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[摘 要]在城市防洪排涝系统当中，排涝泵站占据着相当重要的地位。然而，目前我国大多数排涝泵站的机电设备的老化现象均十分严重。本文将重点分析当前排涝泵站技术改造的情况及其要点，并给出与之相对应的解决办法，从而有效保证排涝泵站运行的效率及安全性。
[关键词]排涝泵站；技术改造；改造措施
中图分类号：TU991.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0037-01
1 排涝泵站现状分析
如今我国排涝系统与排涝泵站的发展的基本情况主要有：①城市的发展建设和城市排涝系统的发展不协调，城区规模正在以惊人之速扩大，然而建设规划却比较滞后；②我国东部地区的人口较为密集，城市众多，然而在建设城区时却占用了很多河流、湖泊与湿地，这无疑会大幅度削弱缓冲、调蓄洪水的能力；③排水管道设计的不大规范，排涝标准较低，大部分均为一年一遇的排涝标准，甚至还存在严重老化的问题。
水利设施是我国经济发展的关键基础设施之一，作为水利工程的一大构成要素，排涝泵站工程在洪涝灾害中具有很大的影响。大家都知道，排涝泵站主要负责中心城区的雨水与污水的排出，然而我国的排涝泵站大部分是在上世纪七八十年代建设起来的，因历史原因他们大多数都出现了设备陈旧、设计不规范、机械磨损严重、运行时间长、水泵排水效率低下、抗灾标准低、绝缘老化等问题。所以我们有必要对其进度改造。要想做好改造存在问题的排涝泵站的工作，有效保障其运行的效率及安全，就必须在改造过程中重视排涝泵站设备的问题采用应对策略，并作具体分析。
2 排涝泵站改造要点
2.1 排涝流量确定
可根据排水区规划确定，也可根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等综合分析计算确定，另外还要综合考虑降水量、蒸发量、田间蓄水量，河网调蓄水量，作物耐淹深度，地面覆盖程度以及涝水对城镇及工矿企业安全影响等情况。
2.2 泵站布置型式
由于自排比抽排可节省大量电能，因此在具有部分自排条件的地点建排涝泵站时，如果自排闸尚未修建，应优先考虑排涝泵站与自排闸合建，以简化工程布置，降低工程造价，方便工程管理，这样的泵闸结构除了排水功能以外，还可灌水，做到灌排结合的功能，假如附近有排水闸，可考虑单独建泵站。
2.3 水位及高程参数确定
水泵排涝时对水位是极其敏感的，设计扬程是选择水泵型式的主要依据，设计扬程应根据泵站进、出水池设计水位差，并计入进、出水流道或管道沿程和局部水力损失确定。平均扬程是泵站运行历时最长的工作扬程，处于高效区运行，因而单位消耗能量最小。平均扬程一般可按泵站进出水池平均水位差，并计入损失确定。
3 排涝泵站的技术改造措施
3.1 技术改造措施的原则和要求
为了恢复排涝泵站应有的效益，必须对排涝泵站设备进行更新和改造。在更新和改造之前，还要明确相应的原则和条件，包括：①改造原则。在调研的基础上，分析设备的现状。更新、改造泵站应遵循统筹兼顾、科学规划、安全运行、推进改革、节能高效和良性运行的原则。②组织安全鉴定。省级水利行政主管部门要依据相关文件和技术标准组织开展排涝泵站设备的安全鉴定工作，并提出《泵站安全鉴定报告》，为泵站的更新和改造提供基础数据和科学依据，使改造工程的质量得到保障。③排涝标准。对于城区排涝标准，目前我国尚无统一的规范，绝大部分城市的排涝设施都是按照5～20年一遇，24 h暴雨、24 h排干的标准建设的，这就要求泵站的排涝能力与其相适应。在设备更新、改造中，排涝标准要按上述标准进行复核，对达不到标准要求的机电设施，应通过改、扩建或更换排量大的机组来增加其排涝能力，使其满足排涝设施的要求。
