李活文

摘要： 廣利泵站的排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇24小時(shí)暴雨184mm一天排干，設(shè)計(jì)流量為9.53 m3/s?？傃b機(jī)1200KW。本文以廣利泵站為例，闡述廣利泵站治澇原則和水泵設(shè)計(jì)的依據(jù)，為泵站水泵的設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：泵站排澇潛水泵轉(zhuǎn)速

Abstract: GuangLi pump station of drainage standard for 10 years in a 24 hour a day storm 184 mm drained, the design flow rate is 9.53 m3 / s. Total installed 1200 KW. This paper GuangLi pump station as an example, this paper expounds the principle and GuangLi pump station water-logging pump design basis, for pumping station to provide a reference for the design of the pump.

Key words: drainage pumping station submersible pump rotation speed

中圖分類(lèi)號(hào)：U464.138+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

肇慶市景豐聯(lián)圍是珠江三角洲的五大堤圍之一，圍內(nèi)排澇區(qū)共7個(gè)，分別是端州區(qū)的躍龍排澇區(qū)和羚山排澇區(qū)、鼎湖區(qū)的廣利排澇區(qū)、橫槎排澇區(qū)、永安排澇區(qū)、貝水排澇區(qū)和新竇排澇區(qū)。廣利排澇區(qū)處在西江沿岸，北面為鼎湖山、南面為西江，受暴雨、山洪和西江洪水的夾擊。根據(jù)實(shí)際情況，廣利泵站治澇遵循如下原則：

1、高水高排、低水低排的原則，利用鼎湖山截洪渠和水坑截洪渠將高處的山地洪水?dāng)r截后自排出外江，實(shí)現(xiàn)高水高排，減輕圍內(nèi)澇區(qū)泵站和涵閘的排水壓力。

2、閘排與泵排相結(jié)合的原則，為減少泵站的抽排費(fèi)用，力爭(zhēng)自排、減少抽排，抓住汛期西江水位短期回落的時(shí)機(jī)進(jìn)行自流搶排，汛后枯水期盡量自排。

3、近遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市化的發(fā)展，澇區(qū)農(nóng)業(yè)用地越來(lái)越少，條件發(fā)生改變，治澇工程既要兼顧現(xiàn)狀地勢(shì)較低魚(yú)塘的排澇安全，也要兼顧城市規(guī)劃調(diào)蓄容積減少后的治澇安全。

4、泵站和排水涵閘重建后，排水流量加大，引水主干渠道過(guò)水能力應(yīng)相應(yīng)提高，建立完整的排水系統(tǒng)，而渠道整治應(yīng)與城市建設(shè)適當(dāng)結(jié)合。

廣利泵站的排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇24小時(shí)暴雨184mm一天排干，設(shè)計(jì)流量為9.53 m3/s。廣利泵站的特征凈揚(yáng)程中的最低凈揚(yáng)程為-0.7m～0m，即進(jìn)水池水位高于出水池水位，此工況時(shí)水泵停止運(yùn)行，水流通過(guò)自流涵自流排水；當(dāng)外水位升高，水流不能自排時(shí)，關(guān)閉自流涵閘門(mén)啟動(dòng)水泵排水，因此，水泵運(yùn)行的最低凈揚(yáng)程按0.0m計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，廣利泵站揚(yáng)程損失設(shè)計(jì)工況為0.85m，較核工況為0.64m，故設(shè)計(jì)揚(yáng)程為8.1m, 最高揚(yáng)程為10.85m, 最低揚(yáng)程為0.85m。

一、水泵型式、臺(tái)數(shù)、單泵流量選擇

根據(jù)廣利泵站的揚(yáng)程較高，最高揚(yáng)程達(dá)10.85m，且揚(yáng)程變化范圍較廣，較適合的泵型為潛水泵，因而對(duì)潛水軸流泵進(jìn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)的方案比較。根據(jù)水泵廠家資料，對(duì)泵站臺(tái)數(shù)方案比選，初選3臺(tái)和5臺(tái)機(jī)組進(jìn)行方案比較，機(jī)組技術(shù)性能比較見(jiàn)表1。

