张 勇
安徽省凤凰颈排灌站管理处 安徽芜湖 241000
摘要：大型立式轴流泵机组冷却水供水系统的稳定，直接影响到机组能否长期运行，为改善冷却水供水系统的稳定性，本文针对凤凰颈排灌站机组的冷却水供水系统现有问题和改造进行浅谈。
关键词：泵站；冷却水；供水系统；改造
大型泵站的辅机系统包括油、气、水系统和励磁系统以及温度监控系统等，其中冷却水供水系统是整个辅机系统的重要部分，是影响机组运行时温升的重要因素[[[] 张继杰.对泵站技术供水方式的探讨[J].广东科技.2012.
]]。大型泵站的冷却水供水系统，主要是供给机组上油缸冷却器降温用水，盘根以及水导轴承润滑水。近年来，随着引江济淮几大枢纽的建设，我省修建了几座大型泵站，但是随着水质的变化，对大型泵站冷却水供水系统的可靠性提出更高的要求。
一、工程概况
安徽省凤凰颈排灌站座落在长江北岸的巢湖流域，无为县境内的长江大堤上，是巢湖流域防洪排涝和灌溉以及巢湖水环境改善的大型水利工程。凤凰颈排灌站现共安装6台叶轮直径为3100mm的立式半调节轴流泵，其中4台套（1#、2#、5#、6#）水泵型号为ZL39-3，配用TL2200-40/3250型同步电机，单机容量2200kW（其中6#机组进行增容改造，配用TL2500-40/3250型同步电机，单机容量2500kW）；2台套（3#、4#）水泵型号为ZL30-7（改），配套TL3000-40/3250型同步电机，单机容量3000kW，泵站总装机容量15100kW。凤凰颈排灌站是一座具有抽排、抽灌、自排、引灌等多项功能的大型排灌站工程，泵站水工布置采用“X”型双向流道，最大设计抽排流量240m3/s；最大设计抽灌流量200m3/s；最大设计自排流量380m3/s；最大设计引灌流量380m3/s。
二、冷却水供水系统原状况
1、机组冷却水供水系统原设计方案
泵站机组冷却水系统原设计方案采用的是22KW电动机的离心泵进行供水，通过管道不断向冷却器供水的冷却方式，冷却水的水源取自长江侧,取水口设置在四号机组长江侧上下流道之间,在供水泵出口侧设置过滤装置,用于过滤水中泥沙等杂质,冷却水经机组冷却器循环后直接排入西河侧河道，同时通过管道给水导轴承和填料处供水。原设计方案如图1。
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2、运行中发现的问题
经过对泵站近三十年的运行记录，特别是近几年的运行记录进行研究发现，机组冷却水供水系统出现了管道堵塞、供水压力不足、冷却效果差、机组油温和瓦温的温度升高等问题。针对出现的问题，经过分析研究发现,原因主要有以下几个方面：一、 长江侧取水口设置不合理，近年来水体污染加重，西河侧河道杂物和水生生物特别多,机组排涝时泵站两侧水质都变得特别差，导致取水口和输水管道堵塞等问题发生；二、过滤装置设置不科学，进水口未设置过滤装置，导致机组长时间运行后,出现出水口过滤装置部分堵塞和泥沙无法过滤以及冷却器管道堵塞等问题，最终会导致冷却水供水不畅，供水压力达不到要求的情况。
三、供水系统改造的探讨
针对凤凰颈排灌站近年来出现的机组冷却水供水系统不稳定、机组长时间运行受限的情况，开展了供水系统改造的探讨，但方案必须以现有的条件为基础，用最小的财政资金和易施工的方案对系统进行改造，经过探讨得出以下几种方案[[[] 郭瑞，王丽，倪德斌，等.大型泵站技术供水方案设计探讨[J].中国水运，2016, 16(4).
]]。
1、改变水源，改善水质。采用自来水作为冷却水水源，建设蓄水池进行蓄水沉淀。该方案优点是自来水水质好不易堵塞，但结合改造工程施工的实际情况，发现此方案存在以下几项缺点:(1)蓄水池建设需要的资金量和空间较大,泵站维养资金和场地有限，方案实施困难；(2)原管道拆除工作量大，且西河侧出水口封堵难度大；(3)自来水经济成本较高,改造方案不经济。
2、加装反冲装置，定时进行反冲，改善堵塞，提高压力，降低机组运行温度。此方案的优点是改造简单和容易易施工，对原有的管路改动较小，经济成本低。缺点是需要定时定期的进行闸阀调控，人力需求大，需要值班人员根据运行情况不断的调整进出水方向，以保证机组的正常运行。
四、冷却水供水系统的改造方案实施
通过方案的对比分析，最终决定采用第二种加装反冲装置的方案，并在此方案的基础上对过滤装置进行改造，取消供水泵出水口的过滤装置，防止过滤器堵塞降低压力。设计方案如图2。此方案的原理就是通过闸阀控制，将冷却器的进出水进行换向，达到对冷却器有个反冲作用的目的，这样就可以将冷却器和管道以及连接法兰的堵塞物冲走，同时在冷却器原出水管道上加装一个出水口，可以观察冷却器的实际出水量大小，以便于分析其是否堵塞。方案改造的关键是闸阀的质量和安装质量的控制，经研究分析选用市场上现有最好的不锈钢闸阀，以便于安装和操作。
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五、冷却水供水系统改造后运行情况分析
通过对二零二零年泵站六台机组的运行数据分析发现，每次在上导轴承温度达到53℃左右时、上导油温达到45℃左右时，通过调节闸阀进行反冲，可以听到管道里堵塞物冲走的撞击声，同时机组上导轴承和上导油温温度会快速下降两三度。现以一号机组上导轴承温度为分析对象，对数据进行整理得到某个时间段反冲前后的温度曲线图（如下图）。以此证明此种方案，在条件有限的情况下对泵站机组冷却水系统加装反冲装置的改造，降温效果明显且方案施工容易以及经济代价小，为机组的长时间运行提供了可靠的冷却水供水支撑。
六、结语
大型泵站长期运行中，供水系统是不可缺少且极其重要的组成部分。根据凤凰颈排灌站的多年运行实践表明,冷却水供水系统由于连接部件较多、管道长,堵塞、漏水等故障发生频率较高。因此,对于大型泵站冷却水供水系统的设计和运行管理工作,应给予高度的重视,需根据每个泵站的取水条件、泵站运行特点、工程投资等多方面因素,选用最适合的方案[[[] 朱海峰、郭军，等.浅谈朝东圩枢纽机组冷却水系统优化研究与应用[J].治淮,2018,（9）.
]]。通过对凤凰颈排灌站冷却水供水系统的问题分析与研究,在有限的条件下立足于科学、经济、方便、可实施等目标，并结合国内其他大型泵站的改造经验提出了改造设计方案，得出了针对性强、施工简便的最优冷却水供水系统改造方案，为今后同类型大型泵站的冷却水供水系统的设计和改造提供了参考。
参考文献