3.2 重新复核设备的各项指标
在更新、改造泵站设备前，首先要确定排水流量，排水流量应该按照城区防洪排涝的标准来计算，根据排水过程进行区域调洪演算和降雨量计算，其中调洪演算的核心是水量平衡方程，其基本含义是：在某一时段内，入库水量减去库水量等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。排涝泵站进、出水池的水位应按GB/T 50265—97《泵站设计规范》中的规定来确定。泵站扬程应按GB/T 50265—97《泵站设计规范》中的规定进行计算，即进、出水池的设计水位差加上水力损失。泵站的扬程应该在对进、出水位，排入水体的历年水位进行分析、组合后确定。用扬程作为选泵的依据。出口水位变动大的排涝泵站要满足在最高扬程条件下流量的需要。对以上数据进行复核，并根据复核结果选择合适的泵型和配套电机。
3.3 选择合适的水泵型号
在排涝泵站设备的更新和改造中，一个关键的步骤就是如何选择泵型。通过听取各方的意见和专家的指点，并对轴流泵的试验资料、泵型工作性能表、工作性能曲线等进行查看，全面了解一系列泵型的性能。在确定其他要求的基础上，尽量选择高效区范围的泵，而少用高比转速的泵。
3.4 主电动机的更新和改造
受技术水平的限制，排涝泵站原来选择的主电动机多数为JS系列产品，经过二三十年的运行，其绝缘材料出现了严重的老化现象，因此要更换仍符合排涝标准的电动机的线圈、定子铁芯、转子磁极等绝缘材料。改造后的主电动机必须按相关标准对其性能进行试验，确保电动机的性能状态，节约改造的成本。如果经济条件允许，可以考虑将主电动机改造成变频调速。变频调速装置的运行效率较高，能耗少，運行费用也较低。另外，对于流量或扬程变幅较大，且超过水泵正常工作范围的主电动机，可将其改为双速同步电动机。
3.5 泵站出水管应用技术的改造
受设计水平限制，泵站最初使用了ZLB-DP单基础系列的轴流泵，泵与出水管连接处采用了直接固定连接的方式，而疏忽了安装的简便性、出水管热胀冷缩和地基沉降等因素的影响，造成泵与出水管两者安装固定后，易出现因接触不到位而导致的漏水现象。为解决该问题，可以在设计时在泵与出水管连接处增加一只伸缩节，这样在泵与出水管连接固定后如果出现上述问题，就可以通过灵活调节伸缩管的长短进行处理，同时这也有利于日后泵的保养、维修。
3.6 电气设备的更新
定期检查专用输电线路，并根据安全鉴定的结论和用电功率的要求确定合适的改造方案。变压器的容量应根据泵站全部机组启动的实际负荷和运行调度的要求进行确定，例如，原泵站使用的变压器绝大部分是SJ型，属于高耗能产品，应将其更新为低损耗产品。变压器要选用技术先进和节能的产品。排涝泵站一般每站选用2台变压器，机组也分别由这2台变压器供电。要在变压器中间增加母联，防止其中一台损坏而影响泵站的正常运行。另外，配电变压器应靠近机房安装（一般要求在3 m范围之内），以节约低压线路的投资，减少传输的电压损失。
3.7 自动化和信息化的改造
在科技发展的推动下，排涝泵站的运行管理正在逐步从传统的人工管理转向计算机辅助管理，同时也在逐步普及运用泵站计算机监控技术。为减少信息技术的应用开销、提升泵站的经济效益与管理水平，泵站需开发出低成本、高性能的泵站计算机监控系统。在设计与建设计算机监控系统的过程中，通常需综合考虑其实用性、可靠性、经济性、安全性以及先进性等因素，从而在提升泵站的运行能力、工程技术水准以及日常事务管理能力的同时，实现泵站运行的自动控制、监控与保护的目的。泵站管理者可通过已建的泵站视频监控系统与运行监控系统实时知悉泵站的运作状况，逐渐降低运行管理人员的劳动强度，以有效确保泵站运行的安全性。
4 结束语
