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工程管理新技術在南水北調中線工程的應用

發布時間:2013-11-29   |  所屬分類:水力:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

摘要:在南水北調中線工程大型建筑物工程管理設計中,檢修排水系統采用機電一體式潛水泵技術;鋼閘門防冰凍系統采用壓力水射流法新技術;生活設施系統采用了原水凈化設備、恒壓變量節能供水裝置及機器人全自動燃油鍋爐等設備。這些新技術、新設備的應用,提高了工程自動化管理水平,可確保南水北調中線工程大型建筑物的正常運用。

關鍵詞:南水北調中線工程;大型建筑物;潛水泵;壓力水射流法;變頻調速供水裝置;液位變送器

1 引言

南水北調中線工程總干渠河北段起于漳河北,止于北拒馬河中支南,全長461余km。總干渠沿線共設置大型河渠交叉建筑物52座,獨立節制閘1座,渠渠交叉建筑物61座,左岸排水建筑物184座,隧洞7座,分水口門37座,鐵路交叉建筑物11座,公路橋梁255座,管理機構85個。

南水北調中線工程總干渠河北段擔負著給北京市、天津市和河北省大中城市供水及沿線農田灌溉的重大任務,屬特大型長距離調水工程。參照《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》及1994年1月水利部《南水北調中線工程可行性研究報告審查意見》,確定南水北調中線工程為一等工程,總干渠上的主要建筑物為Ⅰ級建筑物,次要建筑物一般按Ⅲ級建筑物設計。作為工程整體設計的重要組成部分,這些建筑物的工程管理設計必須結合工程特點,進行深入的調查研究和分析論證,積極采用新技術、新設備,提高工程管理水平,更好地發揮工程的整體效益。

2 檢修排水系統

大型建筑物應用過程中,一定時期內需要排空建筑物內的積水進行檢修,因此,應設置檢修排水系統。眾所周知,排水系統設計的關鍵在于排水泵型式的選擇。下面以磁河渠道倒虹吸工程檢修排水系統為例,就潛水泵、離心泵方案進行論證。

2.1 潛水泵方案

該工程共設置4孔涵洞,單孔最大檢修排水量1.6萬m3。根據工程檢修要求,選用8臺型號為100QW50-22-7.5的可移動式潛水泵。性能參數為:設計流量50m3/h,設計揚程22m,電機功率7.5kW。

2.2 離心泵方案

同樣,選用4臺型號為IS150-125-250的離心水泵。性能參數為:設計流量120m3/h,設計揚程22.5m,電機功率18.5kW。

2.3 兩方案的技術經濟比較

潛水泵和離心水泵相比較,有如下優點:

(1)潛水泵適應性強

該潛水泵具有防纏繞,無堵塞的特點,在排除固體顆粒和長纖維雜物方面,更具有獨特的功效。因此,潛水泵更適合于排除本工程中含有雜物的積水。而離心水泵則不能。

(2)潛水泵安全可靠性高

潛水泵起動前無需充水,而離心水泵有時需要設置笨重復雜的底閥。尤其是底閥長期淹沒于水中,檢修困難,并容易被雜物卡住或密封失效而失去作用,使水泵不能運轉。

對于IS型臥式離心泵,由于水泵安裝位置很低,電機存在著潮濕和被水淹沒的隱患,直接影響電機絕緣,并可形成事故。而潛水泵僅在工程檢修時運行,運用的時間很短。因此,離心水泵運行的可靠性和安全性較潛水泵低。

(3)潛水泵安裝、檢修方便

檢修排水時,只需將潛水泵潛入井底,其出口與膠管的一端用鐵絲或卡子固定好,膠管的另一端跨過檢修井口即可工作。潛水泵為機電一體式的排污泵,體積小(φ400mm×880mm)、重量輕,安裝、檢修十分方便。檢修排水完畢后,即可將潛水泵從檢修井中取出整理好,放入工具間或倉庫內保存備用。而離心水泵結構復雜,安裝精度高,因而安裝、檢修也就不便。

(4)潛水泵土建費用少

潛水泵不需建造泵房,而離心泵需要的泵房土建面積約50m2,加之泵房開挖深度一般在10~20m以上,土建工程量很大。因此,潛水泵方案可節省大量的土建費用。

(5)潛水泵成套價格低

由于離心水泵配套設備及管路較多,潛水泵方案成套設備價格較離心水泵方案便宜20%~30%。

(6)潛水泵運行環境好

離心水泵泵房為地下式,通風、采光的條件很差,機電設備維修、維護的工作量大,而潛水泵不存在以上問題。因此,潛水泵運行環境要比離心泵好得多。

綜上所述,潛水泵方案具有明顯的技術經濟優越性。因此,南水北調中線工程大型建筑物檢修排水系統均采用移動式潛水泵。

3 鋼閘門防冰凍系統

根據鋼閘門設計規范要求,鋼閘門在寒冷季節運用時應采取防冰凍措施。下面就壓力水射流法、壓縮空氣法防冰凍進行論證。

3.1 壓力水射流法防冰凍系統

3.1.1 原理

該方法利用潛水泵取底層溫水揚至表層進行熱交換,形成一股強烈上升的溫水流,并使水面在一定范圍內產生擾動,從而防止水面結冰。

3.1.2 系統組成

仍以磁河渠道倒虹吸工程為例,該工程出口共設置4孔工作鋼閘門,鋼閘門防冰凍總長度為31.2m。

鋼閘門防冰凍系統主要由潛水泵、鎧裝膠管、射流管等組成。在閘門上游人行橋欄桿處,把潛水泵潛入水中,將鎧裝膠管的一端和潛水泵出口連接,另一端與射流管連接,組成防冰凍系統。每2孔閘門為1個控制單元,配備1臺潛水泵。該系統共設置2個控制單元,配有3臺潛水泵,其中1臺備用。

潛水泵性能參數如下:型號50QW25-10-1.5,設計流量25m3/h,設計揚程10m,電機功率1.5kW。


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