泵站更新改造及其节能技术(许建中 灌排中心)

一、全国灌排泵站概况
2、地位与作用 � 灌排泵站的地位和作用主要体现在以下5个方面：
• 1、灌排泵站是农业生产的重要基础设施
� 灌排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。
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2、灌排泵站是防洪除涝体系的重要组成部分
� 据统计，全国现已建成大型排涝和灌排结合泵站 327 处，装机功率 291.89 万 kW，设计总流量31937m3/s，有效排涝面积约1.37亿亩，约占全国总除涝面积 的 42.9% ；全国大型排涝泵站每年平均排水在 400 亿 m3 以上，保护着全国约 200多个城市、1.5亿居民的生命财产安全。
2011年10月
汇报内容
� 一、全国灌排泵站概况 � 二、更新改造情况 � 三、泵站节能技术 � 四、技术措施与建议
一、全国灌排泵站概况
1、基本情况
� 新中国成立以来，我国机电灌排事业得到了快速发展，机电灌 排动力拥有量从1949年约7万kW发展到2010年的8753万kW。 其中，固定式机电灌排泵站（简称 “灌排泵站 ”，下同）装机功 率2447.4万kW，共有灌排泵站 44.65万座；流动机组装机功率 1668.8 万 kW ；喷滴灌机组装机功率 401.1 万 kW ；灌溉机电井 装机功率4235.6万kW，共有机电井约 49万眼。 � 机电灌排效益面积由 378万亩增加到 6亿多亩，共增长约 158 倍 ，平均每年增加约 978 万亩。分布的地区由东北三省及沿海省 份的少数地区逐步发展到遍布全国各地。
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三、泵站节能技术
1、泵站节能技术研究成果及应用情况
• • 节能型自由侧翻式拍门：以开启角大、闭门力小等优点，在中部四省大型排涝泵 站更新改造中得到了较为广泛应用。 新型复合材料拍门：主体材料采用高强纤维、耐水树脂以及相关的纳米添加剂， 通过BMC工艺方法高压成型。具有重量轻、强度高、耐腐蚀、维护量小、运行成 本低、制作安装简便等优点。 夹砂玻璃钢压力管道：阻力系数仅有砼管道的1/10，且重量轻、安装方便，还能 承受较大的水锤负压。 高扬程离心泵站流量监测技术：在管道上安装大型电磁式或超声波式流量计，并 通过泵站计算机监控系统，可对提水量和用水量随时监测，有利于节约用水，计 量收费。 水泵抗磨蚀综合防治技术：如金属合金粉末喷涂（焊）和高分子材料抗磨蚀表面 涂层等技术、普通Q235钢板压制成型焊接叶轮技术等。可几倍甚至十几倍地延 长水泵的使用寿命，而且工艺简单、价格较低。 高扬程梯级泵站运行调度技术：建立优化调度数学模型，基于计算机监控和网络 通讯技术，自动控制各座泵站流量及上、下游水位，来实现梯级泵站的优化调度 ，达到节能、节水的目的。 除上述技术之外，进水池优化改造、零损耗交流接触器、新型电容补偿器、无阻 闸阀等技术的应用，也都取得了较好的节能效果。
二、更新改造情况
实施情况
� 安全鉴定：中国灌溉排水发展中心受水利部委托，组织有关省（市、 251 处泵站中的 226 处 区）开展了泵站安全鉴定工作。目前已完成规划 区）开展了泵站安全鉴定工作。目前已完成规划251 251处泵站中的 处泵站中的226 226处 泵站安全鉴定复核工作，为泵站更新改造设计提供了基础数据，为合 理确定各项目更新改造规模提供了科学依据。 � 投资下达： 2009~2010 年下达投资 42.17 亿元，其中中央 25.0 亿元，地 方配套 17.17亿元；2011年安排投资 15.775亿元，其中中央 10.0亿元， 地方配套5.775亿元。 � 总体进展： 目前，全国大型灌排泵站更新改造项目总体进展顺利， 2009年启动实施的99处项目，大部分主体工程已基本完工，部分项目 已全部或部分发挥效益； 2011年将新开工部分项目。 � 技术支撑：项目实施中，我中心多次组织专家赴泵站现场进行调研及 技术指导，为全国大型灌排泵站更新改造提供了强有力的技术支撑。
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重点小型泵站： 据调查，全国重点小型灌排泵站约有10000座，装机功率约
500万kW。其中，约8000座急需更新改造，装机功率共约400万kW。更新改 造投资按每千瓦约0.60万元计算，需要更新改造投资约 240亿元。用5~8年时 间更新改造完成，每年更新改造装机约 50~80万kW，每年需投资约30~50亿 元。
