第一节 机电灌排建设

一、 泵 站 建 设

民国期间,机电灌排站建设不多,泵站结构和灌区工程布置都比较简单。建国初,就开始在不同类型地区建设泵站试点。1951年,在无锡县圩区杨家圩建成全省第一个电力灌排区,建泵站8座,安装18台套机组、470千瓦,灌排面积2.85万亩。1952年,在扬州瘦西湖丘陵区建成苏北第一座电力泵站,安装1台套机组、45千瓦,灌溉1300多亩。1953年在丹阳县平原地区珥陵建成省内第一个较大的电力灌区,建8座泵站,安装27台套机组、1512千瓦,设计灌溉面积11.5万亩,实灌12万亩。1955年,在金坛县平原地区湟里建成全省第一座较大的机械灌溉站,安装15台套机组,885千瓦,灌溉面积6.6万亩。同年,在常熟县低洼圩区金家大圩建成省内第一座较大的机械灌排站,安装6台套机组、264千瓦,受益面积1.9万亩。在这些试点基础上,全省逐步兴建许多各种类型的泵站,有单灌站、单排站,也有灌排结合站、补水站,有大、中、小型各种规模的泵站。70年代,用电紧张,经常避峰拉电,影响及时灌排,不少电力灌排站,加配柴油机,有电用电,无电用机。1987年,全省已有农田灌排的固定泵站6.3万座(不包括调水、补水的大中型泵站),240多万千瓦,占全省机电灌排总动力51.5%。

建国38年来,泵站建设在机泵选型、土建结构、输变电建设中不断改革、创新,提高机电灌排工程的建设水平。

(一) 动 力 选 型

机械灌排动力,建国前主要是煤油机、柴油机、汽油机等内燃机和少部分蒸汽机,以单缸、低速、重型为主。1949年,全省机电灌排动力有内燃机和蒸汽机3011台,4.23万千瓦;电动机214台,0.33万千瓦。

从50年代开始,随着工业的发展,动力机逐步形成系列化。机械动力采用36型和105、115系列柴油机。因为柴油不足,一度推行煤气机作为灌排动力机,1957年淮安县开始发展机械灌排,就采用煤气机125台2044千瓦(2780马力,每台20~30马力),到60年代初又改制成柴油机。电动机在50年代初,以苏联的A、A0、AM6等型号为主,到50年代末被逐步淘汰,改用国产的J、J0、JQ、JR系列型号。机泵功率的传动方式,选用平胶带、三角胶带或齿轮箱。

60年代开始,灌排机械均使用轻型高速柴油机,有110、120、125、135和95系列。电动机研制出立式或立卧两用的机型,并且向多极发展。机泵转速相同或接近的,用联轴器直接传动,提高传动效率,又有利于操作。80年代,又研制出Y系列电动机,效率高,噪音小,防护性能好。J和JQ等系列电动机逐步淘汰。

(二) 水 泵 选 型

民国期间,泵站大多采用旧式离心泵,少数是卧式轴流泵。50年代初期,多数仍使用旧式离心泵。这种水泵扬程在6.5米以上,而江苏圩区和部分平原的净扬程一般仅2~3米,使用这种水泵效率较低,但别无选择。1956年国家开始研制农用水泵。1957年制成高效区宽、扬程适应范围较大的的HB型混流泵,安装、维修方便,价格便宜。1959年,国家农机部制订农用水泵型谱,农用水泵的系列增加,泵效率提高,泵型选择的余地较大。但尚无适合江苏2~3米低扬程的泵型。为此,省各级水利部门和有关院校、工业部门密切合作,不断地研制低扬程泵型。

1962年,常州拖拉机厂和武进县水利局合作,研制成直径1.32米、砖石圬工结构为出水室的轴流泵,称圬工泵,建于该县焦溪公社黄家浜排涝站,配套100千瓦电动机,扬程1.35米时,出水量3.18立方米每秒。其特点是:扬程低,流量大,用料省,造价低,安装方便,适用于水位变化不大,以排涝为重点的圩区。1966年,江苏省农机研究所常州所和武进县水利局联合研制成叶轮直径1.2米、0.94米和0.75米的3种圬工泵,分别定为苏排Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型圬工泵。同年,淮安县采取以木代铁,在三堡建成木制叶轮圬工泵,在淮阴地区推广使用(80年代已逐步淘汰)。1967年,苏州专区水利局在上海内燃机研究所、江苏省农机研究所、无锡水泵厂等单位支持下,与吴江县水利局合作,研制成叶轮直径0.7米的苏排Ⅳ型圬工泵。这些圬工泵设计扬程为1.7~1.85米,在省内圩区推广最多的是Ⅱ型和Ⅳ型圬工泵,还被广东、湖北等省引用。1986年,省水利厅下达试制项目,由江苏农学院、盐城市水利局和盐城市水泵厂在老泵型上改制成38WZL-100型新的圬工泵,设计扬程2米,出水量1.7立方米每秒,配套55千瓦电动机,实测泵站装置效率为58.18%,超过部颁标准扬程3米以下为50%的要求。1987年全省圬工泵有4700多台,为提高低洼圩区排涝能力,促进农业生产发展发挥了重要作用。

