论文部分内容阅读
摘 要：东雷抽黄灌溉工程是陕西省扬程最高、流量最大的电力提灌工程，也是国内在多泥沙河流建成最早的大型高扬程提灌区。根据连续两年暑假在该灌区进行调研实践，充分认识到实践出真知、一线出人才、科学技术是北方多泥沙河流高扬程灌溉的重要保障。
关键词：科学技术 社会实践 东雷抽黄
中图分类号：TU675 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-135-02
1东雷抽黄面对的严峻课题
东雷抽黄以其扬程高、流量大被誉为“闪耀在渭北旱塬上的一颗水利明珠”。该工程与1975年建设，1979年灌溉受益，灌区拥有四个灌溉系统，建有各级抽水站28座，安装抽水机组133台，总装机容量11.86万千瓦，最多九级提水，累计最高扬程331米，加权平均扬程214米，渠首设计引水60m3/s，设计灌溉面积102万亩，惠泽渭北合阳，澄城，蒲城，等15个乡镇，42万农村人口。
宏伟壮观的东雷抽黄工程，至今在国内电力提灌工程中保持着总装机容量、单机扬程流量、单站装机容量，配套电机四项第一。但是，工程投入运行后，却遇到了严峻的课题。由于主要是抽引黄河水质，且取水点设立在黄河小北干流中段，这里河床游荡不定，伴随着周期性的“揭河底”，泥沙含量高，对设备破坏相当严重，尤其是黄河主汛期，每立方米的水含沙量达到31千克，不但造成了干渠灌顶溢堤，而且致使水泵叶轮磨蚀损坏，泵壳穿孔，大轴断裂，无法形成灌溉能。每年但是清淤费用就高达500多万元，清淤占地达80多亩。
2多种途径开展科研攻关，破解了发展难题。
黄河泥沙被中外水利专家定性为“世界难题”，被单位职工称之为水利工程的“癌症”。为了发挥工程效益，改变渭北高原长期靠天吃饭的历史，促进农村经济发展，东雷抽黄采取单位科研，联合攻关，提高项目改造科技含量三位一体、共同发力的办法，不仅较好地解决了制约灌溉生产的难题，而且有三项成果获陕西省科学进步二等奖，两项获得三等奖，三项获得国家专利。
2.1坚持生产与科研结合，发挥单位工程技术人员的主体作用来搞科研
东雷一级站直接从黄河提水，安装7台16CJ-80型全调节式流量泵，设计总抽水量为60m3/s。由于黄河水质不但泥沙含量大，而且夹杂大量的尖角、棱角状的石英、长石、铁矿石等颗粒，对机组的危害极大，通常每运行100到400小时，水泵主轴就会偏磨4mm，造成运转时振动，噪音大，严重影响正常工作和操作人员的身心健康，要使7台水泵回复正常运转，仅维修费就高达3万多元，同时由于频繁检修，劳动强度大，而且无法保证正常灌溉。为此，管理局成立了抗磨蚀课题小组，他们发现造成主轴严重偏磨的原因是16CJ-80型泵是按抽清水介质设计制造的，其水导轴承采用压力清水润滑，结果上部进入水和压力清水因下部没有承压装置而不能获得真正的压力，封不住下部挟泥沙的浑水进入轴承。为此，课题组经过反复试验研究，给水泵水导轴承底部增装了水封环、压力进水管等筒式密封装置。同时，给水箱上部加装了水封转轮、橡胶板等密封装置，通过上下密封，保证轴承运转时完全处于清水润滑之中。这套造价近700元的密封装置使用后，极大地减缓了水泵主轴的偏磨，大修由原来的平均连续运行360小时一次，提高到4000小时一次，可减少维修费支出120万元，该成果获得陕西省科学技术二等奖。
东雷抽黄工程投入运行后，每年夏汛高峰期，都因为黄河涨水，泥沙量大造成干渠严重淤积，无法行水。灌区各级政府只能组织动员劳力，开展清淤大会战，既加重了群众的负担，又失去了防汛的最佳时机。为此该局成立了泥沙研究室，并根据黄河泥沙的运动规律，将渠道进水闸由启闭式改为叠渠闸，防汛期间，可随时根据黄河水量调节闸门，阻拦粗粒沙石进站。同时利用一级站出水口大面积盐碱滩涂，修建沉沙地，让水进入渠道前先进入沉沙地，通过沉淀后实现引清灌溉，此举拦沙率达85%，不但彻底解决了运行中灌顶灌提问题，而且多年来已弃用的5个沉沙总面积达4600余亩，平均淤高1.7米，使盐碱滩变成为优质良田，变害为利，一举两得。
