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在新农村建设与农村水利技术论坛上的讲座第七期
许建中:大型泵站更新改造规划编制及有关问题的探讨(第七期)
(2007年3月)
  必威体育app官网     许建中  
    编辑:管理员 归档时间:2007/3/28    

一、规划编制过程

1、编制缘由

目前,我国已建成大型泵站383处,2663座,装机16359台,总装机容量448.88万kW,总装机流量28944.4m3/s,设计排灌面积21514.4万亩,有效排灌面积19198万亩。其中,大型排涝泵站(含以排为主的排灌结合泵站)269处,1539座,装机10055台,装机容量222.93万kW,装机流量24868m3/s,设计排涝面积11752.1万亩、有效排涝面积10604.4万亩,设计灌溉面积3778.0万亩、有效灌溉面积3772.8万亩;大型灌溉泵站(含以灌为主的灌排结合泵站)114处,1124座,装机6304台,装机容量225.94万kW,装机流量4076.2m3/s,设计灌溉面积5594.4万亩、有效灌溉面积4470.6万亩,设计排涝面积389.9万亩、有效排涝面积350.2万亩。大型泵站在解决洪涝、干旱灾害以及解决水环境等问题中起着不可替代的作用,承担着区域性的防洪、除涝、抗旱和供水的重任,是农村水利的重要基础设施,在建设社会主义新农村和全面建设小康社会中,占有重要地位,为提高农业综合生产能力和保障粮食安全,促进农业增效、农民增收、农村稳定做出了重大贡献。但由于我国大型泵站多建于20世纪六七十年代,建设标准偏低,运行时间长,加之经费的严重缺乏,更新改造建设欠账太多,工程失修、设备老化十分普遍,超期服役或带病运行问题相当严重,泵站故障多、能耗高、效率低,并且存在诸多安全隐患。先天不足,后天失调,抗洪、涝、旱灾害的能力明显下降等,难以充分发挥泵站整体效益,亟待更新改造。

根据2005年中央一号文件“更新改造老化机电设备,完善灌排体系” 的要求精神,为了解决全国大型泵站工程的水工建筑物和机电设备老化、机泵效率下降、带病运行、故障频繁发生、安全运行无保证和工程效益衰减等问题,使泵站工程在保证国家粮食安全、解决“三农”问题、建设社会主义新农村和国民经济的持续发展中继续发挥更大的作用,用科学发展观指导大型泵站更新改造,从可持续发展的战略高度,认真总结泵站建设管理与改革的经验及存在的问题,着力解决大型泵站机电设备老化、水工建筑物年久失修等问题,提高泵站抗灾能力和管理水平。首先由各省(市、区)完成《大型泵站更新改造“十一五”规划》(以下简称《省规划》)报必威体育app:。必威体育app:委托必威体育app官网,在2002年以来对全国大型泵站调研和大型泵站更新改造相关课研究,以及全国目前建有大型泵站的24省(市、区)编制的《省规划》的基础上,依据国家有关法律、法规和规程规范,结合我国大型泵站更新改造的实际,编制《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》(以下简称《全国规划》)。

2、前期准备工作

必威体育app官网受必威体育app:农村水利司委托,自2002年下半年开始,就着手进行全国大中型泵站更新改造的前期工作,进行了14个省(市、区)50多座大型泵站典型调研、全国大中型泵站普查、编制标准、技术培训、专题研究和管理体制改革试点, 完成了“全国大中型泵站更新改造调研报告”、“全国大中型泵站更新改造建议报告”、“全国大中型泵站更新改造规划研究报告”、“全国大中型泵站更新改造综合评价体系”、“泵站现状评价及重点工程技术改造与设备研究专题” 和“全国大型泵站更新改造 ‘十一五’规划研究”等专题报告、研究报告,完成了SL-355《泵站安全鉴定规程》的编制和SL-356《泵站安装验收规范》的修订工作,为泵站更新改造规划编制打下了良好的基础和提供了技术支撑。

2004年,完成了全国大型泵站更新改造“十一五”规划研究等工作,编写了“全国大型泵站更新改造 ‘十一五’规划思路报告”。

3、编制过程

必威体育app官网对《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》编制工作非常重视,于2005年3月成立了规划编制组,组织有关大学的教授、省级水行政主管部门管理泵站的专家、水利水电勘测设计院的设计人员和大型泵站管理单位的技术人员等十多人,集中时间、集中力量、集中办公,从2005年3月开始,依据国家有关法律、法规和有关文件精神, 从可持续发展的战略高度,以提高农业综合生产能力和保障粮食生产能力为目的,以促进农民增收和农业增效、改善农业生产条件和农村生态环境为核心,以提高泵站防洪除涝减灾能力,降低能耗,提高效率为重点,认真总结泵站建设管理与改革的经验及存在的问题,在各省编制的大型泵站更新改造规划的基础上,结合我国大型泵站更新改造的实际,进行规划编制。

2005年3月,制定了规划编制技术路线,明确了规划编制指导思想和原则,确定了规划水平年和规划范围等。同时,编制组完成《大型泵站更新改造“十一五”规划编制提纲》报必威体育app:。必威体育app:向各省(市、区)发出《关于编制大型泵站更新改造“十一五”规划的通知》,布置了《大型泵站更新改造“十一五”规划》的编制工作。

2005年4月—6月,分析研究2002年以来对全国大型泵站调研和大型泵站更新改造相关课研究资料,并对全国部份大型泵站进行了典型调研。

2005年7月—9月,编制完成《规划》初稿。向在京的从事泵站技术的部份专家进行了咨询;必威体育app:农水司在北京召开了建有大型泵站的省份水利厅分管泵站工作的处长参加的征求意见会,对《规划》初稿进行征求意见。

