万家寨引黄工程总干二级泵站气系统设计

科技情报开发与经济　文章编号：１００５—６０３３（２００６）２２—０２９３～０２　ＳＣＩ—ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＩ￣Ｆ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２００６年第ｌ６卷第２２期　收稿日期：２００６—０６—１７　万家寨引黄工程总干二级泵站气系统设计　张敏杰　（水利部山西水利水电勘测设计研究院，山西太原，０３００２４）　摘要：万家寨引黄工程总干二级泵站为地下式厂房泵站，气系统是泵站辅助设计中　重要的组成部分。介绍了气系统设计中空压机和气罐选择与布置，管路、仪表、阀门的　布置．以及压缩空气系统的自动控制设计。　关键词：引黄工程；二级泵站；气系统设计　中图分类号：ＴＶ６７５　文献标识码：Ａ　２．１空压机和气罐选择　１工程概况　总干二级泵站气系统全部为低压压缩空气供气。根据机组制造厂家　万家寨引黄工程位于山西省西北部，由万家寨水库、总干线、南干　提供的机组和各用气部门的总用气量，计算出空压机的容量和台数，最　线、北干线、连接段５部分组成，建成后向太原、大同、朔州三地供水，年　后选用３台型号为ｓＡ一２２ＯＡ的固定式空压机和２台移动式空压机。固　引水量为ｌ２亿Ｉｎ　。　定式空压机设计　：作压力为ＯＩ８Ｏ　ＭＰａ，其中２台工作，ｌ台备用。工作空　位于总干线首部的二级泵站为地下式厂房泵站。一期工程选用的水　压机与备用空压机通过ＰＬＣ定期自动轮换，固定式空压机主要用于机组　泵机组为从日本进口的单级立式离心泵，单机设计流量为６．４５　ｍ３／ｓ，设　制动和主轴检修密封用气。通过计算选用４个气罐，分别是３个３　ｍ，气　计扬程为１４０　Ｉｎ，配套功率１２　ＭＷ。该泵是一种高扬程、大流量的水泵。　罐和１个ｌ　ｍ　气罐，设计压力均为Ｏ．８０　ＭＰａ。２台移动式空压机，设计工　作压力为Ｏ．８０　ＭＰａ，主要用于检修风动工具用气和维护吹扫辅助用气，　２气系统设计任务　移动式空压机平时放置在安装现场，使用时可方便地搬运。　２．２空压机和气罐的布置　泵站的用气部门主要有机组制动用气、主轴检修密封用气、检修风　空压机室和气罐室布置在主厂房水泵层左侧副厂房。这样布置主要　动用气和维护吹扫用气。　是因为用气设备大都在水泵层，诸如主轴检修密封供气和水泵层吹扫用　布置，锚索的间距为２　０００ｍｍ，排距为４　０００ｍｍ，在楔形体薄的地方，加　打锚杆。在加大支护密度的同时，在废弃巷道内支放一些木垛。在楔形体　应力高的地方，术垛的密度大一些。尤其在楔形体尖端部位，用木垛把废　弃巷道口堵死。　４结语　（１）掘进遇大断层，应用锚梁支护技术，采取后退挑顶过大断层方　图４应力曲线　法，具有技术上可行、经济上合理的优点。　道顶板采用全螺纹钢筋等强树脂锚杆和锚索支护，锚杆直径为２０　ｍｍ，　（２）应用锚梁支护技术保持了断层面附近顶板完整不受破坏，锚梁　长度２　０００　ｉｆｌｍ。锚杆孔径为２８　Ｆｉｌｍ，每孔使用３卷直径２０　ｍｍ的　网直接支护顶板岩体，保证了顶板稳定性，支护效果好。　ＺＫ２３３５０型树脂锚固剂。两帮采用直径为１　８　ｍｍ塑料涨壳式锚杆，长度　（３）应用锚梁支护技术，加强楔形体的整体性，提高了楔形体的抗压　ｌ　８００　ｍｍ。顶、帮均铺金属菱形网，并压直径为１２　ｍｉｌｌ圆钢自制加工而成　能力。应用木垛支护，减小了楔形体的跨距，提高了楔形体的抗弯能力，　的梯梁钢带。锚杆设计密度为间距７００　ｍｍ、排距６００　ｍｍ。锚索间距２　０００　提高了木垛支护强度，保证了上部巷道底板的稳定性，支护效果好。　ｍｍ，排距５　０００ｍｍ，长度６０００ｍｍ～８０００ｍｉｌｌ。锚杆托板为１５０ｍｍｘｌ５０　（责任编辑：薛培荣）　ｍｉｎｘ８ｍｍ的鼓形托板。　废弃巷道的支护：废弃巷道最安全的支护方法是把巷道全部填充，　第一作者简介：王宏明，男，１９６８年８月生，１９９２年毕业于太原理工　但是工程量很大，需要很多的人力和物力，很不现实。巷道原来用锚梁网　大学矿业工程学院，工程师，太原东山煤矿有限责任公司生产技术科，山　支护，可以充分利用这一条件，在楔形体厚的地方加一些锚索。锚索双行　西省太原市，０３００４３，　Ｔｈｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｐａｓｓｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｎｏ．