周偉豐,丁 偉,嚴正國

(嘉興市杭嘉湖南排工程鹽官樞紐管理所,浙江 海寧 314400)

1 泵站概述

鹽官泵站位于浙江嘉興海寧鹽官鎮(zhèn)東錢塘江邊,是杭嘉湖南排工程的骨干工程。泵站總裝機容量8000 kW,共設(shè)4臺單機2000 kW 大型斜軸泵,泵型為 3800ZXQ—2.8斜15°全調(diào)節(jié)軸流泵,設(shè)計流量50 m3/s,設(shè)計揚程2.8 m,葉片直徑3.8 m,葉片調(diào)節(jié)范圍-8～+8°。配用電機功率為2000 kW的同步電機,轉(zhuǎn)速為1500 r/min,中間級用齒輪箱減速,葉片轉(zhuǎn)速為90 r/min。

2 泵組葉片調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)和受力分析

大型全調(diào)節(jié)軸流泵葉片調(diào)節(jié)傳動操作機構(gòu),有液壓式和機械式兩種,鹽官泵站泵組葉片調(diào)節(jié)裝置為機械式全調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍為-8～+8°。調(diào)節(jié)裝置主要由葉片調(diào)節(jié)電機、減速器、調(diào)節(jié)分離器、葉片傳動機構(gòu)等組成。葉片角度調(diào)節(jié)時,葉片調(diào)節(jié)電機經(jīng)擺線針輪減速器減速后,帶動絲桿(Tr120×6)轉(zhuǎn)動,使分離器上下移動,分離器與拉桿用聯(lián)軸器相連,從而帶動葉片傳動機構(gòu)動作。葉片傳動機構(gòu)主要由拉桿、操作架、耳柄、連桿和拐臂等組成。操作架與耳柄為剛性連接,耳柄與連桿、連桿與拐臂之間,均采用鉸接,拐臂與葉片軸之間的連接為剛性。當拉桿上下推拉時,操作架、耳柄及連桿隨之一起運動,而拐臂只能轉(zhuǎn)動,因而達到了轉(zhuǎn)動葉片的目的。正常運行時,水泵葉片很少調(diào)節(jié),只是根據(jù)水位變化情況(此時揚程也變化),按裝置特性曲線,調(diào)節(jié)葉片的角度,使機組在高效區(qū)運轉(zhuǎn),即能在較大的工況變化范圍內(nèi),保持高效率運行。啟動時將葉片調(diào)至負角度,減少啟動力矩,使電動機易于牽入同步,投入正常運轉(zhuǎn)。

水泵運行時,水泵轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動葉片旋轉(zhuǎn),水從吸水管進入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪,流經(jīng)扭曲的葉片后得到能量。水流經(jīng)旋轉(zhuǎn)葉輪時,葉片將受到各種力的聯(lián)合作用,包括水壓力、離心力、重力和粘性力等的作用。為適應(yīng)工況的變化,需經(jīng)常對軸流泵葉片進行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時葉片還會受到各種阻力矩的作用,主要包括水力矩、摩擦力矩和離心力矩。當葉片進行調(diào)節(jié)時,首先要克服支反力引起的摩擦力作用,即摩擦力矩。在相同葉片角度下,摩擦力矩隨流量的增加而減小;相同流量下,摩擦力矩隨葉片角度的增加而增加。當軸流泵旋轉(zhuǎn)時,由于離心力方向一般不是和葉片轉(zhuǎn)動樞軸共面,會形成對葉片轉(zhuǎn)軸的作用力矩,即離心力矩。此力矩與旋轉(zhuǎn)角速度、葉片安裝角及葉片幾何尺寸有關(guān)。

3 調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)改造原因及過程

鹽官泵站機組于1998年8月安裝完成。原設(shè)計的調(diào)節(jié)裝置拉桿由上拉桿、主軸拉桿、下拉桿組成。主軸拉桿兩頭分別與上拉桿、下拉桿用螺紋套筒連接,各用2個M10×40螺釘徑向緊定、防相對轉(zhuǎn)動。拉桿裝在帶通孔的主軸內(nèi),用錫青銅軸承作支撐。正常情況下,主軸通過葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)帶動拉桿一起轉(zhuǎn)動,所以設(shè)計上是合理的。