2005年10月—2006年6月,结合专家和各省提出的意见,对《规划》初稿进行了反复修改,编制完成了《规划》送审稿,并于2006年6月报送必威体育app:。

在编制《规划》过程中,于2005年6月中旬,根据必威体育app:的安排,必威体育app官网组织编制《规划》的专家参与了国家发改委和必威体育app:共同组织的对我国中部湖北、湖南、江西、安徽四省19处大型排涝泵站进行的调研,考察了典型大型排涝泵站建筑物、机电设备、变电所、辅助设备、附属设施及泵站周边水工建筑物等,就泵站的存在问题、更新改造规划、水费状况及体制改革等问题与泵站相关领导、技术人员进行了座谈和讨论。调研完毕,受必威体育app:委托,必威体育app官网组织专家于2005年8月编制完成了《湖北、湖南、江西、安徽四省大型排涝泵站更新改造规划》,为启动中部四省大型排涝泵站更新改造做好了前期准备工作,也为编制《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》积累了经验。

4、编制依据

(1)必威体育app:《关于编制全国大型泵站更新改造“十一五”规划的通知》。

(2)国家和行业有关泵站设计、技术管理、技术改造、安全鉴定、体制改革、投资估算等方面的规程、规范、标准。

(3)2002年以来有关全国大型泵站的调研资料及泵站更新改造的相关研究成果。

(4)各省报送的《大型泵站更新改造“十一五”规划报告》及专家审查意见。

5、技术路线

(1)审查各省(市、区)报送的《省规划》。依据有关标准、规范,审查列入《省规划》的大型泵站是否符合大型泵站条件,是否符合大型泵站更新改造条件,更新改造内容和投资估算是否合理等。

(2)研究分析资料。对2002年以来有关全国大型排涝泵站的调研资料、研究成果和各省报送的《省规划》进行研究分析。同时对典型泵站更新改造进行规划和投资估算。

(3)编制《规划》初稿。首先确定《规划》指导思想和基本原则,规划水平年和适用范围;编制《规划》初稿。

(4)专家咨询和征求意见。《规划》初稿完成后,向在京的从事泵站技术的部份专家进行咨询;向各省(市、区)水利厅征求意见。

(5)对《规划》修改完善。

(6)形成《规划》送审稿。

6、《规划》指导思想和基本原则,规划水平年和适用范围

(1)指导思想

贯彻党中央国务院关于加强农业和水利基础设施建设及建设节约型社会的有关方针政策,用科学发展观指导大型泵站更新改造规划,从可持续发展的战略高度,以提高农业综合生产能力和防洪保安、除涝抗旱标准为核心,以保障国家粮食安全、促进农民增收和农业增效、改善农业生产条件和农村生态环境为目标,以提高泵站防洪除涝抗旱减灾能力、降低能耗、提高效率为重点,以人为本,自主创新,通过对大型泵站进行更新改造,全面提升技术装备水平,实现大型泵站的安全运行、节能高效。同时,改革管理体制,建立良性运行机制,为国家粮食安全、防洪安全、生态环境改善提供有力的支撑和保障。

(2)基本原则

安全运行,节能高效。大型泵站的更新改造以实现安全运行、节能高效、城乡防洪减灾安全为中心,依靠科技进步,积极采用新设备、新技术、新材料、新工艺,提高泵站运行可靠性和装置效率,降低泵站能耗,以求得更经济合理的工程效益和社会效益。

统筹安排,突出重点。对全国24省(市、区)大型泵站更新改造统一规划,重点放在粮食增产、农业综合生产能力潜力大,生态环境脆弱的排灌区泵站;上世纪六七十年代建成,老化失修、严重影响人民生产生活、生态环境及农村社会稳定的大型泵站;优先安排影响泵站安全运行,或改造后能取得显著效益的泵站主体建筑物和主机组等关键工程及设备。

因地制宜,量力而行。根据国家投入及地方财力的可能和当地经济发展的实际需要,坚持中央和地方共同投入,充分调动地方政府和受益群众投入的积极性,制定切实可行的规划建设目标和操作性较强的措施。

推进改革,良性运行。按照《水利工程管理体制改革实施意见》的要求,积极推进大型泵站工程管理体制改革,根据《水利工程管理单位定岗标准》和《水利工程维修养护定额标准》合理确定泵站管理、运行人员及相关费用,达到泵站良性运行,可持续发展。

(3)规划水平年

基准年为2004年,相关指标是根据近3年泵站情况进行测算的。规划水平年为2010年。

(4)规划范围

本规划范围为全国大型泵站的更新改造。

规划项目范围为泵站枢纽工程。不涉及排灌区内的渠系工程,交通桥建设和改造,沟渠、河道的清淤疏浚,以及供电部门管理的变电站和输电线路改造。已列入南水北调规划,承担城市防洪排涝和供水,以及承担流域调水的泵站未列入本规划。

二、规划内容及成果

1、规划目标

大型泵站更新改造的总体目标是:通过对主机组及电气设备、建筑物工程的更新改造,管理体制和运行机制的改革创新,自动化、信息化、环境建设等综合措施,基本解决泵站主机组和电气设备老化及病险建筑物功能下降、泵站机组不匹配、进出水管道(流道)布置不合理等问题,提高泵站工程及设备完好率、装置效率和安全运行率,逐步实现大型泵站运行自动化、管理信息化,使全国大型泵站形成布局合理、功能完备、高效运行、管理先进的现代灌排工程体系,为区域防洪保安、除涝抗旱提供保障。

通过对大型泵站的更新改造,规划至2010年达到下列目标:

① 排涝标准将从现有的3~5年一遇提高到10年一遇的标准;灌溉标准从现有的50%~75%提高到75%~85%;

② 泵站工程完好率和设备完好率从现有不足60%提高到90%以上;安全运行率从现有不足80%提高到98%以上;