• • • • • • （1）建设标准低，设计不尽合理 （2）工程标准低，效益衰减严重 （3）运行效率低，能耗高 （4）机电设备老化严重，可靠性差 （5）建筑物年久失修，工程安全隐患多 （6）自动化程度低，信息化手段落后
二、更新改造情况
1、中部四省大型排涝泵站更新改造
� 为贯彻落实 2005年中央 1号文件关于 “更新改造机电设备，完善灌排体系 ” 的 精神，水利部组织编制了《中部四省大型排灌泵站更新改造规划》。 � 规划到2008年，对湖北、湖南、江西、安徽四省 139处大型排涝泵站进行更 新改造，总投资为63.93亿元。共更新改造泵站478座，装机3450台，装机功 率110.69万kW，设计流量11421m3/s。其中，改造泵站412座、扩建泵站17 座、拆除重建泵站49座。 � 该规划于2006年开始实施，到2008年12月，共下达投资68.2亿元，其中，中 央投资32亿元。共更新改造泵站140处477座。
一、全国灌排泵站概况
1、基本情况
� 在我国44.65万座灌排泵站中： � （1）大型灌排泵站（以处为单位，装机功率≥10000kW或设计流量≥50m3/s） 450处5200多座，装机24000多台，装机功率560多万kW，设计流量 35800多m3/s 。其中单座泵站达到大型泵站标准（以座为单位，装机功率≥ 10000kW或设计 流量≥50m3/s）的泵站165座，装机1934台，装机功率158.12万kW。 � （ 2 ）中型灌排泵站（以座为单位，装机功率 10000 ～ 1000kW 或 设 计 流 量 50 ～ 10m3/s ） 约 3000座，装机功率约430万kW； � （3）小型灌排泵站约44万座，装机功率约1630 万kW，其中小（Ⅰ）型（以座为单位，装机功 率1000～100kW或设计流量10～2m3/s）灌排泵 站约5万座左右，装机功率约1000万kW。
二、更新改造情况
更新改造规模及投资
�2011年5月国家发改委和水利部共 同印发 《 全国大型灌溉排水泵站更 新改造方案》：
�更新改造泵站处数 251处 �更新改造泵站座数 1900多座 其中：拆除重建669座、改造1267座 �总装机 12100台 �装机功率 290多万kW �总设计流量 13480m3/s �更新改造投资 约180亿元
二、更新改造情况
规划范围
用于农业灌溉、排水的大型泵站
单座泵站 总装机功率≥10000kW （或）总装机流量 ≥ 50m3/s 泵站系统（处） 多级或多座泵站联合组成的泵站系统达到以上规模
规划项目仅限于泵站工程本身的更新改造，不涉及：
�灌排区内的渠系及配套建筑物工程、交通桥改造 �沟渠、河道的清淤疏浚 �隶属于供电部门的变电站及输电线路改造
三、泵站节能技术
1、泵站节能技术研究成果及应用情况
� 近几年，随着国家对灌排泵站建设和更新改造投资力度的不断加大， 泵站技术包括节能技术研究取得了许多新成果，并得到了广泛应用， 取得了很好的成效。
• • • 节能型水泵 轴（混）流泵——在“南水北调工程”实施中，研究开发了一批优秀水力模型 ，与我国20世纪开发的水力模型相比，效率增加了2~3%； 离心泵——采用双吸离心泵，包括S型、SA型等泵型，与现有Sh型离心泵相 比，效率增加了3~6%，流量增加了5~8%。
湖北省某大型排涝泵站 ←更新改造前 更新改造后→
二、更新改造情况
1、中部四省大型排涝泵站更新改造
� 目前，中部四省大型排灌泵站更新改造项目基本完成，工程效益与社 会效益逐步显现，主要成效如下： • （1）从根本上解决了机电设备老化和建筑物破损失修问题，提高了 大型排涝泵站运行的安全可靠性。 • （2）提高了防洪排涝标准，为涝区人民生命财产、工农业生产提供 了安全保障。 • （3）提高了装置效率，降低了能源单耗。 • （4）泵站自动化水平得到提高，泵站环境得到极大改善。
三、泵站节能技术
1、泵站节能技术研究成果及应用情况
