连云港临洪东站更新改造报告

摘 要：

本设计根据临洪东站的规模、设备运行状况，结合最新的泵站设计规范，对该泵站已老化的设备及建筑工程进行更新改造，水泵泵型直接套用江都四站泵型，实际运行扬程低于选用泵型设计扬程，使得运行偏离高效率区较远，电气设备型号陈旧，老化严重。急需更新改造，通过对泵站设计的要求，以及泵站自身的实际情况，进行机组和电机的选型设计，确定水泵的扬程和流量以及电机的转速、功率等各参数，并选择主要电气设备包括断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、电流互感器、电压互感器和开关柜等，同时对泵站进行电气设备的整体布置，对主电动机、母线和主变压器整定计算,装设相应的继电保护。而二次部分主要对断路器控制回路、电气测量系统、泵站中央信号系统、操作电源系统等系统进行了接线设计。

关键词：水泵；电机；电气设备；继电保护

中图分类号：U464.138+.1文献标识码： A

一、临洪东站综合说明

连云港市临洪东站位于连云港市北郊，距离市区10km，临洪闸下游800m临洪河东侧，和临洪闸等一起组成临洪水利枢纽工程。

临洪东站工程的主要功能是排涝，泵站规模为大型Ⅰ等工程, 主要建筑物为1级。主泵房总长度100.8m，总宽度30.0m，总高度33.1m；装机12台，总功率36000 kW，单机流量30m3/s，设计扬程2.93m。

二、临洪东站存在的问题

1、临洪东站为停缓建续建工程，停缓建时期长，主体建筑混凝土碳化严重，部分结构件钢筋混凝土保护层崩裂，钢筋锈蚀，续建工程仅做其中部分结构件的加固修补处理，尚有结构件破损需要处理。

2、水泵泵型直接套用江都四站泵型，实际运行扬程低于选用泵型设计扬程，使得运行偏离高效率区较远，运行效率低、能耗高，泵型不合适.

3、2台主变、主开关是淘汰产品，部分开关柜应用1980年进场设备改造使用，已为淘汰产品，辅机的供排水机组、压力油机组、风机应用1980年进场设备检修使用，部分为淘汰产品，管道锈蚀。

4、土建金属部分：混凝土检修门止水老化、开裂，止水压板、螺栓锈蚀，吊耳、轨道锈蚀，启闭有卡阻现象，配套卷扬式启闭机有锈蚀现象；拍门锈蚀严重，局部变形，止水老化；拦污栅局部锈蚀；清污机漏油严重，轨道沉降、变形；站身钢门窗变形严重。

三、水利机械改造

1、主水泵改造

泵站水位组合及扬程

2、流量的确定

Q总=300m3 / s ，n=10，则有：

单泵流量为Q= Q /10 = 300 / 10= 30 m3/s

参考南水北调工程水泵模型天津同台测试资料，以及通过有关制造厂商咨询推荐，适合本水头模型水泵主要有TJ04-ZL-06、TJ04-ZL-15、TJ04-ZL-19、TJ04-ZL-22、TJ04-ZL-23。

流量、扬程、轴功率和汽蚀余量采用下列换算公式：

换算为原型泵装置的通用性能曲线

3、水泵选型确定

按本泵站设计净扬程2.93m，单泵设计流量30m3/s，考虑拦污栅的水力损失、以及设计过流量时的水力损失取1.0m的情况，综合表中的数据，TJ04-ZL-23水泵参数适合，对TJ04-ZL-23模型水泵参数的进行水泵参数计算。水泵型号定为3100ZLB。

所以选用的3100ZLB参数为:

4、主电机选择

根据原型泵性能参数曲线，在最大扬程下的轴功率

在设计扬程下的轴功率

根据《泵站设计规范》，电机配套功率

原来水泵的配套电机功率为1800kW，所以电机功率不变

由于水泵实际转速为125r/min，配套电动机额定功率1800kW，转速低，功率大，如选用异步电动机，需增加大容量的无功补偿设备，且电动机结构不合理，电动机额定电流增加，效率低，运行不经济。因此水泵配套电机选用立式同步电动机，考虑到大浦站仍采用6kV供电，本站电动机额定电压也采用6kV。