③ 泵站装置效率平均提高10~15%,能源单耗下降1.5~2.5kW•h/kt•m,单位面积能耗下降5~6 kW•h/亩;

④ 新增排灌面积3000万亩,改善排灌面积12000万亩。新增65.6亿公斤粮食生产能力,增长率6%;

⑤ 泵站管理和运行人员减少45%,从现有的112人/万kW下降到60人/万kW。

至2010年,将全国大型泵站改造成布局合理、功能完备、高效运行、管理先进的现代排灌工程体系,为国家和区域防洪保安、农业除涝、灌溉保丰收提供支撑。

2、主要内容

根据全国大型泵站工程实际状况,本规划大型泵站更新改造主要内容包括:

① 泵站主体工程及主要配套建筑物等的加固、维修、拆除重建;

② 主机组、电气设备、辅助设备等机电设备的大修或更新改造等;

③ 拦污、清污、断流、检修、起重等辅助设施和金属结构的大修或更新改造;高扬程泵站的压力输水管道的大修或更新等;

④ 泵站运行自动化监控系统和信息管理系统的建设和技术改造;

⑤ 工程管理设施和站区环境、消防设施等完善或建设;

⑥ 改革管理体制,健全运行机制,推行水价改革和财政补贴制度,落实运行管理、维修养护经费。

3、规模及投资

(1)更新改造规模

目前,全国共有大型泵站383处、2663座、44.88万kW,符合本期更新改造条件,列入“十一五”期间进行更新改造的大型泵站共318处。在这318处大型泵站中,符合更新改造条件、列入规划的泵站共有1514座,占现有大型泵站总座数的56.8%。其中:拆除重建271座,占现有大型泵站总座数的10.2%;扩建97座,占现有大型泵站总座数的3.6%;改造1146座,占现有大型泵站总座数的43%。

列入全国大型泵站更新改造“十一五”规划的318处1514座泵站共装机10649台,装机功率375.7万kW,装机流量21548.3m3/s。更新改造的318处大型泵站中单座泵站装机功率或流量达到大型泵站标准的泵站120座、1231台126.74万kW。全国大型泵站更新改造“十一五”规划各省泵站处数和功率规模如图1所示。

图1  全国大型泵站更新改造规划数量与功率规模图

(2)投资估算

大型泵站更新改造“十一五”规划共更新改造318处1514座泵站。更新改造工程总投资186.67亿元。平均每处大型泵站投资5870万元;平均每座泵站投资1233万元。大型泵站更新改造工程总投资中,建筑工程投资47.99亿元,机电设备及安装工程79.74亿元,金属结构工程15.74亿元,临时工程5.85亿元,独立费用19.37亿元,预备费17.97亿元。本期更新改造功率375.7万kW,平均单位千瓦投资0.496万元;更新改造后流量达到24602.44m3/s,平均单位流量投资86.52万元。全国大型泵站更新改造“十一五”规划各省投资规模如图2所示。

单位:万元

图2  全国大型泵站更新改造规划投资规模图

(3)更新改造前后的规模

318处大型泵站的更新改造前,为2224座,装机14333台,装机功率392.96万kW,设计流量23025.32 m3/s;对318处(2224座)大型泵站中的1514座进行更新改造,并对部分大型泵站的布局进行合理调整、装机进行优化,318处大型泵站将改为2071座,装机13087台,装机功率423.06万kW,设计流量24602.44 m3/s。

4、中部四省大型泵站更新改造规模及投资估算

中部四省更新改造大型排涝泵站的总体规模为139处478座,装机3450台套,共110.69万kW,总流量11421m3/s。规划总投资63.93亿元,单位千瓦投资0.58万元/kW,单位流量投资55.98万元/(m3/s)。改造泵站412座,扩建泵站17座,拆除重建泵站49座,其中单座泵站装机功率达到大型泵站标准的46座、371台43.42万kW。

5、主要经济、环境与社会评价指标

(1)提高大型泵站安全运行可靠性。更新改造实施后,泵站工程完好率和设备完好率从现有不足60%提高到90%以上;安全运行率从现有不足80%提高到98%以上。

(2)保障粮食生产安全,提高粮食产量。到2010年全国可新增422. 7万亩农田排涝面积,改善6254.2万亩农田排涝面积,新增964.4万亩农田灌溉面积,改善3965.8万亩农田灌溉面积。大型泵站更新改造可新增65.6亿公斤粮食生产能力,对保障国家粮食安全有十分重要的意义。由于粮食增产还需配套其它工程措施和农业技术措施,按分摊30%计入泵站效益,新增粮食可实现年效益29.5亿元。

(3)提高防洪排涝标准,为排区人民生命财产、工农业生产提供安全保障。本期更新改造大型泵站318处,保护范围117229km2,排灌区内目前共有人口12300万人,年均产值3494.5亿元。更新改造后防洪标准将由现有3—5年一遇提高到十年一遇以上,可新增防洪面积341万亩、改善防洪面积6051万亩,每年可实现防洪减灾效益262亿元。更新改造后可改善排涝面积8607万亩,新增排涝面积1836万亩,改善灌溉面积4323万亩,新增灌溉面积1477.5万亩。

(4)提高泵站装置效率,降低能源单耗,为降低排灌运行成本,减轻农民负担,构建节能型社会提供保证。大型泵站是农村耗能大户,节约能耗对削减用电高峰负荷具有重要意义。更新改造后,提高泵站装置效率,降低泵站单位提水量的能源消耗是非常重要的目标。更新改造后,平均能源单耗可下降2~3kW•h/(kt•m)左右。

