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摘要：本文对引汉济渭工程黄金峡抽水泵站的水泵选型方案进行了初步探讨，通过工程基本特征参数、结合黄金峡水利枢纽工程总体方案，经过大量分析调研数据，对水泵结构形式、水泵台数、水泵布置方案进行了综合比较之后的初步选型。
关键词：引汉济渭工程、黄金峡水利枢纽、水泵结构形式、水泵台数
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1.工程概述
引汉济渭工程是从陕南汉江流域调水至渭河流域的关中地区，解决陕西关中地区水资源短缺，促进陕西省内水资源优化配置，改善渭河流域生态环境，促进关中地区经济发展的大型跨流域调水工程。工程设计年调水总量约10亿m3，工程的主要建筑物包括黄金峡、三河口水利枢纽、秦岭输水隧洞等。黄金峡水利枢纽位于汉江干流上游，陕西洋县境内，为引汉济渭工程的第一水源地。工程由拦河坝、抽水泵站、水电站等组成，主要任务是拦蓄河水，扬水供水，兼顾发电。工程推荐黄金峡抽水泵站与大坝结合布置在黄金峡大坝左岸下游，泵站安装7台水泵机组，总装机功率129.5MW，泵站设计流量70m³/s，多年平均抽水量9.66亿m³，设计扬程117m，扬库水至554.35m高程进入秦岭隧洞黄三段。
2.工程选型特征参数
2.1泵站特征参数
泵站设计站下水位：442m；
泵站最低下水位：取黄金峡水库死水位440m；
泵站最高下水位：取黄金峡水库正常蓄水位450m；
泵站多年平均下水位：取黄金峡水库多年（加权）平均水位447.14m；
泵站设计上水位：取设计流量70.0m3/s时的出水池水位554.35m；
泵站最低上水位：取单台机组流量运行时的出水池水位551.00m。
2.2泵站特征扬程
最大净扬程： 114.35m；
最小净扬程： 101.00m；
设计净扬程： 112.35m；
平均净扬程： 107.21m；
设计扬程：117.0m。
3. 水泵机组选型方案
3.1水泵结构型式方案
根据设计过程中调研收集到的多个大型水泵资料及生产厂家推荐的水泵方案，满足本工程设计流量、扬程的有立式单吸单级离心泵、立式单吸多级离心泵和立式双吸单级离心泵三种水泵结构形式。推荐黄金峡泵站设计扬程核准为117.0m。根据目前联系的多家国内外知名水泵企业所提供的水泵技术数据和相似已成工程实例，结合水泵单泵扬程、流量均较大的实际情况，现阶段设计初步选用立式单吸单级离心泵作为基本选定水泵结构型式。
调研相类似已成、在建阶段的高扬程大功率泵站工程实例如下表1：
同类型大型立式单吸单级离心泵站统计表
表1
3.2 机组台数方案
依据引汉济渭工程确定的汉江干流调水过程线，黄金峡泵站设计流量为70.0m3/s，平均调水流量为30.59m3/s。根据规划调节成果，从1954～2008年54年以旬为单位进行的统计数据各流量区间运行天数和比率见表2。
黄金峡泵站不同流量区间多年平均运行天数
表2
由表2可见，黄金峡泵站各流量分段多年平均运行天数比较均衡，依据《泵站设计规范》（GB 50265-2010）,安装机组台数宜多一些，且需要设置1～2台备用泵，使泵站运行流量级差相對小一些，以保证供水的可靠性，提高管理运行的灵活性。
结合目前水泵机组设计、生产制造发展水平的调研情况，参考已建成工程实例，本工程泵站首先进行了15台水泵机组较多台数方案考虑。鉴于黄金峡推荐泵站与大坝联合布置的方案，该方案由于水泵台数多、厂房长度太大，无法满足坝与站址的联合布置，需将站址布置到地形较开阔的地段，导致枢纽工程与泵站分离式布置，为以后管理运行带来不便，因此不推荐。其次，通过一系列的对有关大型泵站工程的设计、制造、管理单位的座谈交流和考察调研情况，了解到依靠当前的国内外生产技术，安装6～7台机组的少台数规模的方案是完全可行的。
a）6台机组方案
泵站共安装机组6台，设计工况5用1备，单泵流量14m3/s，不同运行台数对应的多年平均运行天数见表3。
黄金峡泵站6台机组方案多年平均运行天数
表3
装机6台方案水泵单机流量Q=14m3/s，总扬程H＝117.0m，效率约85％，配套电机功率22MW，泵站总装机功率132MW。厂内机组采用一列式布置。泵站厂房布置在坝体与电站厂房之间，厂房总长度118.02m。泵站进水口布置在泵站厂房坝段上游侧，共布设泵站进水口6孔。泵站出水母管垂直水泵出水支管布置在泵站厂房下游侧墙与电站进水侧厂墙之间。出水池采用地下洞室结构，布置在河道左岸山体550m高程，出口安装快速闸门与输水隧洞进口相接。6台方案泵站建筑机电设备工程费约46亿元，枢纽（包含泵站电站）工程总投资56亿万元。