该局课题组经过多年攻关研究的“一种自拍沙廊道”科研成果，巧妙地利用水沙运动与水锤原理和分段启动方法，灌溉运行时，在不减小水头能量的情况下，仅用1%的耗水，就能排除90%的泥沙，而且技术结构简单，施工方便，运行成本低廉，荣获陕西省科学技术三等奖，并获得国家专利。
2.2积极与科研单位合作，促进科研向更深层次发展
黄河泥沙对水泵过流部件的严重磨蚀，是导致水泵出水量锐减，运行效率降低，维修费用大，电能消耗高的根本原因。为了降低运行成本，东雷抽黄局与原水电部天津设计院科研所合作，在H型水泵抗磨蚀的非金属抗磨涂层，并在SH系列水泵上推广应用，有效地保护叶轮、泵壳免受磨损破坏，使以前5000小时即行报废的水泵，运行30余年至今未进行更换，水泵使用周期延长5至8倍，节省设备费用不可估量。该技术荣获陕西省科学技术二等奖，同时该成果已在沿黄提水灌溉区广泛应用。
密封环是影响水泵出水效率的重要部件。2006年东雷抽黄局与重庆高新纳米塑料合金有限公司合作，采用纳米塑料合金制造两组24SH-13型系列泵密封环，现在北棘茨和高明两个泵进行试验，至2011年该泵已累计运行7000小时，仍可继续运行，寿命是普通铸铁口环的4至6倍。该成果至今5月已通过专家鉴定，灌区114台SH系列离心泵采用纳米塑料合金密封环后，年可节约维修费48万元。
2.3依托灌区改造项目搞科研，促进灌区自动化建设
国家实施大型灌区续建配套节水改造项目以后，东雷抽黄局明确提出，绝不“穿新鞋，走老路”，要珍惜项目资金，用好项目机遇，把科研与改造结合，促进灌区自动化建设。
管理运行复杂，水量落实难，对口率低，这是梯级泵站普遍面临问题。为此该局把信息化、自动化作为泵站改造的重点，在全国尚未有先例的情况下，为了实现梯级泵站优化调度，水量平衡，多泥沙条件下自动监控，解决塾水、弃水、频繁开停机等难点问题，他们与杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司合作，开发研究的电极法真空传感系统，解决了多泥水流条件下水泵电机真空监测问题，并研制出适用于十几种堰型的智能型明渠堰流自动测控装置，完成了路井镇泵站进行及灌溉运行调度自动化系统建设，实现了以PLC为核心，泵站、渠道、上位机查询维护，泵站工业监控4个系统，既能分别按照各优点程序独立运行，也可在上位机的协调和干预下相互配合运行，并根据渠道上下游水位自动判别流态计算流量，实现了灌溉水量自动调配，机房无人值守，这项总投资仅为75万元的改造项目完成后，使水泵和渠道配水准确率提高，该系统农民年增产效益500万元。该成果不但获得陕西省政府科学技术二等奖，而且路井站也被陕西省水利厅树为全省灌溉区机动化改造样板站。
担负全灌区70以上供水任务的南乌牛二级站，总装机容量达3.2万千瓦，是国内农田装机容量最大的泵站，其安装的4台黄河2号泵为试制品，为了促进安全生产，提高泵站效益，东雷抽黄局与西安理工大学合作，在该站实施高扬程大型泵站基于Web的分层分布式计算机监测，实现了流量智能化 实时巡测，提高了泵站效益，促进了安全生产并获得陕西省科学进步三等奖。
3科研攻关极大地降低了运行成本，创造了巨大的社会效益
坚持生产与科研结合，多渠道、多途径开展科研攻关，搬掉了多泥沙河流发展高扬程灌溉的“拦路虎”，使东雷抽黄工程设备多、流量大、水源丰沛的优势得到了充分发展，在不断降低运行成本的同时，创造了巨大的社会效益。（1）单位能源单耗由4.7千吨米/度下降到4.3千吨米/度，每年节约电能800千瓦/时。（2）年减少清淤占地100亩，减少清淤支出500多万元，减少机电维修费支出400多万元。（3）渠系水利用率由原来的0.48提高到0.59，每年节约水量800万立方米。（4）灌区年均上水量由过去不足1000万立方米，提高到年均7400万立方米，年灌溉面积由16万亩提高到120万亩次。工程效益的积极发挥，极大地改善了灌区的生产条件，促进了光驱产业结构的调整与升级，灌区农经比例由过去的8：2发到现在的3：7，小麦亩产有160公斤提高到390公斤，灌溉每年对农业经济的贡献达4.3亿元，生态效益更为显著。使昔日贫瘠不堪的渭北旱塬成为陕西的粮，棉，果，蔬生产基地。