(5)大型泵站规划实施后,社会效益显著。对许多提灌区而言,干渠和大部分支渠都将能有效拦截洪水,起着疏洪引流的作用, 对全灌区都会起到有效保护作用。对促进当地经济社会协调发展、促进农村社会稳定和民族团结,以及构建和谐社会、体现国家“三农”政策与全面建设小康社会都将起到非常重要的保障作用。而且,泵站更新改造需要大量先进的电动机、水泵、变压器、高低压开关柜、电缆等机电设备。将有力提高我国机电设备的生产能力、新产品的开发和科研,促进国民经济增长。更新改造将加速泵站的技术进步和机电设备技术升级,泵站的信息化、自动化建设和改造也将加快大型泵站现代化的进程,这对提升泵站技术水平,建设现代化水利都将起到强有力的推动和促进作用。

(6)泵站工程更新改造后,排灌区生态环境将充分得以改善。提高我国平原湖区防洪排涝能力,固定水面和水深,增加滩头湿地面积,同时可有效推动了城镇排污环保工程和卫生防疫、血防灭螺工作, 有利于南方血吸虫防治问题的解决;提高我国西部地区防风固沙的能力,生态环境用水得到保障,灌区林草地的面积将进一步扩大,对治理水土流失,土地荒漠化,改善干旱缺水地区的人畜饮水的状况,提高城市、乡镇供水的保证率,改善生态环境具有重大意义。

(7)大型泵站更新改造经济评价主要是根据必威体育app:颁发的《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)规定进行。大型泵站更新改造项目的经济合理性主要依据项目的经济内部收益率、经济效益费用比和经济净现值三项指标来判定。经济内部收益率应大于12%,经济效益费用比应大于1,经济净现值应大于0。

三、规划编制中有关问题的探讨

在规划编制工作中遇到了一些技术问题,如大型泵站的界定、泵站改造是叫“更新改造”还是叫“技术改造”、大型泵站更新改造的规模怎样控制及投资怎样估算、全国大型泵站更新改造的对策怎样确定等问题,这些问题解决的好坏,关系到大型泵站更新改造的效果及投资效益等问题,因此,我们在编制工作中进行了探讨和研究。

1、大型泵站的界定

GB/T50265《泵站设计规范》规定“灌溉、排水泵站应根据装机流量与装机功率分等,装机功率大于10000kW,或者50m3/s的泵站为大型泵站”,这对于单座泵站而言,很好界定;对于由多座或多级泵站组成的系统工程,《泵站设计规范》规定“由多级或多座泵站联合组成的泵站工程的等别,可按其整个系统的分等指标确定”,而GB/T50288《灌溉与排水工程设计规范》规定“提水枢纽工程等别应根据单站装机流量与装机功率的大小确定”,两个国家标准对泵站等级的划分规定的不一致。因此,在编制《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》、《中部四省大型排涝泵站更新改造规划》和中部四省大型排涝泵站更新改造项目安全鉴定中,我们依据《泵站设计规范》和《灌溉与排水工程设计规范》等规程规范,结合我国大型泵站的实际,通过调研和咨询国内泵站方面的资深专家,确定了大型泵站的界定标准,达到下列条件之一的为大型泵站:

①单座泵站装机总功率达到10000kW及以上的;

②单座泵站装机总流量达到50m3/s及以上的;

③对多级泵站组成的大型泵站系统,所有泵站总装机功率达到10000kW及以上或一级泵站装机总流量达到50m3/s及以上的;

④对多座泵站组成的大型泵站系统,所有泵站总装机功率达到10000kW及以上或外排泵站装机总流量达到50m3/s及以上的,同时,还必须同时满足下列条件:A、组成泵站在同一排灌区;B、组成泵站同属一个管理单位管理(县、市水行政主管部门不能定义为管理单位);C、组成泵站中至少有1个骨干泵站。

在中部四省大型排涝泵站更新改造规划编制时,四省上报现共有大型排涝泵站165处1577座、装机152.58kW。根据上述界定标准,对四省上报的大型排涝泵站现状进行了审查,上报的现状处数均符合大型泵站界定标准,审减了大型排涝泵站中不在同一排涝区的、或不属同一管理单位管理的泵站等。经审查,中部四省实有大型排涝泵站165处865座、装机138.74kW。

在全国大型泵站更新改造“十一五”规划编制时,全国共有24个省(市、区)上报现共有大型排涝泵站405处4714座、装机489.95kW。根据上述界定标准,审减了不符合大型泵站标准的处数和大型泵站系统工程中不在同一排灌区的、或不属同一管理单位管理的泵站等,共审减22处、2051座,41.08万kW。经审查,全国实有大型泵站383处、2663座,装机448.87万kW。

2、泵站改造是叫“更新改造”还是叫“技术改造”

必威体育app:曾在20世纪80年代中期在全国范围内开展了一次以节能为主的泵站技术改造,并于1985年制订颁发了SD141—85《泵站技术改造通则》,2000年对《泵站技术改造通则》进行了修订,颁发了SL254—2000《泵站技术改造规程》,在我国的泵站技术改造中发挥过重要的指导作用。但是,我国现有的50余万座泵站中约2/3建于20世纪60、70年代,现已进入老化期,安全运行存在很大问题,而许多泵站原规划设计所依据的水位、扬程等基本情况发生了较大改变,仅对泵站进行技术改造,难以满足要求;加之,近年来泵站工程新技术、新材料、新设备和新工艺发展很快,若对泵站仅进行技术改造,很难全面应用新技术、新材料、新设备和新工艺,不利于全面提高泵站技术水平和装备水平。因此,泵站改造应以更新改造为主。

在编制泵站更新改造规划同时,对SL254—2000《泵站技术改造规程》进行了修订,规定泵站更新改造主要内容有:机电设备,包括主机组及附属设备、电气设备、金属结构、自动化和信息化系统等;主体建筑物,包括泵房、管道(流道)、进出水建筑物、枢纽配套建筑物等;工程管理设施等。并对“更新改造”进行了定义,泵站 “更新改造”指因泵站原规划设计所依据的基本情况改变、工程设施设备老化或破坏等,对机电设备进行的更新或技术改造,建筑物的除险加固,或工程的配套、拆除重建等所进行的一种技术活动。

