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大型灌排泵站更新改造机电设备需求及分析
1 现代泵站工程的机电设备
2 更新改造主要内容
3 我国大中型水泵及配套电动机生产能力
4 我国大中型水泵及配套电动机产品性能、质量对比分析评价
5 大中型水泵机组发展水平及我国与发达国家的差距
6 全国大中型泵站机电设备需求
7 总体评价
1 现代泵站工程的机电设备
大中型泵站是我国水利的重要组成部分。为了合理开发、利用、节约和保护水资源，防治水旱灾害，实现水资源可持续利用，实现传统水利向现代水利转变，必须加速我国现代大中型泵站工程建设。
现代大中型泵站工程是指借鉴我国先进地区和发达国家的先进经验，用现代材料、设备来装备大中型泵站工程，用先进技术、工艺来改造已建大中型泵站工程，用现代科学的经营理念来管理大中型泵站，实施大中型泵站的自动化监控和信息化管理，并改善大中型泵站生产环境，达到安全、可靠、节能、降耗、高效的目的，降低运营成本，服务于社会、促进国民经济和生态环境的可持续发展。
1.1机电设备的基本要求
现代大中型泵站工程机电设备除应满足有关规范中有关规定外，还应符合下列基本要求：
现代大中型泵站工程机电设备应力求设备性能先进、运行稳定、可靠性高、开断容量大、维护检修方便、体积小。
除了要求具有高技术性能指标外，还应具备完备的控制保护功能。对设备在运行中的各种非正常工况，设备应能够自动处理，无需人为干预，还需接收计算机监控网下发的操作控制和调整指令，自动将设备的状态信息传送到计算机监控网。
现代大中型泵站工程机电设备应具智能化，设备应有故障自检系统和专家诊断系统。
设备的选购应优先选用国家推荐的有专业生产能力、经过技术鉴定、同行业使用证明、售后服务优良的系列产品。
新设计的机电设备必须进行试验，经鉴定合格后方可采用。采用国外先进产品时，应有充分论证, 保证安全可靠。
采用先进可靠的装置。大中型泵站机电设备应从根本上杜绝误操作的发生，要求电气设备本身具有可靠的防误功能。新的防误功能应采用微机型防误装置，具有防误功能强、可靠性高、安装维护方便，能有效防止人员的误操作。
机电设备硬件、软件应满足工业标准和数据采集精度及结构化、模块化设计思想，遵循软件独立性、简单性、单入口和单出口、作用域及流水线原则。
现代化大中型泵站应把提高设备的可靠性作为主要目标。大中型泵站除了以水泵为中心的主机组外，还配备了电气设备以及油、气、水系统等辅助设备，通过它们的联合工作才能确保主机组功能的正常发挥。应尽量简化大中型泵站的结构，减少辅助设备，简化油、气、水系统，是提高泵站可靠性的重要途径。
1.2 水泵的技术要求
大中型泵站主水泵的配置除应满足《泵站设计规范》中的有关规定外，还应符合下列要求：
用于现代大中型泵站的水泵既具有较高效率又具有优良抗空蚀性能；新材料、新技术的应用将大幅度地提高水泵的质量和运行的安全性和可靠性。
进一步利用系统工程的观点，开发低扬程、大流量的泵型。综合相关专业技术，工程设计与科学研究并举，建设与管理并重，注重现代技术手段的应用。确保泵性能上的先进性，结构上的独创性、实用性、可靠性，技术上的成功性以及产品的工艺性，在水泵的造价、安装、维修、工程投资、市场竞争能力方面有大的突破。
进一步开发大口径的高压潜水电泵。潜水电泵具有结构简单、土建投资省、维修管理方便、便于自动化控制的优点。随着密封、传动、绝缘技术的发展，在结构形式上，进一步开发新的装置和新的结构形式。
主水泵叶片应采用经计算机设计的高效率模型转轮，水泵效率应不低于88%，空蚀余量应小于12m。
水泵材料应满足高速化的要求,
水泵应具有较高的Q/D(流量/直径比)。水泵的nD(r/min•m)值应不大于500。
随着水泵抗空蚀性能的提高，水泵高速化将是今后发展的必然趋势。随着水泵转速的提高，将使水泵体积更小，重量更轻，泵站的投资更省。
长期以来，由于大型水泵隶属于农用泵系列，泵的材质较差，叶片、叶轮室一般采取铸铁或铸钢制造，抗磨蚀能力差，一般抗空蚀损坏寿命在2000~3000h左右，为了减轻空蚀破坏，主要通过制约泵的转速即限制泵内的流速大小，这就严重制约了水泵的流量和转速的提高。在泵行业，一般规定轴流泵的nD值不超过435。空蚀破坏的因素比较复杂，但nD值过高是一个非常重要的因素。
通过改善泵的材质，提高泵的抗空蚀损坏的能力可以明显提高泵的使用寿命，延长大修周期。提出大型水泵的nD值提高到500，在不增加土建设投资的情况下，可使同样口径的水泵流量增加20%以上，具有非常明显的经济效益。
水泵无故障工作时间要求不少于10 000小时。水泵过流部件耐空蚀工作时间不少于7
000小时。为提高抗空蚀性能，水泵叶轮、叶轮外壳等重要过流部件应采用优质不锈钢制作或采用高强度合金粉末表面预处理技术保护。排除污水的水泵或水中含有腐蚀性介质时，应采用抗腐蚀能力强的有色金属。
应保证叶片、导叶型线的准确性,
实际型线与理论型线之间的误差应不大于2.0%。水泵叶片应采用模压成形叶片或采用仿形铣削加工，导叶采用A3等厚钢板金属冲压成型。
叶片、导叶型线的准确性直接影响水泵的效率高低。目前大型水泵叶片、导叶均采用碳钢浇铸，叶片、导叶表面粗造，制造尺寸误差在5%~8%左右，加上考虑叶片结构强度的原因，叶片厚度均通过加厚处理，特别是叶片根部。因此本条对叶片、导叶的加工制造提出了新的要求，是保证水泵高效、可靠的重要环节。
为延长水泵无故障工作时间，除泵轴应采用不锈钢或喷镀镍铬合金，泵壳采用优质碳钢材料制作外，对泵的导轴承宜采用填充聚四氟乙烯导轴承,
填充聚四氟乙烯导轴承的平均寿命达到15000h。
导轴承是大型轴流泵主要易损件，影响着泵的使用寿命，多年来一直是较难解决的问题，目前我国轴流泵中多数采用橡胶导轴承，橡胶具有吸震性好，但耐腐蚀性比较差，且寿命较短。不能够完全满足泵站的需要。在一些较大的水泵结构中，采用油轴承结构。这种结构型式结构复杂，易于进水、漏油，检修困难。经过多年的试验研究表明，采用填充聚四氟乙烯作为导轴承可行。
聚四氟乙烯具有极其优异的耐腐蚀性能，磨擦系数小、不吸水、不粘、不燃，但也存在着线膨胀系数大，尺寸稳定性差，导热性差，易冷流等缺点。为改善其性能，加入一定量玻纤和石墨等填充剂。填充剂的加人使其耐磨性、硬度、热压强度得到了显著提高，线膨胀系数降低。填充聚四氟乙烯导轴承具有很好的抗腐蚀、抗油性能，能在各种腐蚀性介质中使用。填充聚四氟乙烯导轴承允许运转极限线速度为46m/s。
填充聚四氟乙烯导轴承最大的缺点是不能干转，必须要有清洁水对其进行润滑和冷却。
为达到此目标，水泵可采用RESIDUR轴承，保证起动后在干摩擦状态下运转30秒钟不损坏。
泵站的导轴承主要采用水润滑橡胶轴承、树脂轴承以及油润滑金属轴承，橡胶轴承一旦润滑水中断就会很快烧毁，主机将被迫停机。树脂轴承，需要从外面引注清水润滑。为此，水泵轴承的润滑水系统需要有供水泵、电磁阀、水流传感器及其控制设备。润滑水系统比较复杂，降低了水泵运行的可靠性。近年来，日本研制的一种精细陶瓷轴承取代了以往的橡胶轴承。这种陶瓷轴承允许干摩擦运行，而且含泥沙水流通过时磨损很小。因此，可以取消复杂的润滑水系统，提高了运行可靠性。
在因抽吸含有腐蚀性介质或水中含有泥沙, 要求耐磨蚀性能更高时，可采用RESIDUR轴承。
ESIDUR轴承中加入了碳化硅，碳化硅硬度与钻石相似，能耐1400℃的高温，且能承受热冲击，RESIDUR轴承由泵本身抽送的介质进行润滑、冷却，该轴承几乎无磨损，所以无需维护。由于采用RESIDUR轴承，在磨损介质中过去已达到25000h运行期限的现可以继续延长，这是长期运行的结论。
大中型水泵的轴封部分应采用迷宫式机械密封或采用双重机械密封、浮动环式机械密封等，以替代压盖填料的方法,
提高泵设备的可靠性。
1.3主电动机的技术要求
大中型泵站主电动机的配置除应满足《泵站设计规范》中的有关规定外，还应符合下列要求：
主电动机的容量应按水泵运行可能出现的最大轴功率选配，并留有一定的储备，储备系数宜为l.10~1.05。
在电动机配置技术经济条件相近时，电动机额定电压宜优先选用10kV电压等级。
电动机应采用优质绝缘材料,
定子绝缘材料从A级向B级和F级发展，并采用真空浸漆技术处理。定子铁芯应采用优质高导磁冷轧硅钢片。
为简化机组轴线处理和调整工作,
电动机推力轴承可采用液压或弹性支承结构。电动机支承结构采用弹性金属塑料瓦推力轴承,
不需括瓦、启动力矩小、可热启动、运行可靠性高。
电动机应采用全封闭式结构，采用密闭通风的冷却方式。
在大中型泵站中，异步电机具有结构简单、起动方便、检修容易、价格低的优点，应逐步推广应用。
1.4电气设备的技术要求
1.4.1高压隔离开关的技术要求
隔离开关的结构应简单。在规定的使用条件下，应能承受运行和操作时出现的电气及机械应力而不损坏和误动作。其金属制件（包括闭锁元件），应能耐受氧化而不腐蚀，并能耐受不同材料间的电蚀及材料热胀冷缩造成的附加应力的作用。各螺丝连接部分应防止松动，必要时在结构上应采取补偿措施。
隔离开关接线端子承受的静态机械负荷，其静态安全系数不低于3.5。隔离开关接线端子应配用平板形接线板，端子板应能耐受1
000N·m的弯矩。
隔离开关在短时动态负荷作用下的安全系数应不小于1.7。
隔离开关与断路器之间应有电气闭锁。在风力、重力、地震或操动机构与隔离开关之间的连杆被偶然撞击时，隔离开关应能防止从合闸位置脱开或从分闸位置合闸。
在隔离开关的一侧或两侧应能装配接地刀闸，接地刀闸和主刀闸之问应有机械和电气闭锁。
1.4.2高压断路器的技术要求
选择6~10kV断路器时，应按电动机启动频繁度和短路电流，选用新型电气设备。
高压断路器应优先选用六氟化硫SF
封闭式组合电器(GIS)，GIS具有体积小、组合性强、不易受环境条件影响，运行安全可靠、性能稳定、检修周期长的优点。
六氟化硫SF6断路器在额定操作顺序下连续开断额定短路开断电流而不需检修的次数不少于15次。SF6断路器的年漏气率不大于1％。
六氟化硫SF6断路器应具备高、低气压闭锁装置。
每台SF6断路器应配备一套SF6气体运行监视装置（包括气体密度继电器、压力指示器与温度指示器）。
