小型泵站建设实用技术探讨

小型泵站建设实用技术探讨

邓德全

宜宾市叙州区农业农村局

摘要：水利是农业的命脉，小型泵站建设作为重要的农田水利基础设施，在农业生产灌溉和抗旱救灾，确保农业增产增收中发挥着重要作用。本文旨在分享小型泵站建设中的一些经验做法和实用技术要点，以期为该领域的实践提供有益参考，更好地发挥小型泵站在建设现代农业中的作用。

关键词：小型泵站建设、实用技术、探讨。

引言

水利是农业的命脉，小型泵站建设作为重要的农田水利基础设施，在农业生产灌溉和抗旱救灾，确保农业增产增收中发挥着重要作用。国家越来越重视粮食安全，农村对农田水利基础设施建设和小型泵站的需求越来越大。本文旨在分享小型泵站建设中的一些经验做法和实用技术要点，以期为该领域的实践提供一点有益参考，更好地发挥小型泵站在建设现代农业中的作用。

一、泵站站址选择及泵房建设

泵站站址选择，应根据泵站所在的地形、地质、水源、供电和交通运输条件，结合整个泵站系统布局，综合机组型式确定。主要考虑以下因素：（1）丘陵、山区泵站站址宜选择在有利于工程布置的地点；（2）泵站站址宜选择在岩土坚实、抗震性强、抗渗性能良好的天然地基上；（3）总体做到布局合理、技术可行、方便管理、经济实用。

在布置泵站时，注意：（1）从溪河取水的灌溉泵站，当河道岸边坡度较缓时，宜采用引水式布置；当河道岸边坡度较陡时，宜采用岸边式布置。（2）由湖泊或水库、山坪塘取水的泵站，根据湖泊岸边地形、水位变化幅度及农作物需水要求，可采用缆车式或潜没式泵房布置，优先采用潜水泵站布置型式。

泵房结构类型一般按照泵站等级确定。对小（1）型泵站，主要推荐分基型或干室型泵房结构类型；对小（2）型泵站，主要推荐分基型泵房结构；对潜水泵站，也可不建泵房，使用户外控制设施。

泵房一般采用砖混结构，承重墙厚度为240mm（24墙），建筑面积在12~20平方米为宜，泵房基础应具有足够的强度、刚度和耐久性，并有足够的抗震能力，设防烈度不低于Ⅶ度。同时，泵房布置还应考虑以下因素：（1）满足水泵机组布置、电气设备结构尺寸、安装运行和安全使用要求；（2）满足泵房内通风和照明要求，并符合排水、防潮、防火、防盗、技术规定；（3）做到布置合理、经济实用。

为加强泵房墙体的整体刚度，防止因地基不均匀沉陷或较大震动（机组或其它因素）等引起泵房产生的变形和裂缝，应在墙体上部和适当部位用钢筋混凝土筑砌水平、连续、封闭的圈梁；在墙体四角部位用钢筋混凝土筑砌构造柱。

泵房附属设施建设主要有：配电房、管理房、排水系统、便道、保坎和挡土墙等。

二、泵站进出水构筑物建设

进水建筑物，多为引渠或前池。引渠或前池应满足以下要求：（1）有足够的输水能力，保证水流顺畅；（2）尽量采用正向进水；（3）溪河引水的入口处设置拦污栅（或拦污格网），以防止树叶、杂草、污物等进入。

出水建筑物，主要是泵站的出水池或蓄水池。其位置应结合站址、管线及输水渠道的位置进行选择。宜选在地形条件好、地基坚实稳定、抗震性强、渗透性小、工程量少的地点，并保证水流顺畅、稳定、水力损失小。

三、泵站水泵机组的选择

水泵是提水泵站的重要组成部分。合理选择水泵，能够在消耗同等能源的情况下抽取更多的水，以达到降低消耗，节约能源的目的。

（一） 水泵选型原则：（1）选择水泵时，应使所选水泵型式和性能符合装置流量、扬程、压力、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。

（2）满足流体介质特性要求。如抽取清水，一般选用清水泵；如需抽取肥水、粪污等带腐蚀性介质时候，尽量选用不锈钢耐腐蚀泵。

（3）在机械性能方面，尽量选用噪声低、振动小、可靠性能高的水泵。（4）取水条件适宜的地方，尽量选用潜水泵；鼓励采用真空引水装置或具有自吸性能的泵机组。（5）综合考虑经济运行费用较低的水泵。

