尹會(huì)兵 齊 蘭

（寶雞市水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 陜西 寶雞 721000）

1 概況

張謝泵站位于陳倉區(qū)周原鎮(zhèn)張謝村，是馮家山大型灌溉泵站的組成部分，隸屬于總干灌溉系統(tǒng)。泵站灌區(qū)范圍：東至慕儀鎮(zhèn)風(fēng)朝村，南至周原鎮(zhèn)張謝村，北至周原鎮(zhèn)第二村，灌溉陳倉區(qū)周原鎮(zhèn)、慕儀鎮(zhèn)28個(gè)村154個(gè)組的農(nóng)田，設(shè)施灌溉面積5.76萬畝，現(xiàn)有效灌溉面積4.20萬畝，區(qū)域現(xiàn)有農(nóng)業(yè)人口6.86萬人。張謝抽水站是在馮家山水庫灌區(qū)總干渠樁號(hào)25+541.5處設(shè)閘引水，引水渠長125m，設(shè)計(jì)引水流量2.14m3/s，出水池分高低池，揚(yáng)程分別為 45.52m、35.84m，流量分別為1.14m3/s、1.0m3/s，安裝7臺(tái)臥式離心式水泵，泵站總裝機(jī)功率1360kW。

2 水泵選型設(shè)計(jì)

本次張謝泵站更新改造工程全部在原泵站地址和范圍內(nèi)進(jìn)行，不改變?cè)谜竟こ烫崴畵P(yáng)程、流量和灌溉面積總規(guī)模，不擴(kuò)大站址占地面積。

根據(jù)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的條件，本站擬采用sh型單級(jí)雙吸離心泵。查閱有關(guān)廠家提供的產(chǎn)品性能表，14sh-13型水泵揚(yáng)程高效區(qū)揚(yáng)程為35m～48.5m，滿足高出水池?fù)P程；14sh-13A型水泵高效區(qū)揚(yáng)程為31.5m～42m，滿足低出水池?fù)P程。因此，本工程初選水泵為：高出水池4臺(tái)14sh-13型單級(jí)雙吸離心泵（配套電機(jī)為Y450-4/220）、低出水池3臺(tái)14sh-13A型單級(jí)雙吸離心泵（配套電機(jī)為Y450-4/160）。

2.1 水泵選型校核

2.1.1 管路水頭損失系數(shù)

由于水泵管道材質(zhì)、管徑不同，為了方便計(jì)算，把各水泵管道分為三段。根據(jù)公式：

式中，hf——沿程水頭損失；

hj——局部水頭損失；

l——管路長度；

d——管道直徑；

n——管道粗糙系數(shù)。

分別計(jì)算出各水泵不同管段的損失系數(shù)K，計(jì)算結(jié)果如表1。

2.1.2 水泵工作點(diǎn)校核

查廠家提供的水泵樣本上的水泵性能曲線，根據(jù)水頭損失計(jì)算結(jié)果，計(jì)算繪制各泵不同工況的運(yùn)行曲線，并求得水泵正常運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn)。得到各泵工作點(diǎn)參數(shù)，見表2。

由上表可知，各泵工作點(diǎn)參數(shù)均在高效區(qū)，并滿足流量要求。泵站初選水泵：高出水池4臺(tái)14sh-13型單級(jí)雙吸離心泵、低出水池3臺(tái)14sh-13A型單級(jí)雙吸離心泵是可行的。

2.2 水泵安裝高程復(fù)核

2.2.1 14sh-13型水泵安裝高程的確定

已知水泵的允許汽蝕余量（NPSH）sr時(shí)，水泵的安裝高程是根據(jù)公式▽安＝▽進(jìn)+H允吸來復(fù)核。其中，水泵的允許吸水高度：

式中，▽進(jìn)為進(jìn)水池最低水位，已知14sh-13型水泵允許汽蝕余量為6.3，進(jìn)水池最低運(yùn)行水位為685.71m，查得p大氣/γ=9.5m。運(yùn)行期間進(jìn)水池最高水溫為40℃，可知 p汽/γ=0.75m.。

吸水管水頭損失為：

式中，L吸=9.0m，ζ喇=0.1，ζ90°=1.0，ζ漸=0.17，D吸=0.5m，鋼管糙率 n=0.012，Q=0.32。計(jì)算得=0.265m。

14sh-13型水泵允許吸水高度則為：H允吸=9.5-0.75-6.3-0.265=2.185m

水泵安裝高程為：

▽安=685.71+2.185=687.895m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形狀況，采用686.8m。

2.2.214 sh-13A型水泵安裝高程的確定

同理可計(jì)算得▽H安＝687.926m

為方便運(yùn)行管理，兩種水泵出水管管中心線高程保持一致，采用686.8m。

2.3 水泵零部件材質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)有水泵設(shè)備制造水平，泵體選用球磨鑄鐵，葉輪選用5#鋼板熱壓成型焊接，工作面噴鍍Ni60，泵軸選用45#鋼鍛壓處理，軸承體采用鑄鐵HT250，軸承壓蓋選用25#鋼，填料壓蓋選用球墨鑄鐵，水封環(huán)選用不銹鋼，填料套選用鑄鋼ZG270-500，密封環(huán)選用鑄鋼ZG270-500Z，工作面噴鍍Ni60，軸套選用鑄鋼ZG270-500。

