淮阴抽水站工程评价分析

(江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223001)

1 工程概述

淮阴抽水站位于江苏省淮安市清江浦区和平镇境内，是江苏省江水北调工程的第三梯级站，也将是南水北调东线第三梯级站。淮阴抽水站共装有TL2000-48/3250型立式同步电动机组的ZL30-7-S型立式全调节轴流泵4台套，设计总流量120m3/s，装机容量8000kW。水泵叶轮直径3.10m，单泵设计流量30m3/s，扬程5m，转速125r/min，效率85%。同步电动机单机功率2000kW，定子额定电压6kV，额定电流227A，功率因素0.90，额定励磁电压149V，励磁电流277A，绝缘等级B。主机设有差动、过负荷、短路、励磁故障和低电压五种保护形式。淮阴抽水站主变压器为三卷有载调压变压器，型号SFSZLb-20000/110。泵站辅助设备有供排水系统、压力油系统、中压气系统、低压气系统等，站内有供水泵3台、排水泵3台、中压空压机2台、低压空压机1台、压力油泵2台、高压油泵1台、储能器1台、低压储气罐1只，起重设施有桥式行车1台。另有高压配电柜7台、低压配电柜11台。抽水站采用堤后式混凝土结构，肘形进水流道，虹吸式出水流道，真空破坏阀断流。站身两侧为空箱岸墙，顶上分设检修间及门厅，站身由主厂房、副厂房、公路桥三部分组成。主厂房自下向上为进水流道层、水泵层、联轴层、电机层。主厂房底板顺水流方向长为22.10m，垂直水流方向长为33.40m，4台机组安装于一块底板上。主厂房下游设有工作桥，下有检修闸门和拦污栅，上游布置有公路桥。淮阴抽水站自1987年投运至2017年底，累计开机194304台时，总抽水量209.85亿m3，为徐、淮、连、宿地区的工农业生产做出了巨大的贡献，充分发挥了工程的综合效益。

因橡胶轴承磨损严重及大轴轴颈喷涂层有少量脱壳等原因，4台机组在竣工后两年内都进行了一次大修，以后平均5～6年大修一次。部分建筑物出现裂缝等不安全因素，安全隐患已不容忽视。为确保淮阴抽水站安全运行，应对其进行全面的安全分析鉴定工作，以利其更好地发挥社会和经济效益。

2 安全检测

2.1 现状检查

采用直观量测、外观质量描述和拍照及局部打开检查等方法，对淮阴抽水站泵房和进出水建筑物的混凝土结构、砌石结构和主机组、电气设备、辅助设备、断流设施、金属结构、进出水管道(流道) 等进行检查。 对发现的问题和缺陷，分析其产生原因和对泵站安全运行的影响。

2.2 现场检测

根据泵站规模、运行管理中存在的问题、建筑物和机电设备状态、检测要求和具体检测条件等因素综合研究确定泵站现场安全检测项目。建筑物主要包括混凝土结构、砌石结构和泵房上部结构部分，机电设备应以主动力机、主水泵及与其紧密相关的重要设备为主。通过检测成果分析对建筑物和机电设备安全状态进行评价。

3 复核计算

以现状调查分析和现场安全检测成果为主要依据，按照《泵站设计规范》《水闸设计规范》及其他有关规定，主要进行地基承载力和稳定复核、抗渗稳定分析、出口消能防冲复核和电动机主次梁、楼板强度复核等，复核计算泵站有关参数。

