李勇智

（松遼委察爾森水庫(kù)管理局,內(nèi)蒙古烏蘭浩特 137400）

1 特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在水利建設(shè)中，為改變水流原有狀況廣泛使用各種形式的水泵，其中斜流泵目前在生產(chǎn)生活中應(yīng)用較多，現(xiàn)對(duì)其本身的特點(diǎn)和使用中易出現(xiàn)的問(wèn)題及注意事項(xiàng)分別進(jìn)行論述，以利于更好發(fā)揮作用。

斜流泵又叫做導(dǎo)葉式混流泵，可分為不可抽出式和轉(zhuǎn)子可抽出式、泵整體可抽出式。泵通過(guò)剛性或彈性聯(lián)軸器由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。泵的軸承通常用橡膠導(dǎo)軸承或賽龍軸承,泵軸通常設(shè)置護(hù)管，護(hù)管內(nèi)充有潔凈的壓力水，用于導(dǎo)軸承的潤(rùn)滑和沖洗，水量可由流量繼電器控制，保證不能缺水損壞軸承，當(dāng)泵用于輸送污水或含有較大顆粒的水時(shí)，導(dǎo)葉體內(nèi)的導(dǎo)軸承末端設(shè)有停車自動(dòng)軸封裝置，以防泵停止后雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)。立式斜流泵葉輪分為整體葉輪或組合葉輪。如果是輸送海水等含鹽分較多的泵，除采用耐腐蝕的材料外，還可采用犧牲陽(yáng)極法和外部電源法陰極保護(hù)裝置，以防止泵零件的電化學(xué)腐蝕。泵的軸向力由電機(jī)的止推軸承或泵的推力軸承承受。

1.2 運(yùn)行特點(diǎn)

通常使用的抽水泵中，軸流泵適合大流量、低揚(yáng)程情況下使用，但效率范圍窄，不能在揚(yáng)程變化大的場(chǎng)合使用；離心泵的水力性能比較優(yōu)良，但不適合在較低的揚(yáng)程下使用。斜流泵（混流泵）抽水利用了軸流泵和離心泵的綜合原理，其性能介于軸流泵和離心泵之間，具有易啟動(dòng)及效率高等顯著特點(diǎn)，是一種性能和結(jié)構(gòu)介于軸流泵和離心泵之間的水泵，補(bǔ)償了兩者的缺點(diǎn)同時(shí)具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的泵型，使用的范圍正在向傳統(tǒng)離心泵和軸流泵的領(lǐng)域擴(kuò)展。應(yīng)用中通過(guò)合理的設(shè)計(jì)并對(duì)葉輪、葉片角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，斜流泵可以實(shí)現(xiàn)大范圍的高效穩(wěn)定的運(yùn)行。目前，大型火電站和核電站中使用的循環(huán)水泵中斜流泵超過(guò)了90%，其中最大口徑可達(dá)到4 m。

2 斜流泵的應(yīng)用

斜流泵主要用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的電站循環(huán)水、市政給排水、區(qū)域調(diào)水、農(nóng)業(yè)灌排水等，近些年在核電、艦船噴水推進(jìn)方面也得到應(yīng)用。國(guó)外優(yōu)秀生產(chǎn)廠家有美國(guó)英格索蘭、英國(guó)威爾公司、德國(guó)KSB公司、日本日立公司、日本荏原公司等。由于海洋工作環(huán)境特殊，下面主要以其在海水中的應(yīng)用舉例。

