1、工程概況：

張莊提排站工程位于河南省臺前縣吳壩鄉(xiāng)北張莊村西北約100m臨黃河大堤的背河處，擔(dān)負(fù)提排金堤河洪澇水入黃河的任務(wù)。金堤河是黃河下游一條支流，根據(jù)《金堤河流域綜合治理規(guī)劃》，泵站能力需排除金堤河五年一遇洪澇災(zāi)害，泵站總的排水規(guī)模為104 m3/s，以保障金堤河滯洪區(qū)安全度汛的需要。

工程主要由舊泵站、新泵站及進(jìn)出口工程、變電站、圍站堤及進(jìn)水涵洞、金堤河分水閘、進(jìn)水渠、退水渠、管理房等部分組成。

舊泵站于1978年建設(shè)投運(yùn)，裝有8臺64ZLB-50立式軸流排水泵（由上海水泵廠于1976年生產(chǎn)），單機(jī)設(shè)計(jì)流量為8m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程為7m，目前排水規(guī)模為64m3/s，水泵轉(zhuǎn)輪直徑為1.54m，配套電動機(jī)型號為TDL215/31-24，電壓為6.3kV，額定轉(zhuǎn)速為250r/min，功率因數(shù)為0.9（超前），單泵配套電動機(jī)容量為800kW，配套電動機(jī)總?cè)萘繛?400kW。配套出口拍門采用卷揚(yáng)機(jī)懸掛式拍門。規(guī)格為2200mm×2200mm。由于運(yùn)行多年，黃河和金堤河河勢變化，泵站引出水兩側(cè)河床高程淤積，泵站的運(yùn)行條件已隨此變化。

泵站投運(yùn)至今已有30年，電站各種機(jī)電設(shè)備使用年限均超過水利部頒布執(zhí)行的《泵站技術(shù)管理規(guī)程》SL255-2000有關(guān)規(guī)定。因此，在保證進(jìn)出水流道及水泵基礎(chǔ)埋件不作變動的情況下，對8臺軸流泵和拍門進(jìn)行更新改造，以滿足泵站運(yùn)行的要求。

新建泵站的排水規(guī)模為40m3/s，新泵站裝設(shè)4臺立式軸流排水泵，單泵流量為10m3/s，單泵配套電動機(jī)容量為1000kW，電壓為10.0kV，配套電動機(jī)總?cè)萘繛?000kW。裝有由湖南力威制造的節(jié)能型自由側(cè)開式拍門4臺，型號為：LVH7416HX-15C 規(guī)格為2200×2200。對舊泵站8臺拍門進(jìn)行了改造,型號同樣為: LVH7416HX-15C規(guī)格為2200×2200.新舊兩個泵站共安裝拍門12臺。

2、泵站的主要參數(shù)

2.1：水位：內(nèi)河水位：最高運(yùn)行水位 40.5m，設(shè)計(jì)水位 39.5m，最低運(yùn)行水位38.0m。外河水位：最高運(yùn)行水位 45.87m，設(shè)計(jì)水位44.95m。

2.2：揚(yáng)程：泵站特征參數(shù)：最大凈揚(yáng)程7.87m，設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程 5.45m，最小凈揚(yáng)程 4.45m。

2.3流量：舊泵站設(shè)計(jì)流量  8×8 m3/s 。

新泵站設(shè)計(jì)流量  4×10 m3/s 。2.4流道水力損失：水泵在設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程，設(shè)計(jì)流量運(yùn)行時：新泵站水力損失△h＝0.77mH2O，舊泵站水力損失△h＝0.51mH2O。新泵站水泵在其它工況運(yùn)行時，流道水力損失△h＝7.72×10-3Q2（mH2O）；舊泵站水泵在其它工況運(yùn)行時，流道水力損失△h＝7.95×10-3Q2（mH2O），其中Q為水泵流量。

注：上述水力損失計(jì)算從水泵出水管(彎管)出口開始至河道拍門處。

3、節(jié)能型側(cè)開式拍門的特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)      

節(jié)能型側(cè)開式拍門是由水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢大學(xué)）研制的創(chuàng)新產(chǎn)品，榮獲2007年度大禹水利科學(xué)技術(shù)獎二等獎，2008年水利部最具推廣價值的創(chuàng)新產(chǎn)品。其主要特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)如下：

3.1：門瓣較軸采用上下同軸原理，防止因上下鉸鏈不同軸產(chǎn)生拍門因磨損造成的安全事故，采取豎向布置，并向內(nèi)傾斜一定角度，利用門瓣的自重水平分力作為閉門動力，達(dá)到減少拍門開啟阻力和自動閉門的目的。

3.2：阻力系數(shù)≤0.1，水頭損失≤0.04m，拍門的最大開啟角度可達(dá)到85º-100º以上，裝置效率可達(dá)73%以上，與懸掛式拍門相比，介質(zhì)流速高1/3，流量大1/3，節(jié)約電能22.5%以上。

3.3：設(shè)計(jì)理念新穎，運(yùn)行軌跡獨(dú)特，由于選擇了最佳豎向傾角，閥板先慢關(guān)，后快關(guān)，所以形成了拍門的最佳啟閉速度，采用雙門側(cè)翻設(shè)計(jì)，運(yùn)行行程是懸掛式的1/2，而且消除了水錘。