综上所述，排涝泵站的发展能在一定程度上确保人们的财产及人身安全，能加快社会经济的发展步伐。通过更新并改造排涝泵站设备，不仅能提升其安全性能，还能使其为我国经济的发展提供更高效的服务。为此，各方要密切配合工作、互相合作，重视细节处理，唯有如此才能实现改造的预期目标。
[关键词]排涝泵站；技术改造；改造措施
中图分类号：TU991.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0037-01
1 排涝泵站现状分析
如今我国排涝系统与排涝泵站的发展的基本情况主要有：①城市的发展建设和城市排涝系统的发展不协调，城区规模正在以惊人之速扩大，然而建设规划却比较滞后；②我国东部地区的人口较为密集，城市众多，然而在建设城区时却占用了很多河流、湖泊与湿地，这无疑会大幅度削弱缓冲、调蓄洪水的能力；③排水管道设计的不大规范，排涝标准较低，大部分均为一年一遇的排涝标准，甚至还存在严重老化的问题。
水利设施是我国经济发展的关键基础设施之一，作为水利工程的一大构成要素，排涝泵站工程在洪涝灾害中具有很大的影响。大家都知道，排涝泵站主要负责中心城区的雨水与污水的排出，然而我国的排涝泵站大部分是在上世纪七八十年代建设起来的，因历史原因他们大多数都出现了设备陈旧、设计不规范、机械磨损严重、运行时间长、水泵排水效率低下、抗灾标准低、绝缘老化等问题。所以我们有必要对其进度改造。要想做好改造存在问题的排涝泵站的工作，有效保障其运行的效率及安全，就必须在改造过程中重视排涝泵站设备的问题采用应对策略，并作具体分析。
2 排涝泵站改造要点
2.1 排涝流量确定
可根据排水区规划确定，也可根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等综合分析计算确定，另外还要综合考虑降水量、蒸发量、田间蓄水量，河网调蓄水量，作物耐淹深度，地面覆盖程度以及涝水对城镇及工矿企业安全影响等情况。
2.2 泵站布置型式
由于自排比抽排可节省大量电能，因此在具有部分自排条件的地点建排涝泵站时，如果自排闸尚未修建，应优先考虑排涝泵站与自排闸合建，以简化工程布置，降低工程造价，方便工程管理，这样的泵闸结构除了排水功能以外，还可灌水，做到灌排结合的功能，假如附近有排水闸，可考虑单独建泵站。
2.3 水位及高程参数确定
水泵排涝时对水位是极其敏感的，设计扬程是选择水泵型式的主要依据，设计扬程应根据泵站进、出水池设计水位差，并计入进、出水流道或管道沿程和局部水力损失确定。平均扬程是泵站运行历时最长的工作扬程，处于高效区运行，因而单位消耗能量最小。平均扬程一般可按泵站进出水池平均水位差，并计入损失确定。
3 排涝泵站的技术改造措施
3.1 技术改造措施的原则和要求
为了恢复排涝泵站应有的效益，必须对排涝泵站设备进行更新和改造。在更新和改造之前，还要明确相应的原则和条件，包括：①改造原则。在调研的基础上，分析设备的现状。更新、改造泵站应遵循统筹兼顾、科学规划、安全运行、推进改革、节能高效和良性运行的原则。②组织安全鉴定。省级水利行政主管部门要依据相关文件和技术标准组织开展排涝泵站设备的安全鉴定工作，并提出《泵站安全鉴定报告》，为泵站的更新和改造提供基础数据和科学依据，使改造工程的质量得到保障。③排涝标准。对于城区排涝标准，目前我国尚无统一的规范，绝大部分城市的排涝设施都是按照5～20年一遇，24 h暴雨、24 h排干的标准建设的，这就要求泵站的排涝能力与其相适应。在设备更新、改造中，排涝标准要按上述标准进行复核，对达不到标准要求的机电设施，应通过改、扩建或更换排量大的机组来增加其排涝能力，使其满足排涝设施的要求。
3.2 重新复核设备的各项指标
