藺家壩泵站
淮河是新中國成立后第一條全面系統治理的大河。70多年來,淮河治理取得顯著成效,防洪體系越來越完善,防汛抗洪、防災減災能力不斷提高。作為治淮伊始便奮斗在淮河保護治理一線的“治淮人”,為總結好中水淮河公司70年來治水興水的經驗,繼承和發揚中水淮河人的治水思路和勘測規劃設計理念,近期,公司將陸續推出中水淮河經典工程系列專題宣傳,本期帶您走進《堅韌不拔鑄豐碑(十)——藺家壩泵站》。
南水北調工程是我國解決北方地區水資源短缺的重大戰略舉措。矗立于江蘇省徐州市銅山區的藺家壩泵站,是南水北調東線一期工程的“咽喉要道”。作為南水北調東線工程中唯一一座省際泵站,藺家壩泵站肩負著將一江春水送出江蘇、潤澤華北的重任,堪稱“江水北上”的“最后一公里”守護者。

藺家壩泵站是南水北調東線工程中第一座采用大型齒聯燈泡貫流式機組的泵站,由中水淮河公司主導設計,總投資2.57億元。工程自2006年1月開工建設,至2019年5月通過驗收圓滿收官,歷經十三載春秋。藺家壩泵站是一座規模宏大調水工程,工程規模為Ⅰ等大(1)型,泵站設計流量75立方米每秒(裝機流量100立方米每秒),總裝機容量5000千瓦,設計揚程2.40米。泵站安裝4臺2850ZGQ25-2.4型后置燈泡式貫流泵機組,承擔跨流域調水、區域排澇、生態保護等多重使命,為南水北調東線“江水北上”提供了“最后一公里”的堅實保障。

藺家壩泵站BIM模型
藺家壩泵站受邊界條件、工程選址、水流流態、水泵機組選型、工程地質等多種因素制約,工程設計面臨巨大挑戰,技術難題層出不窮。從條件復雜的順堤河和南四湖航道之間狹窄地帶進行工程選址及總體布置,到貫流泵機組泵房和變截面薄壁墩墻的結構設計,再到軟土地基高擋土墻穩定和地基處理,以及燈泡貫流泵機組流道裝置優化等,每一項都考驗著設計團隊的智慧與能力。

藺家壩泵站泵房剖面圖
傳統軸流泵低揚程大流量復雜工況下泵站效率低下、結構單一的問題,是工程設計階段的主要技術瓶頸。項目負責人沈繼華帶領設計團隊通過對水泵機組的技術研究,突破傳統軸流泵低效桎梏,首次在國內引入大型行星齒聯燈泡貫流泵技術,成功突破了國內(特)低揚程、大流量泵站水泵機組選型的難題。該技術可將水泵與電動機采用行星齒輪箱連接減速傳動,并布置在貫流泵燈泡體內,形成平直流道,使水流無需轉向即可高效通過,能量轉換效率達81%,遠超傳統機組的65%~70%。為驗證這一技術的可行性,中水淮河公司積極與高校開展聯合研究,采用先進技術、三維建模與計算流體動力學(CFD)數值模擬技術,對泵體結構、葉片角度及流道形態進行多輪優化。通過模擬分析,設計團隊精準預測了水流擾動與壓力分布,最終確定葉輪直徑2.85米、機組正交布置的最優方案,既保障了運行穩定性,又顯著降低了水力損失。

中水淮河公司在技術集成與設備選型上,展現出國際化的廣闊視野。設計團隊引入日本、英國等先進技術、設備和關鍵部件,使得主機組順利實施,并一次性通過泵站試運行驗收,確保了工程質量,提高了工程運行效率。同時,通過科學合理的工程選址和總體布置,成功解決了泵站垂直進、出水和泵站出口垂直水流對湖西航道航運影響的難題;采用非穩定溫度場和應力場的三維仿真技術,成功解決了泵房、防洪閘等超長底板及薄壁墩墻結構施工期溫控防裂問題,實現施工期零裂縫的預期效果;首次運用現代通信、網絡、數據處理、自動控制等技術進行數字化泵站建設,構建泵站綜合自動化系統,提高泵站運行管理水平,實現泵站節能運行目標。

燈泡貫流泵簡單示意圖
藺家壩泵站的創新實踐,填補了我國燈泡貫流水泵機組的技術空白,也為國內其他大流量、低揚程泵站的機組選型、設計及制造提供成功應用范例。工程榮獲了2015年全國優秀水利水電工程設計金質獎、2021年中國水利工程優質(大禹)獎等多個獎項。工程建成投運以來,多次啟用調水,在抗旱排澇、生態補水、航運保障中發揮戰略作用。其創新實踐不僅為南水北調工程畫上圓滿句號,更為后續重大水利工程提供了“中國方案”,彰顯著新時代治水人的智慧與擔當。

南水北調東線藺家壩泵站
從規劃藍圖到建成投運,藺家壩泵站凝聚了中水淮河公司敢為人先的攻關精神與技術創新智慧。作為南水北調東線的“收官之站”,不僅為我國跨流域調水工程提供了技術范本,更彰顯了設計單位在重大水利工程中的核心價值——以科技之力解資源之困,以匠心之道筑民生之基。未來,這座矗立于南四湖畔的藺家壩泵站將繼續承載使命,為華北地區的水安全與可持續發展注入新的澎湃動力。


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