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，擔負提排金堤河洪澇水入黃河的任務。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害，泵站總的排水規(guī)模為104m3/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、新泵站及進出口工程、變電站、圍站堤及進水涵洞、金堤河分水閘、進水渠、退水渠、管理房等部分組成。
舊泵站于1978年建設投運，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)），單機設計流量為8m3/s，設計揚程為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），單泵配套電動機容量為800kw，配套電動機總?cè)萘繛?400kw。配套出口拍門采用卷揚機懸掛式拍門。規(guī)格為2200mm×2200mm。由于運行多年，黃河和金堤河河勢變化，泵站引出水兩側(cè)河床高程淤積，泵站的運行條件已隨此變化。泵站投運至今已有30年，電站各種機電設備使用年限均超過水利部頒布執(zhí)行的《泵站技術管理規(guī)程》sl255-2000有關規(guī)定。因此，在保證進出水流道及水泵基礎埋件不作變動的情況下，對8臺軸流泵和拍門進行更新改造，以滿足泵站運行的要求。
新建泵站的排水規(guī)模為40m3/s，新泵站裝設4臺立式軸流排水泵，單泵流量為10m3/s，單泵配套電動機容量為1000kw，電壓為10.0kv，配套電動機總?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：Zui高運行水位 40.5m，設計水位 39.5m，Zui低運行水位38.0m。
外河水位：Zui高運行水位 45.87m，設計水位44.95m。                              
2.2揚程：泵站特征參數(shù)：Zui大凈揚程7.87m，設計凈揚程 5.45m，Zui小凈揚程 4.45m。
2.3流量：舊泵站設計流量  8×8m3/s      新泵站設計流量  4×10m3/s    
2.4流道水力損失：
水泵在設計凈揚程，設計流量運行時：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)開式拍門的特點和技術參數(shù)
     節(jié)能型側(cè)開式拍門是由水資源與水電工程科學國家重點實驗室（武漢大學）研制的創(chuàng)新產(chǎn)品，榮獲2007年度大禹水利科學技術獎二等獎，2008年水利部Zui具推廣價值的創(chuàng)新產(chǎn)品。其主要特點和技術參數(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Zui大開啟角度可達到85o-100o以上，裝置效率可達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設計理念新穎，運行軌跡獨特，由于選擇了豎向傾角，閥板先慢關，后快關，所以形成了拍門的啟閉速度，采用雙門側(cè)翻設計，運行行程是懸掛式的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30年以上。
圖一　節(jié)能型側(cè)開式拍門結(jié)構(gòu)圖

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閉。
3.6無需輔助裝置，降低設備投資和土建成本，不需要人工操作，維護保養(yǎng)方便，運行安全可靠，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，設計理念新穎，創(chuàng)新性強，是對傳統(tǒng)拍門結(jié)構(gòu)設計的突破，整體結(jié)構(gòu)達到了國際先進水平，設計理念先于國際水平。
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，由于設計和施工都按照原定計劃進行，非常順利。具體進程如下：
4.1對出水口按照泵站設計規(guī)范使用垂直角10度，保證了拍門自重能夠在無內(nèi)壓時可靠關閉。
4.2側(cè)開式拍門上下鉸鏈采用不銹鋼同軸技術。由于拍門運行周期達到一定時間，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，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埋。首先保證安裝垂直角度和水平角度和設計一致，其次對施工進度可以有效保證，當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，應考慮拍門吊裝入口尺寸大于拍門Zui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：
5.1與泵站舊拍門的安裝連接方式的選擇
　　 先要對原建筑物預埋基礎進行評估，由于舊泵站從1978年運行以來已經(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預埋件的銹蝕程度；
5.4預埋件尺寸對拍門的影響．
　　經(jīng)過和金提河建設管理局和黃河設計院的三方現(xiàn)場評估和試驗：基礎主體完好，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，銹蝕程度不嚴重，對銹蝕部分進行了除銹防護處理，采用法蘭連接。由于以前的安裝圖紙已經(jīng)完全找不到，所以對所有預埋螺栓孔距尺寸必須重新測量。
圖二　節(jié)能型側(cè)開式拍門安裝現(xiàn)場圖

 
 
6、結(jié)語
     張莊電排站是黃河流域河南省Zui大的泵站之一，泵站總的排水規(guī)模為104m3/s 。總裝機 10400kw，因為2009年汛期處于干涸，沒有實際運行，按照理論估算如下：按照比懸掛式拍門節(jié)約電能22.5%計算，如：一年連續(xù)運行按三個月合2160小時，電費按0.4元/度計算，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：202.176萬元，通過對張莊電排站的新泵站建設和舊泵站的改造，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！
　　金提河建設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，積極響應國家提倡資源節(jié)約型、環(huán)境友好型號召，而且對實現(xiàn)水資源合理開發(fā)、有效保護、高效利用，確保經(jīng)濟社會又好又快的發(fā)展具有重要意義，同時為金提河兩岸人民造福子孫后代。