电机主要技术参数

四、电气系统改造

（一）电气主接线方案

根据本站负荷等级及供电电源情况，对主变的容量及台数进行比选。以确定最佳的电气主接线方案。

方案一：设一台主变，110kV侧为线路变压器组接线，6kV侧为单母线接线。

方案二：设两台主变，110kV侧为单母线接线，6kV侧为两段单母接线。

两种方案比较

由于泵站运行比较频繁,一台31500kVA的变压器带泵站5614kVA的负载,必然会产生较大的电能损耗.长期的运行费用较高。综合来看在经济指标上方案一的优势并不明显。

反观方案二，选用两台主变，采用两台主变不并列的运行方式，有效的限制了6kV侧的短路电流，在泵站运行的可靠性、灵活性上要大大好于方案一。

所以高压侧接线推荐采用方案二：两台主变，110kV侧为单母线接线，6kV侧为两段单母接线。

（二）主变压器的选择

选择两台16000kVA的变压器

主变参数如下：

五、土建的改造

1）泵站进水侧工作桥拱瓦大部分开裂、露筋，存在安全隐患；同时工作平台混凝土也是大面积开裂，强度降低。本次改造方案为将7.98m高程以上，拦污栅门槽与主泵房之间的拱瓦及工作平台全部拆除，将墩顶加高至9.00m，重新浇筑门机大梁并恢复门机轨道，检修门槽孔设钢盖板。

2）泵站出水侧启闭机房及卷扬机、工作桥平台拆除，新建启闭机排架及启闭机房。为满足该处电缆的布置要求，排架柱内侧9.00m高程增建800×600（宽×高）的电缆沟，沟顶设盖板。

3）泵房外墙渗水及门窗破旧，拟拆除泵房外墙及门窗，更换成铝合金门窗，重建防水及保温效果好的外墙。

4）由于主泵房及检修间屋面槽形板混凝土结构表面混凝土保护层剥落，渗漏严重，拟拆除该屋盖，更换为雁形板（V型）钢筋混凝土屋盖。

5）现有进、出水侧检修门为钢筋混凝土门，门槽内无钢轨，金属结构专业拟将其更换为钢闸门。结合金属结构专业的改造方案，土建专业将对现有检修闸门槽进行改建，将门槽下游侧混凝土凿除40cm，上游侧混凝土凿除40cm，重新埋设钢轨，并用C30 混凝土回填。

6）使用环氧厚浆涂料进行泵房内部混凝土表面的防碳化处理；泵房外2.20m高程以上混凝土防碳化处理为凿除碳化层混凝土，粉刷丙乳砂浆。

六、消防防火

1、泵房在电机层有两个安全出口，泵房一端为进厂大门，另一端为检修间，有一个设备进厂大门。从泵房电机层设有两个楼梯可下到水泵层。所有安全疏散用的门、走道、楼梯均符合以下要求：门净宽＞0.9m，并向疏散方向开启；走道净宽＞1.2m；楼梯净宽＞1.1m，坡度＜45°。

2、主泵房：为提高防火的可靠性及灵活性，在泵组段、检修间、桥式起重机上均放置手提式干粉灭火器。每台泵组段设置2只手提式干粉灭火器。检修间及其材料工具间设置手提式干粉灭火器 。

3、启闭机室：在启闭机室设置手提式干粉灭火器 。

电缆防火：泵站电缆为交联聚乙烯和聚氯乙烯绝缘电力电缆。电缆穿越楼板、隔墙的孔洞和进出开关柜、配电盘、控制盘、继电保护盘等的孔洞均采用阻火材料进行封堵。

七、结束语

通过本改造方案，保持并提高了泵站的原有功能指标，相比重建，成本大大降低。本方案的机电工程设计的重要目的是努力提高能源的利用水平，但还需要管理、运行单位的协助配合，从而保证能源、环境的协调、持续发展。