1.4.3 继电保护及安全自动装置的技术要求
泵站的电力设备和馈电线路均应装设主保护和后备保护。主保护应能准确、快速、可靠地切除被保护区域内的故障；在主保护或断路器拒绝动作时，应分别由元件本身的后备保护或相邻元件的保护装置将故障切除。
动作于跳闸的继电保护应有选择性。前后两级之间的动作时限应相互配合。
泵站主电动机电压母线应装设下列保护:
⑴
带时限电流速断保护整定值应大于1台机组起动、其余机组正常运行和站用电满负荷时的电流值，动作于断开进线断路器。当主电动机母线设有分段断路器时，可设带时限电流速断。
⑵ 低电压保护电压整定值为40％~50％额定电压，时限宜为ls，动作于进线断路器。
⑶ 单相接地故障监视，动作于信号。
⑷ 对电动机相间短路，应采用下列保护方式, 保护装置均应动作于断开电动机断路器。
①对于额定容量为2 000kW以下的电动机，应采用两相式电流速断保护装置。
②对于额定容量为2 000kW及2 000kW以上的电动机，应采用纵联差动保护装置额定容量为2
000kW以下的电动机，当采用两相式电流速断保护装置不能满足灵敏系数要求时，应采用纵联差动保护装置。
电动机应装设低电压保护。电压整定值为40％~50％额定电压，时限宜为0.5s，动作于断开电动机断路器。
当单相接地电流大于5A时，应设单相接地保护。单相接地电流为5~10A时，动作于断开电动机断路器，也可动作于信号；单相接地电流为10A以上时，动作于电动机断路器。
电动机应装设过负荷保护，同步电动机应带两阶时限，第一阶时限动作于信号；第二阶时限动作于断开断路器。异步电动机宜动作于信号，也可断开电动机断路器。动作限均应大于机组起动时间。
同步电动机应装设失步或失磁保护。失步保护应带时限断开电动机断路器。失磁保护应瞬时断开电动机断路器。失步保护可采用下列方式之一：
（1）反应转子回路出现的交流分量。
（2）反应定子电压与电流间相角的变化。
（3）短路比为0.8及0.8以上的电动机采用反应定子过负荷。
机组应设轴承温度升高和过高保护。温度升高动作于信号，温度过高动作于断开电动机断路器。
对中性点直接接地的站用变压器，应在低压侧中性线上装设零序电流保护，且高压侧的过流保护宜采用三相式。当利用高压侧过电流保护来切除低压侧单相接地短路能满足灵敏系数要求时，可不装设零序电流保护。
泵站专用供电线路不应设自动重合闸装置。
站用电备用电源自动投入装置应符合下列要求：
（1）当任一段低压电线失去电压时，应能动作。
（2）必须在失去电压的电线电源断开后，备用电源才允许投入；
（3）备用电源自动投入装置只允许投入一次。
泵站可逆式电机，站、变合一的降压大中型泵站所及静电电容器的保护装置，应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的有关规定。
1.4.4 同步电动机励磁装置的技术要求
为满足大中型泵站综合自动化需要，励磁装置除了要求具有高的技术性能指标外，还应具备完备的控制保护功能。对同步电动机在运行中的各种非正常工况，励磁装置应能够自动处理，无需人为干预，还需接收计算机监控网下发的操作控制和调整指令，将励磁系统的状态信息传送到计算机监控网。
对于3 000kW以上的大中型同步电动机的励磁系统还应具备以下要求和附加功能：
⑴数字电压给定单位频率下端电压限制、过励延时限制、欠励瞬时限制、强励定时限或反时限限制、最大励磁电流瞬时限制、高起始响应强励时强励电流瞬时限制。这些限制功能由励磁调节器自动进行，动作后有信号指示，动作消除后信号自动复归，无需运行人员介入。
⑵在发生电压互感器断线时，励磁调节器应能正确判断，保持发电机正常运行，并发出断线信号，在电压真正下降时能够正确强励。
⑶励磁调节器应具有互相独立的双通道，每个通道均应具备完善的保护和限制功能，两个通道应该有自动跟踪。
对于微机型励磁调节器还应具有更高的要求，硬件、软件应满足工业标准和数据采集精度及结构化、模块化设计思想，遵循软件独立性、简单性、单入口和单出口、作用域及流水线原则。并具有PID、PSS、LOEC(线性最优)及NEC(非线性控制)控制规律的选择。
1.5 高压开关柜的技术要求
大中型泵站应选择现代的高压电器开关柜，安全性、可靠性要好，维修方便，应具有故障自诊断功能。
GBC-40.5型高压电器开关柜,系50HZ单母线系统的户内装置，其最大特点为内置ZN12-40.5手车，该开关所用操作机构采用意大利3AF机构，开关为加强型产品。体积小，重量轻，采用模块式结构，维修极为方便，根据用户要求，手车上亦可配各种型式的操动机构。
JYN1-40.5(Z)移开式金属封闭间隔式开关柜，系50HZ单母线系统的户内装置，其最大特点为内置ZN12-40.5手车，该开关所用操作机构采用意大利3AP机构，开关为加强型产品。体积小，重量轻，采用模块式结构，维修极为方便，根据用户要求，手车上亦可配各种型式的操动机构。
KYN12-40.5户内移开式金属封闭开关设备，适用于三相、交流、50HZ，额定电压40.5KV，户内电力系统中作为变电所及大中型泵站的配电室接受分配电能之用。并对电路具有控制、保护和测量等功能，开关设备广泛应用于一般电力系统。产品满足GB3906-91和IEC298等标准要求。该产品内装ZN12-40.5真空开关，采用意大利3AF机构，整机采用模块式结构，维护极为方便。
GG-1A（F）高压真空开关柜适用于12kV、三相交流50HZ电力系统中作为接受与分配电能之用。该开关柜外型尺寸大，各隔室空间充裕，便于安装和布置各种分装式真空断路器。开关柜安装简单，易于维护，绝缘水平高，运行安全可靠，特别使用于频繁操作的场合
JYN2-12(Z)型移开式交流金属封闭开关柜适用于额定电压12kV、三相交流50Hz、单母线（或单母线分段）系统。作为一般接受和分配电能的户内成套装置，主要用于发电厂送电、电业系统和大中型泵站变电所受电、配电，还可用于控制频繁起动的高压电动机等。
1.6 变频器的技术要求
大中型泵站使用的变频器应具有全自动的调速控制功能，能按照水泵的工况要求进行自动跟踪，并应能进行闭环控制。
(1)采用PIM、IGBT模块，超低噪声运行;
(2)高性能矢量转矩控制和V/F控制技术;
(3)七段速度设定运行，S曲线加减速;
(4)小型化、耐高压、减小损耗、降低EMI; 模块化设计,便于维护管理;
(5)过载能力150%，60秒;
(6)输出频率50~400Hz，频率分辨率0.01Hz;
(7)完善的数字化菜单操作功能;
(8)适用于一般应用负载。高智能、高精度、高性能、高可靠性和最佳的性能价格;
2 更新改造主要内容
为适应水利现代化的要求，大中型泵站机电设备的更新改造必须全面运用现代新材料、新工艺、新设备、新技术，通过更新改造，提高机电设备的质量、性能,；提高泵站主机组和辅助设备运行可靠性、稳定性和安全性；在安全可靠、充分发挥效益的基础上，注重提高泵站装置效率,
降低运行维护成本；结合多年的泵站工程运用情况，提高或降低水泵扬程，适当增加水泵机组容量和流量，求得更经济合理的工程效益和经济效益；以现代化技术改造为目标，采用计算机监控及网络系统，实现大中型泵站运行自动化、工程管理信息化，达到国内一流、国际先进的水平，使之成为功能齐全、结构合理、符合现代风格，机组性能和效率达到先进水平的全新泵站工程。
大中型泵站更新改造项目的内容主要包括：主水泵、主电机改造或更新、新增,
泵站管理的变电设备、电气设备、辅助设备更新、新增,
金属结构及设备改造或更新，高扬程泵站的长距离压力输水管道的改造或更新，新增泵站计算机监控及网络系统实现泵站优化运行、工程管理及办公自动化等。
2.1主水泵
对大型泵站老化严重的、属淘汰产品的水泵实行更新，对经调节后仍不能满足泵站设计参数或不经济的水泵实行更新。凡是属淘汰产品的水泵全部更新为新型高效节能产品；对同一泵站水泵型号不一致的，尽可能更新为同一型号，便于运行维护。对大型泵站老化的、效率低下的、有安全隐患的水泵实行更新或改造。更换损坏严重的零部件，如弯曲变形、磨损严重的主轴，破裂变形的水泵外壳、叶片，磨损严重的主轴承及密封等。对扬程、流量等性能不能满足实际需要的水泵实行更新或改造，选择新型水泵，提高或降低水泵扬程，适当增加水泵机组容量和流量。机泵设备更新考虑使用高效品牌、并经质量认证的产品，在机泵选型上一定要选用高效、低耗的新产品，不宜用旧型号原性能的新设备来代替老设备。应结合实际情况，选择大型潜水电泵和贯流泵。
大型水泵汽蚀损坏十分严重，直接危及泵站安全可靠运行，对新的大型水泵应采用不锈钢叶片或采用相应的抗汽蚀预防措施；对仅进行技术改造的水泵对其叶片、叶轮室要采用相应的抗汽蚀修复和加强措施。
泵型应按更新和改造二种不同情况，并根据泵站多年来实际运行的特征工况合理选择。对改造泵站、扩建泵站原机型不变，但水泵型号应合理更新，可选择不同于原泵比转速、性能更优的水泵，尤其是拆除重建泵站，应选择更合理的机型、水泵型号，并匹配线型合理的进出水流道。
为保证高扬程梯级提水泵站之间的流量配匹，除尽量选择一致的泵型、台数外，对干渠梯级泵站可配套1~2台变频调节机组，实现流量调节的闭环自动调节。
2.2主电机
对定子线圈绝缘老化、定子铁芯铁损大、运行温升高、效率低下、有安全隐患的电机实行更新或改造。凡是属淘汰产品的电机全部更新为新型高效节能产品；对同一泵站电机型号不一致的，尽可能更新改造为同一型号，便于运行维护。结合电机更新改造适当增容；结合变电站的更新改造，在电动机配置技术经济条件相近时，电动机额定电压宜优先选用10kV电压等级。运行时间较短的高压电动机可采用异步电机方案。电动机采用优质绝缘材料，定子绝缘材料从B级向F级发展，并采用真空浸漆技术处理；定子铁芯应采用优质高导磁冷轧硅钢片；电动机采用全封闭式结构和密闭通风的冷却方式；采用弹性金属塑料轴瓦替代巴氏合金轴瓦。
2.3电气设备