１　Ｆａｕｌｔ　ｂｙ　７１２０６　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｔｕｎｎｅｌ　ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｍｉｎｇ　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｑ￣ｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｒｏｏｆ　ｗａｌｌ－ｒｏｃｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｆｏｏｔｗａｌｌ　ｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ＳＯｌＶｅＳ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔ　ｆａｕｌｔ；ａｎｄ　ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｗｅｄｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ａｂａｎｄｏｎｅｄ　ｔｕｎｎｅｌ，ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈ）ｗｅｒ　ａｂａｎｄｏｎｅｄ　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ｔｕｎｎｅｌ　ｆｌｏｏｒ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ｇｒｅａｔ　ｆａｕｌｔ；ｔｕｎｎｅｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ；ａｎｃｈｏｒ　ｂｅａｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　２９３　维普资讯 http://www.cqvip.com

张敏杰万家寨引黄工程总干二级泵站气系统设计　本刊Ｅ－ｍａｉｈｂｊｂ＠ｍａｉｌ．ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ　经验交流　气，减少了供气管路穿墙和楼板的次数。　表１　系统自动操作要求表　固定式空压机是无基础的箱式空压机，在箱体上设有ＬＥＤ显示屏，　元件名称　型号　整定值／ＭＰａ　动作要求　可以通过显示屏直接输入数据和查看数值，机内有ＬＣＵ，实现了自动控　接点压力表　１ＪＹ　Ｏ．６５　．８Ｏ　１　，２　工作空压机启动，停机　制油水分离器和汽水分离器运行，也为自动运行提供了更好的条件。这　接点压力表　２ＪＹ　Ｏ．６０／０．８Ｏ　３・备用空压机启动，停机　种空压机安装时没有地脚螺栓，只需把空压机放于基础槽钢之上，找平　接点压力表　３ＪＹ　Ｏ．５５ｍ．８５　发出报警信号　后焊牢空压机基础和槽钢基础，省去了以前空压机安装时要安地脚螺栓　两位四通换向阀　１ＤＫ　和浇二期砼的诸多事情。３台空压机呈一字型布置，与ＰＬＣ柜布置在同　压力信号器　１ＹＸ　控制泵组制动柜供气　一个房间，空压机之间留有一定的间距，以便查看和检修之用。４个气罐　压力信号器　２ＹＸ　布置在与空压机相邻的气罐室，也呈一字型布置。在每一个空压机和气　两位四通换向阀　１ＤＫ　罐的砼顶板内预埋锚钩，便于安装和检修设备之用。　压力信号器　ｌＹＸ　控制泵组制动闸恢复供气　２－３管路及仪表阀门的布置　压力信号器　２ＹＸ　每台空压机自带有压力信号器、电磁阀和止回阀，在每台空压机的　压力信号器　３ＹＸ　主轴检修密封气压消失，可开机　出气管上设有一个汽水分离器，汽水分离器排水管与地板中预埋的排水　Ｏ．６５，０．８Ｏ　ｌ・　２　工作空压机启动，停机　管连接起来，手动开启排水管上的截止阀，水通过排水管排至集水井。　压力变送器　Ｏ．６０，０．８Ｏ　３・备用空压机启动，停机　每个气罐上布置有一个进气口，一个出气口，罐底有一个排污口，排　Ｏ．５５，ｏ．８５　发出报警信号　污管与地板中预埋的排污管相连，手动开启排污管上的截止阀排污自流　空压机也启动，一起向气罐供气，当压力达到Ｏ．８Ｏ　ＭＰａ时，压力表指针与　到集水井。另外在气罐的顶部安装有一个安全阀，当罐内的压力超过设　上限指针自动接通，能过ＰＬＣ使３台空压机同时关机；第三只压力表的整　计压力时自动排气。在气罐中部外壁安装有一个压力表，可以直观地看　定值为０．５５　ＭＰａ－Ｏ．８５　ＭＰａ，它表示当气罐的压力降到０．６０　ＭＰａ时，尽管３　到罐中空气的压力。３台空压机供气管在空压机室合并成一根主管穿墙　台空压机都已启动，但压力还在降低，当压力降至Ｏ　５ＭＰａ时，压力表指　后又分成２根供气管，一根只供给１　ｍ　的气罐，另一根供气管通过３根　针与下限指针自动接通，通过ＰＬＣ发出报警信号，并通过中控室来显示，　支管分别供给３个３ｉ１１，的气罐，在这根管上装有一止回阀，防止压缩空　要求工作人员到现场排除故障，或者当气罐压力达到０．８０ＭＰａ时，空压机　气倒灌。１　ｍ，气罐只供给主厂房水泵层检修维护用气和安装间检修风动　仍未关机，致使压力继续上升，当达到０，８５　ＭＰａ时，压力表指针与上限指　用气和维护吹扫用气。具体管路布置为供气管从气罐室穿墙而出后沿空　针自动接通，同样通过ＰＬＣ发出报警信号，并通过中控室来显示，要求工　压机室外墙布设，在主厂房水泵层出水侧墙布设一根主供气管，然后与　作人员到现场排除故障。在３个３　ｎｌ　气罐供气总管上安装有一个压力变　预埋在墙中的供气管相连，向上至安装间。水泵层每２台泵共用一根检　送器，与空压机室ＰＬＣ相接，在其显示屏上可直接读出当前的压力值。它　修供气支管，所以在水泵层出水侧墙上共有５个检修供气支管，每个支　作为一旦ｌ　气罐故障检修时，因３只电接点压力表暂不能投入使用，可　管的末端安装有快速接头，使用时可方便快速地与吹扫软管相连。