部四省大型排涝泵站更新改造项目顺利实施,国家发展改革委和水利部联合颁布了《大型排涝泵站更新改造项目管理办法》,并按国家基本建设程序,先后进行了泵站更新改造安全鉴定、可行性研究、初步设计等工作,最后经审查、复核和批复,中部140处(经国家发展改革委和水利部同意增加河南省1处)大型排涝泵站更新改造项目总投资约68亿元,其中中央补助投资34亿元。投资计划于2006年下达后,正式启动实施中部地区大型排涝泵站更新改造项目。2008年底投资计划全部下达完毕,2010年140处大型排涝泵站基本完成了更新改造任务。

3.3 全国大型灌溉排水泵站更新改造规划

(1)规划情况

2009年初,中国灌溉排水发展中心编制完成《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》(初稿),经规划复核和征求各地意见后,2009年5月形成规划送审稿;2009年7月经水利部水利水电规划设计总院组织有关专家审查后,做了进一步修改;2009年12月~2010年8月国家发展和改革委员会国家投资评估中心组织有关专家进行了评估,根据评估意见再次修改;2011年5月国家发展改革委和水利部联合印发《全国大型灌溉排水泵站更新改造方案》。依据方案,规划现状年为2008年,任务完成年为2015年,即到2015年完成全国251处大型灌溉排水泵站更新改造任务,共更新改造其中的骨干泵站和重要泵站1936座(改造1267座、拆除重建669座),共装机12100台、装机功率298.10万kW、设计流量13480m3/s,总投资180.02亿元(平均单位千瓦投资0.60万元)。

(2)实施情况

2009年初,《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》初稿完成后,为配合国家“拉动内需”计划的实施,水利部提前启动了列入《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》(初稿)中的99处大型灌溉排水泵站更新改造项目,2010~2015年继续投资实施了全国大型灌溉排水泵站更新改造项目。截止2015年7月,已累计下达投资147.49亿元,其中中央补助投资87亿元。截止2015年9月底,全国251处大型灌溉排水泵站更新改造项目,其中226处已下达了投资计划,有158处的中央补助投资计划已下达完毕。目前,约有100多处大型灌溉排水泵站更新改造工程已基本完成了更新改造任务,其余已下达投资的泵站更新改造项目正在有序进行。未下达投资的项目基本完成了更新改造安全鉴定、可行性研究、初步设计等前期工作,做好了更新改造实施的准备。

3.4 更新改造效果

大型灌溉排水泵站更新改造经过更新改造,工程效益与社会效益逐步显现,主要成效如下:

(1)基本上解决了机电设备老化和建筑物破损失修问题。泵站更新改造后,建筑物完好率和设备完好率从改造前不足70%,分别提高到90%和95%以上;安全运行率从改造前不足80%提高到98%及以上,极大地提高了泵站运行的安全可靠性。

(2)恢复和提高了灌溉排水标准。泵站更新改造后,灌溉保证率达到《灌溉与排水工程设计规范》(GB/T 50288)的规定,排涝标准普遍由改造前的3~5年一遇提高到10年一遇,为国家粮食安全、防洪安全、供水安全等提供了强有力的保障,促进了农民增收和农村经济社会发展。

(3)提高了装置效率,降低了能源单耗。泵站更新改造后,装置效率由改造前的40%左右提高到平均60%以上,高的达到了75%以上;能源单耗由改造前6.8kWh/ktm左右降低到平均4.53kWh/ktm以下,低的降到了3.6kWh/ktm以下,节能效益显著。

(4)泵站自动化水平得到提高,泵站环境得到极大改善。通过更新改造,部分泵站实现微机监控、保护,视频监视、网络通信和管理信息化等,大大提高了运行安全,减少了运行维护工作量及费用,提高了工程管理效益和管理水平。在工程改造的同时,进行了泵站环境建设,站区道路、绿化、环境得到极大改善,促进和带动了当地农村的经济社会发展。