关键词：科学技术 社会实践 东雷抽黄
中图分类号：TU675 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-135-02
1东雷抽黄面对的严峻课题
东雷抽黄以其扬程高、流量大被誉为“闪耀在渭北旱塬上的一颗水利明珠”。该工程与1975年建设，1979年灌溉受益，灌区拥有四个灌溉系统，建有各级抽水站28座，安装抽水机组133台，总装机容量11.86万千瓦，最多九级提水，累计最高扬程331米，加权平均扬程214米，渠首设计引水60m3/s，设计灌溉面积102万亩，惠泽渭北合阳，澄城，蒲城，等15个乡镇，42万农村人口。
宏伟壮观的东雷抽黄工程，至今在国内电力提灌工程中保持着总装机容量、单机扬程流量、单站装机容量，配套电机四项第一。但是，工程投入运行后，却遇到了严峻的课题。由于主要是抽引黄河水质，且取水点设立在黄河小北干流中段，这里河床游荡不定，伴随着周期性的“揭河底”，泥沙含量高，对设备破坏相当严重，尤其是黄河主汛期，每立方米的水含沙量达到31千克，不但造成了干渠灌顶溢堤，而且致使水泵叶轮磨蚀损坏，泵壳穿孔，大轴断裂，无法形成灌溉能。每年但是清淤费用就高达500多万元，清淤占地达80多亩。
2多种途径开展科研攻关，破解了发展难题。
黄河泥沙被中外水利专家定性为“世界难题”，被单位职工称之为水利工程的“癌症”。为了发挥工程效益，改变渭北高原长期靠天吃饭的历史，促进农村经济发展，东雷抽黄采取单位科研，联合攻关，提高项目改造科技含量三位一体、共同发力的办法，不仅较好地解决了制约灌溉生产的难题，而且有三项成果获陕西省科学进步二等奖，两项获得三等奖，三项获得国家专利。
2.1坚持生产与科研结合，发挥单位工程技术人员的主体作用来搞科研
东雷一级站直接从黄河提水，安装7台16CJ-80型全调节式流量泵，设计总抽水量为60m3/s。由于黄河水质不但泥沙含量大，而且夹杂大量的尖角、棱角状的石英、长石、铁矿石等颗粒，对机组的危害极大，通常每运行100到400小时，水泵主轴就会偏磨4mm，造成运转时振动，噪音大，严重影响正常工作和操作人员的身心健康，要使7台水泵回复正常运转，仅维修费就高达3万多元，同时由于频繁检修，劳动强度大，而且无法保证正常灌溉。为此，管理局成立了抗磨蚀课题小组，他们发现造成主轴严重偏磨的原因是16CJ-80型泵是按抽清水介质设计制造的，其水导轴承采用压力清水润滑，结果上部进入水和压力清水因下部没有承压装置而不能获得真正的压力，封不住下部挟泥沙的浑水进入轴承。为此，课题组经过反复试验研究，给水泵水导轴承底部增装了水封环、压力进水管等筒式密封装置。同时，给水箱上部加装了水封转轮、橡胶板等密封装置，通过上下密封，保证轴承运转时完全处于清水润滑之中。这套造价近700元的密封装置使用后，极大地减缓了水泵主轴的偏磨，大修由原来的平均连续运行360小时一次，提高到4000小时一次，可减少维修费支出120万元，该成果获得陕西省科学技术二等奖。
东雷抽黄工程投入运行后，每年夏汛高峰期，都因为黄河涨水，泥沙量大造成干渠严重淤积，无法行水。灌区各级政府只能组织动员劳力，开展清淤大会战，既加重了群众的负担，又失去了防汛的最佳时机。为此该局成立了泥沙研究室，并根据黄河泥沙的运动规律，将渠道进水闸由启闭式改为叠渠闸，防汛期间，可随时根据黄河水量调节闸门，阻拦粗粒沙石进站。同时利用一级站出水口大面积盐碱滩涂，修建沉沙地，让水进入渠道前先进入沉沙地，通过沉淀后实现引清灌溉，此举拦沙率达85%，不但彻底解决了运行中灌顶灌提问题，而且多年来已弃用的5个沉沙总面积达4600余亩，平均淤高1.7米，使盐碱滩变成为优质良田，变害为利，一举两得。
该局课题组经过多年攻关研究的“一种自拍沙廊道”科研成果，巧妙地利用水沙运动与水锤原理和分段启动方法，灌溉运行时，在不减小水头能量的情况下，仅用1%的耗水，就能排除90%的泥沙，而且技术结构简单，施工方便，运行成本低廉，荣获陕西省科学技术三等奖，并获得国家专利。