（二）水泵选型基本依据

  根据工艺流程、给排水要求，可以从流量、扬程、流体介质、管路布置等要素进行参考。

1、流量是选泵的重要参数，它直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。

在计算流量时，可以参照以下计算公式：

Q=∑ M×A/（T×t×ɧ）

式中：Q—泵站设计流量 （m3/小时）；∑MA——用水高峰时段，灌区各种作物面积与灌水定额乘积的总和（米3）；   M——最大一次灌水定额（m3/h）；A——灌溉面积（亩）；T——灌水持续时间（天）；t —— 日开机时间（h）；η——渠系利用系数（小型灌区可选η≥0.7）。

在常规选择水泵时，如果生产工艺中已给出正常流量、最小流量、最大流量，应以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。对于ns>100的大流量低扬程泵，流量余量可取5%；对ns<50的小流量高扬程泵，流量余量可取10%；对50≤ns≤100的泵，流量余量也取5%；对运行条件恶劣的泵，流量余量可取10%。

    2、扬程是选泵的又一重要参数，包括实际扬程和损失扬程。

（1）不同水位

会产生的四种扬程：

①设计扬程；②平均扬程：灌溉期间出现机遇最多，运作时间最长的工作扬程，此扬程为选泵依据；③最高扬程；④最低扬程。

（2）工作扬程初算可参照

H工=H平均+H平均×（15%—30%）。对扬程低、扬水管道长的可取较大值。

水泵的一般选型，可根据实测抽水高度，再放大5%-10%余量后的计算扬程来参照选型。

（三）初选水泵型号

根据泵站装机功率、水源条件（水源种类、水量）、机组台数、引水方式等条件，选用适合的水泵类型，并应考虑一定富裕量。根据测算的流量和扬程，在水泵性能表中，查出对应（满足流量和扬程要求）的水泵型号，来确定水泵的流量、扬程和配套电机功率。

    水泵选择具体操作：（1）根据水泵装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件，确定选择卧式、立式或其它型式水泵。（2）根据液体介质性质，确定选择清水泵、耐腐蚀泵或杂质泵。   （3）根据流量大小，确定选择单吸泵还是双吸泵；（4）根据扬程高低，确定选择单级泵还是多级泵，高转速泵还是低转速泵、如选单级泵和多级泵同样都能用时，尽量选用单级泵。

    确定选用什么系列的泵后，就可按最大流量，（在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量），也可取放大5%—10%余量后的扬程这两个性能的主要参数，在型谱图或者系列特性曲线上确定具体型号。水泵型号基本选定后，再根据该泵的型号性能表或性能曲线进行校核，看正常工作点是否落在该泵优先工作区。在各特征扬程情况下，水泵应始终保持在高效区运行；在最高和最低扬程范围内，水泵都应能安全、稳定运行。

（四）水泵选择注意事项

（1）合理选择管道直径。输送管道直径过大，在相同流量下、液体流速小，阻力损失小，但造价增高；输送管道直径过小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配套功率增加，成本和运行费用也增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑选用合适直径的管道。

（2）输送管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。泵站进、出水管道应根据实际设计承压能力及地形状况，选用HDPE管、钢管、铸铁管或相应的其它管材。特别是选用PE材质等输水管道时，要保证选用管道压力大于所能承受的最大压力。

（3）管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍，角度尽可能大于90℃。

（4）水泵的排出侧应装设控制阀门（闸阀或球阀）和止回阀。控制阀门可用来调节泵的工况点；止回阀在突然停电或停机时，液体倒流可防止水泵反转，并使水泵免遭水锤打击。

四、小型泵站输变电线路建设

小型泵站配套输变电多为10KV高压电，配套电机使用电压多为380V，泵房内照明用电多为220V。

配套电机功率应根据水泵额定点的轴功率，选择大于或等于轴功率的电机；配套的变压器容量要满足配套电动机正常启动运行及泵房照明等要求。变压器容量可按大于或等于1.26倍电动机总功率（或总容量）来估算。

泵站机组的起动可按功率等级、电力条件等，采用软起动、自耦降压起动、直接起动等方式。水泵机组装机功率在18.5kW及以上时，优先采用软起动方式。

选用潜水电泵时，潜水电泵应有漏电及综合保护装置。