b) 7台机组方案
泵站共安装机组7台，设计工况6用1备，单泵流量11.67m3/s，不同运行台数对应的多年平均运行天数见表4。
黄金峡泵站7台机组方案多年平均运行天数
表4
该方案为在泵站布置6台联合布置方案的基础上增加1台水泵机组，与6台方案布置基本相同，厂房总长度116.2m，设计净扬程112.35m，总扬程117.00m。泵站设计流量70.0m3/s，配套电机功率18.5MW，总装机功率129.5MW。
7台方案泵站建筑机电设备工程费45.7亿元，枢纽（包含泵站电站）工程总投资56.2亿元。
c)选型台数方案比较
（1）制造能力及运行安全：因水泵、电机机组均为大型设备，从设备制造技术能力看，了解到的厂商6台和7台水泵机组方案的生产制造均没有问题，但是从安全稳定运行角度看，7台方案略优；
（2）厂房布置：7台方案厂房纵向长度较6台方案短2m，布置更加紧凑节约。
（3）配水灵活性：7台方案配水灵活较6台方案优越；
（4）运行管理方面：6台方案少一台机组及附属设备，泵站的运行管理方面略优于7台机组方案；
（5）对三河口枢纽抽水泵站的影响：引汉济渭工程为了使管理运行时调配水方便，确定三河口泵站机组单机流量采用黄金峡水泵流量的一半。6台方案对应三河口泵站安装3台水泵机组，设计流量21.0m3/s，装机功率24.9MW，厂房面积22.4×60.5m，泵站建筑、机电及金结工程费用14.7亿元；7台方案对应三河口泵站安装4台水泵机组，设计流量23.32m3/s，装机功率28.4MW，厂房面积21.4×68.3m，泵站建筑、机电及金结工程费用14.6亿元；从总体装机看 6台方案略优于7台方案。
（6）工程投资方面：泵站建筑+机电设备总工程费6台机组方案工程费少300万元。
4.结语
综合水泵制造能力、工程布置、运行安全性、配水灵活性、对三河口梯级泵站的影响、投资费用等多方面因素，6台方案在工程布置、运行管理、工程投资、对三河口泵站的影响等方面占优； 7台方案的运行配水灵活，设备制造技术难度。从本工程重要性、保证率等综合考虑，本阶段倾向于初选7台水泵机组方案。
参考文献：
1.《泵站设计规范》GB 50265-2010
2.《陕西省引汉济渭工程黄金峡水利枢纽工程可行性研究设计报告》2011.5月
关键词：引汉济渭工程、黄金峡水利枢纽、水泵结构形式、水泵台数
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1.工程概述
引汉济渭工程是从陕南汉江流域调水至渭河流域的关中地区，解决陕西关中地区水资源短缺，促进陕西省内水资源优化配置，改善渭河流域生态环境，促进关中地区经济发展的大型跨流域调水工程。工程设计年调水总量约10亿m3，工程的主要建筑物包括黄金峡、三河口水利枢纽、秦岭输水隧洞等。黄金峡水利枢纽位于汉江干流上游，陕西洋县境内，为引汉济渭工程的第一水源地。工程由拦河坝、抽水泵站、水电站等组成，主要任务是拦蓄河水，扬水供水，兼顾发电。工程推荐黄金峡抽水泵站与大坝结合布置在黄金峡大坝左岸下游，泵站安装7台水泵机组，总装机功率129.5MW，泵站设计流量70m³/s，多年平均抽水量9.66亿m³，设计扬程117m，扬库水至554.35m高程进入秦岭隧洞黄三段。
2.工程选型特征参数
2.1泵站特征参数
泵站设计站下水位：442m；
泵站最低下水位：取黄金峡水库死水位440m；
泵站最高下水位：取黄金峡水库正常蓄水位450m；
泵站多年平均下水位：取黄金峡水库多年（加权）平均水位447.14m；
泵站设计上水位：取设计流量70.0m3/s时的出水池水位554.35m；
泵站最低上水位：取单台机组流量运行时的出水池水位551.00m。
2.2泵站特征扬程
最大净扬程： 114.35m；
最小净扬程： 101.00m；
设计净扬程： 112.35m；
平均净扬程： 107.21m；
设计扬程：117.0m。
3. 水泵机组选型方案
3.1水泵结构型式方案
根据设计过程中调研收集到的多个大型水泵资料及生产厂家推荐的水泵方案，满足本工程设计流量、扬程的有立式单吸单级离心泵、立式单吸多级离心泵和立式双吸单级离心泵三种水泵结构形式。推荐黄金峡泵站设计扬程核准为117.0m。根据目前联系的多家国内外知名水泵企业所提供的水泵技术数据和相似已成工程实例，结合水泵单泵扬程、流量均较大的实际情况，现阶段设计初步选用立式单吸单级离心泵作为基本选定水泵结构型式。
