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忆东线工程水泵模型同台测试

  

高安泽 汪易森 祝瑞祥 何成连
  南水北调东线一期工程调水主干线全长1466.5公里,沿线共设置13级泵站(新建21座泵站,更新改造泵站4座)。
  作为东线一期工程泵站群关键技术问题之一的水泵模型同台测试工作,由于跨行业跨部门,因此不但要在保证测试精度上开展一系列的技术攻关,还有大量的组织协调工作要做。在这里,我们简要地予以回顾。
  问题的提出和任务
  南水北调东线工程水泵类型,除少数几座可用导叶式混流泵外,大部分为低扬程轴流泵站。水泵性能的优劣关系到调水工程的可靠性和经济性。要将南水北调东线工程泵站建设成高质量、高水平的工程,首要问题是必须有一批适合于各级泵站不同运行条件的优秀水力模型供设计选用。
  2003年9月5日,江苏省水利厅陈茂满总工程师和原副厅长沈日迈同志写信给水利部领导,建议从水泵模型的公正、规范测试入手,逐步解决在泵站建设工作中遇到的水泵选型和设计问题。水利部领导高度重视陈茂满等同志的建议,在派员深入进行调研后迅速决定开展水泵模型同台测试工作。
  水泵模型同台测试的主要任务是建立一个高精度的第三方试验台,统一试验标准,由专责试验人员对国内现有适合南水北调工程使用的优秀水力模型集中进行同台测试并公开鉴定、发布,以提供南水北调工程水泵选型之用;同时在测试成果分析基础上集中优秀水力模型形成型谱资料,通过模型泵数据库和选型平台软件的开发,提供便捷实用、界面友好的优秀水力模型的推广应用平台。
  质量保证和技术监督
  水利部会同国家质量监督检验检疫总局和国务院南水北调工程建设委员会办公室(以下简称国务院南水北调办),依据水人教[2004]370号文,成立了南水北调工程水泵模型同台测试工作领导小组,水利部时任总工程师担任领导小组组长,负责同台测试过程中重大问题的决策。领导小组聘请了跨部门的有关专家组成了专家组和监督组。专家组负责审定测试方法、标准、要求和技术规定,评审测试成果,监督组负责全程监督测试工作,并对测试结果进行确认。
  2004年8月31日,在天津召开了领导小组第一次会议和专家组第一次会议,来自水利部、国务院南水北调办、国家质量监督检验检疫总局等单位的专家和代表参加了会议。会议分别审定通过了《南水北调工程水泵模型同台测试工作管理规定》和《南水北调工程水泵模型同台测试工作大纲》,标志着水泵模型同台测试质量保证和技术监督体系的确立。在此后整个同台测试的工作中,严格执行了《管理规定》和《工作大纲》。
  试验台的选择
  承担同台测试工作试验台的选择对于保证测试的科学性、公正性至关重要,为此确定了以下原则:一是试验台所在的单位自身不从事水泵模型研发和水泵生产制造等工作,并在行业内享有较高的公信力;二是试验室应具有良好的硬件和软件条件;三是有一支具有测试资质的高素质的测试队伍。为此,在广泛调研和充分征求有关方面及相关单位意见的基础上,最终选择中水北方勘测设计研究有限责任公司承担同台测试任务。
  为了保证测试工作的高精度,还对该公司水力机械试验室的试验台进行了改造升级,2004年7月20日通过了水利部组织的技术鉴定(科鉴字[2004]第2029号),鉴定意见为:(1)试验台运行稳定、测试重复性好,模型泵效率测量的综合误差小于± 0.3%。(2)试验台能够完成轴流泵、混流泵及离心泵的泵段模型试验并具备开展装置试验的条件,能够承担南水北调工程水泵模型同台测试工作。(3)试验台综合技术居国内领先水平。同时还通过国家技术质量监督局GB/T15481-2000,CMA计量体系认证;获得向社会提供公正的水力机械检测数据资质。
  (下转第二版)  (上接第一版)
  成果和效益
  2004年9月16日,水泵同台测试领导小组办公室印发了《关于南水北调工程水泵模型同台测试工作征集受试水泵模型的通知》,并在水利部网站上公开征集适用于南水北调工程的水泵模型。江苏大学、扬州大学、清华大学、无锡水泵厂、高邮水泵厂等单位积极响应,至2004年11月30日模型征集截止日,共征集到27台水泵模型,其中轴流泵模型25台,导叶式混流泵模型2台,受试模型比转数500~1500,扬程2.64~10.65米,基本覆盖了南水北调东线泵站工程的扬程范围。
  中水北方勘测设计研究有限责任公司为了完成该项测试任务,特地成立了模型测试组,由该公司水力机电研究所有丰富经验的11位工程技术人员组成,测试组成员均具备全国水利工程机械电器类质量检测员资质。
  2005年初,27台水泵模型的同台测试在测试组的努力和监督组的严格监督下顺利完成。为保证测试成果评审工作的顺利进行,测试成果预审专家于2005年1月18日~19日,逐个对水泵模型测试成果进行预审。2005年1月
22日,召开专家评审会和领导小组第二次会议,通过了27台水泵模型同台测试成果。评审结论认为:测试数据完整,成果真实可信。27台受试水泵模型效率为75.67~86.35%,空化比转数为797~1206,测试成果为南水北调东线一期工程在前期工作中的水泵选型提供了可靠的数据。
  南水北调东线一期工程于2013年11月全面建成并通水发挥效益,同台测试成果在南水北调工程和国家其他大中型低扬程泵站工程建设中得到广泛应用并获得充分肯定。东线一期工程万年闸泵站、解台泵站、刘山泵站、台儿庄泵站、淮安四站、江都三站(改造)、江都四站(改造)等泵站应用的水泵水力模型均为同台测试的优秀水力模型。万年闸泵站通过优选水泵水力模型,使得泵装置效率提高6%以上,效益显著。其它泵站通过选型优化,泵装置效率都有不同程度的提高。经综合分析,选用同台测试成果以及对进出水流道优化,可将南水北调东线工程泵站装置效率比原规划值提高4.5%,同台测试工作体现了显著的经济社会效益。
  东线二期工程的泵站设计,仍可借鉴一期工程同台测试的经验。

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