对已超过正常使用年限或因其它原因不能正常工作的电气设备及设施进行更新；对接近正常使用年限且存在安全隐患或属国家公布淘汰的电气设备进行更新；对SJL、SL7和S7系列等国家明令淘汰的主变压器、站用变压器进行更新；对属淘汰产品的高、低压开关柜及油开关、隔离开关、断路器、避雷装置等进行更新；对励磁机、硅整流、分离元件模拟量控制的可控硅等励磁装置更换为微机励磁装置；对落后的手动操作控制方式、弱电选线集中控制方式和继电器保护装置等更新为微机综合自动化系统，并对灵敏度低的高低压电流表、电压表、功率表、压力表、示流信号器等表计更换为能与微机接口的数字表计，增加水位、压差、位置、转速、温度等数字传感器，建立泵站计算机监控系统。对油浸式高、低压电缆进行更新，更换高压配电线及绝缘老化的输电线。考虑到安全运行和电气设备更新换代的要求，选用性能良好、可靠性高，功能合理、经济适用、维护检修方便、不易发生误操作，便于运输和安装，能保证运行维护人员人身安全的设备。设计阶段应充分考虑大型泵站的安装使用环境及运行维护条件，当开关柜较少时，也可采用固定式设备。短时运行的泵站应尽量简化无功补偿及自动化设备的配置。
2.4金属结构
大型泵站工程金属结构的更新改造包括拦污、清污设施，断流设施、检修设施等项目的大修或更新等。
对锈蚀严重、变形卡阻的闸门门叶重新制作安装或对其校正，出口无防洪闸门的增设防洪闸门，干渠增建退水闸；对闸门启闭机进行更新改造，泵站检修闸闸门是手动葫芦起吊的，改为电动葫芦起吊；对主厂房内原手动操作的起吊设备改为电动葫芦或电动行车，对大梁变形、超过使用年限的电动行车进行更新或改造；在泵站的各闸门处设置水位信号装置，根据不同工况的需要，实现现地或远程控制；对老化、淘汰的真空破坏阀及控制元件进行更新；对锈蚀严重、变形卡阻的拦污栅重新制作安装或对其校正，增设或更新清污机，增设栅前后水位差传感器，以实现自动清污，保证泵站进水畅通；对严重腐蚀的压力钢管和严重碳化、露筋的混凝土管进行更新，减小管路糙率，消除安全隐患；检修设施更新或增设。
2.5辅助设备
对附属设备及油、气、水等辅助系统设备进行更新改造；对大型泵站起重行车进行更新或大修。
(1)供排水系统：更换淘汰及老化的供排水水泵及电机和锈蚀严重的管路系统及闸阀、表计，更新或增设压力信号器、示流信号器、电磁配压阀、过滤器、报警装置等，对于多泥沙水源的泵站，修复或增设技术供水清水池。
(2)油系统：绝缘油系统增设或更新油处理系统，如油灌、真空滤油机、压力滤油机、齿轮油泵等设施，增设或增补油化验设备，更新锈蚀严重的油管及阀门，更换油路上的灵敏度不高的监控仪表，在油管上增设或更新油压传感器、油位信号装置、报警装置。透平油系统增设或更新油处理系统，如油灌、真空滤油机、压力滤油机、齿轮油泵等设施，增设或增补油化验设备，更新锈蚀严重的油管及阀门，更换油路上的灵敏度不高的监控仪表。压力油系统更新淘汰及老化的高压油泵及电机、储能罐等设备，更新锈蚀严重的油管及阀门，增设电磁阀、电动阀等自动化元件，更换油路上的灵敏度不高的监控仪表。
(3)高、低气系统：更新淘汰及老化的高、低压气机、储气罐等设备，更新锈蚀严重的气管及闸阀、气水分离器、空气过滤器，增设或更新电磁阀、电动阀等自动化元件，更换气路上灵敏度不高的监控仪表。
(4)抽真空系统：更新淘汰及老化的真空泵、管道及闸阀等，增设或更新电磁阀、电动阀等自动化元件，更换灵敏度不高的监控仪表。
2.6泵站计算机监控及网络系统
泵站计算机监控及网络系统一般包括泵站计算机监控系统，泵站视频监控系统，泵站局域网系统，泵站工程管理及办公自动化信息平台，省级（或国家级）水利防汛抗旱广域网终端系统等。泵站计算机监控及网络系统通过各种传感器、视频摄像等手段，全方位采集机组和辅助设备、电气设备及周边设施、水工建筑物和环境的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制泵站内各种设备的运行和操作，实现对泵站的主要设备和输、配电线路的动态监视、测量、自动控制和微机保护，实现泵站机组优化运行、调度通信和视频监控等；借助现代通信、计算机、遥测遥控、图文视讯等先进技术，建立专用的通信传输链路、高效的计算机网络、实时的信息采集网络、动态的远程监视监控网络和实用的专家决策支持系统，配置相关应用软件系统，实现水情、工情信息实时监测、泵站及水工建筑物的远程监视监控、优化调度和工程管理视讯异地会商等现代化、信息化、自动化管理；利用计算机强大的数据处理功能，配置相关应用软件系统，实现泵站工程管理及办公自动化。
3 我国大中型水泵及配套电动机生产能力
总体而言，我国大中型水泵及配套电动机企业（含国外在华合资或独资企业）的生产能力和生产潜力，能够满足正在实施的灌排泵站更新改造。主要表现在以下6个方面：
（1）多年来国民经济其他部门对泵及配套电动机的持续大量需求，使行业的整体生产能力大幅度提高
泵和电动机是典型的通用机电设备，用途遍及国民经济发展的各个主要部门和行业。由于各种原因，相当一段时期以来，除长江三角洲的江苏省和珠江三角洲的广东省等部分地区外，我国其它大部分地区的机电灌排泵站新建和更新改造项目相对较少，对水泵及配套电动机的需求量不大。但多年来，随着我国经济社会的长期持续较快发展，其他诸如电力、矿山、冶金、煤炭、石油、化工、城乡建设、环境保护、跨流域调水（例如南水北调东线工程）等部门和行业，对泵及配套电动机的需求量逐年大幅度增长，为企业扩大生产规模、提高生产能力提供了契机和动力。虽然这些行业所需的泵及配套电动机产品与机电灌排泵站可能有所差异，但企业兴建的厂房、购置的生产设备和不断优化的加工工艺等，大多数可用于生产机电灌排泵站所需的水泵及配套电动机产品。
（2）原有的国内“老牌”生产企业，仍然在行业中发挥着重要作用
随着国有企业体制改革的深入，除少数企业仍保持国有独资企业体制外，大多数原有的泵及配套电动机重点骨干企业的所有制形式、隶属关系、组织结构等都不同程度的发生了变化。企业重组或改制后，大多数企业的主要产品并没有改变，而企业资产得以重新组合，组织管理模式得以优化，生产能力在一定程度上得到提高，因此仍然在行业中发挥着重要作用，是行业中的中坚力量。
（3）国外企业大举挺进中国，对我国泵及配套电动机行业生产能力建设起到了强有力的推动作用
近十几年来，受中国市场对泵及配套电动机需求量增加、生产成本低廉、行业综合基础较好等利好因素驱动，一批国外知名企业以各种不同方式进入我国。通过合资或独资公司，一些国外知名企业将其先进的设计、生产技术和现代经营管理理念带入我国。另外，即使在国内泵站工程项目机电设备采购招投标中，由于合资、独资企业的参与，实际上已不再是国内生产厂家之间的竞争，而是世界范围内的竞争。总之，国外知名企业大举进入中国，使国内企业具有了国际视野，对我国水泵及配套电动机行业的进步和发展以及生产能力建设，起到了强有力的推动作用。
（4）国内民营企业的迅速崛起，为行业发展注入了新的强大动力
在最近不到十年的时间里，国内已经有一批民营企业从生产中小型水泵、电动机做起，逐步进入大中型水泵及配套电动机生产行列。目前，这些企业凭借较雄厚的经济实力、快速灵活的投资决策机制，兴建起高大的厂房和试验设施，购置了先进的大型生产设备，招聘了大批专业技术人员，成为行业中的一股新生力量。
除已经开始生产大中型水泵、电动机的民营企业外，浙沪闽地区一大批实力强大的中小型水泵、电动机民营生产企业，是不可小觑的大中型水泵及配套电动机潜在生产力量。虽然该类民营企业目前以生产中小型水泵、电动机为主，但凭借其多年来积累的经济实力和生产经验，加上快速灵活的投资决策机制，如果与目前尚陷于困境的一些国有大中型水泵、电动机生产企业实行某种形式的联合，短期内即可形成强大的生产能力，是一股不可小觑的潜在生产力量。
（5）较大的产品出口份额，使一批企业的生产能力得以提高
泵及配套电动机生产企业中，产品出口份额较大的企业包括三种类型。一是国外在华独资或合资企业。它们从建立的那一天起，营销目标就不仅仅是中国市场，而全球市场。二是上面提到的浙沪闽地区的一大批中小型水泵及配套电动机生产企业。三是综合实力强、主导产品质量达到国际先进水平的国内企业。较大的产品出口份额，使这批企业具备了扩大生产能力的经济实力和动力。
（6）原材料和外购配套件市场供应充足
同国民经济发展和人民生活所需的其他绝大多数产品一样，生产大中型水泵、电动机所需的钢材、铜材、铸铁、塑料、橡胶等原材料，以及轴承、减速器、机械密封等外购配套件是绝对的买方市场，虽然价格可能会因各种各样的因素有所波动，但市场供应充足，为生产大中型水泵及其配套电动机提供了坚实的物资基础。
4 我国大中型水泵及配套电动机产品性能、质量对比分析评价
4.1 与20世纪80年代以前的产品性能、质量比较
4.1.1单级双吸离心泵
（1）主要改进和提高
①
规格型号增加，性能参数扩展。除原来型谱中规定的切割叶轮直径变型产品外，部分企业采用多次切割叶轮直径方式，使该类泵的性能参数扩展，使用范围扩大。从使用角度讲，泵的性能参数与泵站运行所需的参数越吻合，就越有可能运行在高效区范围内。因此，这样的改进，不仅有利于企业降低制造成本，也有利于用户选择更适宜的产品，提高泵站运行效率。
②
叶轮采用钢板焊接成型技术，性能质量得以提高。某些企业采用钢板焊接离心泵叶轮，代替传统的铸造工艺，使叶轮表面粗糙度、抗泥沙磨损性能和水泵抗汽蚀性能大幅度提高，水泵效率也有所改善。
③
一部分小规格双吸泵由水平中开式改为悬臂式结构，技术经济指标得以提高，造价降低。有企业将一部分小规格双吸泵（进水口直径和/或流量相对较小的泵）改为单吸悬臂式离心泵，不但结构简单、制造成本降低，效率也有所提高。一些小规格泵采用双吸方式，比转速偏小致使效率偏低，采用单吸方式后比转速位于离心泵高效范围内，效率随之提高。
（2）存在的主要问题
自20世纪80年代初对双吸泵进行全国联合设计以来，至今未对其水力性能进行全面系统地研究和改进，即水力模型仍旧是原来的。因此，作为衡量泵自身节能指标的效率值总体上提高幅度不大。
4.1.2大中型轴（混）流泵
（1）主要改进和提高
①
泵的结构形式增加，有利于提高泵站运行效率，减少工程投资。通过自主研发、技术引进或合作生产，制造出斜轴式轴流泵（泵轴的安放角度有15º、30º和45º）、竖井贯流泵、抽芯式斜流泵等新结构大型水泵，并在实际工程中成功应用；水泵和电动机之间加齿轮减速箱的机组也开始少量应用。斜轴泵使泵站进出水流道变直、变短，水力损失减小，提高泵站运行效率，并有利于减小泵房尺寸和土建投资。竖井贯流泵适用于大流量、超低扬程泵站。抽芯式斜流泵安装、维修方便，并有利于减小泵房尺寸、吊装设备荷载和泵站土建工程投资。