1972年,兴化县西鲍公社农机修造厂研制生产直径35厘米(14英寸)简易轴流泵100台,在该县使用。1973年,兴化县水利局和华东水利学院(今河海大学),进一步改进该泵的结构和叶型,主要部件改用铸铁,定为14ZLJ-100型(亦称“抡排泵”),因安装方便,又可利用社会动力,受圩区群众欢迎。

1983年,为研制高比转数、低扬程的混流泵,省水利厅、江苏工学院和高邮水泵厂共同合作,研制成300HW-5型混流泵,比转数为500,突破了300~400比转数的范围。经实测比较,在扬程4.46米时,HW型混流泵的平均流量比HB型混流泵增加20%~30%。1986年,省水利厅、江苏工学院和苏州市水利局共同研制成350HW-3.5型和4.5型混流泵,比转数均为600,设计扬程3米,流量0.3立方米每秒,配套11千瓦电动机,水泵效率达81%。1987年,省水利厅、河海大学、扬州市水利局、高邮水泵厂和江都农机服务公司联合研制成700GWB-125型闸门贯流泵,扬程2.4米,流量1.36立方米每秒,配套55千瓦电动机,装置效率51.4%。该泵可直接安装在闸门上,也可固定安装与圩口闸配套使用。用立式电动机安装在最高水位以上,通过伞齿轮带动水泵,克服了一般贯流泵的缺点,并无需机房,节省土建费用。同年,省水利厅、江苏工学院、徐州电机厂,根据引进的瑞典技术,研制成QZ0.8-2.8型泵式(水泵组合安装于配套电动机下端)潜水轴流泵,口径为50厘米(20英寸),设计扬程2.8米,流量0.8立方米每秒,配套30千瓦电动机。这种新型泵的建站投资只占常规投资的60%。

建国以来,随着水泵设计、生产的技术不断提高,泵型增多,效率提高,使泵站建设的水泵选型逐步趋于合理。根据多年实践,江苏中小型泵站选用的泵型一般是:扬程在3米以下的用圬工泵或轴流泵,3~5米扬程的用轴流泵或混流泵,5~10米扬程的用混流泵或离心泵,10米以上扬程的用离心泵。

1987年,全省机电灌排区中小型泵站装置的8.87万台水泵中,离心泵1.76万台,占19.8%;混流泵4.22万台,占47.6%;轴流泵2.42万台,占27.3%;圬工泵0.47万台,占5.3%。这些泵站中,扬程4米以下泵站有水泵4.96万台,占泵站水泵总数的55.9%。

(三) 土 建 工 程

泵站的机房和进出水池等土建工程,在50年代,对进出水流态、进水池长宽比、形状和后壁距,水泵喇叭口的悬空高和淹没水深,出水口的装置,机、泵安装形式,以及机房布局等,都缺乏经验,加上机泵型号不多,泵站结构比较单一。

60年代起,在圩区泵站布局上,配套建进出水涵闸,通过控制调度,做到“机器不移动,灌排都可用”,既可抽排圩内水,又可抽圩外水灌溉,还可抽圩内水结合预降灌溉,控制圩区内河水位和地下水位。站址一般建在高低地分界处,既利高地灌溉,又利低地排涝;有的建在输水距离较短处,做到灌溉及时和节约用水。过河建筑物,改渡槽为倒虹吸,以利行船。泵站与涵闸结合建设,使一座建筑物具有控、排、灌、降、交通等多种功能,大幅度降低造价。有的利用套(船)闸闸室做进水池,利用闸的连拱扶垛翼墙的空间作为水泵室,有的利用圩区套闸的上闸首建排涝站、下闸首建灌排两用站等。机泵安装也不断创新。1960年常熟县金家大圩潭塘站,首先用卧式电动机立式安装,把平胶带改为三角带传动,提高传动效率4%~5%。昆山县同心圩、太仓县翁金站等采用水泵落井安装,缩短管路,取消底阀、闸阀和抽真空装置。60年代后期至70年代中期,立式轴流泵、圬工泵泵站发展迅速。立式轴流泵站一般都是湿室型机房。其布置分上下两层,上层装动力,下层装水泵。圬工泵站机房分三层,下层为水泵进水室,中层为出水室,上层为动力室。70年代后期,射阳县兴建圆弧立拱形泵站200余座,大部分构件采用预制装配。1977年,睢宁县凌城乡建成的凌南站,机房直接建于桩基上,适用于软土地基,投资仅为同类站的55.8%。1978年,吴江县盛泽镇建成4座沉井式结构、多机组排涝泵站。沉井既是基础,又是水泵室,大大简化了沙土及淤土地基的施工,可节约土方51%,降低造价28%。

