肖 波

(新達(dá)泵閥股份有限公司，四川 達(dá)州，635000)

小紅山提灌站水泵選型設(shè)計與運(yùn)行方式研究

肖 波

(新達(dá)泵閥股份有限公司，四川 達(dá)州，635000)

通過對小紅山取水項目提灌站工程水泵機(jī)組的初步選型，以及建成運(yùn)行中遭遇故障后對水泵機(jī)組的更換選型，分析探討了該水泵機(jī)組在導(dǎo)致故障的環(huán)境下的運(yùn)行方式，提出了機(jī)組更換選型方案和運(yùn)行方式，達(dá)到了預(yù)期的效果。 【關(guān)鍵詞】小紅山提灌站 水泵選型 運(yùn)行方式

1 工程概述

小紅山取水項目提灌站工程，位于云南省保山市隆陽區(qū)潞江鎮(zhèn)芒旦村怒江西岸，控灌面積約133.3hm2。其中，高位灌區(qū)約40hm2(輸水管線2150m)，低位灌區(qū)約93.3hm2(輸水管線1150m)。兩個灌區(qū)均采用2套機(jī)組互為備用的并聯(lián)運(yùn)行，其要求的設(shè)計揚(yáng)程流量如下：(1)高位灌區(qū)。設(shè)計最大凈揚(yáng)程117m，設(shè)計最大流量50m3/h；(2)低位灌區(qū)。設(shè)計最大凈揚(yáng)程48m，設(shè)計最大流量160m3/h。

2 系統(tǒng)原理

該提灌泵站建站處怒江的最大水位變幅高達(dá)15m，故該站的提水方式采用了潛水泵安裝于江中取水，然后輸水至位于距江邊約130m且高于最低江水位15m的泵房處，再由泵房內(nèi)的地面泵接力輸送到出水口。因出水點(diǎn)有高、低兩處，為增加系統(tǒng)可靠性，故每處出水點(diǎn)都設(shè)置兩套機(jī)組互為備用的并聯(lián)運(yùn)行使用，即先由潛水泵和地面泵串聯(lián)后再并聯(lián)碰管輸水至各自的出水點(diǎn)。為方便潛水泵機(jī)組的安裝及檢修維護(hù)，在江邊傾斜設(shè)置4根14.5m長φ325mm×8mm的引水鋼筒，潛水泵用滑撬下至鋼筒底部(保證潛水泵吸入口在最低水位以下0.3m)安裝固定，此方案使?jié)撍脵C(jī)組的安裝及檢修維護(hù)大為方便。其系統(tǒng)原理見圖1所示。

圖1 小紅山提灌站系統(tǒng)提水原理

3 提灌站初次建成運(yùn)行故障情況

3.1 初次選用水泵類型及安裝方式

由工程概況及系統(tǒng)原理所述，該提灌站采用潛水泵取水，再串聯(lián)地面泵接力輸水的提水方式，經(jīng)流量、揚(yáng)程及管損的綜合計算，及業(yè)主提供的枯水期水源狀況，兩個灌區(qū)選用水泵機(jī)組型號如下：

(1)高位灌區(qū)。QS50-36-7.5潛水泵(Q=50m3/h，H=36m，n=2900r/min，P=7.5kW)，L3D-128-0480-150容積泵(Q=48m3/h，H=150m，n=1470r/min，P=30kW)。

該灌區(qū)由以上水泵串聯(lián)后，以2套機(jī)組互為備用的并聯(lián)運(yùn)行；

(2)低位灌區(qū)。QS160-15-11潛水泵(Q=160m3/h，H=15m，n=2900r/min，P=11kW)DFG150-200管道泵(Q=160m3/h，H=50m，n=2900r/min，P=37kW)。

該灌區(qū)由以上水泵串聯(lián)后，以2套機(jī)組互為備用的并聯(lián)運(yùn)行。

故該提灌站共裝機(jī)4臺潛水泵及4臺地面泵，4臺潛水泵安裝固定于江邊設(shè)置的4根14.5m長的φ325mm×8mm的引水鋼筒底部，4臺地面泵安裝固定于距江邊約130m且高于最低江水位15m的地面泵房內(nèi)。