• • • • • 秒钟， 10 10秒钟， 无滑环绕线式异步电动机：能使水泵机组整个起动过程大约只需要 能使水泵机组整个起动过程大约只需要10 15 秒钟左右。 比传统电动机的起动过程短 比传统电动机的起动过程短15 15秒钟左右。 大型双速同步电动机：已在泵站中成功应用，可使水泵机组适应扬程变幅的 范围和高效区进一步扩宽，达到了节能的目的。 变频电动机及变频器：能使水泵处于高效区运行，从而大幅度地提高泵站的 装置效率，还能使泵站水泵在超设计最高扬程工况下投入运行。 S11 型变压器，与传统的交错式接 节能型变压器：主要是新型低损耗、节能的 主要是新型低损耗、节能的S11 S11型变压器，与传统的交错式接 80% 左右。 缝叠铁心工艺相比性能明显改善，损耗降低 缝叠铁心工艺相比性能明显改善，损耗降低80% 80%左右。 新型内置式叶片液压调节器：具有叶片调节稳定性好，易实现自动控制等特 点，与常规机械式叶片调节器相比，从根本上消除了调节器轴承发热、烧毁 和抬机等问题，使水泵适应的扬程范围增大，高效区范围扩宽。 700 、900 、1000mm 的轴（混）流泵机组 中小型水泵叶片调节机构：已在口径 已在口径700 700、 900、 1000mm的轴（混）流泵机组 上应用，使中小型水泵适应的扬程范围增大，高效区范围扩宽，还可通过泵 站计算机监控系统实现叶片自动调节。
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5、灌排泵站有效缓解了农村饮水安全的压力
� 许多大型灌溉泵站在供给农业灌溉用水的同时，为受益区居民供水，有效缓解 的饮水安全问题。
一、全国灌排泵站概况
3、存在的主要问题
� 我国灌排泵站大部分建于 20世纪80年代及以前，特别是经过 30~40 年的运行，工程老化、破损严重，主要表现在以下几个方面：
←更新改造后的 湖北省樊口泵站 →更新改造后的 安徽省凤凰颈泵站
二、更新改造情况
2、全国大型灌排泵站更新改造
� 为贯彻落实《中共中央国务院关于切实加强农业基础建设 进一步促进 农业发展农民增收的若干意见》（中发[2008]1号）关于“扩大大型灌 溉排水泵站技术改造规模和范围，实施重点涝区治理 ”和十七届三中 全会审议通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决 定》关于“大中型灌区、灌排泵站配套改造，水源工程建设”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 ，根据水利部《关于印发 <水利部落实 2008年中央一号文件相关任务 工作方案 >的通知》（办规计 [2008]80号）要求以及中央关于加强农 业基础设施建设和增加投入、扩大内需的总体部署，为统筹协调全国 大型灌排泵站发展，进一步改善农业生产条件，保障国家粮食安全， 水利部于 2008年 10月 ~2009 年 8月组织编制了《全国大型灌溉排水泵 站更新改造规划》，并于2009年11月报国家发改委审批。
一、全国灌排泵站概况
2、地位与作用
• 3、灌排泵站是农村经济发展的主要支撑
� 据统计，大型灌排泵站受益区内的人口在 1.5亿人以上，产值1.45万亿元以上， 其中农村人均收入超过4200元，高于我国农民平均收入。
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4、灌排泵站是改善区域生来自百度文库环境的基本保证
� 有效改善受益区的生存环境，有效治理了受益区的水环境污染、防止土地劣化 、阻止疾病传播和蔓延，有效阻止沙漠扩张、防止水土流失、保持和改善生态 环境。
二、更新改造情况
3、中小型灌排泵站更新改造前期工作
� 为贯彻落实2011年中央1号文件关于“实施大中型灌溉排水泵站更新改造， 加强重点涝区治理，完善灌排体系 ”精神，按照陈雷部长在今年 3月召开的 全国农村水利工作会议上关于“抓紧做好中型泵站现状调查及更新改造规划 编制等前期工作，适时启动改造工作”的要求 ，在部农水司的统一部署下， 我中心组织开展了全国中小型灌排泵站更新改造前期工作。 � 全国中型及重点小型灌排泵站更新改造范围：主要是用于农业灌溉、排水 的中型及重点小型泵站。 • 中型泵站：装机功率达到1000~10000kW（不含10000kW），或装机流量 达到10~50m3/s（不含50m3/s）的单座泵站； • 重点小型泵站：装机功率达到500~1000kW（不含1000kW），或装机流量 达到5~10m3/s（不含10m3/s）的单座泵站。
二、更新改造情况
3、中小型灌排泵站更新改造前期工作
� 全国中型及重点小型灌排泵站更新改造规模及投资估算 • 中型泵站： 据调查，全国中型灌排泵站约有 2000 多座急需更新改造，装机
功率共约240万kW。更新改造投资按每千瓦约 0.60万元计算，需要更新改造 投资约150亿元。用3~5年时间更新改造完成，每年更新改造装机约 50~80万 kW，每年需投资约30~50亿元。