1980年,泗洪县建成的姬庄二级站(今属盱眙县),其泵室结合节制闸,机泵室在闸顶上,室顶建压力水池,4台双吸式卧式离心泵的进出水口竖直安装,不用弯管,仅在出水口安装一只弯头加拍门,便于出水,防止倒灌。1982年,高淳县建成的相国圩泵站,5台机组的出水管通入一个封闭的水箱体,箱体与输水管道连接,形成自来水灌水。1986年,昆山县研制成轴流泵机组,整体吊装结构,简化了泵站土建,且便于检修。较大口径的潜水电泵的制成,可以像岸机一样使用,无需机房,土建部分更可简化。装在圩口闸闸门上的贯流泵,机房及进出水池都可省去。

到1987年,全省中小型泵站的结构形式多种多样。基础有分基型、共基型、块基型。泵室有干室型、湿室型。进水有开敞式、封闭式、涵洞式。出水有开敞式、压力式。泵轴安装有立式、卧式、斜式。机组安装有落井式、半落井式、潜没式、移动式。机组布置有单列、双列、交叉式。机房和进水室有矩形、圆形、外弧形、内弧形、六角形、折线形。土建结构有框架式、顶墙式、拱墙式、桩柱式等。

(四) 农村输变电

江苏农村输变电建设始于民国13年(1924年),戚墅堰震华电厂送电至武进定西乡供电给两个电灌站。电压为2.3千伏,后改为6.6千伏。南京、苏州、丹阳等地接着也发展电灌,兴建了13.2千伏和16.5千伏的输电线路。由于政局不稳,进展缓慢,加之日军入侵破坏,到1949年,仅有35千伏高压输电线路27公里,35千伏变电所容量570千伏安,配电变压器0.15万千伏安。

建国初,苏南、苏北地区均试办电力灌排站,到1957年,平均年增灌排电力1300多千瓦,农村输变电工程相应得到发展。1953年建成全省第一条农用33千伏戚墅堰到江阴的锡澄输电线路和农用33千伏江阴青(今青阳)变电所,主变压器2台,总容量2250千伏安。1955年,武进电气公司建成第一条两线一地制10千伏的武北线,可节省三分之一的导线和15%的杆塔材料,节省总造价15%~20%,对当时财力、物力紧缺,又要加快发展电力灌排的矛盾有一定的积极作用。

1958年起,电力灌排开始大发展,促进了农村输变电建设的发展,1959年建成苏州至吴江的省内第一条农用110千伏线路和110千伏平望变电所,开始了以110千伏向农村供电。到1962年,全省农村高压输电网初具雏形,高压配电线路有5558公里,其中6.6千伏占40%,10千伏占60%。配电变压器35.99万千伏安。35千伏以上高压输变电线路除大中型泵站和重点电灌工程(如江水北调工程大型泵站、仙女庙电力灌溉工程等)由水利部门投资外,基本上由电力部门投资兴建。35千伏以下的输变电工程基本上由水利部门投资。全省农村输变电工程,在发展电力灌排的带动下迅速发展,形成农村以电力灌排站为中心的供电模式。

70年代,为保证电力灌排建设的实施,国家和省专项安排所需输变电设备和主要材料,并由水利部门管理。据1972~1978年专项安排设备和材料的统计,有变压器165.5万千伏安(其中国家安排16.5万千伏安),导线6918吨(其中国家安排1968吨),还有水泥电杆及其配套的高压隔离开关、避雷器、金具和高低压配电盘等。随着电力灌排建设迅速发展,推动了农村工副业生产电气化和生活照明用电大幅度增长,亟需延伸高压配电线路,但所需导线、金具、资金等等,远远不能满足,于是普遍推行两线一地制,甚至把原来的三线制线路拆除一线用于新建线路,以缓解财力、物力紧张的矛盾。到1978年,全省形成以110千伏变电所为中心,35千伏线路辐射,再用10千伏线路向灌排站和农村供电的全省农用输变电网络。1979年,全省10千伏两线一地制的高压线路达3.36万公里,占总长的67%,还有3100公里的两线一地制35千伏高压输电线路,安全性差,严重干扰邮电、铁路通讯,危及人身安全,面临改造旧线的任务。

80年代前期,农村输变电工程不少地方继续根据电力灌排增长的要求为主相应发展,同时改造危及安全的旧线路。至1987年,全省农村输变电工程,110千伏线路3784.2公里,变电所114座,容量423.61万千伏安。35千伏线路1.13万公里,变电所599座,容量395.77万千伏安。10千伏线路8.29万公里,配变容量1261.62万千伏安。