调研相类似已成、在建阶段的高扬程大功率泵站工程实例如下表1：
同类型大型立式单吸单级离心泵站统计表
表1
3.2 机组台数方案
依据引汉济渭工程确定的汉江干流调水过程线，黄金峡泵站设计流量为70.0m3/s，平均调水流量为30.59m3/s。根据规划调节成果，从1954～2008年54年以旬为单位进行的统计数据各流量区间运行天数和比率见表2。
黄金峡泵站不同流量区间多年平均运行天数
表2
由表2可见，黄金峡泵站各流量分段多年平均运行天数比较均衡，依据《泵站设计规范》（GB 50265-2010）,安装机组台数宜多一些，且需要设置1～2台备用泵，使泵站运行流量级差相對小一些，以保证供水的可靠性，提高管理运行的灵活性。
结合目前水泵机组设计、生产制造发展水平的调研情况，参考已建成工程实例，本工程泵站首先进行了15台水泵机组较多台数方案考虑。鉴于黄金峡推荐泵站与大坝联合布置的方案，该方案由于水泵台数多、厂房长度太大，无法满足坝与站址的联合布置，需将站址布置到地形较开阔的地段，导致枢纽工程与泵站分离式布置，为以后管理运行带来不便，因此不推荐。其次，通过一系列的对有关大型泵站工程的设计、制造、管理单位的座谈交流和考察调研情况，了解到依靠当前的国内外生产技术，安装6～7台机组的少台数规模的方案是完全可行的。
a）6台机组方案
泵站共安装机组6台，设计工况5用1备，单泵流量14m3/s，不同运行台数对应的多年平均运行天数见表3。
黄金峡泵站6台机组方案多年平均运行天数
表3
装机6台方案水泵单机流量Q=14m3/s，总扬程H＝117.0m，效率约85％，配套电机功率22MW，泵站总装机功率132MW。厂内机组采用一列式布置。泵站厂房布置在坝体与电站厂房之间，厂房总长度118.02m。泵站进水口布置在泵站厂房坝段上游侧，共布设泵站进水口6孔。泵站出水母管垂直水泵出水支管布置在泵站厂房下游侧墙与电站进水侧厂墙之间。出水池采用地下洞室结构，布置在河道左岸山体550m高程，出口安装快速闸门与输水隧洞进口相接。6台方案泵站建筑机电设备工程费约46亿元，枢纽（包含泵站电站）工程总投资56亿万元。
b) 7台机组方案
泵站共安装机组7台，设计工况6用1备，单泵流量11.67m3/s，不同运行台数对应的多年平均运行天数见表4。
黄金峡泵站7台机组方案多年平均运行天数
表4
该方案为在泵站布置6台联合布置方案的基础上增加1台水泵机组，与6台方案布置基本相同，厂房总长度116.2m，设计净扬程112.35m，总扬程117.00m。泵站设计流量70.0m3/s，配套电机功率18.5MW，总装机功率129.5MW。
7台方案泵站建筑机电设备工程费45.7亿元，枢纽（包含泵站电站）工程总投资56.2亿元。
c)选型台数方案比较
（1）制造能力及运行安全：因水泵、电机机组均为大型设备，从设备制造技术能力看，了解到的厂商6台和7台水泵机组方案的生产制造均没有问题，但是从安全稳定运行角度看，7台方案略优；
（2）厂房布置：7台方案厂房纵向长度较6台方案短2m，布置更加紧凑节约。
（3）配水灵活性：7台方案配水灵活较6台方案优越；
（4）运行管理方面：6台方案少一台机组及附属设备，泵站的运行管理方面略优于7台机组方案；
（5）对三河口枢纽抽水泵站的影响：引汉济渭工程为了使管理运行时调配水方便，确定三河口泵站机组单机流量采用黄金峡水泵流量的一半。6台方案对应三河口泵站安装3台水泵机组，设计流量21.0m3/s，装机功率24.9MW，厂房面积22.4×60.5m，泵站建筑、机电及金结工程费用14.7亿元；7台方案对应三河口泵站安装4台水泵机组，设计流量23.32m3/s，装机功率28.4MW，厂房面积21.4×68.3m，泵站建筑、机电及金结工程费用14.6亿元；从总体装机看 6台方案略优于7台方案。
（6）工程投资方面：泵站建筑+机电设备总工程费6台机组方案工程费少300万元。
4.结语
综合水泵制造能力、工程布置、运行安全性、配水灵活性、对三河口梯级泵站的影响、投资费用等多方面因素，6台方案在工程布置、运行管理、工程投资、对三河口泵站的影响等方面占优； 7台方案的运行配水灵活，设备制造技术难度。从本工程重要性、保证率等综合考虑，本阶段倾向于初选7台水泵机组方案。
参考文献：
1.《泵站设计规范》GB 50265-2010
2.《陕西省引汉济渭工程黄金峡水利枢纽工程可行性研究设计报告》2011.5月