表1機(jī)組技術(shù)性能比較表

從表1可知，泵站在兩種工況下，方案一的效率都比方案二的效率要高，抽排量均能滿足設(shè)計(jì)要求，方案二裝機(jī)比方案一稍大；經(jīng)濟(jì)性方面，機(jī)組設(shè)備總投資方案二比方案一多15萬(wàn)元，且方案二機(jī)組臺(tái)數(shù)多，相應(yīng)的土建投資還會(huì)增大，所以綜合考慮，確定選方案一為推薦方案，方案二為備用方案。

二、水泵的主要參數(shù)

ZQ4050-6潛水軸流泵的工作性能見(jiàn)表2，工作性能曲線見(jiàn)圖1。

表2 ZQ4050-6潛水軸流泵工作性能表

三、流道及斷流方式

為減少土建開(kāi)挖，節(jié)省投資，采用開(kāi)敞式進(jìn)水流道。由于直管拍門(mén)斷流方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，且出水管有拍門(mén)和事故閘門(mén)，斷流可靠，故采用直管拍門(mén)斷流方式。

四、調(diào)節(jié)保證

采用立式的潛水軸流泵，為三機(jī)一函，采用拍門(mén)斷流。經(jīng)初步分析，事故停泵瞬態(tài)特性滿足低于額定轉(zhuǎn)速40%的運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)2min,最高壓力不超過(guò)水泵出口額定壓力的1.3倍。

三、流道及斷流方式

為減少土建開(kāi)挖，節(jié)省投資，采用開(kāi)敞式進(jìn)水流道。由于直管拍門(mén)斷流方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，且出水管有拍門(mén)和事故閘門(mén)，斷流可靠，故采用直管拍門(mén)斷流方式。

四、調(diào)節(jié)保證

采用立式的潛水軸流泵，為三機(jī)一函，采用拍門(mén)斷流。經(jīng)初步分析，事故停泵瞬態(tài)特性滿足低于額定轉(zhuǎn)速40%的運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)2min,最高壓力不超過(guò)水泵出口額定壓力的1.3倍。

圖1ZQ4050-6型潛水軸流泵工作性能曲線

五、水泵安裝高程的選擇

水泵安裝高程按下列2個(gè)條件考慮：1、按基準(zhǔn)面最小淹沒(méi)深度大于0.5m確定安裝高程。2、按進(jìn)水池最低運(yùn)行水位滿足不同工況下水泵必須汽蝕余量校核安裝高程。潛水泵的安裝高程以進(jìn)水喇叭口為準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算結(jié)果為-0.6m。

六、輔助機(jī)械設(shè)備

由于采用潛水泵，故不需要上部廠房，機(jī)組起重設(shè)備和檢修閘門(mén)起重設(shè)備一起考慮，共用一臺(tái)10噸電動(dòng)葫蘆門(mén)式起重機(jī)，起重機(jī)跨度為14米。潛水泵不需要油、氣和技術(shù)供水系統(tǒng)，廣利泵站只設(shè)水力監(jiān)測(cè)、檢修排水和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。本泵站不設(shè)檢修車(chē)間，只設(shè)日常常用的檢修設(shè)備。

七、電動(dòng)機(jī)功率選配

水泵配套的軸功率的計(jì)算式：N軸= ，式中：N軸為水泵軸功率（kW），γ為水的重度，取9.8KN/m3/s，Q為水泵流量（m3/s）。

為使機(jī)組在任何情況下安全運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)不超載，所選電動(dòng)機(jī)額定功率要大于水泵最大軸功率，N軸取水泵在設(shè)計(jì)工況和校核工況下的軸功率的最大值。

與水泵配套的電動(dòng)機(jī)按下式計(jì)算：PN=KN軸，式中：PN為選配電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率（kW），N軸為水泵軸功率（kW），K為安全系數(shù)。當(dāng)泵站N軸＞55kW，K取1.05～1.1，故廣利泵站K取1.08。

根據(jù)以上計(jì)算公式和原則，水泵電動(dòng)機(jī)選配結(jié)果為型號(hào)ZQ4050-6，軸功率364 kW，水泵轉(zhuǎn)速490 r/min，選配電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率393.12 kW，選配電動(dòng)機(jī)額定功率400 kW。

目前廣利泵站已完成建設(shè)任務(wù)，各水泵運(yùn)行良好，達(dá)到理想的效果，為廣利排澇區(qū)的排澇任務(wù)提供了有效的保障。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。