2.4 泵站水錘及其防護(hù)

經(jīng)分析計(jì)算，并參照已成類似泵站工程，水錘壓力取靜水壓力的35%計(jì)算，本泵站瞬時(shí)最大內(nèi)水壓力為60m，即最大水錘壓力將達(dá)到0.6MPa。為防止水錘發(fā)生時(shí)的不良影響，水泵出口配置重錘式自動(dòng)保壓鎖定型液控緩閉蝶閥，以達(dá)到防水錘的目的。

表1 管道損失系數(shù)表

表2 各泵機(jī)工作點(diǎn)參數(shù)表

2.5 主機(jī)組布置

本站水泵電動(dòng)機(jī)組共7組，水泵軸線為一列式布置，機(jī)組間距為1.8m。水泵采用開敞式單機(jī)單管進(jìn)水方式，雙機(jī)并管出流。

3 其他輔助設(shè)備

3.1 泵站真空系統(tǒng)

根據(jù)泵站水泵機(jī)組規(guī)模，為滿足水泵啟動(dòng)需要，泵站設(shè)置兩臺(tái)真空泵。

3.1.1 真空泵選型

按公式V=LπD2/4計(jì)算需要抽真空體積，V=1.9m3。

按公式Q=KVHa/T(Ha-Hs)計(jì)算流量，其中，T=5min，Q=0.53m3/min。

選擇SZ-1型真空泵，最大吸氣量為1.5m3/min，總功率為 4.5kW，轉(zhuǎn)速為1450r/min，最大真空度為84%，進(jìn)出口口徑均為70mm，供水量為10L/min，最大壓力為1kg/cm2，保證真空度為80%，泵重量為140kg。

3.1.2 真空泵布置

廠房內(nèi)設(shè)置SZ-1型真空泵2臺(tái)，其中1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。真空管路主管選φ50鍍鋅鋼管，支架敷設(shè)；支管選φ25鍍鋅鋼管，隨機(jī)組敷設(shè)。管道防銹采用底漆刷紅丹防銹漆兩遍，面漆刷白色調(diào)和漆一遍的方式?？刂崎l閥按自動(dòng)化要求選用電磁閥。

3.2 泵站供水系統(tǒng)

本站水泵不設(shè)專用技術(shù)供水系統(tǒng)，其他用水自機(jī)井引來。

3.3 泵站排水系統(tǒng)

為排除水泵運(yùn)行檢修滲漏水，沿水泵機(jī)組四周設(shè)排水小溝，設(shè)150mm×100mm砼排水主溝，比降1%；在廠房內(nèi)設(shè)1000mm×1000mm×3000mm現(xiàn)澆C20鋼筋砼集水井，配置2臺(tái)50QW-20型潛水排污泵和壓阻式液位變送器，自動(dòng)控制開啟排水泵，直接排入前池。

3.4 泵站供油系統(tǒng)

由于泵站條件限制，不專設(shè)供油系統(tǒng)，配置備用油桶及小型儲(chǔ)油設(shè)施。

3.5 泵站起重設(shè)備及機(jī)修設(shè)備

起重設(shè)備按泵站最重件考慮，電機(jī)重量為3.63t，選用HD型起重機(jī)，額定起吊量5t，行車跨度為7.4m，操作方式為地面操作。行車滑觸線選HXTS-4-25/120型，總長80m。

機(jī)修設(shè)備按規(guī)范及泵站檢修實(shí)際需要，配備設(shè)備有管鉗、臺(tái)虎鉗、三相砂輪機(jī)、臺(tái)鉆、空壓機(jī)、電焊機(jī)、工作案、葉輪裝卸設(shè)備、螺旋千斤頂、水準(zhǔn)儀等，具體數(shù)量根據(jù)泵站實(shí)際需要確定。

3.6 泵站通風(fēng)與采暖

主廠房和高壓室設(shè)機(jī)械通風(fēng)，裝設(shè)7臺(tái)DZ-11軸流風(fēng)機(jī)。中控室設(shè)置空調(diào)設(shè)備。冬季運(yùn)行采暖統(tǒng)一配置電暖設(shè)施。

4 結(jié)語

張謝泵站更新改造后，由于提水保證率提高及提水量的增加，新增灌溉面積2.18萬畝，改善灌溉面積3.26萬畝。更新改造后，裝置效率將大幅提高，能源單耗將明顯下降，設(shè)備完好率大大提高，每年將減少維護(hù)修理費(fèi)約2.2萬元。

泵站是水利工程的重要組成部分，是我國各灌區(qū)必不可少的水利設(shè)施，而水泵則是泵站工程的心臟，只有正確的選擇合適的水泵，泵站才能經(jīng)濟(jì)、順利地運(yùn)行，泵站的運(yùn)行管理才會(huì)更有效率，更可靠。陜西水利