3、大型泵站更新改造规模的控制及投资的估算

(1)更新改造规模的控制

在编制《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》时,为了准确把握和控制全国大型泵站更新改造的规模,制定了列入大型泵站更新改造规划的审查标准,规定有下列情况之一的,不能列入《规划》:

①已列入国家南水北调规划的;

②承担城市防洪排涝或以城市防洪排涝为主的;

③承担城乡供水或以城乡供水为主的;

④承担流域性调水的;

⑤新建设的泵站或以新建设的泵站作为骨干泵站的;

⑥骨干泵站已完成更新改造的;

⑦建设新泵站(老泵站拆除重建除外)。

对全国383处大型泵站(2663座,装机448.87万kW)及各处的每一座泵站能否进行更新改造,依据上述标准进行了审查。审减了不符合大型泵站更新改造标准的泵站处数和部分大型泵站系统中流量偏小的、或新建设的、或已全部更新改造过的、或承担城市防洪排涝和供水的泵站等,共审减65处、1149座,装机73.08万kW。列入全国大型泵站更新改造“十一五”规划的大型泵站为318处、1514座,装机375.79万kW。其中,大型排涝泵站214处、826座,装机功率173.7万kW;大型灌溉泵站104处、688座,装机功率203.07万kW。

(2)投资的估算

编制《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》时,从各省(市、区)报送的拟列入全国大型泵站更新改造“十一五”规划的大型泵站中随机抽取16处不同类型的泵站(共抽8个省,每省2处)进行了投资估算。所抽的泵站类型:有单座为大型泵站、也有由多座或多级泵站组成的泵站系统,有排涝泵站、也有灌溉泵站,有南方地区的、也有北方地区和西北地区的。由从事水利工程建设概预算的专家对其进行投资估算,计算出大型泵站更新改造单位千瓦投资参考指标,并以此指标对各省(市、区)大型泵站更新改造投资进行估算,以此控制全国大型泵站更新改造投资规模。全国大型泵站更新改造投资参考指标如下表所示。

全国大型泵站更新改造投资参考指标表

省份 上报综合投资指标

(元/kW) 复核后综合投资指标

(元/kW)

黑龙江 5059.57 4736.73

安徽 3905.30 6154.18

江西 6586.39 5916.17

湖北 6320.50 5928.15

湖南 6614.77 6129.79

四川 3148.94 3148.94

陕西 4694.31 4426.45

甘肃 4122.44 4034.91

平均值 5056.53 5059.42

以计算出的单位千瓦投资指标平均值为参考,不同的省份、不同类型的泵站采用不同的单位千瓦投资指标进行投资估算,计算出全国318处(装机375.79万kW)大型泵站更新改造投资为总投资186.67亿元,平均单位千瓦投资0.496万元、单位流量投资86.52万元。其中:排涝泵站总投资97.72亿元,平均单位千瓦投资0.566万元、单位流量投资53.44万元;灌溉泵站总投资88.95亿元,平均单位千瓦投资0.437万元、单位流量投资273.19万元。

4、全国大型泵站的分区及改造对策的确定

我国地域辽阔,大型泵站数量众多,分布面广,泵站型式差异较大。但是,根据地区自然地理状况和泵站的功能、特点,对我国大型泵站进行了分区,并对不同区域、不同类型的泵站可采取不同的改造对策。我国大型泵站的分区及改造对策如下:

(1)长江中下游及珠江三角洲以低扬程排涝泵站为主的地区

本区范围包括长江中下游地区的湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和珠江三角洲地区的广东等7省大型泵站。该区特殊的地理位置造成区内洪涝灾害频繁且严重,汛期洪水频发,沿江、沿淮平原,地势低洼,还承泄着大量的过境客水,江河水位高涨,内涝无法排泄,涝灾是影响该区经济发展的主要制约因素之一。因此,该区大型泵站的特点是以低扬程排涝泵站为主,280处大型泵站中,大型排涝泵站240处,占全区大型泵站总数的85.7%,占全国大型排涝泵站总数的89.2%;装机总功率196.06万kW,占全区大型泵站装机总功率的82.6%,占全国大型排涝泵站装机总功率的88%;装机总台数8537台,设计总流量22306.6m3/s,占全国大型排涝泵站设计总流量的89.72%;设计排涝总面积7824.1万亩,占全国大型排涝泵站设计排涝总面积的66.58%。在该区的280处大型泵站中:单座泵站达到大型泵站标准的大型泵站有123座,占全国单座大型泵站总数的78%;装机总功率101万kW,占全国单座大型泵站总装机功率的66%;装机总台数2064台,占全国大型泵站总装机台数的82.1%。该区内大型泵站以低扬程轴流泵站为主,泵站建设的特点是发展速度快、类型多、规模大、范围广,已建成的大面积泵站排灌地区有长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、江淮平原及珠江三角洲等。该区大型泵站建设时间早,老化严重,设备多为淘汰产品,水工建筑物多发生不均匀沉陷和裂缝。

泵站更新改造以大型轴流泵站更新改造为主,更新改造主机组和电气设备,并对泵站水工建筑物进行整险加固。对大型主水泵和主电机,更新时应尽可能利用原有的一些部件,以降低成本。更新改造应考虑励磁设备的改造和高压开关柜改造。对高压电机,在条件许可时,应优先选用10kV的电压等级。沿江的许多大型排涝泵站,由于长江水位的抬高,水情的变化,许多泵站水泵扬程不能满足现有工况的要求,必须更新水泵和增加机组的容量。一些采用虹吸式流道的泵站,外河水位超过流道驼峰而使泵站不能运行,更新改造必须加高驼峰或改用直管式流道。由于该区单座大型泵站较多,为提高现代化管理水平,必须实施计算机监控。该区河道环境质量极差,污物严重堵塞拦污栅,更新改造应安装清污机。通过改造、拆除重建,提高泵站的排涝、灌溉标准,全面提升泵站的功能和安全运行的可靠性,使工程和设备完好率达到95%以上、安全运行率达到98%以上;改善泵站的管理单位生产生活条件,提高管理信息化水平;通过体制改革,实现管理单位的良性运行。