3.2 初次建成運(yùn)行后的故障情況

本站建成后即投入運(yùn)行，用以保障133.3hm2作物的灌溉用水。在進(jìn)入雨季豐水期前運(yùn)行一切正常，而進(jìn)入雨季豐水期后不久，發(fā)生了運(yùn)行故障。主要表現(xiàn)為系統(tǒng)出水量變小，且高位灌區(qū)供水的容積泵的活塞及活塞缸嚴(yán)重磨損并漏水，后雖經(jīng)維修處理，但不久即再度出現(xiàn)同樣問題。

3.3 故障原因分析

故障發(fā)生后，該提灌站的業(yè)主單位、使用單位、設(shè)計施工單位聯(lián)合進(jìn)行了原因調(diào)查及分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致故障的原因是豐水期江水帶來的大量泥沙。這些泥沙粒徑約0.1mm～0.2mm左右，在該站所處位置因江面變寬、江流變緩而沉積下來，當(dāng)這些淤沙在江底堆積到一定高度時，堵塞了引水鋼筒底部進(jìn)水口后，導(dǎo)致流量變小；而隨水流進(jìn)入水泵流道的細(xì)沙，必然會磨損流道，致使作相互摩擦運(yùn)動的容積泵流道內(nèi)磨損尤其嚴(yán)重。

4 水泵機(jī)組更換選型及運(yùn)行方式研究

4.1 水泵機(jī)組更換選型

由于查明豐水期江水中所含細(xì)沙是導(dǎo)致取水流量變小和容積泵加劇零部件磨損的罪魁禍?zhǔn)?，那么選擇耐磨或?qū)δp不敏感的泵型是最簡單也最直接的解決方案。經(jīng)過詳細(xì)的水力計算及泵型篩選后，并考慮到現(xiàn)場的實際安裝條件，決定將高位灌區(qū)的容積泵更換為球墨鑄鐵材質(zhì)的離心式管道泵(其余水泵繼續(xù)保留使用)。其泵型為：DFG80-315管道泵(Q=50m3/h，H=125m，n=2900r/min，P=37kW)

4.2 水泵機(jī)組運(yùn)行方式探討

至于豐水期江水淤沙在江底堆積到一定高度并堵塞引水鋼筒底部進(jìn)水口的問題，經(jīng)相關(guān)各方探討會商后，決定采取如下對策：(1)在引水鋼筒底部進(jìn)水口之上且淤沙沉積不到的適當(dāng)位置，開設(shè)輔助進(jìn)水口，保證進(jìn)水流暢；(2)在保證潛水泵吸入口距豐水期水面有足夠距離的前提下，將安裝固定于鋼筒底部的潛水泵適當(dāng)上移，避免吸入底部淤沙含量高的江水。

完成整改后，提灌站恢復(fù)運(yùn)行，基本達(dá)到預(yù)期效果，僅偶爾會在水泵停止運(yùn)行較長時間后再啟動運(yùn)行時出現(xiàn)出水量變小的現(xiàn)象。于是再次進(jìn)行分析推測，判定其原因應(yīng)該是潛水泵停止運(yùn)行較長時間后江水中淤沙沉積在潛水泵流道內(nèi)，堵塞了部分流道后導(dǎo)致出水量變小。對此采用的對策是，水泵停止運(yùn)行較長時間后再啟動運(yùn)行前，先利用輸水管里勢壓較高的蓄水對潛水泵進(jìn)行反沖，將流道內(nèi)沉積的少量淤沙排出，然后再啟動水泵，結(jié)果流量果然恢復(fù)了正常水平。

5 結(jié)語

云南省保山市隆陽區(qū)潞江鎮(zhèn)芒旦村小紅山取水項目提灌站工程機(jī)組選型及安裝應(yīng)用方式選擇構(gòu)思新穎、技術(shù)可靠、先進(jìn)可行，其針對豐水期含淤沙環(huán)境的運(yùn)行方式貼合實際、簡便可靠。從該提灌站建成并整改后運(yùn)行至今，以及在類似機(jī)電提灌站上的應(yīng)用表明，該類提灌泵站裝置效率較高，安裝維修運(yùn)行管理方便，適合在水源水位變幅較大且距泵房有一定距離的提灌泵站工程中推廣應(yīng)用。

〔1〕竇以松等譯. 泵站設(shè)計與抽水裝置試驗[M].北京：水力電力出版社，1990.2.

〔2〕丘傳忻,林中卉等譯. 泵站工程技術(shù)手冊[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.12.

〔3〕嚴(yán)登豐編著. 泵站工程[M].北京：水力電力出版社，2005.

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