2003年初,泵站檢修人員對泵組常規(guī)檢查時,發(fā)現(xiàn)1#泵葉片實際角度在-12°左右,轉(zhuǎn)子體端蓋被頂破,產(chǎn)生“V”形裂縫,主軸與輪轂體腔內(nèi)漏滿了水,拉桿及葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)嚴重銹蝕。其他泵組也有類似情況:實際角度與指示角度不符,在端蓋不頂破的情況下,主軸孔腔內(nèi)及輪轂體內(nèi)也有較多水。

分析事故產(chǎn)生原因:①鹽官泵站進水池為內(nèi)河人工開挖河道,水位穩(wěn)定;出水池為錢塘江,受潮汐影響,錢塘江水位每天有2個漲落過程,最大落差達6～7 m,泵組為變工況運行,又要避開每天2個潮頭高水位,機組啟動比較頻繁,錢塘江漲潮帶來的泥沙淤積在出水池門口處,使得開機時高功率工況時間長,如此高功率開機、變負荷運行、頻繁啟動對機組運行沖擊比較大,會使葉片軸與輪轂體密封裝置的壓環(huán)螺釘松動,拉桿兩套筒螺母連接處及其緊定螺釘松動,從而導(dǎo)致拉桿向外旋出,下拉桿帶動操作架向下推頂端蓋,嚴重時就會頂及甚至頂破轉(zhuǎn)子體端蓋;②葉片軸與輪轂體外緣交接處密封裝置 “入”型密封不當,及其壓環(huán)和壓環(huán)螺釘嚴重銹蝕,使流過葉片的水沿葉片軸滲入輪轂體內(nèi),從而導(dǎo)致葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)及主軸孔腔內(nèi)拉桿嚴重銹蝕,銹蝕后拉桿支撐處摩擦力加大。水泵正常運轉(zhuǎn)時從進水方向看逆時針轉(zhuǎn)。摩擦力加大后,下拉桿與主軸拉桿、主軸拉桿與上拉桿產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動,葉輪帶動葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)的下拉桿轉(zhuǎn)動,使兩連接套筒螺母處松脫旋出,拉桿帶動操作架向下推頂,葉片角度也隨之發(fā)生改變,松脫嚴重就導(dǎo)致端蓋被頂破。

2003年10月,對4臺泵組調(diào)節(jié)裝置進行了改造(見圖1):①在原齒輪箱拉桿 (上拉桿)的上部銑一扁平面,配置帶有扁平面的壓板,套在齒輪箱拉桿上,將該壓板與齒輪箱低速軸用螺栓固定。這樣齒輪箱拉桿與軸就一起同步運轉(zhuǎn);②將轉(zhuǎn)輪拉桿 (下拉桿)與泵軸拉桿 (主軸拉桿)原套筒螺母改為采用法蘭連接,這樣就保證了轉(zhuǎn)輪拉桿與泵軸拉桿也與軸一起同步轉(zhuǎn)動,拉桿之間的連接也就不會松開,操作架也不會動作,葉片角度也不會隨意改變,端蓋就不會頂破;③拉桿由中碳鋼改為不銹鋼材,增強抗腐蝕性,減少拉桿支撐處摩擦力?！叭搿毙兔芊馓帀涵h(huán)由普通碳素鋼改為不銹鋼材,以防壓環(huán)嚴重銹蝕而使密封松動滲水。

圖1 調(diào)節(jié)裝置改造剖面圖

4 調(diào)節(jié)裝置的改造成效和不足

改造后至今共使用近6 a,每臺泵運行約500 h。期間,泵站檢修人員每年對4臺泵組進行常規(guī)泵內(nèi)檢查:轉(zhuǎn)輪端蓋、入型密封壓環(huán)、葉片角度位置、各拉桿等部件都處于正常狀態(tài),無松脫及頂破現(xiàn)象?，F(xiàn)泵組調(diào)節(jié)裝置得到有效改善,泵組調(diào)節(jié)裝置改造取得成功。不足之處:①齒輪箱拉桿與主軸拉桿的連接受尺寸限制,未改為法蘭連接,仍可能有松脫的現(xiàn)象;②葉片軸與輪轂體外緣交接處密封裝置 “入”型密封型式不當,還有滲水現(xiàn)象,應(yīng)改為“V”型密封。

