1工程概况
槐扒黄河提水工程位于河南省三门峡辖区的渑池县境内，取水口位于槐扒西坡村黄河鱼嘴南岸，上距三门峡水库23 km，下至小浪底水库108 km.该提水工程系为义马、渑池两市县工业和城镇生活供水及沿线山区人畜饮水和部分农田灌溉兴建的综合性水利枢纽工程。工程规划提水流量7. 0 m 3/ s，采取分期实施方案，一期工程设计提水量3 m 3/ s，净扬程363. 5 m，分四级提水。输水渠道和管线总长31. 2 km，其中包括泵站、沉沙池、水库、隧洞、倒虹吸、渡槽、分水闸等多座建筑物，总投资3. 8亿元，由地方自筹资金并利用部分外资兴建。
四级提水泵站共装机21台（包括备用机和调节机） ，总装机容量2. 67万kW，正常运行工况容量1. 84万kW，特殊运行工况容量1. 95万kW.其中一级泵站总装机6台（ 4台工作2台备用） ，装机6 000 kW，二、三、四级泵站各装机5台（其中3台工作1台备用和1台调节机组） ，各站装机容量分别为6 900 kW.
2工程特点
对于梯级泵站而言，因受地形条件的限制，各级泵站进出水池偏小，上一级的出水池即为下一级的进水池，调节余地不大，它不象场地开阔的工程，由出水池、渠道和进水池组成，上下各站运行情况互相制约，加之水泵不同寿命期技术性能的影响，各站流量扬程的协调将会出现较大的矛盾，往往因某站流量的大小与前后站提水不协调而产生溢流或供水不足，造成各站提水流量不能很好的衔接等，将给泵站运行管理带来诸多不便和经济损失，尤其在高扬程多级泵站中问题更加突出。槐扒黄河提水工程二到四级泵站就是这样。由于地形复杂，二级站布置在山洼里，三、四级站布置在相对平坦的台地上，出水管道沿山脊上行，局部布置在极窄的山脊上，且有断层和滑坡存在。为适应工程的特殊条件和运行要求，结合地形地貌和远、近期结合的原则，上一站的出水与下一站的进水共用一池，无渠道连接，除进出水池外，没有其他任何调节措施。这种布置形式国内已建泵站少见，无成功的经验可借鉴，只能在实践中探索。设计中对高扬程泵站工程存在的问题进行了专题研究，分析了可能出现的问题，经过论证提出切实可行的工程措施，充分利用水泵扬程与流量的调节性能和进出水池有限的调节容量，达到各站流量扬程平衡的目的。
该站排涝能力是否达标，是否需要扩容。从近几年运行情况来看，第二种方法求得的结果比较符合实际情况。该站受益区的群众也强烈要求对该站进行技改扩建，增加装机2台。
减少排涝站规模，节约工程投资。
3流量扬程的匹配
3. 1水泵选择
水泵性能的优劣，直接影响到泵站工程的经济效益和可靠程度，尤其对高扬程多级串联泵站更是如此。其原因是，各站机组性能好坏相互影响和制约，一旦某一级泵站的水泵性能发生了变化，将对上下各级泵站的运行产生较大的影响，目前我国无论是黄河还是其他河流提水工程所用水泵，大都采用普通清水泵。对于槐扒黄河提水工程而言，一级泵站是从黄河提取含沙量较大的原水，二到四级泵站是提取经过沉沙池沉沙后的清水。清水泵用于提取含沙水源时，水泵性能将发生较大的变化。根据泥沙对水泵特性影响的室内实验资料，水泵在含沙水流中运行时， Q H曲线向低扬程小流量区域偏移，效率降低，轴功率增加，且过流部件由于过流含沙量的大小会发生不同程度的空蚀和磨损。怎样才能做到既要获得较高的效率，又具有较理想的抗空蚀和磨损特性，适应在含沙水流条件下工作，是一级泵站机型选择的关键。针对含沙水流用泵参数、结构、工艺、材料、工程布置、水泵安装高程等进行了系统分析研究，并借鉴已建工程的运行经验，在此基础上，提出适合含沙水流的水泵参数，对水泵结构和工艺进行优化，并选择具有较好抗磨蚀特性的材料制造水泵。有关资料表明，磨蚀失重率与流速的3次方成正比，因此，在水力机械选择中，为了减轻磨蚀，应选择较低的参数。结合一级泵站流量扬程和国内水泵生产情况，选择600S75型水泵作为一级泵站的机型，单机流量0. 8 1. 1 m 3/s，考虑到该站提取含沙量较大的黄河水，机组检修率高，且有冲沙的要求，该站装机6台，其中4台工作2台备用。