该区280处大型泵站中,列入“十一五”规划更新改造范围的共有219处大型泵站,占全国大型泵站更新改造总数的69%。更新改造总装机功率179.434万kW,占全国大型泵站更新改造总功率的48%。更新改造总投资101.06亿元,占全国大型泵站更新改造总投资的54.13%。

(2)黄河上中游以高扬程多级提灌泵站为主的地区

该区范围包括黄河上中游地区的陕西、甘肃、宁夏、山西、内蒙古5个省(区)等5省大型泵站。该区内许多地区虽距黄河较近,但水低地高,人畜生存和农业生产常年受到严重的缺水威胁,缺水是影响该区经济发展的主要制约因素之一。为解决黄河两岸土地灌溉和人畜饮水,自六、七十年代开始,在区域内陆续兴建了一批高扬程电力提灌工程,从黄河提水,开发利用两岸的水土资源,发展工农业生产。大型泵站的特点是以高扬程多级提灌泵站为主,主要集中在黄河两岸,泵型多为双吸式离心泵。泵站建设的特点是发展速度快、类型较单一,单座泵站规模大,泵站扬程高,一般都在100m以上,最高可达800多米。到2004年底,该区内共有大型泵站43处681座,占全国大型泵站总数的11.2%;装机总功率148.45万kW,占全国大型泵站总装机功率的33%;装机总台数3508台,占全国大型泵站总装机台数的21.4%;设计总流量1318.8m3/s,占全国大型泵站总流量的4.55%;设计排灌总面积3584万亩,占全国大型泵站排灌总面积的6.76%。43处大型泵站中:大型灌溉泵站39处,占全区大型泵站总数的91%,占全国大型灌溉泵站总数的34.2%;装机总功率141.23万kW,占全区大型泵站装机总功率的95.1%,占全国大型灌溉泵站装机总功率的62.5%;装机总台数3039台;设计总流量798.1m3/s,占全国大型灌溉泵站设计总流量的19.6%;设计灌溉总面积1409.37万亩,占全国大型灌溉泵站设计灌溉总面积的25.2%。该区的单座泵站达到大型泵站标准的26座大型泵站中,灌溉泵站有25座,占全国单座大型灌溉泵站总数的58.1%;装机总功率45万kW,占全国单座大型灌溉泵站总装机功率的75.8%;装机总台数272台,占全国大型灌溉泵站总装机台数的56.2%。但是,该区多数大型泵站工程建于20世纪60、70年代,设计标准偏低,经多年运行,建筑物及设施配套不全、严重损坏,泵站设备老化严重,设备多为淘汰产品,耗能高、效率低。

泵站更新改造以大型卧式双吸式离心泵站为主,更新改造考虑更新主机组和电气设备,并对泵站水工建筑物进行整险加固。大型泵站多以高压卧式同步电机为主,更新改造应考虑励磁设备的改造和高压开关柜的更新。抽黄的许多大型提灌泵站,由于黄河水情及走势的变化,许多水源泵站的位置和扬程都不能满足现有工况的要求,必须重建和更新水泵、增加机组的容量。许多泵站主机组型式不一,泵型不一致,更新改造要求尽量统一,以便于优化运行和检修维护。许多泵站傍山而建,防洪形势十分严峻,更新改造要充分考虑泥石流可能给泵站带来的危害。由于高扬程泵站出水多为若干管道并联至钢板制作的压力水箱后再向钢质或砼总管输水,这些出水钢箱、钢管锈蚀严重,砼管发生裂缝、碳化,更新改造要进行更新。考虑到梯级泵站之间的优化调度运行,对干渠泵站应考虑配备1~2台变频调节机组。为计量收取水费的需要,在每台机组或总管上规划安装电磁流量计。由于客观原因,该区泵站多地处偏僻,周边环境极差,管理设施落后、陈旧,为提高现代化管理水平,必须改善管理条件,在干渠大型泵站中实施计算机监控,实施优化经济运行。通过改造、拆除重建,提高泵站的装备水平,全面提升泵站的功能和安全运行的可靠性。更新改造后的大型泵站工程和设备完好率达到90%以上,安全运行率达到98%以上;改善泵站的管理单位生产生活条件,提高管理信息化水平,通过体制改革,实现管理单位的良性运行。

该区43处大型泵站中,列入“十一五”规划更新改造范围的共有41处大型泵站,占全国大型泵站更新改造总处数的13%;更新改造总装机功率142.04万kW,占全国大型泵站更新改造总功率的38%;更新改造总投资63.54亿元,占全国大型泵站更新改造总投资的34%。

(3)其它地区

该地区分布面较广,包括松辽流域、海河流域、黄河下游、珠闽江及长江上游、新疆塔里木流域等以中低扬程排涝与提灌泵站为主的地区,包含黑龙江、吉林、辽宁、天津、河北、河南、山东、福建、广西、四川、重庆、新疆12个省(区、市),其面积占到建有大型泵站的24省总面积的57.33%,但大型泵站的数量和功率仅占全国大型泵站总量的15.7%和13.9%。该区域范围广泛,自然状况、社会经济状况差异较大,结合其地理位置,分为两部分叙述如下:

①松辽流域、海河流域以中低扬程排涝与提灌泵站并重的地区。范围包括东北地区的黑龙江、吉林、辽宁与海河流域的天津、河北及河南6个省(市)。该区大型泵站的特点是泵站功能以排灌结合并重的中低扬程排涝与提灌泵站为主,共有大型泵站36处251座,占全国大型泵站总数的9.4%;装机总功率33.53万kW,占全国大型泵站总装机功率的7.5%;装机总台数1532台,占全国大型泵站总装机台数的9.4%;设计总流量2880m3/s,占全国大型泵站总流量的10%;设计排灌总面积3084万亩,占全国大型泵站排灌总面积的14.86%。36处大型泵站中:单座泵站达到大型泵站标准的大型泵站有7座,占全国单座大型泵站总数的4.4%;装机总功率5.14万kW,占全国单座大型泵站总装机功率的3.3%;装机总台数140台,占全国大型泵站总装机台数的5.6%。大型泵站以中低扬程混流泵、轴流泵站为主,泵站建设的特点是发展速度快、类型多、范围广,泵站建设时间早,多数建于上世纪五六十年代,还有建于四十年代日伪时期的大型泵站仍在使用,工程老化极其严重,设备老化损坏。

②黄河下游、长江上游、珠闽江及新疆塔里木流域等以中低扬程提灌泵站为主的地区。范围包括山东、福建、广西、四川、重庆、新疆6个省(区、市)。该区大型泵站的特点是以中低扬程提灌泵站为主,区内共有大型泵站24处262座,占全国大型泵站总数的6.3%;装机总功率29.58万kW,占全国大型泵站总装机功率的6.6%;装机总台数1115台,占全国大型泵站总装机台数的6.8%;设计总流量563.29m3/s,占全国大型泵站总流量的1.9%;设计排灌总面积635.5万亩,占全国大型泵站排灌总面积的3.2%。24处大型泵站中:单座泵站达到大型泵站标准的大型泵站有2座,占全国单座大型泵站总数的1.5%;装机总功率1.78万kW,占全国单座大型泵站总装机功率的1.2%;装机总台数26台,占全国大型泵站总装机台数的1%。但是,泵站工程设施落后,老化严重,设备多为淘汰产品。

其它地区大型泵站多数是中小型泵站组成,泵型以双吸离心泵和混流泵为主,电机以低压卧式异步电机为主。泵站更新改造主要考虑更新主机组和电气设备,并考虑灌排区泵站布局的合理性,规划对一些泵站拆建合并。由于客观原因,该区泵站周边环境较差,管理设施落后、陈旧,为提高现代化管理水平,必须改善管理条件,对骨干泵站实施计算机监控。通过改造、拆除重建,提高泵站的装备水平,全面提升泵站的功能和安全运行的可靠性。更新改造后的大型泵站工程和设备完好率达到90%以上、安全运行率达到98%以上。改善泵站的管理单位生产生活条件,提高管理信息化水平,通过体制改革,实现管理单位的良性运行。

该地区列入“十一五”规划更新改造范围的有58处大型泵站,占全国大型泵站更新改造总处数的18.5%。更新改造总装机功率54.22万kW,占全国大型泵站更新改造总功率的14.44%。更新改造总投资22.06亿元,占全国大型泵站更新改造总投资的11.82%。

四、更新改造泵站安全类别的确定

2004年底,SL-316《泵站安全鉴定规程》正式颁布实施,这标志着泵站安全鉴定工作更加规范,也为泵站更新改造提供基础数据和科学依据,确保泵站更新改造工程建设质量,提高更新改造的水平和效益。随着我国中部湖北、湖南、江西、安徽四省大型排涝泵站更新改造项目的实施,为加强中部四省大型排涝泵站更新改造建设项目的管理,规范泵站安全鉴定工作,灌排中心组织开展了中部四省大型排涝泵站安全鉴定工作。

1、对泵站安全鉴定材料的格式进行统一

中部四省大型排涝泵站更新改造的头一项工作就是要进行安全鉴定,SL-316《泵站安全鉴定规程》对泵站的安全鉴定内容、程序等作了规定,但对《现场安全检测报告》、《泵站安全鉴定报告》等的格式没有明确的规定。刚开始,各省上报的《现场安全检测报告》、《泵站安全鉴定报告》等是五花八门,加大了泵站安全鉴定和泵站安全鉴定复核的难度,也很难保证泵站安全鉴定的质量。为此,我们组织有关专家和泵站现场安全检测单位,依据《泵站安全鉴定规程》等规程规范,制定并下发了《泵站安全鉴定文件格式》文件,对《泵站现状调查分析报告》、《现场安全检测报告》、《工程复核计算分析报告》、《泵站安全鉴定报告》等的格式进行了统一规定。

2、对泵站安全鉴定材料的内容及深度进行统一

在有些泵站提供的安全鉴定报告及附件资料中,只是提到存在建筑物墙体有裂缝、主副厂房屋面渗漏、混凝土碳化、主水泵叶片汽蚀、主轴磨损、主电机绝缘老化等问题,并没有提供裂缝大小、位置、数量等外观缺陷的定量结果,或者反映混凝土工程现状的碳化深度、位置等指标,或者反映水泵叶片汽蚀、主轴磨损、主电机绝缘老化等的具体量化指标。因此,我们对泵站现场安全检测项目及达到的深度要求进行了具体的规定,如主水泵需检查、检测10个大项共30个子项,泵站辅助设备需检查、检测9个大项共27个子项。

3、单座泵站安全类别的确定

《泵站安全鉴定规程》6.0.3条关于泵站三类设备的规定是“被评为三类及以上单位设备的数量不低于泵站全部单位设备总数量的80%,且泵站主机组及主变压器中不得出现四类设备”,这主要是按单位设备的数量来计算的,主、次之分不明显,按其评定泵站机电设备安全类别,难以全面、准确反映泵站机电设备状况。在中部四省大型泵站更新改造项目安全鉴定复核中,经有关专家充分论证,认为主机组及主变压器的好坏直接影响泵站安全运行和效益的发挥,因此,泵站机电设备的安全类别主要以主机组及主变压器的安全类别来确定;建筑物的安全类别主要以主泵房等主要水工建筑物的安全类别来确定。