②
筛选出一批较优秀的轴流泵水力模型。为保证南水北调东线工程用泵的先进性，有关部门组织对全国近年来开发的轴流泵水力模型进行了同台对比测试。共有27个水力模型（名义比转速550～1600）参加同台测试，从中筛选出优秀水力模型12个，其中单向泵10个，双向泵2个；单向泵各种叶片安装角度下的平均效率83.27%～85.62%（其中7个模型的平均效率超过85%），双向泵平均效率75.19%～75.30%。与我国原有的同类泵水力模型相比，效率提高约2%，流量提高约5%。
③
铸造工艺有所改善，机加工质量进一步提高。近年来，大部分企业添置或更新了生产设备。除常规的大型车床、镗床、刨床和吊装设备外，一些企业还购置了数控车铣床、五轴联动数控加工中心、三坐标测量机、树脂砂造型铸造生产线等金属切削和铸造设备，生产能力和加工精度提高，为保证产品质量奠定了基础。叶轮表面精加工、轴颈硬质合金堆焊、机械密封、聚四氟乙烯水导轴承、轴承温度实时监测装置等新技术、新工艺的应用，为提高泵的效率、可靠性等技术经济指标奠定了基础。
④
叶片安放角调节装置可靠性有所提高。叶片安放角调节装置的作用是根据泵站装置的变化（例如进出口水位变化），对大型轴（混）泵的叶片安放角度进行适时调节，尽可能使泵的流量、扬程等参数符合泵站装置需求，并运行在高效区范围内。叶片安放角调节装置对泵站高效运行、节约能源具有重要意义。由于其结构较复杂，所以是大型轴（混）泵的关键技术之一，也是泵站运行中的一个故障多发点。通过自主创新和技术引进，机械式和液压式两种叶片安放角调节装置的可靠性进一步提高，并在南水北调东线工程等重点工程中成功应用。
⑤
设计、研究手段提高。各企业在水泵设计中普遍采用CAD技术，并采用CFD技术对泵内流场进行分析及对泵效率、汽蚀性能等参数进行预测和评估，技术人员劳动强度降低，产品研究开发工作效率提高。
（2）存在的主要问题
①
水力模型研究总体水平仍比较落后，效率等指标的提高不具有普遍性。近十几年来，国内一直没有对轴（混）流泵水力模型进行全面系统的研究和改进。即使为南水北调东线工程选泵进行的水力模型同台测试，其中大多数优秀水力模型也是由国外在华独资或合资企业提供的，相当一部分国内企业仍然采用以前的水力模型。
②
齿轮减速器的应用普及率偏低。动力传动装置是泵站主机组中除了主水泵和主电动机以外的第三个重要机械装置。如果采用直联传动，在功率相同的条件下，配套电动机的转速越低体积就越大，不但电动机自身造价高，泵房尺寸及相应土建规模也随之加大。采用高速电动机加齿轮减速器传动方案，虽然增加了齿轮减速器，但电动机转速高、体积小、造价低，机组总投资基本持平或略有降低。重要的是，单件设备的尺寸减小，重量降低，泵站总投资大幅度降低（在直联传动方案中，电动机的尺寸、重量通常最大，泵房的尺寸大小由其决定）。因此，国外（例如日本、荷兰、俄罗斯）的低扬程泵站大都采用高速电动机加齿轮减速器传动方案，而我国目前应用较少。
③
缺少实型泵与模型泵之间对应关系的全面系统研究。由于大中型泵站特别是轴（混）泵站的流量、效率等性能参数很难在现场精确检测，所以评价大型轴（混）泵优劣时主要依据其模型泵的测试结果。也就是说，人们常说的大中型水泵效率，实际上是模型泵效率；大中型泵站装置效率，实际上是模型装置效率。到目前为止，实型泵与模型泵之间的加工精度、表面粗糙度等具备怎样的对应关系，实型泵才能真正反映模型泵的性能水平，这个关键问题并没有得到很好解决。
4.1.3潜水轴（混）流泵
（1）主要改进和提高
①
水泵口径（流量）、配套功率和潜水电动机电压等级达到国际先进水平。我国于20世纪80年代末开始研发大中型潜水轴（混）流泵，与国外知名企业基本上同步。目前，国内潜水轴（混）流泵最大出水口直径达1800mm、单机流量15m3/s、电压等级10kV，达到或超过国际同期先进水平。
②
采用行星齿轮减速器，为潜水电泵向大型化发展开辟了新途径。潜水轴（混）流泵的特点是扬程低，因而需要配备低速潜水电动机。但在功率一定的情况下，电动机的转速越低体积就越大，因此电动机的体积大小就成为潜水轴（混）流泵向大型化发展的重要制约因素。采用行星齿轮减速器后，潜水电动机的体积大幅度减小，使潜水轴（混）流泵向大型化发展成为可能。
③
采用多种自动保护功能，运行可靠性提高。许多厂家采用机械密封过热、电动机内腔、油腔和接线腔泄漏保护及防结露等多种自动保护功能，机组运行可靠性得以提高，并有利于实现泵站自动监测控制。
④
研制出移动式潜水泵站，扩大了潜水轴（混）流泵的应用领域。移动式泵站具有转移方便、机动灵活等优点，可以单独使用，也可作为固定式泵站的补充。如果配备足够数量的移动式泵站，就可花很少投资，全面提高现有固定式泵站的防洪排涝标准，因而具有广阔的推广应用前景。
（2）存在的主要问题
现有关于泵站设计、施工安装、运行管理的标准中，有关潜水轴（混）流泵站的内容偏少，不利于潜水轴（混）流泵的推广应用。
4.1.3 配套电动机
（1）主要改进和提高
①
产品规格型号、结构形式齐全，能够满足配套需求。我国的大部分电机生产企业既可生产异步电动机，也可生产同步电动机；既有单速，也有双速和变速；既有380V低压，也有高达10kV的高压；既有常用的立式、卧式，也有专为斜轴式水泵研制的斜轴式；既有功率为数百kW的中型电动机，也有高达1万kW以上的大功率电动机。从规格型号和结构形式上讲，完全可以满足大中型水泵配套需求。
②
产品性能质量有所提高。近年来，许多生产企业广泛采用计算机辅助设计、定子线圈真空整体浸渍处理、树脂砂成型铸造、钢片自动冲剪生产线、二氧化碳气体保护焊、氧化皮喷丸处理、恒温模压机、弹性金属塑料推力轴瓦等一系列新技术、新材料、新设备、新工艺，产品的效率、功率因数、启动转矩，以及机械性能、绝缘性能、外观质量和运行可靠性等都有所提高。
③
企业可按泵站原有的土建配合尺寸定做新型电动机。在泵站更新改造项目中，新更换的电动机安装尺寸是否与泵站的原有土建尺寸吻合，是经常遇到的技术难题。许多电动机生产企业承诺可根据泵站原有的土建配合尺寸定做新型电动机，为大规模的机电灌排泵站更新改造提供了便利。
（2）存在的主要问题
大中型水泵配套电动机存在的主要问题是，部分知名生产企业对排灌泵站更新改造项目热情不高。其原因是与其他部门和行业相比，排灌泵站配套电动机的价格明显偏低。如果企业仍按给其他部门供货所采用的原材料、加工工艺等生产电动机，企业可能就无利可图；如果按低质低价生产供货，又有损企业声誉。
4.2 与国外同类产品性能、质量比较
（1）产品种类、规格型号、结构形式不比国外少
水泵方面，除常规的双吸离心泵、立式和卧式轴（混）流泵外，近年来生产并在工程项目中成功应用了斜轴式轴（混）泵、“抽芯式”轴（混）泵、贯流泵、潜水轴（混）泵等。配套电动机方面，即可生产异步电动机，也可生产同步电动机；既有单速，也有双速和变速；既有380V低压，也有高达10kV的高压；既有常用的立式、卧式，也有专为斜式水泵研制的斜轴式；既有功率为数百kW的中型电动机，也有高达1万kW以上的大功率电动机。可以说，国外已有的适用于大中型机电灌排泵站的水泵及配套电动机，国内都能够生产。
（2）主要企业的大部分产品主要性能指标达到国外先进水平
从产品性能质量水平的视角考虑，可将生产企业划分为三种类型。一是国外知名企业在华建立的独资或合资企业，其产品原本就具有国际先进水平。二是实力强大、长期与国外知名企业合作生产或引进关键技术的国内企业，其产品总体上达到、甚至某些指标超过了国际先进水平。三是一些国内新兴或近期进行了产权改革的企业，这类企业为数众多，其总体技术水平及产品性能质量距国际先进水平尚有一定差距，但这些企业的优势一是决策机制灵活，二是对大中型机电灌排泵站更新改造项目积极性高，因而产品质量可望在近期内赶上国际先进水平。
（3）主要企业的生产设备、加工工艺接近国际先进水平
如前所述，在水泵生产中，许多企业采用铸件树脂砂造型工艺、大泵叶轮表面精加工、轴颈硬质合金堆焊技术等；在电动机生产中，许多企业采用铸件树脂砂造型工艺、定子线圈真空整体浸渍处理、钢片自动冲剪生产线、二氧化碳气体保护焊、氧化皮喷丸处理等。这些生产设备和加工工艺已经达到或接近国际先进水平。
（4）产品可靠性是国内企业的软肋
国内泵站工程项目设备采购时，用户舍国产水泵（不含国外在华独资或合资企业产品）不用而选择进口产品，以及国内企业大中型水泵出口批量仍然较小的其主要原因，是国内产品的可靠性较差。而可靠性差的主要原因通常又不在于叶轮、泵体、泵轴等主要零部件，而是由轴承、密封装置、保护装置（例如潜水泵中的过热保护）等配套件的质量问题引起的。另外，部分企业生产的大型轴（混）泵叶片安放角全调节装置目前仍不过关。
（5）电动机产品与国外知名企业的产品仍有差距
我国电动机产品与国外知名企业的产品在性能、质量等方面相比较，仍存在一定的差距，主要表现为：国外产品绝缘材料质量好、耐压等级高、可靠性高；进口磁性材料的导磁性能更高；进口轴承性能好，寿命长；国外电机效率高、噪声低、振动小，其它性能指标也优于国内产品；国外电动机体积小，运行更稳定；国外电动机设计和制造工艺精细、品质要求高，关键部位细节非常重视，严格按工艺要求加工；国外电动机设计（包括合资企业）的电动机制造成本高，因此售价也高，使用寿命长。
5 大中型水泵机组发展水平及我国与发达国家的差距
5.1 大中型水泵的发展水平
排灌用泵在各国泵类产品的生产和使用中所占的比例较大。对中小型水泵，我国同发达国家一样，有完整的系列；对大中型水泵，性能、规格很难统一，缺乏完整的系列，发达国家的发展水平较高。
5.1.1 离心泵的发展水平
我国农用离心泵主要用于提水灌溉，尤以西北地区灌溉泵站使用较多。
中小型离心泵世界各国都有完整的系列。1975年国际标准化组织（ISO）对压力小于16巴的单级单吸悬壁式离心泵的主要尺寸和性能参数制定了统一的标准，现在包括我国在内的大部分国家都制订和采用了该标准。采用该标准一是可降低金属耗量10～15%，效率可提高2～3%，零部件通用化程度可达90%以上，所以制造成本大为降低，价格相对宜。