二至四级泵站用于提取经沉沙池沉淀后的清水，因此采用普通清水泵即可。但因其为梯级泵站，各级之间相互影响，其参数的选定是至关重要的，结合工程的地形地貌，为了便于运行管理，方便备用件的统一采购和有利于部件的互换，经过适当调整，计入进、出水管道的水头损失，确定各级泵站的扬程一致。
经过考察了解和充分的经济技术论证，终确定选择600S105型水泵作为该站的机型。每站4台，其中3台工作1台备用。
3. 2调节机组的设置及作用
在梯级泵站中，流量、扬程平衡是一个系统工程，相互钳制，相互制约，而且又相互调节兼容，其中调节机组的作用是不可缺少的，它除担负流量调节外，还承担着扬程的微量调节。
原因是，在梯级泵站运行过程中，水泵在不同寿命期内，其性能也有所不同，流量扬程也相应地发生了变化，各机特性变化也不尽完全相同，因此给泵站运行过程中的流量扬程平衡带来了一些问题，致使各站流量扬程不能完全匹配。由于调节池的调节能力有限，难以适应其变化，导致泵站出水池产生溢流造成浪费。调节机组就是为了适应这一变化而设置的。其作用是：因机组或管道系统的原因，导致上下站流量供应不足或产生溢流而造成机组不能正常运行或浪费时，可根据事前设定的前池水位，自动或手动调节机组，用来调节前池水位和流量，从而达到保持梯级泵站流量扬程的平衡。运行原则是：当前池水位达到某一设定高程时，调节机组启动投入运行；当前池水位降低到低水位时，调节机组自动停机。为此目的，结合槐扒黄河提水工程的实际需要，二到四级泵站各站分别选择一台350S125A型水泵作为调节机组，以适应泵站各种不同运行工况的要求，从而达到保持流量、扬程平衡的目的。
3. 3进出水池水量的调节
多级泵站流量扬程的匹配，除充分利用水泵本身特性和小机组的调节外，出水池的调节能力也是一个不可忽视的重要条件。在多级泵站中，由于进出水共用一池，没有上下级中间连接渠道，只能靠进出水池本身进行调节，因此进出水池必须有一定的容量和水位差，起到调节池的作用，才能达到减少或避免调节机组的频繁启动导致机组的损坏。为此，槐扒黄河提水工程在设计中充分考虑了这一因素。经过计算，二、三、四级泵站进出水池设计蓄水量近400 m3，其中可调节水量200 m3左右，从而大限度地达到了流量调节的目的。
4泵站水锤防护
泵站水锤是管道在输送液体过程中，管道内因流速骤然变化引起的流体由稳态到非稳态，再由非稳态到稳态的水力过渡过程。在这个过程中，随着波速的产生、传播、反射和叠加，管道内产生水锤压力。在泵站中，正常开停机及事故停机均有水锤现象产生。在高扬程和长压力管道的泵站系统中，由于管道较长，相长较大，过渡过程中可能产生过大的压力上升或下降，甚至出现水柱断裂，机组倒转过速，并可能引起破坏性事故等。因此防止破坏性水锤产生，是泵站工程安全可靠运行的重要保证。
为了确保工程的安全运行，必须采取必要的工程措施，防止上述工况的出现。目前多在出水管道上安装液控蝶阀作为管道的断流措施，用以调节断流时间的长短、阀门关闭的快、慢，以减少水锤压力，保护泵站管道系统和机组的安全。槐扒黄河提水工程一至四级泵站各泵均采用液控蝶阀作为出流管道的断流措施。液控蝶阀的动作原理是：在其控制系统中设有两段关闭装置，安装调试是按照事前计算确定的快、慢关机时间整定的，一旦发生事故或正常停机，为了避免高速水流的快速变化，产生高压水锤，对输水管道和机组造成破坏，在机组跳闸停机的同时，机组控制系统信号传递到液控系统，由液控系统操作液控蝶阀按照整定的快关时间快速关闭到拐点位置，然后再按慢关时间缓慢地关闭液控蝶阀，从而达到有效地控制管道系统水流的速度，降低水锤压力，避免高压水锤对管道和机组高速倒转产生的破坏，保护出水管道和机组的安全，达到高扬程泵站水锤防护的目的。
5结语
对于梯级泵站而言，流量、扬程匹配是至关重要的，它直接影响到泵站的安全稳定运行和经济效益。因此，在梯级泵站设计中，必须充分研究各种不利因素，针对不同情况采取相应的工程措施，才能充分发挥工程效益，确保工程安全，达到预期的目的。
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