4 灌溉排水泵站技术标准建设

灌溉排水泵站的发展,离不开泵站技术标准的发展。我国近30多年来,在泵站工程方面持续不断地开展了科学研究及试点应用等工作,取得了一大批成果,积累许多宝贵经验。为了保证取得的成果和经验在更大的范围内得到推广应用,以进一步发挥和提高泵站工程的经济、社会和环境效益,原水电部于1985年制订颁布了《泵站技术改造导则》(SD 140-85)和《泵站现场测试规程》(SD 140-85),于1986年制订颁布了《泵站技术规范》(SD 204-86),包括泵站设计、泵站安装、泵站验收和泵站技术管理等分册。泵站技术标准经过30年的建设和发展,目前我国已颁布实施的泵站技术标准有《泵站设计规范》(GB/T 50265-2010)、《泵站更新改造技术规范》(GB/T 50560-2009)、《水利泵站施工及验收规范》(GB/T 51033-2014)、《泵站设备安装及验收规范》(SL 317-2015)、《泵站技术管理规程》(GB/T 30948-2014)、《泵站安全鉴定规程》(SL 316-2015)、《泵站现场测试与安全检测规程》(SL 548-2012)、《灌溉排水泵站机电设备报废标准》(SL 510-2010)、《泵站计算机监控与信息系统技术导则》(SL 583-2012)和《潜水泵站技术规范》(SL 584-2012)等10项,涉及泵站工程的设计、施工安装、验收、运行管理、现场测试、安全评价、更新改造等各个方面,初步形成泵站标准化体系。通过上述标准的制定和贯彻,建立了一支泵站标准化队伍,极大地规范和指导了灌溉排水泵站建设与运行管理工作,对促进我国泵站工程技术进步和生产建设的发展正在发挥并将继续发挥积极作用。

5 灌溉排水泵站技术研究及推广应用

(1)灌区大型泵站改造关键技术研究

为解决大中型灌溉排水泵站更新改造中存在的一些技术问题,在“十一五”期间,科技部和水利部首次将泵站方面的技术研究项目——“灌区大型泵站改造关键技术研究”课题纳入“十一五”国家科技支撑计划。中国灌溉排水发展中心联合武汉大学、中国农业大学、河海大学和扬州大学等院校承担了该课题的研究任务,通过现场调研、理论分析、数值计算、模型试验及现场试验相结合的方法,在全面调研全国大中型灌溉排水泵站老化状况及更新改造情况的基础上,选择典型泵站,系统开展了泵站技术经济指标体系及其综合评价方法、泵站工程老化及设备故障诊断方法、泵站系统模拟仿真及测试技术、泵站系统优化配套与运行管理技术的研究,提出了大型泵站技术经济指标体系及综合评价方法1套;建立了泵站工程老化及设备故障诊断方法、泵站系统模拟仿真及测试技术、泵站系统优化配套与运行管理技术各1套;获得泵站老化及设备故障诊断方法和泵站测试技术等方面的专利6项;获得泵站老化及设备故障诊断、泵站装置系统水力优化设计、泵系统运行仿真和灌区泵站运行管理决策支持系统等方面的计算机软件著作权10件;制修订《泵站更新改造技术规范》等标准4项;所取得的成果在试点泵站——山西大禹渡泵站和安徽凤凰颈泵站的更新改造工程应用后,装置效率平均提高10%左右,能源单耗降低1.0kWh/ktm以上,泵站运行安全性大大提高,节能效果显著。

(2)大中型灌溉排水泵站改造与高效运行关键技术及设备研究

在“十一五”国家科技支撑计划——“灌区大型泵站改造关键技术研究”课题研究取得良好效果的基础上,中国灌溉排水发展中心联合中国农业大学、武汉大学、扬州大学和河海大学等院校又承担了“十二五”国家科技支撑计划——“大中型灌溉排水泵站改造与高效运行关键技术及设备研究”课题。从2012年开始,开展了离心泵装置系统三维数字化设计技术、轴流泵装置系统三维数字化设计技术、泵站运行调控与节能技术、高性能水泵水力模型系列型谱、泵站标准化技术和排灌泵站改造与高效运行关键技术工程应用等方面的研究;目前,课题研究取得了许多研究与应用成果,其中,中国农业大学和中国灌溉排水发展中心等单位取得的“大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术及应用”成果,显著提高了离心泵机组运行稳定性,降低了机组综合运行能耗,增强了供水保障能力,提高了灌溉保证率,为大型泵站安全稳定和经济高效运行提供了技术支撑。经教育部组织的专家鉴定委员会鉴定,该成果推动了我国双吸离心泵理论与技术的创新,总体上达到国际领先水平,2014年1月荣获教育部科学技术进步一等奖。

(3)技术推广应用

2010年以来,水利部高度重视水利科技推广工作,连续6年将“节水灌溉水源工程(泵站)运行调度技术推广”(项目号:TG1027)、“水泵抗磨蚀综合防治技术”(项目号:TG1124)、“新型复合材料拍门技术”(项目号:TG1125)、“灌溉泵站更新改造水泵选型优化技术推广”(项目号:TG1215)、“大型泵站水泵机组运行工况‘双调’技术推广”(项目号:TG1306)、“灌溉泵站离心泵机组调速技术推广”(项目号:TG1514)等项目列入国家水利科技推广计划。中国灌溉排水发展中心联合有关单位承担了上述6项技术的推广任务,在山西、安徽、湖北等10多个省(自治区、直辖市)的近百座大中型灌溉排水泵站更新改造工程中进行了推广应用,提高泵站装置效率3~5个百分点以上,平均降低能源单耗0.2kWh/ktm以上,不仅节能效果显著,还大大提高了泵站运行的安全可靠性和稳定性。