在更新、改造泵站设备前，首先要确定排水流量，排水流量应该按照城区防洪排涝的标准来计算，根据排水过程进行区域调洪演算和降雨量计算，其中调洪演算的核心是水量平衡方程，其基本含义是：在某一时段内，入库水量减去库水量等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。排涝泵站进、出水池的水位应按GB/T 50265—97《泵站设计规范》中的规定来确定。泵站扬程应按GB/T 50265—97《泵站设计规范》中的规定进行计算，即进、出水池的设计水位差加上水力损失。泵站的扬程应该在对进、出水位，排入水体的历年水位进行分析、组合后确定。用扬程作为选泵的依据。出口水位变动大的排涝泵站要满足在最高扬程条件下流量的需要。对以上数据进行复核，并根据复核结果选择合适的泵型和配套电机。
3.3 选择合适的水泵型号
在排涝泵站设备的更新和改造中，一个关键的步骤就是如何选择泵型。通过听取各方的意见和专家的指点，并对轴流泵的试验资料、泵型工作性能表、工作性能曲线等进行查看，全面了解一系列泵型的性能。在确定其他要求的基础上，尽量选择高效区范围的泵，而少用高比转速的泵。
3.4 主电动机的更新和改造
受技术水平的限制，排涝泵站原来选择的主电动机多数为JS系列产品，经过二三十年的运行，其绝缘材料出现了严重的老化现象，因此要更换仍符合排涝标准的电动机的线圈、定子铁芯、转子磁极等绝缘材料。改造后的主电动机必须按相关标准对其性能进行试验，确保电动机的性能状态，节约改造的成本。如果经济条件允许，可以考虑将主电动机改造成变频调速。变频调速装置的运行效率较高，能耗少，運行费用也较低。另外，对于流量或扬程变幅较大，且超过水泵正常工作范围的主电动机，可将其改为双速同步电动机。
3.5 泵站出水管应用技术的改造
受设计水平限制，泵站最初使用了ZLB-DP单基础系列的轴流泵，泵与出水管连接处采用了直接固定连接的方式，而疏忽了安装的简便性、出水管热胀冷缩和地基沉降等因素的影响，造成泵与出水管两者安装固定后，易出现因接触不到位而导致的漏水现象。为解决该问题，可以在设计时在泵与出水管连接处增加一只伸缩节，这样在泵与出水管连接固定后如果出现上述问题，就可以通过灵活调节伸缩管的长短进行处理，同时这也有利于日后泵的保养、维修。
3.6 电气设备的更新
定期检查专用输电线路，并根据安全鉴定的结论和用电功率的要求确定合适的改造方案。变压器的容量应根据泵站全部机组启动的实际负荷和运行调度的要求进行确定，例如，原泵站使用的变压器绝大部分是SJ型，属于高耗能产品，应将其更新为低损耗产品。变压器要选用技术先进和节能的产品。排涝泵站一般每站选用2台变压器，机组也分别由这2台变压器供电。要在变压器中间增加母联，防止其中一台损坏而影响泵站的正常运行。另外，配电变压器应靠近机房安装（一般要求在3 m范围之内），以节约低压线路的投资，减少传输的电压损失。
3.7 自动化和信息化的改造
在科技发展的推动下，排涝泵站的运行管理正在逐步从传统的人工管理转向计算机辅助管理，同时也在逐步普及运用泵站计算机监控技术。为减少信息技术的应用开销、提升泵站的经济效益与管理水平，泵站需开发出低成本、高性能的泵站计算机监控系统。在设计与建设计算机监控系统的过程中，通常需综合考虑其实用性、可靠性、经济性、安全性以及先进性等因素，从而在提升泵站的运行能力、工程技术水准以及日常事务管理能力的同时，实现泵站运行的自动控制、监控与保护的目的。泵站管理者可通过已建的泵站视频监控系统与运行监控系统实时知悉泵站的运作状况，逐渐降低运行管理人员的劳动强度，以有效确保泵站运行的安全性。
4 结束语
综上所述，排涝泵站的发展能在一定程度上确保人们的财产及人身安全，能加快社会经济的发展步伐。通过更新并改造排涝泵站设备，不仅能提升其安全性能，还能使其为我国经济的发展提供更高效的服务。为此，各方要密切配合工作、互相合作，重视细节处理，唯有如此才能实现改造的预期目标。