目前，我国普通的单级单吸离心泵一般只做到200mm(8′)，最大口径为1200mm(沅江牌立式、48′)。双吸离心泵因其结构合理，性能优良，空蚀性能好，轴布置对称，轴向力平衡，所以很受欢迎。目前，我国生产使用的口径最大的双吸离心泵为1200mm(卧式，48′)。
5.1.2 轴流泵的发展水平
轴流泵是一种流量大、扬程低、结构简单的泵型，它在比转数较宽的范围内效率较高，广泛适用于农田排灌、跨流域调水、火电厂冷却供水及国民经济各相关领域。
轴流泵是叶片泵发展过程中较晚出现的一种泵型，它最早出现于1907年，约比离心泵的面世晚200余年。轴流泵的发展主要是在航空事业发展之后，同其它叶片泵一样，在国外发展较快。目前，中小型轴流泵各国均已系列化生产，大型轴流泵的生产与使用主要出现在日本、荷兰、德国、俄罗斯、美国、英国和奥地利，其中以日本、荷兰和俄罗斯发展最具水平。
日本先后生产了2～4.6 m各种口径的大型轴流泵，其流量为7～50 m3/s，扬程2.1～8.2
m，配套功率为200～4300kW。其中，荏原制作所为爱知县日光川排水站制造的4.6m大型立式全调节轴流泵仍然是世界上目前口径最大的轴流泵。
前苏联生产了用于运河和灌区供水的高扬程大型轴流泵。60年代发展了ОП型系列，口径为1.1～4.5
m不等，扬程最高的达29m，效率为86%左右。其装置形式有卧式、立式和斜式，对低扬程、大流量的轴流泵还采用了贯流式结构。此外，为减小泵站和机组的尺寸，提高效率，俄罗斯还对ОП10-250Г型轴流泵带螺旋形吸入涡壳和压水室进行了研究。俄罗斯研制开发的轴流泵具有转速高、扬程高和流量大等特点，因而在技术方面仍居世界先进水平。
我国在叶片泵制造技术方面尽管落后于西方国家，但自60年代初期从前苏联引入部分技术和水力模型以来，轴流泵的发展非常迅速。目前我国已生产和使用的大型轴流泵口径有1.6、2.0、2.1、2.8、3.0、3.1、4.0、4.5m等，最大的是淮安二站的45CJ-70型轴流泵，口径为4.5m，其装置形式有卧式、立式和斜式，其中以立式居多。大型轴流泵在我国许多领域已获得广泛采用，其中在机电排灌泵站使用量最大，地位十分重要。因此，就大泵的制造能力和使用规模而言，目前我国已进入世界前列。
由于轴流泵在诸多领域中都有重要应用，因而各国都非常关心轴流泵水力模型的研究与开发。目前我国正在推广采用的轴流泵，最高比转速ns=1600左右。近年来俄罗斯正在研究和开发ns=2000～3000的轴流泵水力模型。从目前掌握的资料看，ns=700～1400的水力模型，以荷兰的效率最高，汽蚀性能最好。例如，ns=810和1400的水力模型，效率都是86.5%，汽蚀比转数C值分别达到1666和2231，比其他国家的水力模型都高，而我国最高为1200。
为获得优秀的水力模型，各国都在基础理论和设计方法研究方面加大力度。随着CFD的进步，现在泵内流动的分析和计算，从最初的无粘性计算发展到湍流计算，从二维流场模拟发展到三维流场模拟，从单相流模拟发展到多（两）相流模拟，并进而发展到空化、多相、湍流模拟，另外在水力稳定性、固液两相流和空化流的研究等方面也取得了显著的进展。目前已能实现对水力机械的全流道模拟，这对低扬程、大流量、超高比转数的大型轴流泵装置极有意义。为了使泵的设计更加符合实际需要，近年来日本正在开展逆问题的算法研究，即根据用户对泵的性能要求，通过内部流场计算，求出符合这一性能要求所需的几何参数，确定泵的最佳尺寸和最优组合方案。
尽管轴流泵的发展获得如此进展，但总体而言，技术还较落后。与其他叶片泵相比，结构型式单一，性能不够完善，特别是高扬程轴流泵的性能有时不如混流泵。因此，各国都把改善泵的结构、提高泵的性能、增强其运行的稳定性列为本国研究的重要课题。
5.1.3 混流泵的发展水平
混流泵在农田排灌、防洪排涝、污水处理、电站（燃煤电站、核电站、蓄能电站、潮汐电站）的冷却系统等各个领域有广泛应用。混流泵比转数范围通常为ns=300～500，口径为100～1500mm，有的可达5m（我国已达6m），扬程H=3～30m，有的可达到60m，流量Q=0.3～20m3/s或者更大，转速n
= 100～1450 r/min。
离心泵的水力性能好，但结构复杂。轴流泵适合于大流量、低扬程，其主要优点是结构简单，占地面积小，缺点是小流量区性能不稳定，水力损失和轴功率剧增，高效范围窄，使用范围也不宽，不能在小流量区运行。而混流泵的性能和结构都介于离心泵和轴流泵之间，它兼收离心泵和轴流泵的优点，能避开两者的缺点，但
混流泵的开发、生产和使用与离心泵、轴流泵相比还有一定差距，它的一系列优点还未被人们充分认识，因而应用还不够广泛。目前，加强混流泵的研究和开发非常重要，尤其是要研制空蚀性能好、结构先进、运行平稳的大型混流泵，以适应我国大型泵站更新改造的需要。
关于大型混流泵的结构，目前比较关注的是转子部件的抽芯和叶片的调节机构。从泵站厂房设计和泵的维修来看，采用抽芯式的较好。这种结构又分为转动部件和导叶体一起抽出的和转动部件、导叶体和部分泵体一起抽出的两种。从性能和使用可靠性等方面考虑，虽然后者比前者稍好些，但是在维修方面，前者比后者要节省时间。
叶片调节结构是代表水泵结构先进程度的重要标志。对中小型混流泵，采用半调式；对一些调节机会不多且调节时在较短时间内停泵不影响泵站效益的，可以采用停机全调式；对需要连续运行不能停机的泵站，或者需要降低起动力矩和需要自动操作的泵站，可以采用不停机的全调式结构。
关于混流泵的开发，以后应着重从以下几个方面进行：
（1）扩大混流泵的使用范围。混流泵比轴流泵的效率高，高效区宽，功率变化小，启动功率小，汽蚀性能好，噪声振动小，水位变化适应性好，在同样参数下比轴流泵的转速高、体积小，所以其发展趋势应向离心泵和轴流泵两个各自的方向延伸；另外，混流泵的单级扬程已超过40
m，已进入离心泵性能的范围。从国外情况来看，离心泵的用量在减少，混流泵在延年增加。开发大中型混流泵，使其满足我国大中型泵站更新改造的需要，应该是我们考虑的重点。
（2）在结构方面，除了抽芯式结构和可调式叶片机构外，还应研究其它的结构型式，以适应混流泵的发展要求。
（3）大力开展混流泵水力模型的研究力度，加强混流泵的优化和性能预测的研究工作，其中包括泵内流动损失的研究等。
5.1.4 潜水泵和贯流泵的发展水平
为适应不同环境和条件的需要，潜水泵和贯流泵越来越受到人们的重视，特别是大中型贯流泵，在我国许多地区的低扬程排涝和调水泵站中有着广阔的应用前景。
1、潜水泵
潜水泵是集水泵、电机包括各种监控装置于一体的潜水机组，采用不同的泵型可得到不同的潜水泵，如离心式潜水泵，轴流式潜水泵等，其关键技术在机组的密封部件，在排涝泵站中比较关注的是大中型，特别是低扬程、大流量的轴流式潜水电泵。
采用潜水泵的最大优点是泵房结构简单，土建工程投资少，施工周期短，安装调试以及运行维护和管理都较方便。运行时只需将机组吊入基坑即可，非运行期可将机组吊出，并运至检修间维护。机组本身带有控制和保护装置，不需要配备单独的油气水系统，运行、维护和管理都较方便。
潜水泵在我国发展较快，自上世纪90年代以来，由于密封技术的改进、两次VPI浸渍工艺及高压线圈的防水处理、绝缘电阻的监控、降低温升的技术措施和耦合方式的改进等等，使潜水电泵的可靠性大大提高，应用越来越广泛。目前我国潜水电泵的用量已达到10%左右，但大口径的生产和使用不多。国外还没有口径1.6m以上的大泵，而我国最近几年已经生产和使用了口径1.6m的大型轴流式潜水电泵。大型潜水电泵往往用于低扬程、大流量的场合，由于水泵的转速低，与之配套的电动机转速也低，低转速的电机磁极对数多、体积大，功率因数和效率都很低，设备的造价也较高。尤其是位于泵出口处的电机，庞大的外壳阻碍了水的流动，影响了泵的流量和效率。
近年来，研制了口径1.8m、配套功率800kW的大型潜水轴流泵。该泵将低速直接传动的潜水电机改为用行星齿轮传动的高速电机（磁极由直接传动时的24极变为6极），电机的体积大大减小，不仅减轻了机组的体积和重量，而且因水流绕过电机的灯泡体时较为平顺，流态大大改善，效率有所提高。据初步分析，低速电机的效率一般只有92%，而高速电机的效率可达95%，行星齿轮的效率也在98%左右，故高速电机与齿轮箱的效率乘积一般大于93%。
2、贯流泵
对特低扬程的轴流式泵站，人们倾向于采用斜轴泵或贯流泵。其理由在于：
（1）减少流道阻力，提高泵的装置效率；
（2）立式泵的高度大，采用潜水电泵时，潜水电机部分露出水面；
（3）出口加弯头，造成低驼峰，增加水力损失。
当前，潜水电泵在我国发展较快，积累的经验也多，为潜水贯流泵的研制与开发提供了基础和条件。鉴于国内已有生产大型潜水电泵的经验，潜水电机的密封、散热技术都较成熟，将这些技术应用于贯流泵，可望解决潜水电机的散热、防潮等问题。但是，用潜水电泵技术制造新型贯流泵，仍有以下几个主要问题需要研究解决：
（1）灯泡体水力结构参数优化。传统的贯流泵将电机置于灯泡体内，通风散热条件较差，且灯泡体的体积相对较小，内部传动装置的布置就显得较为困难。一般，通风散热、安装等要求的空间大，但从减小水流阻力、提高流道效率而言，希望其线性合理、体积小，这是一对难以协调的矛盾，需要通过结构优化来解决。
（2）掌握关键部件的动力学特性。要解决相对成熟的潜水电泵卧式安装带来的新问题，必须在详细了解转子动态特性的基础上，充分考虑其结构问题，如转子的受力、挠度、振动和轴承等，以确保产品的可靠性。
（3）采用合适的传动方式。贯流泵机组的传动方式大致可以采用直接传动、行星齿轮间接传动、锥齿轮正交间接传动三种。前者适用于流量不大的贯流泵，其优点是：结构紧凑，可靠性好，传动效率高，振动、噪声小。但是，随着机组流量、功率的加大，电机的体积也越来越大，灯泡体直径过大将影响出水流态，降低流道效率；另外过低的转速，使电机的功率因数下降，不利于电机的运行。因此，直联式机组单机运行的流量不能太大，一般认为在4m3/s以下为宜，特殊情况可达6m3/s。对电机而言，功率越大，体积越大；功率相同时，转速越低，体积越大。而泵的情况是，流量越大，配用的功率越大，要求的转速也越低。两者比较，水泵与电机的匹配是一对矛盾，对此必需从传动装置着手。