6 灌溉排水泵站建设与运行管理展望

虽然我国灌溉排水泵站建设取得了巨大成就,其数量及装机功率等在世界上占有一席之地,但是,我国灌溉排水泵站的技术装备水平和运行管理水平等与美国、荷兰、日本等世界上灌溉排水泵站发达的国家相比,还存在一定的差距。但是,随着全球气候的变暖、旱涝等灾害发生频次的不断增多、水资源短缺及地区水资源不平衡等问题更加突出,我国各级政府及部门将对灌溉排水泵站事业越来越重视,建设投入、管理投入和科研投入将不断加大,人才队伍建设不断加强,我们的泵站事业将得到快速发展,建设与运行管理水平将逐步达到国际先进水平。

(1)扩大泵站更新改造范围,进一步完善灌溉排水体系

“十一五”、“十二五”期间,国家投入大笔资金对大型灌溉排水泵站实施了更新改造,使大型灌溉排水泵站在保证国家粮食安全、防洪安全、供水安全等领域发挥了越来越重要的作用。中小型灌溉排水泵站是大型灌溉排水泵站、蓄水、输水、调(引)水等工程的延伸和发挥效益的载体,但是,中小型灌溉排水泵站设备老化和建筑物破损失修等问题还未得到有效解决。因此,“十三五”乃至“十四五”期间,国家对灌溉排水泵站更新改造的投入力度将不断加大,在改造大型灌溉排水泵站的同时,扩大泵站更新改造范围,实施中小型灌溉排水泵站更新改造,以进一步完善我国灌溉排水体系。

(2)实现泵站“安全、高效、经济” 运行

目前,我国灌溉排水泵站更新改造主要是以解决工程安全问题和恢复泵站提排水能力为主,但是,部分泵站由于受资金、技术等原因限制,改造后装置效率提高的不明显、优化运行和优化调度等经济运行方式不能有效实现。现代农业的发展,对灌溉排水水的实时性、可靠性和稳定性等要求越来越高;节约型社会建设,对泵站节能的要求也越来越高。因此,下一步的灌溉排水泵站更新改造,在解决泵站安全问题和恢复泵站提排水能力的同时,还应将解决泵站“高效、经济”等问题作为重点,以真正实现泵站“安全、高效、经济”运行。

(3)实现泵站工程运行智能化和管理信息化

泵站自动化与信息化是为泵站工程管理服务的,是提升泵站运行效率的科学管理手段,是泵站技术发展与科学管理过程中必要的系统之一。随着自动控制、网络通信等技术的发展,智能设备在泵站自动化与信息化系统中应用将会越来越广泛,将有效实现泵站工程运行智能化和管理信息化。如在泵站自动监控系统中增加主机组振动、摆度、噪音等智能监测设备,并在泵站管理信息系统中建立故障分析处理数据库等,以实现泵站检修由传统的计划检修转变为动态检修,即由智能设备采集泵站主要设备的运行状态,传输到泵站自动化与信息化系统进行处理,自动识别设备是否需要进行检修。

(4)泵站工程将进一步大型化及多功能化

目前,针对水资源短缺及地区水资源不平衡等问题,国家建成了以梯级泵站提水为主的南水北调东线工程,各地也正在建设或规划建设一批集农业灌溉、城乡居民生活用水、工业用水和生态用水为一体的超大型泵站提水+调(引)水工程。如正在建设的山西省小浪底引黄工程地下泵站,拟装设6台立式、单吸、三级蜗壳式离心泵,设计扬程251m,单机设计流量5.0m3/s,单机配套功率约1.6万kW。随着这些超大型提水泵站的建成,我国地区之间水资源不平衡问题将得到有效缓解,农业灌溉等用水得到进一步保证。

(5)水泵效率及可靠性、稳定性将进一步提高

目前,我国研制开发的水泵模型性能基本上达到了国际先进水平,但是水泵制造水平与世界先进水平还存在一定的差距,一些要求较高的泵站工程往往采用进口水泵,这一问题引起了泵站行业和水泵制造行业的高度重视,正在努力改变这种现状。随着我国水泵科研水平、制造工艺水平、所用材料的制造水平等的不断提高,加之中外合资及引进消化世界上先进的水泵制造技术及材料技术,灌溉排水泵站将能大量用上效率及可靠性、稳定性更高的且经济的水泵,以进一步提高我国灌溉排水泵站技术装备水平。

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