4 分析结论

综合现场检查、现场测试和工程复核计算的结果，对淮阴抽水站安全状态进行综合评价。

4.1 泵站建筑物

淮阴站已运行30年,经现场检查、检测，目前建筑物工程主要存在以下问题：主、副厂房之间存在着不同程度下沉，主厂房底板上下游面沉降差值达6mm，地基存在不均匀沉陷；四扇检修平面钢闸门，门体表面锈蚀、局部锈蚀严重，压板锈蚀、损坏，止水橡皮老化；站身混凝土表层碳化严重，其中电机层及检修层梁柱体混凝土碳化深度大多超过30mm，最大达38.8mm，联轴层与水泵层及进水流道间墙混凝土碳化深度大多超过50mm，最大达61.80 mm；工作桥边墩及大梁混凝土碳化深度大多在60mm左右，最大碳化深度达到62.90mm，主要构件碳化深度均已超过钢筋保护层厚度，实测钢筋保护层厚度一般均小于原设计值，说明混凝土已失去护筋性, 部分结构内部钢筋失钝, 发生锈蚀, 混凝土表面胀裂、破损，部分构件钢筋保护层小于原设计值；工程整体混凝土强度较差，混凝土构件强度在18.90～26.40MPa之间；主机房柱部分混凝土有空鼓现象，混凝土表面密实性能较差，楼梯各层之间混凝土出现脱落现象；水泵层廊道止水失效，漏水严重；南侧岸墙后仰，岸墙与泵房伸缩缝下窄上宽，上部缝宽达5～6cm，厂房与门厅伸缩缝有拉开现象，屋面局部渗水；北侧岸墙高程11.70m的空箱四壁渗水；机组在抽引运河水时，水中常有大量塑料袋、水草等杂物漂来，堵塞主机下游拦污栅，严重影响机组运行，恶化机组工况，拦污栅锈蚀严重并缺损，栅条多处锈断，框架和横梁锈蚀变形，强度和刚度削弱，虽经过喷锌防腐处理，仍不能满足安全运行的要求；清污机因年久失修，损坏较严重，已无法正常工作；上游公路桥有多处裂缝, 跨中存在垂直裂缝, 侧面有龟裂缝。桥面上混凝土脱落现象较多；下游工作桥进水口侧桥墩受水流冲刷，局部混凝土有露石现象；上下游引河护坡在翼墙外浆砌块石护坡坡长均只有16m，干砌块石护坡长20m。经多年水下检查，上下游河道淤积虽不太严重，但因淮阴三站的建成，上下游右岸河堤现改为淮阴站与淮阴三站的导流堤，护坡长度不足，抽排水时对两岸冲刷严重，影响安全运行。

淮阴站混凝土结构大部分构件强度偏低和碳化，但构件强度能够满足现行规范的最低要求，泵站建筑物局部损坏，主要构件碳化深度已超过钢筋保护层厚度，实测钢筋保护层厚度一般均小于原设计值，但尚能维持正常使用，站身主要结构强度满足安全需求；主机组重新安装调试后，基本不影响机组正常运行。

4.2 主机组

淮阴抽水站电机主机定、转子绝缘老化；定子测温电阻老化；机组运行振动加剧，造成效率下降；集电环表面产生凹凸不平的沟槽，磨损严重, 电机本身绝缘材料老化较严重，绕组端部绝缘老化尤为明显。

4.3 电气设备

淮阴站主变(型号SFSZLb-20000/110)为1986年产品，超过了设计使用寿命(厂家设计使用寿命为20年)年限。其绕组为铝芯结构，运行过程中温升高、损耗大、抗短路能力较差。经长期运用，内部绝缘老化，直流泄漏增加，渗油较重，有时有异常声响，且备品件难购买，维修困难，设备存在安全隐患。

4.4 金属结构

淮阴抽水站行车使用时间长，行车主要部件老化严重，已不能保证机组大修工作的安全进行，操作中常出现操作不灵、吊钩卡死现象；闸门止水老化损坏，闸门面板锈蚀严重；淮阴抽水站捞草机为抓斗式，自建站至今一直无法使用，现液压系统、传动机构、控制回路损坏，无法修复。

5 淮阴抽水站安全评价和建议

淮阴抽水站是江水北调第三梯级工程中的首选运行泵站，至今已运行30年，效率已明显下降，主、辅设备除少部分辅机设备已经更新以外，已严重老化，运行中故障频发，安全隐患较多，经过现场检查及安全检测，混凝土结构和砌石结构评定为二类建筑，泵站机电设备安全类别评定为三类设备，淮阴抽水站总体安全类别为三类。其运行状况已严重影响工程整体效益，对淮阴抽水站进行更新改造势在必行。

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[2] 泵及泵站专业委员会.泵与泵站工程科技进步综述[J].中国水利,2004(10):23-25.

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