将减速机内置在贯流泵内，使得电机、行星减速机、叶轮同轴线，从而可选较高转速的电机，这样可以减小灯泡体的直径，而泵可以做得更大一些。对电机而言，转速高，功率因数也提高，电机制造成本也降低。这种结构的贯流泵，流量可从4m3/s到12.5m3/s。在流量从4m3/s到6m3/s之间时，到底采用直联式，还是采用内置减速机型式，这要具体分析后确定。如果电机功率不是太大，转速不是太低，采用减速机连接就显不出优势，因为多了减速机，有可能增加机组重量、制造成本提高。采用减速机的缺点是结构复杂，设计时应采取多种措施，以确保其可靠性。由于减速机在水中运行，噪声被水吸收，对周围环境无大的影响。采用锥齿轮正交传动，电机可在水面以上，机、泵分开，可选普通立式高速电机，泵内无灯泡体，不存在密封和渗漏问题，这样可避免上述缺点，同时可消除人们对潜水电机可靠性的担心。
(4)关于电机的密封、绝缘和散热。贯流泵制造的关键技术在潜水电机的密封、绝缘和散热，他们直接影响贯流泵使用的可靠性。
关于电机的散热：电机的冷却分内、外二路。外部冷却条件较好,输送的水流直接流过电机外壳，能快速将电机产生的热量带走；内部靠风路，即转子自带的电扇和定子铁心轭部的风道，能使转子和定子绕组端部产生的热量借助内风路的传递，和定子铁心内(包括定子绕组的直线部分及铁心)所产生的热量一起通过机座壁与外部流动的水进行热交换，从而冷却电机。这种方法在电机定子直径较大、热量很难从转子内部通过热传导传到电机外壳时采用，可有效降低电机内部的温度梯度，使最热点与平均温度的温差不致过大。
关于电机的绝缘：贯流泵电机的绝缘可利用相对成熟的潜水电机绝缘工艺，即定子绕组采用F级电磁线，下线后与定子铁芯经二次真空压力浸漆（VPI工艺），第一次浸漆干燥后，再做第二次，以消除第一次浸漆后，绕组漆膜收缩可能产生的细微裂纹。真空压力浸漆时，其真空度达到0.1毫巴，压力达到8个大气压。要求电机有优良的绝缘性能，保证电机定子绕组在浸水72小时后仍能耐压2000V。定子绕组在制造过程中要进行多次耐压试验，在绕组下线、浸漆、整机试验后，最后做出厂的2UN+1000V的耐压试验。
关于电机的密封：机械密封在潜水泵中的应用已非常成熟，除此以外，还可根据使用要求，采用国外公司生产的一种填料型的层状剪切式密封系统。该填料形似胶泥状，具有摩擦系数低和混合体之间分子吸引力小的特点。在轴的旋转过程中，该材料中的纤维会缠绕在轴上，并与轴同步旋转，形成一个“旋转层”，此“旋转层”起到了保护轴的作用，避免了轴的磨损；随着“旋转层”厚度的逐渐增大，转轴对纤维的缠绕能力将逐步减弱，不能与轴缠绕在一起的部分材料，与填料腔内壁保持相对静止，从而形成一个“不动层”，这样摩擦面就出现在填料的层间，而不是在填料与轴之间。
采用这种密封具有以下显著优点：①摩擦系数低，混合体之间分子的吸引力小，轴功率损失小；②摩擦面出现在填料的层间，避免了轴的磨损；③无需冲洗、润滑和冷却，可实现在线修复，无需停机检修，劳动强度降低；④不会发生填料箱的渗漏，密封效果好；⑤免去了配品、配件的多规格、多数量，整个泵站仅需一种配科。
其他措施：与潜水泵使用环境不同，贯流泵机组壳体外部无水，这为贯流泵电机保护采取更多措施提供了有利条件。这包括：①体内采用干式电缆出线，体外无水减少了电缆因绝缘问题引发的故障；②在电机腔内最低处设排水管至体外，避免万一出现渗漏水时对电机造成的威胁；③在电机腔内高处设换气管，并与排水管一道将干燥空气导入、湿气排出，以减少潮湿气体对绝缘的影响；④在叶轮侧动密封与电机腔之间的密封腔内，除设传感器监视渗漏外，还可在密封腔内设放水管，一旦发现有水渗入，一方面可对动密封进行处理，另一方面可将漏水及时排出，以保证电机腔的安全。
5.2 水泵机组配套及其装备水平
5.2.1 调速意义及变速方式
变速调节适用于流量和扬程，尤其是扬程变化幅度较大的泵站。因为相似工况下流量和扬程分别与转速的一、二次方成正比，改变泵的转速可使泵装置在最有利的工况下运行（高效区、防空蚀、避免动力机轻载或过载）。另外，变速调节可改善水泵的起动特性（轴功率与转速的三次方成正比），特别对配有大功率的同步电动机，由于它的起动转矩小，需要采用较大的功率备用系数，即加大了电动机的额外容量，采用低速状态起动后，可选取较小的功率备用系数，适当减小电动机的备用容量，降低泵站的配电装置容量和投资。
变频调速，它是近20多年来发展起来的一种新的调速技术。在发达国家，高压变频技术已比较成熟；在国内，目前已在中小型低压电动机上使用，高压变频技术近年来在电力和化工领域也已获得一定的应用，但其设备费用较高，推广仍有一定困难。
另一种值得研究推广的是采用行星齿轮变速箱，它与普通的齿轮减速箱比,
具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、传动比大、传动效率高、承载能力大等优点，目前已广泛地应用在汽车、坦克、自行火炮、工程机械和履带车辆等机械传动设备中，而在大型泵站中却采用很少。
5.2.2 传动设备及动力机
由于大型水泵泵流量大，因空蚀条件限制，转速一般很低（小于200r/min），如果用电动机直接驱动，显然不经济，也是不合理的。低速大功率电动机的重量和造价，比同功率高速电动机加齿轮减速箱的重量和造价高。由于大功率高速电动机的重量较轻，制造、运输和安装也较方便，特别是将机组分成电动机、齿轮减速箱和水泵三大部分后，使机组的起重荷重减小，不但可降低工程造价，而且拆卸、维修也较方便。
对大流量、低扬程水泵，由于上述原因，在电机与水泵之间采用齿轮减速箱传动的方案是值得推荐的。日本和荷兰等国的绝大部分大型泵站均采用齿轮减速箱传动，这不仅大大降低电动机的重量，而且可以选择标准系列通用的高速电动机，从而大大地降低泵站建设投资。
当前，泵站适于采用的主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和行星齿轮减速器三种。其中，圆柱齿轮减速器的传动轴线平行，结构简单，制造精度容易保证，适用于卧式泵以及电动机与水泵轴线平行的立式泵。圆锥齿轮减速器的传动轴线垂直或成一定角度相交，该类减速器适用于水泵与电动机轴线垂直相交，例如立式泵配卧式电动机，或成一定角度相交，如斜式泵配卧式电动机，但这种减速器的制造和安装比较复杂，成本较高。行星齿轮减速器的动力输入和输出轴在一条轴线上，其传动效率高（单级可达96％～99％），承载能力大，工作平稳，体积和重量比普通齿轮减速器小得多，但是其结构复杂，制造精度要求高，适用于所有泵型，尤其是贯流泵，可减小灯泡体体积。
我国大型排涝泵站因考虑改善电网供电质量，几乎都采用了大型立式同步电动机与水泵直联的唯一配套方式，这种配套方式无疑加大了泵站工程投资，技术、经济上欠合理。
5.3 我国的水泵机组与发达国家的差距
“机电排灌技术是融会近代科技和工业成果生产的水泵、电机、电气等设备以及用于灌溉排水，形成水、机电一体化的技术，是过去50年对我国农田水利发展推动力最大的技术之一。”我国从20世纪60年代开始就陆续研制并投入生产大型水泵，发展于90年代，到本世纪初已初步形成十几个品种，50多种规格，可以满足不同用户的需求。在农业抗灾中取得很大的作用，虽然在技术上一直进行改进，但提高的幅度是有限的，与国际先进制造技术相比还存在相当大的差距。我国生产的大泵与国外的差距主要表现在性能和汽蚀综合特性、机组结构和装置配套水平上。国外泵的性能指标明显优于国内，机组结构、配套方式也丰富多彩。国外大泵生产企业制造出来的泵，一般具有高转速、体积小、重量轻等优点。其流量是我国同口径水泵流量的1.5～2倍。为适应今后用泵高标准、高水准要求，有必要认真分析我国当前的泵站技术，寻找原因，找出差距，以便赶上或超过国际先进水平。
5.3.1 设计技术差距
泵的设计技术有两部分：一是水力设计，二是结构设计。为了使技术设计以及推广应用能得到及时有效保证，必须建立一套完整的产、学、研体系，我国虽然在20世纪80年代建立的这套体系，仍然是很不完善难以适应需要的，市场经济以来，这套体系逐步瓦解，到现在已不复存在，造成产、学、研的严重脱钩。
1、研究的前期投入比较大，而产生的经济效益不显著，或者没有效益，导致企业基本不再从事泵站技术的研究。必须把前期的科研经费装备制造企业，使制造企业产生开发的热情。
2、科研单位目前来看机制还不很适应市场经济，研究的水力模型由于缺少与市场沟通，与企业的产权转换又缺乏协调，研究与开发完全脱节，严重制约了新技术的研究和运用。必须有职能机构进行协调，把科研部门与装备制造企业有机结合起来。
3、我国的市场机制不允许有充足的时间来进行前期研究，项目立项、审批周期长，招投标阶段一般只有1个多月时间，不可能有仔细的论证，中标后留给企业的制造周期也是很短的，限制了深度发展。
4、科研院校研究的模型单纯追求效率，且缺少公正的评定机构对效率进行评定，对结构与强度的研究较少，造成实际运用的困难。因此，目前我们水力元件的水平充其量只能是国际中等水平。必须有计划、有重点扶持科研院校。
国外泵制造企业通常有自己完整的研发机构，项目的研究对象明确有较强的针对性，从立项开始就确定了项目的实施企业，应用地点。通常都要考虑设计费用，这一费用通常要占到总标的20%～25%，因此，国外泵制造企业的研发机构是相当庞大的，其水力研究如流体数值计算、流场分析、三维动态演示、模型测试技术等技术是相当成熟。而我国只有在比较大的科研院校里开展这类工作，而且是处于起步阶段，国内制造企业通常是没有考虑设计费用的，即使有，也是有主管部门配给相关的科研院校，制造企业是拿不到项目前期费用的。
5.3.2 结构设计的落后是主要差距
国外十分重视结构设计，这是因为好的结构设计才能保证水泵作用的充分发挥，不但可以可靠运行，提高效率，还能大大降低原材料消耗，降低造价。我国的结构设计凭经验多，运用理论设计比较少，而国外的设计方法通常采用的是有限元设计法，把泵体分成若干个小单元，进行分析设计，同时在计算机上可以进行演示，模拟出泵运行中各部件的受力情况、应力分布、振动频率等。这些技术在我国大型泵制造业还是空白。