3.4：門鉸主體為碳鋼結(jié)構(gòu)件材料，鉸軸為不銹鋼材料，軸套是以銅合金為基體的防水含石墨潤滑銅套，配合偶件不會銹蝕，使用壽命可達(dá)30年以上。

3.5：無論是淹沒狀態(tài)還是不淹沒狀態(tài)，都能啟閉自如。涵洞內(nèi)介質(zhì)壓力大于拍門外部背壓時，拍門就自動開啟，涵洞內(nèi)介質(zhì)壓力小于拍門外部背壓時拍門自動關(guān)閉。

3.6：無需輔助裝置，降低設(shè)備投資和土建成本，不需要人工操作，維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)行安全可靠，又能消除撞擊力和水錘。

3.7：既有法蘭連接式安裝，新建泵站采取預(yù)埋式安裝，改造舊泵站采取法蘭連接式安裝，既簡單又牢靠。3.8節(jié)能型自由側(cè)開式拍門，設(shè)計(jì)理念新穎，創(chuàng)新性強(qiáng)，是對傳統(tǒng)拍門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的突破，整體結(jié)構(gòu)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，設(shè)計(jì)理念先于國際水平。       

4、新建泵站拍門遇到的問題解決方法，對于新建泵站4臺拍門來說，由于設(shè)計(jì)和施工都按照原定計(jì)劃進(jìn)行，非常順利。具體進(jìn)程如下：

4.1：對出水口按照泵站設(shè)計(jì)規(guī)范使用垂直角10度，保證了拍門自重能夠在無內(nèi)壓時可靠關(guān)閉。

4.2：側(cè)開式拍門上下鉸鏈采用不銹鋼同軸技術(shù)。由于拍門運(yùn)行周期達(dá)到一定時間，如某止回裝置由于上下鉸鏈不同軸受力不均勻，鉸鏈和軸會產(chǎn)生磨損偏移，輕則產(chǎn)生密封不嚴(yán)，重則產(chǎn)生門瓣掉落，易引發(fā)安全事故。

4.3：新泵站安裝拍門采用一次預(yù)埋。首先保證安裝垂直角度和水平角度和設(shè)計(jì)一致，其次對施工進(jìn)度可以有效保證，當(dāng)意外情況外河水位暴漲時，拍門起到防患作用。一般情況要考慮到拍門交貨周期為40天到60天，如果工期較緊，可以先裝預(yù)埋件，一般交貨周期在15天左右。

4.4泵站拍門安裝在封閉型壓力水箱時，應(yīng)考慮拍門吊裝入口尺寸大于拍門最大外形尺寸。

 5、泵站拍門改造中遇到的問題解決方法，對于舊泵站8臺拍門改造來說主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

5.1與泵站舊拍門的安裝連接方式的選擇，先要對原建筑物預(yù)埋基礎(chǔ)進(jìn)行評估，由于舊泵站從1978年運(yùn)行以來已經(jīng)具有30年時間，要評估的主要內(nèi)容有：

5.2橡膠密封件的老化問題；

5.3預(yù)埋件的銹蝕程度；

5.4預(yù)埋件尺寸對拍門的影響．經(jīng)過和金提河建設(shè)管理局和黃河設(shè)計(jì)院的三方現(xiàn)場評估和試驗(yàn)：基礎(chǔ)主體完好，可以繼續(xù)保留，橡膠密封件因老化問題完全去除。由于長期淹沒水中，銹蝕程度不嚴(yán)重，對銹蝕部分進(jìn)行了除銹防護(hù)處理，采用法蘭連接。由于以前的安裝圖紙已經(jīng)完全找不到，所以對所有預(yù)埋螺栓孔距尺寸必須重新測量。  

6、結(jié)語     

張莊電排站是黃河流域河南省最大的泵站之一，泵站總的排水規(guī)模為104m3/s ?？傃b機(jī) 10400kW，因?yàn)?009年汛期處于干涸，沒有實(shí)際運(yùn)行，按照理論估算如下：按照比懸掛式拍門節(jié)約電能22.5%計(jì)算，如：一年連續(xù)運(yùn)行按三個月合2160小時，電費(fèi)按0.4元/度計(jì)算，采用由湖南力威生產(chǎn)的節(jié)能型側(cè)開式拍門12臺，可以節(jié)約電能：505.44萬度．可以節(jié)約電費(fèi)：202.176萬元。

通過對張莊電排站的新泵站建設(shè)和舊泵站的改造，明顯看出,節(jié)能效果顯著,值得各泵站大力推廣使用節(jié)能型側(cè)開式拍門,為我國泵站節(jié)能降耗事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)！金提河建設(shè)工程管理局在張莊電排站采用節(jié)能型側(cè)開式拍門，不僅為國家節(jié)約能源，積極響應(yīng)國家提倡資源節(jié)約型、環(huán)境友好型號召，而且對實(shí)現(xiàn)水資源合理開發(fā)、有效保護(hù)、高效利用，確保經(jīng)濟(jì)社會又好又快的發(fā)展具有重要意義，同時為金提河兩岸人民造福子孫后代。