当建筑物的安全类别和机电设备的安全类别不一致时,如何评定该座泵站的综合安全类别,《泵站安全鉴定规程》中,标准条文6.0.4条规定“三类泵站:满足本标准6.0.2中三类建筑物或6.0.3中三类、四类设备的要求”,而条文说明6.0.4条规定“在泵站安全类别评价过程中,如遇到建筑物类别和设备类别不一致时,宜采用就低评定泵站类别”,标准条文和条文说明规定的不一致。我们在泵站安全鉴定复核中,是按标准条文执行的,即以建筑物的安全类别为主评定泵站的综合安全类别。

4、由多座泵站组成的大型泵站系统工程(每处泵站)安全类别的确定

多座泵站组成的大型泵站系统工程包含多座泵站,当各座泵站的规模、安全类别相差较大时,无法按现行标准评价该处的安全等级。若多座泵站组成的大型泵站系统工程,骨干泵站装机台数少、装机功率多,其安全类别为三类,其它多座泵站共装机台数多、而装机功率少,其安全类别均为四类,如按现行标准评定该处机电设备的安全等级,不能真实反映该处泵站的安全状况。在中部四省大型泵站更新改造项目安全鉴定复核中,经有关专家充分论证,认为骨干泵站的好坏直接影响由多座泵站组成的大型泵站系统工程的安全运行和效益的发挥,因此,由多座泵站组成的大型泵站系统工程的安全类别,我们主要是骨干泵站的安全类别为主要依据来评定该处泵站的安全类别。

五、中部四省大型排涝泵站项目的实施工作

为了解决我国中部粮食主产区大型排涝泵站存在的水工建筑物和机电设备老化、机泵效率下降、故障频繁发生、效益降低、在抗旱排涝时勉强带病运行、安全运行无保证等问题,做好泵站更新改造工作,使泵站工程在保证国家粮食安全、解决“三农”问题、建设社会主义新农村和国民经济的持续发展中继续发挥更大的作用,必威体育app:以水规计[2005]483号对《中部四省大型排涝泵站更新改造规划报告》进行了批复,国家正式启动了中部四省大型排涝泵站更新改造项目。中部四省大型排涝泵站更新改造项目共规划改造139处478座、总装机3450台110.69万kW、流量11421m3/s,规划总投资64亿元。与此同时,2006年必威体育app官网协助必威体育app:有关司先后组织召开了四次座谈会,专门研究和落实泵站更新改造规划、现场检测、安全鉴定、前期工作审查审批程序、建设管理和资金筹措方案等问题,组织编制了《大型排涝泵站更新改造项目建设管理办法》,该办法经国家发改委和必威体育app:批准,已颁布实施,为落实中央和地方投资、规范项目建设管理奠定了良好的基础。

必威体育app官网受必威体育app:委托,负责中部四省大型排涝泵站更新改造项目安全鉴定工作的组织、协调、管理和安全鉴定报告复核等工作,出台了《大型排涝泵站更新改造项目安全鉴定工作导则》、《中部四省大型排涝泵站更新改造项目安全鉴定报告复核工作细则(试行)》等文件,指导和规范泵站安全鉴定工作。到目前为止,规划内139处大型排涝泵站更新改造项目的安全鉴定已基本完成。2006年5月—12月,必威体育app官网在北京召开了四次泵站安全鉴定报告复核工作会议,组织有关专家对中部四省泵站安全鉴定报告进行了复核。专家们对139处泵站的《泵站安全鉴定报告书》、《泵站现状调查分析报告》等资料完整程度,报告的全面性、深度和广度、定量定性准确度等进行了复核,对每处泵站专家组均给出了全面公正的复核意见,其中133处泵站安全鉴定报告通过复核,为泵站更新改造提供了科学依据。

中部四省大型排涝泵站更新改造项目自批准实施以来,必威体育app:和湖北、湖南、江西、安徽四省各级政府及水行政主管部门高度重视,目前,以处为单位项目可行性研究报告已完成106处、初步设计已完成77处,有36处已经国家发改委复核概算并由各省批复初步设计。2006年安排中央投资8亿元、地方配套8亿元,用于36处大型泵站更新改造项目建设,目前投资计划已全部下达,各项目实施前的招投标等前期工作已基本完成,大部份项目已进入开工建设阶段。

目前,中部四省大型排涝泵站更新改造项目进展顺利,到2008年底,139处项目将全部完工,预测防洪排涝年增加效益总计20.8亿元;可使四省大型排涝泵站工程完好率和设备完好率从现有不足70%提高到90%以上,安全运行率从现有不足80%提高到98%以上;可增加排涝面积102万亩,改善排涝面积4061万亩,年增加粮食生产能力15.98亿kg;同时,可显著改善泵站排涝区内人民生活、生产条件,促进农民增收,有利于社会主义新农村建设和社会经济发展。

结语

目前,《全国大型泵站更新改造“十一五”规划》送审稿已报送必威体育app:,《中部四省大型排涝泵站更新改造规划》已批准实施。因此,按有关文件精神和规程规范的要求,加强中部四省大型排涝泵站更新改造项目的管理,同时按2007年中央一号文件关于“扩大大型泵站技术改造实施范围和规模”的要求,做好全国大型泵站更新改造的前期工作,并开展有关课题的研究为泵站更新改造提供可靠的基础数据和科学依据,就一定能保证更新改造工程质量、节省投资,达到泵站更新改造的目的。

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