为了赶超世界先进水平，1975年起原国家计委、机械部派人到荷兰、奥地利、日本、德国等十多个国家的大型企业和泵站进行考察，收集了大量的资料，通过与国内的泵站比较，专家们认为，我国泵站技术的主要差距在结构，至少比发达国家落后了30年，体现在：
1、转速高、体积小和重量轻
荷兰已建的600多个泵站，安装了1.2米以上口径的水泵2400多台，其特点是转速高、流量大，在口径相同的情况下，出水量一般是我国的1.5~2倍。日本、奥地利、意大利等国的水泵也有同样的特点，相比之下，我国的水泵就显得笨拙得多。例如荷兰的1.8米的水泵与我国2.8米的水泵的性能相同，而前者的重量为23.1吨，后者则高达48吨。
2、采用齿轮间接传动
荷兰、日本等国的绝大多数大型水泵，在水泵与电机之间都采用齿轮变速箱，配套体积很小的高速电机，如荷兰口径3.6米的贯流式水泵，由于是齿轮变速的设计，配套了高转速的电动机，直径只有1.2米，电机加上齿轮的重量是15吨，倘若用我国的直接传动形式，其电机直径将达到6.1米，重量为49吨；江苏省淮安二站，配套5000千瓦直接传动的电动机，转速为100r/min，直径7米，重量180吨，如果采用齿轮传动形式，将转速由100r/min
升高到1000r/min，则电机直径降为2.4米，重量只有18吨，再加上齿轮的重量45吨，总重也仅达63吨，只达原重的1/3。
3、结构形式多样
荷兰、日本等国水泵形式多样，除了立式、卧式，也有机泵同轴直接传动的，由于多种的形式，水泵结构的不同，泵站厂房小了很多，可以减少很多费用。如荷兰3.6米水泵，泵站厂房高只有20米，而我国3米口径的水泵，泵站厂房就有30米，足足比别人高了10米。
5.3.3制造工艺差距
制造工艺取决于工艺手段和工艺设备。我国大型泵的制造工艺手段还是比较落后的，大型铸件除树脂沙造型比较先进外，就没有更先进的铸造工艺了，而且为了降低成本，一般大型铸件仍为传统的粘土砂工艺。为提高大型件内、外表面的粗糙度，国外的表面涂层工艺运用已相当普及，包括叶片都可以采用表面涂层。我国的其他制造业中也开始采用该种工艺。另外国内的模具通常采用的是木模，而提高铸件表面质量的最好方法是塑料模或金属模，塑料模或金属模铸件制造周期长，制造成本高，但铸件的表面质量却是很好的。
工艺设备上，国外大型泵零部件的加工大多采用数控加工或专机加工，不论批量的大小，为提高大型泵的制造质量，专用工装、工夹使用较多，而国内由于受到泵制造价格因素影响，专用工装、工夹在泵制造成本中一般不予考虑，因此很少使用，专机就更少。如叶片的表面数控加工，20世纪最好的办法是仿型铣，本世纪初才开始采用外协三坐标联动加工，目前已提高为五坐标联动加工，这将使泵的内在质量有着质的提高。因此，国内外大型泵制造差距主要还是制造设备上的差距，众所周知大型设备的投入会造成制造成本的大幅提高，就拿国内泵行业与水轮机行业比较，差距也是相当大的，这也是为什么水轮机比泵价格高的原因所在。以吨位价来分析：水轮机约3.5～4.5万元/吨，而泵为1.5～2.5万元/吨，有时甚至不足1.5万元/吨，国外的吨位价不低于10万元/吨。以3m叶轮直径的泵为例，重量约100吨，市场价约150万，国内同重量的水轮机价约400万，而国外价约1300万，还不包括关税及其他费用。
6 全国大中型泵站机电设备需求
6.1 设备需求及分析
泵站机电设备因机组类型、规模不同，配置亦不同。一般有：主水泵、主电机、电气设备、各种辅机设备、断流设施、压力管道及闸阀、水锤防护设备、泵站综合自动化设施等等。对大型电力排灌泵站，除微机保护系统外，还有微机励磁系统（对同步机）、计算机监控系统和视频系统、机组在线状态检测和故障诊断系统等等。对排灌区域的泵站群和多级泵站，有条件的还应配置区域优化调度系统、区域网络系统等。
由于行业发展的不平衡，不同产品的技术水平（包括技术升级快慢）、市场供求及其价格差别很大。撇开合理的选型配套不谈，总体上讲，当前我国电气产品，如各种输电、变电和配电产品规格型号多、档次多，技术升级相对较快，其产品性能、质量和数量都能较好地满足泵站更新改造需要；中小型水泵和电机都已系列化，而且价廉物美；自动化设备和元件技术升级快，且因市场竞争力强价格便宜，其技术性能、可靠性均能满足泵站使用需要，只是目前泵站自动化装备还处在一种无序状态有待规范。对大型泵站更新改造需要重点关注的，一是大型机组，二是大型金属结构设备，包括拦污清污、清淤设备。大型水泵机组因使用量相对较小，技术要求高，加上行业不景气，技术水平和产品质量总体上落后。大型金属结构设备，缺少相关技术标准，如各种闸门、拍门、拦污栅体、清污机具等，往往现场制作，缺乏专业化生产，质量不稳定。叶片调节机构虽然到了第五代，但因工艺不良，漏油、或连杆拐臂机构长期泡水后失灵，工作可靠性差。同时，也应该肯定，许多设备近些年来技术上的进步所带来的巨大效益。如微机励磁、微机保护，大型同步电机增容改造等，他们在泵站中采用效果很好，该采用的应该尽可能地采用。
根据有关资料统计，列入本次规划更新改造的大型灌溉排水泵站共252处，更新改造其中的骨干泵站和重要泵站1950座，共装机12215台、装机功率302.94万kW、设计流量13955.28m3/s，分别占全国大型灌排泵站总处数的56.0%、总座数的37.39%、总装机功率的53.75%。1950座泵站中，拆除重建671座、改造1279座。
列入本次规划更新改造的252处大型灌溉排水泵站中：
（1）大型灌溉泵站111处、960座、6032台、197.19万kW，装机流量2502.05m3/s；
（2）大型排水泵站33处、143座、999台、19.77kW，装机流量2661.62m3/s；
（3）大型灌排结合泵站108处、847座、5184台、85.97万kW，装机流量8791.61m3/s。
列入本次规划更新改造的252处大型灌排泵站中，单座泵站装机功率或流量达到大型泵站标准的泵站55座，装机816台，装机功率70.47万kW。
2、分区规模
（1）松辽区列入更新改造规划的大型灌排泵站共36处、275座，1555台，装机功率30.63万kW，设计流量2680.10m3/s。其中，拆除重建63座，改造212座。更新改造的36处大型灌排泵站中：大型灌溉泵站共5处，大型排水泵站6处，大型灌排结合泵站25处。
（2）黄河上中游区列入更新改造规划的大型灌排泵站共41处、495座，装机2642台，装机功率133.40万kW，设计流量919.59m3/s。其中，拆除重建242座，改造253座。41处大型泵站中：大型灌溉泵站共40处，大型排涝泵站1处。
（3）黄河下游区列入更新改造规划的大型灌排泵站共8处、34座，装机267台，装机功率4.93万kW，设计流量310.0m3/s。其中，拆除重建8座，更新改造26座。8处大型泵站中：大型灌溉泵站共5处，大型灌排结合泵站3处。
（4）长江上游区列入更新改造规划的大型灌排泵站共9处、49座，装机191台，装机功率3.23万kW，设计流量25.73m3/s。其中，拆除重建33座，更新改造16座。9处大型泵站全部为大型灌溉泵站。
（5）长江中下游区列入更新改造规划的大型灌排泵站共113处、882座，装机6011台，功率102.80万kW，设计流量7145.07m3/s。其中，拆除重建246座，改造636座。113处大型灌排泵站中：大型灌溉泵站共45处，大型排水泵站10处，大型灌排结合泵站58处。
（6）东南沿海区列入更新改造规划的大型灌排泵站共27处，119座，装机800台，装机功率15.61万kW，设计流量1404.39m3/s。其中，拆除重建58处，改造61座。27处大型泵站中：大型灌溉泵站共7处，大型排涝泵站13处，大型灌排结合泵站7处。
（7）海河区列入更新改造规划的大型灌排泵站共18处、96座，装机749台，装机功率12.33万kW，设计流量1470.40m3/s。其中，拆除重建21座，改造75处。18处大型泵站中：大型排水泵站3处，大型灌排结合泵站15处。
更新改造机电设备需求量大约如下：
到2012年，全国252处大型泵站更新改造共需要主要机电设备如下：
主水泵：共需各类水泵7719规格需求量如表6-1所示。
表6-1 大型泵站更新改造主水泵需求量表
泵站类别水 泵（台）
轴流泵（出口直径mm）混流泵（出口直径mm）离心泵（进口直径mm）合计 （台）
1600
及以上1590～650600以下1600及以上1590～650600以下800及以上750～500450以下
排涝321 3225 508 114 274 85 19 22 79 4623
灌溉26 210 58 1 103 30 612 841 1214 3096
合计347 3435 566 114 377 114 631 863 1294 7719
电动机：共需各类电动机7698规格需求量如表6-2所示。
变压器：共需各类变压器2270种规格需求量如表6-2所示。
表6-2 大型泵站更新改造电动机、变压器需求量表
泵站
类别电 动 机（台）变压器（台）
同步电机异步电机合计
（台）10000kVA
及以上9900～1000kVA990kVA
以下合计
(台)
800 kW及以上790 kW
以下800 kW
及以上790～200 kW190 kW
以下
排涝438 118 40 878 3201 4668 22 443 813 1349
灌溉207 100 139 1626 958 3030 26 329 567 921
合计645 218 179 2504 4159 7698 47 772 1380 2270
电气设备：共需高低压开关柜12847台，电容补偿柜2820台，微机保护盘1126台，直流屏1274台，各种规格需求量如表6-3所示。
计算机监控系统：共需计算机监控系统1007套，需求量如表5-3所示。
清污机：共需清污机1836台，需求量如表6-3所示。
表6-3 大型泵站更新改造电气设备需求量表
泵站类别开关柜(台)电容 补偿柜(台)励磁盘(台)微机 保护屏(台)直流屏(台)计算机
监控 系统 (套)电动行车(台)启闭机(台)清污机(台)
高压低压20t 及以上20t 以下
排涝1811 4992 1787 644 830 868 468 60 653 2411 881
