“双碳”目标下一体化闸泵装置改进及水泵设计参数敏感性分析.pdfVIP

专业技术与设计《湖南水利水电》2024年第2期

“双碳”目标下一体化闸泵装置

改进及水泵设计参数敏感性分析

莫虹惠1,田原玮1,许文彬1,刘平华2,王赞成2

（1.湖南农业大学水利与土木工程学院，湖南长沙410128；

2.湖南百水利建设股份有限公司，湖南长沙410007)

摘要：湖区防洪排涝工作中，中小河流常遇到河水倒灌难排问题，排涝泵站应运而生。目前常用的

两种泵站，或者占地过多、投资过大，或者闸泵运转不佳、工期过长，无法低碳节能、高效稳定地解决问

题。文章提出了一种基于一体化闸泵的改进型泵站，并系统性分析了其运行方式，基于水闸和水泵的

水下耦合分析，在低碳节能的要求下，提出了相应设计参数的取值规律。此泵站投资小、工期短、对河

流扰动小，在满足防洪排涝需求的同时，进一步实现绿色节能。

关键词：泵站；一体化闸泵；受力分析

前言对闸泵结合型泵站进行改进，实现泵站以低碳节能、高

效稳定为目标进行优化。本文对此提出了一种将水闸

我国内陆很多湖区城市，由于降雨引起河湖水量和水泵分离的一体化闸泵设计，通过设置相互独立的

激增，导致泛滥的洪涝在顶托作用下，出现倒灌难排现两闸一泵，实现泵站所需功能的同时，有效解决上述问

象1-4。为解决此问题，湖区各中小河流中兴建起大量泵题，并通过进一步闸泵耦合运行分析，对水泵设计参数

站[5-10。目前常用的形式分为水闸和泵站分开布置、一

进行了敏感性分析，得出降本增效、节能减排的参数优

体化闸泵这两种形式[5.1-14。分开布置的情况下，工程需

化规律。

扰动堤防，且占地面积巨大，对工程现场生态扰动大，

1一体化泵闸装置改进研究

投资规模也难以优化。而一体化闸泵的方式，形式结构

紧凑，建筑物数量较少，对堤防工程干扰较少、征地少、一般的一体化闸泵如图1所示，主要结构形式为

工程量小等优势，满足功能的同时，更符合“双碳”战略水泵安装在闸门上，并且两者合二为一固定在一起，闸

要求。门同时作为水泵的支撑基础。存在以下问题：由于闸泵

尽管一体化闸优势较多，但仍存在一定问题[16。由固定在一起，任何情况下水泵和水闸都要同时入水，导

致不必要使用水泵的工况水泵也要入水，极大地消减

于工程集中在河道上，导致工程进出水流态复杂[417,

对河道跨度上的空间要求较高[18~19]，同时影响河流生

了水泵的使用寿命；水泵和水闸的固定结构重量较大，

态。水闸和水泵固定在一起的方式使得泵站不论什么起闭力和起闭操作要求比较高；一体化结构复杂，对安

工况都要同时放下水闸和水泵，起吊工程量过大，运行装和使用提出了更高的要求；闸门和水泵的设计关联

过程中结构受力也容易导致闸泵受损。因此，可进一步性较大，不利于结构设计优化。

收稿日期：2023-12-20

作者简介：莫虹惠（2000-），女，湖南衡阳人，硕士研究生，主要研究方向农业水土工程，手机

E-mail:2635443125@。

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莫虹惠，田原玮，许文彬，刘平华，王赞成双碳”目标下一体化闸泵装置改进及水泵设计参数敏感性分析

2闸泵水下耦合过程分析

拦污系统分离式闸泵装置的运行过程关键在于逆水头的稳

智能控制系统

定运行，