这些　直接通过ＰＬＣ控制工作空压机和备用空压机的启动和关机，同样能达到３　气管都用角钢做成的管架固定，管架通过膨胀螺栓固定在侧墙上。　只电接点压力表所具有的控制功能。每个气罐的进气管和供气罐上安装有　３个３ｍ，的气罐出气支管合并成一根总管，具体管路布置为制动供　截止阀，当一个气罐关阀检修时，并不会影响其余气罐的正常运行。所有空　气总管穿过气罐室沿水泵层顶壁布设，与顶壁预埋的每台机的制动供气　压机的工作状态都能通过ＰＬＣ反映到中控室，值班人员可直接观察到运　支管相连，通过制动控制柜与机组相连，沿顶壁的管路用角钢制成的吊　行情况。在制动柜内安装有一个两位四通换向阀和２个压力信号器，它们　架固定，吊架用膨胀螺栓固定在水泵层顶壁。　共同控制机组的制动。当停机后，机组转速降到额定转速的３Ｏ％（ｎ＝ｌ８０　２．４自动控制设计　ｒ／ａｒｉｎ）时，换向阀制动侧腔开始迅速充气，顶起风闸刹车。　总干线二级泵站压缩空气系统要求实现自动控制，所以设计在１　ｍ　当机组停机时，主轴密封清水系统停止，这时检修供气开始启动。它　气罐的供气管上安装有３只电接点压力表，与空压机室的ＰＬＣ相连，通　们通过在主轴检修密封管上的一个压力信号器来控制，当主轴检修密封　过ＰＬＣ实现了自动控制空压机的开机与关机，并在ＰＬＣ盘的显示屏上　气压消失后，这个压力信号器发出信号，这时具备了开机的必要条件。　直观地表示每台机的工作状态，以及运行时间等其他数据。ＰＬＣ还对３　台机定期自动轮换为工作机或备用机，而且始终保持有２台工作机和一　３结语　台备用机的状态，具体情况见表１。　３只电接点压力表中，第一只压力表的整定值为Ｏ．６５　ＭＰａ—Ｏ．８０　万家寨引黄工程总干二级泵站压缩空气系统在业主的精心安排下，　ＭＰａ，它表示当气罐的压力降到０．６５　ＭＰａ时，压力表指针与下限指针自　经过设计单位、施工单位和监理单位的密切配合，精心施工，到２００１年　ｌＯ月底已全部安装调试完毕，在１１月各泵站首台机组试通水时已经正　动接通，通过ＰＬＣ自动启动１　和２　工作空压机，当气罐压力升到Ｏ．８Ｏ　ＭＰａ时，压力表指针与上限指针自动接通，通过ＰＬＣ自动关闭１　和２　工　常投入使用，能够实现自动化操作。　（责任编辑：薛培荣）　作空压机；第二只压力表的整定值为Ｏ．６０　ＭＰａ￣Ｏ．８０　ＭＰａ，它表示当气罐　的压力降到Ｏ．６５ＭＰａ时，１　和２　工作空压机已经启动，但气罐压力还在　第一作者简介：张敏杰。男，１９７３年４月生，１９９７年毕业于中国农业　下降，当压力降至Ｏ．６ＯＭＰ且时，压力表指针与下限指针自动接通，３　备用　大学，工程师，水利部山西水利水电勘测设计研究院，山西省太原市迎泽　西大街３９号，０３００２４．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｇａｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｔｒｕｎｋ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｐｕｍｐ　Ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｗａｎｊｉａｚｈａｉ　ＹＲＤＰ（Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）　ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎ－ｊｉｅ　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｔｒｕｎｋ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｐｕｍｐ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗａｎｊｉａｚｈａｉ　ＹＲＤＰ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｗｏｒｋｈｏｕｓｅ　ｐｕｍｐ　ｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｓｓｉｓｔａｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｕｍｐ　ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ａｎｄｔｈｅ　ａｉｒ　ｔａｎｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　．ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ，ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｖａｌｖｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ＹＲＤＰ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｐｕｍｐ　ｓｔａｔｉｏｎｓ；ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