灌溉3133 2910 1033 482 942 406 539 36 510 1306 955
合计4945 7902 2820 1126 1773 1274 1007 96 1162 3717
1836
长江中下游及珠江三角洲地区湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和珠江三角洲地区的广东等7省低扬程排涝泵站，规划更新改造主要机电设备：水泵4689台，电动机4613台，变压器1434台，高低压开关柜6510台，电容补偿柜1402台，励磁屏716面，微机保护盘832台，直流屏910台，计算机监控系统422套，辅助设备1544套，起重行车1054台，启闭机1850台，清污机987台。
黄河上中游地区的陕西、甘肃、宁夏、山西、内蒙古5个省（区），规划更新改造主要机电设备：水泵1744台，电动机1730台，变压器594台，高低压开关柜3740台，电容补偿柜414台，励磁屏299面，微机保护盘756台，直流屏316台，计算机监控系统1091套，辅助设备274套，起重行车264台，启闭机714台，清污机537台。
其它地区黑龙江、吉林、辽宁等12个省（区、市），规划更新改造主要机电设备：水泵1125台，电动机1141台，变压器387台，高低压开关柜2595台，电容补偿柜574台，励磁屏110面，微机保护盘225台，直流屏100台，计算机监控系统313套，辅助设备406套，起重行车256台，启闭机847台，清污机485台。
6.2 国内厂家生产能力
我国共有水泵生产厂2000多家，其中具有一定生产能力(年产量1000台以上)的水泵厂有500家左右。生产排灌用泵的厂家约在300家左右，年生产排灌用泵50万台。具有大中型排灌用泵生产能力的厂家约在50家左右，其中上海KSB泵有限公司（原上海水泵厂）、上海凯泉、连成、东方；无锡市锡泵制造有限公司（原无锡水泵厂）、江苏亚太泵业有限公司、高邮水泵厂有限责任公司、长沙通大集团有限公司（原长沙水泵厂）、湖南天一科技股份有限公司、沈阳水泵厂、石家庄水泵厂等生产大中型排灌用泵的能力较强，年生产大型水泵约1500台。
我国大中型机电排灌泵站使用的电动机一般是异步电动机和同步电动机两种。目前，我国生产大型异步电动机和大型同步电动机的厂家很多，生产能力也很大。生产大型异步电动机具有代表性的厂家有哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电机股份有限公司、上海电机厂有限公司、兰州电机集团有限责任公司、北京重型电机厂、沈阳电机股份有限公司、南京汽轮电机（集团）有限责任公司、湘潭电机集团有限公司、淄博牵引电机（集团）股份有限公司、湖北阳光电气股份有限公司（原湖北第二电机厂）、遂昌动力测试设备厂、江西电机有限责任公司、洛阳发电设备厂等。
生产大型同步电动机具有代表性的厂家有哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电机股份有限公司、上海电机厂有限公司、兰州电机集团有限责任公司、大连电机厂、沈阳电机股份有限公司、天津发电设备总厂、山东齐鲁电机制造有限公司、南京汽轮电机（集团）有限责任公司、昆明电机有限责任公司、湘潭电机集团有限公司、江西电机有限责任公司、淄博牵引电机（集团）股份有限公司、湖北阳光电气股份有限公司、北京重型电机厂、合肥电机厂、武汉汽轮发电机厂、杭州杭发集团等。
目前，我国大中型电动机的科研、技术水平、设计水平、制造工艺水平，以及生产能力等与发达国家差距不大，能满足大中型机电排灌泵站更新改造的需求。
泵站其它机电设备主要有主变压器等高压变电设备，高压开关柜、低压开关柜、站用变压器、励磁装置、控制保护、测量等电气设计算机监控系统，油、气、水、抽真空等辅机设备，目前国内生产厂家很多，品种型号齐全，除泵站计算机监控系统外均有国颁或部颁设计、制造、安装、验收标准，生产能力均很大，能满足大中型泵站机电设备更新改造的需求。泵站计算机监控系统可参照水电行业和其他行业的计算机监控标准执行，泵站计算机监控系统与水电站计算机监控系统的原理、结构、监控对象等基本相同，凡是设计、制造过水电站计算机监控系统的厂家，均能生产泵站计算机监控系统。
7 总体评价
通过上面的对比分析可以看出，20多年来，我国大中型水泵及配套电动机行业取得了长足的发展和进步，与国际先进水平的差距不断缩小，但也存在一些不容忽视的问题。简要总结如下：
1）取得的主要进展
（1）大中型水泵及配套电动机的品种、规格型号和结构形式明显增加
一是大中型轴（混）泵，在原有立式和卧式的基础上，研发、生产出斜轴式轴（混）泵、“抽芯式”轴（混）泵、贯流泵等。二是采用多次切割叶轮直径方式，使双吸离心泵的性能参数扩展，使用范围扩大。三是与国外知名企业同步研发、生产大中型潜水轴（混）流泵，出水口直径（流量）、配套功率、电压等级等技术指标达到国际先进水平。四是配套电动机，在原有立式、卧式、单速、双速的基础上，研发、生产出斜轴式电动机和调速电动机。
（2）新材料、新设备、新工艺的应用，使产品质量得以提高
在水泵生产中，许多企业采用铸件树脂砂造型工艺、大泵叶轮表面精加工、过流表面涂覆、轴颈硬质合金堆焊技术等；在电动机生产中，许多企业采用铸件树脂砂造型工艺、定子线圈真空整体浸渍处理、钢片自动冲剪生产线、二氧化碳气体保护焊、氧化皮喷丸处理等。这些新材料、新设备、新工艺的应用，对提高产品质量起到了有力的推动作用。
（3）关键外购件研发及质量水平的提高，促进了行业的发展
在大中型水泵及配套电动机生产中，一些关键外协配套件的性能、质量水平严重影响整体产品的质量水平。近年来，随着我国机电工业整体技术水平的提高，大中型水泵、电动机所需一些配套件，例如聚四氟乙烯水导轴承、耐磨机械密封、大功率行星齿轮减速器、热敏保护装置、智能控制系统等相继出现，对大中型水泵及配套电动机行业发展和产品质量水平提高，起到了有力的促进作用。
（4）企业检测实验手段进一步完善
20年前，大型水泵性能检测实验装置（系统）只有在科研院所、国家检测部门才能看到。近年来，许多水泵生产厂家都非常重视实验室建设，投入大量资金兴建高水平的实验检测装置，大多数厂家都能对自己的产品进行全性能出厂实验。
（5）企业技术力量得以加强，新产品开发水平有所提高
20年前，水泵生产企业的新产品、新技术、新工艺大都来自科研院所和高等院校。近年来，我国在大中型水泵新产品、新技术开发上几乎没有投入科研经费。这一方面造成了科研院所、高等院校从事大中型水泵研究人才的流失，另一方面促进了企业自身技术队伍的建设。目前，规模较大的企业都有一支水平较高的技术队伍。虽然企业自身的技术力量一般都不具备开发系列新产品，对产品进行更新换代的能力，但他们大都在制造技术、新材料新工艺应用方面，具有科研院所、高等院校不可比拟的市场敏感性和实践经验。
2）存在的差距及问题
（1）水力模型研究总体水平落后
水泵设计技术包括水力设计和结构设计两大部分。水泵的流量、扬程是否符合要求，效率高低，汽蚀性能优劣，主要取决于水力设计；而运行可靠性、使用寿命等则主要取决于结构设计。
除了从国外引进的少量先进水力模型外，我国绝大部分水泵生产企业目前采用的仍然是20世纪70～80年代全国联合设计时开发研制的水力模型。这些水力模型在当时可能是先进的，但20年过去了就很难谈上先进，或者说已远远地落在了后面。
造成这种局面的原因是多方面的。进行水泵水力模型研究，前期投入大，直接经济效益不显著，需要的时间也比较长。“九五”以后，国家相关部门几乎没有设立水泵水力模型研究纵向课题，科研院所、高等院校的积极性自然不高。企业不愿意在这方面投入大量人力和物力，企业重视的是生产和销售环节。目前，企业开发新产品大都采用相似换算设计法，将小泵水力模型换算为大泵，将卧式泵水力模型用在立式泵上，将普通离心泵改为管道泵、潜水泵等。相似换算设计法最多只能达到原水力模型的效率和汽蚀性能指标，很难有所提高。另外，重点设备采购项目大都实行招投标制，企业尚未确定中标时，不愿意投入人力和资金；一旦确定中标，时间紧迫，往往来不及在水力模型这样的基础工作上下功夫。
（2）技术队伍涣散，技术力量薄弱
受国家及各级政府纵向课题经费投入不足、科研院所改制、从事基础科学研究经济效益差等因素的影响，原来组织水泵全国联合设计的三个科研院所（沈阳水泵研究所、合肥通用机械研究所和中国农业机械化科学研究院）人才严重流失，呈现出青黄不接的局面。多年来，国家一直提倡并鼓励企业成为技术创新主体，但受地域、行业收入差别、传统观念等诸多因素影响，目前我国的水泵生产企业仍然存在高水平技术人员“进人难、留人更难”的尴尬局面。总体上看，近年来我国水泵行业的技术队伍和技术力量，非但没有增强，还有所减少和削弱。
（3）一部分企业的制造水平有待提高
过流部件的表面粗糙度严重影响水泵的性能参数和技术经济指标。目前采用大型铸件树脂砂造型、大中型水泵叶轮精加工、过流表面涂覆等先进工艺技术的企业还为数不多，相当一部分企业还需要添加这些设备，并在生产过程中广泛采用。
（4）过分偏离的行业价差严重制约排灌泵站用大中型水泵及配套电动机行业发展
与大中型水泵、电动机最相近的水轮发电机行业进行简要对比，就可以看出两者间的明显反差。以大中型水泵和水轮机为例，按每吨价格计算，近年来水泵为2.5万～4.0万元/吨，水轮机为4.0万～16万元/吨。一台叶轮直径为3m的水泵，重约100吨，市场价约为300万元；而相同重量的水轮机的价格为400万元，国外价格更高达1300万元（不包括关税及其他费用）。价格是市场经济的杠杆。人们总是抱怨水泵加工精度低，材料质量差，密封不采用先进工艺和技术等。作为水泵生产企业，不是不了解或不愿意采用这些新技术、新材料和新工艺，而是价格使然。从经济效益考虑，他们显然更愿意生产水轮机。因此，部分知名企业对于为目前正在进行的大型灌排泵站更新改造项目提供配套电动机，表示出“有感情但无激情”的暧昧态度。
综上所述，要进一步提高我国大中型灌排泵站用水泵及配套电动机产品的技术性能，需政府、企业和项目单位的共同努力。 |
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