5 結(jié) 語

鹽官泵站調(diào)節(jié)裝置的改造過程對同類型大型機械式全調(diào)節(jié)泵的設(shè)計、制造、運行管理等都有借鑒意義。

(責(zé)任編輯 姚小槐)

貫徹落實中央和省委部署要求 促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變浙江省水利廳黨組理論學(xué)習(xí)中心組在杭召開學(xué)習(xí)會

2010年3月9日,浙江省水利廳黨組中心組召開學(xué)習(xí)會,傳達學(xué)習(xí)中央領(lǐng)導(dǎo)同志在省部級主要領(lǐng)導(dǎo)干部深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變專題研討班上的重要講話和省政府全體會議精神。廳黨組書記、廳長陳川主持會議。在杭廳領(lǐng)導(dǎo)陳川、褚加福、虞潔夫、章國方、勞功權(quán)、祝永華及各處室、中心、總站負責(zé)人參加會議。

會議認真學(xué)習(xí)了胡錦濤總書記重要講話精神。講話回顧了我國應(yīng)對國際金融危機沖擊、保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展的思路、舉措和實踐,闡述了加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的重要性和緊迫性,進一步明確了加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的重點工作和重要舉措,講話強調(diào)加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變是我國經(jīng)濟領(lǐng)域的一場深刻變革,關(guān)系改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)全局,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式關(guān)鍵是要在 “加快”上下功夫、見實效,充分體現(xiàn)了解放思想與實事求是的統(tǒng)一,理論創(chuàng)新與實踐創(chuàng)新的統(tǒng)一,總結(jié)過去與展望未來的統(tǒng)一,把握當前與著眼長遠的統(tǒng)一,立足國情與面向世界的統(tǒng)一,具有很強的思想性、戰(zhàn)略性、針對性、指導(dǎo)性和可操作性,是一篇閃爍著馬克思主義真理光輝的綱領(lǐng)性文件。

會議研討了水利如何為加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變服務(wù)的思路和舉措。各職能部門負責(zé)人分別就“十二五”水利規(guī)劃、水資源管理、水功能區(qū)建設(shè)、水管體制改革、灘涂圍墾、農(nóng)村水電建設(shè)和管理等方面提出了建議意見。會議指出,我們要深入學(xué)習(xí)、深刻理解、準確把握胡錦濤總書記等中央領(lǐng)導(dǎo)同志重要講話的精神實質(zhì),把思想統(tǒng)一到科學(xué)發(fā)展觀的基本要求上來,把認識統(tǒng)一到中央對形勢的分析判斷上來,把行動統(tǒng)一到加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略部署上來,立足發(fā)展全局,聯(lián)系水利實際,著力抓好落實。要在科學(xué)編制“十二五”水利規(guī)劃中,加強規(guī)劃引導(dǎo),促進經(jīng)濟社會發(fā)展與水資源和水環(huán)境承載能力相適應(yīng)、相協(xié)調(diào),推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整,加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。要全面落實嚴格的水資源管理制度,著力抓好以民生水利為重點的水利建設(shè),全面構(gòu)建保障民生、服務(wù)民生、改善民生的水利發(fā)展格局,造福人民群眾。進一步加快水利發(fā)展體制機制創(chuàng)新,深化水資源管理體制、水利投融資體制、水利工程建設(shè)和管理體制、水價形成機制、農(nóng)村水利建設(shè)與管理體制等方面的體制機制改革,形成有利于加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的制度,努力促進經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展。

會議還學(xué)習(xí)貫徹了《廉政準則》重要內(nèi)容,強調(diào)要嚴格按照《廉政準則》提出的要求和規(guī)定,進一步規(guī)范黨員領(lǐng)導(dǎo)干部從政行為,著力解決涉及領(lǐng)導(dǎo)干部廉潔自律的突出問題,促進黨員領(lǐng)導(dǎo)干部廉潔從政、推進廳系統(tǒng)黨風(fēng)廉政建設(shè)和反腐敗工作。會議還就廳系統(tǒng)開展“深化作風(fēng)建設(shè)年”活動提出了要求。