2.2积极与科研单位合作，促进科研向更深层次发展
黄河泥沙对水泵过流部件的严重磨蚀，是导致水泵出水量锐减，运行效率降低，维修费用大，电能消耗高的根本原因。为了降低运行成本，东雷抽黄局与原水电部天津设计院科研所合作，在H型水泵抗磨蚀的非金属抗磨涂层，并在SH系列水泵上推广应用，有效地保护叶轮、泵壳免受磨损破坏，使以前5000小时即行报废的水泵，运行30余年至今未进行更换，水泵使用周期延长5至8倍，节省设备费用不可估量。该技术荣获陕西省科学技术二等奖，同时该成果已在沿黄提水灌溉区广泛应用。
密封环是影响水泵出水效率的重要部件。2006年东雷抽黄局与重庆高新纳米塑料合金有限公司合作，采用纳米塑料合金制造两组24SH-13型系列泵密封环，现在北棘茨和高明两个泵进行试验，至2011年该泵已累计运行7000小时，仍可继续运行，寿命是普通铸铁口环的4至6倍。该成果至今5月已通过专家鉴定，灌区114台SH系列离心泵采用纳米塑料合金密封环后，年可节约维修费48万元。
2.3依托灌区改造项目搞科研，促进灌区自动化建设
国家实施大型灌区续建配套节水改造项目以后，东雷抽黄局明确提出，绝不“穿新鞋，走老路”，要珍惜项目资金，用好项目机遇，把科研与改造结合，促进灌区自动化建设。
管理运行复杂，水量落实难，对口率低，这是梯级泵站普遍面临问题。为此该局把信息化、自动化作为泵站改造的重点，在全国尚未有先例的情况下，为了实现梯级泵站优化调度，水量平衡，多泥沙条件下自动监控，解决塾水、弃水、频繁开停机等难点问题，他们与杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司合作，开发研究的电极法真空传感系统，解决了多泥水流条件下水泵电机真空监测问题，并研制出适用于十几种堰型的智能型明渠堰流自动测控装置，完成了路井镇泵站进行及灌溉运行调度自动化系统建设，实现了以PLC为核心，泵站、渠道、上位机查询维护，泵站工业监控4个系统，既能分别按照各优点程序独立运行，也可在上位机的协调和干预下相互配合运行，并根据渠道上下游水位自动判别流态计算流量，实现了灌溉水量自动调配，机房无人值守，这项总投资仅为75万元的改造项目完成后，使水泵和渠道配水准确率提高，该系统农民年增产效益500万元。该成果不但获得陕西省政府科学技术二等奖，而且路井站也被陕西省水利厅树为全省灌溉区机动化改造样板站。
担负全灌区70以上供水任务的南乌牛二级站，总装机容量达3.2万千瓦，是国内农田装机容量最大的泵站，其安装的4台黄河2号泵为试制品，为了促进安全生产，提高泵站效益，东雷抽黄局与西安理工大学合作，在该站实施高扬程大型泵站基于Web的分层分布式计算机监测，实现了流量智能化 实时巡测，提高了泵站效益，促进了安全生产并获得陕西省科学进步三等奖。
3科研攻关极大地降低了运行成本，创造了巨大的社会效益
坚持生产与科研结合，多渠道、多途径开展科研攻关，搬掉了多泥沙河流发展高扬程灌溉的“拦路虎”，使东雷抽黄工程设备多、流量大、水源丰沛的优势得到了充分发展，在不断降低运行成本的同时，创造了巨大的社会效益。（1）单位能源单耗由4.7千吨米/度下降到4.3千吨米/度，每年节约电能800千瓦/时。（2）年减少清淤占地100亩，减少清淤支出500多万元，减少机电维修费支出400多万元。（3）渠系水利用率由原来的0.48提高到0.59，每年节约水量800万立方米。（4）灌区年均上水量由过去不足1000万立方米，提高到年均7400万立方米，年灌溉面积由16万亩提高到120万亩次。工程效益的积极发挥，极大地改善了灌区的生产条件，促进了光驱产业结构的调整与升级，灌区农经比例由过去的8：2发到现在的3：7，小麦亩产有160公斤提高到390公斤，灌溉每年对农业经济的贡献达4.3亿元，生态效益更为显著。使昔日贫瘠不堪的渭北旱塬成为陕西的粮，棉，果，蔬生产基地。