日本荏原公司為某電廠提供的海水循環(huán)泵，泵體供水流量大、抗腐蝕，能夠提供足夠的壓頭且運(yùn)行穩(wěn)定。由于該電廠經(jīng)常滿負(fù)荷，所以該循環(huán)泵為工頻運(yùn)行，共5臺(tái)泵供2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，每臺(tái)機(jī)組由2臺(tái)泵供水，另外1臺(tái)循環(huán)泵為2臺(tái)機(jī)組做備用。循環(huán)泵的啟停為一鍵啟停，可靠性較高，保證了管道系統(tǒng)的安全性，可防止玻璃鋼管道系統(tǒng)受不穩(wěn)定工況如系統(tǒng)倒水拉真空和水錘破壞。為防止冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)破壞性水錘，在凝汽器高壓側(cè)前水室上安裝2臺(tái)DN150電磁真空破壞閥。當(dāng)機(jī)組內(nèi)所有水泵停運(yùn)時(shí)，真空破壞閥打開(kāi)進(jìn)氣破壞真空，以預(yù)防系統(tǒng)中出現(xiàn)斷流彌合水錘。正?；蚴鹿释１霉r下，冷卻水系統(tǒng)水錘最大壓力均小于25.00 m水柱；當(dāng)每臺(tái)機(jī)組2臺(tái)冷卻水泵突然停運(yùn)時(shí)，凝汽器低壓側(cè)后水室出現(xiàn)最大負(fù)壓-9.50 m水柱。工程冷卻水系統(tǒng)閥門推薦關(guān)閉規(guī)律為第一階段8~10 s關(guān)閉80°，其余角度在20~30 s內(nèi)關(guān)完，水泵倒轉(zhuǎn)速控制在額定轉(zhuǎn)速0.36倍以內(nèi)。啟泵時(shí)采用60 s勻速開(kāi)閥的形式進(jìn)行，當(dāng)開(kāi)閥門角度為3°時(shí)，連鎖開(kāi)啟冷卻水泵。起泵時(shí)管道系統(tǒng)最大壓力不超過(guò)32.00 m，是安全的。

電廠冷卻系統(tǒng)由水下箱涵、前池、過(guò)濾裝置、循環(huán)泵、熱量交換裝置、排水裝置等設(shè)備設(shè)施構(gòu)成，海水經(jīng)海面下取水口由于泵運(yùn)行形成的靜壓差經(jīng)取水箱涵到達(dá)露天的前池，在經(jīng)過(guò)格柵-旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)入循環(huán)泵的吸入口，經(jīng)過(guò)凝汽器的虹吸和換熱后進(jìn)入排水系統(tǒng)，再經(jīng)脫硫和還原后得到合格的回水，并排入海洋，沿途的箱涵、管道、水池設(shè)有若干的通空氣閥門和通氣口，用以保護(hù)系統(tǒng)免受沖擊并保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，從運(yùn)行效果看，符合該電廠的設(shè)計(jì)需求。

3 斜流循環(huán)泵在使用過(guò)程的注意事項(xiàng)

1）在使用流量開(kāi)關(guān)確定電機(jī)的額定冷卻水量后，應(yīng)等待一段時(shí)間（約30 s）后再行啟動(dòng)泵。

2）在泵安裝完畢或重新組裝后的首次運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先開(kāi)機(jī)，待運(yùn)行4～5 s后再關(guān)機(jī)，檢查泵的轉(zhuǎn)向是否正確及有無(wú)不正常現(xiàn)象；如無(wú)任何不正常現(xiàn)象，再重新開(kāi)機(jī)，并運(yùn)轉(zhuǎn)一小段時(shí)間（大約3 min），檢查是否有喘振、振蕩、噪聲等反常現(xiàn)象，然后再檢查確定泵殼中的空氣是否由排氣閥完全排出；如果運(yùn)轉(zhuǎn)狀況合格，則可繼續(xù)保持泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3）一般在啟動(dòng)泵后3 min內(nèi)打開(kāi)泵的出口閥。

4）雖然泵可在指定的整個(gè)工作范圍(排量約為27 000～45 000 m3/h)內(nèi)運(yùn)行，但若有振動(dòng)、雜音及氣穴現(xiàn)象，應(yīng)盡量避免在低于最小持續(xù)流量和高于最大流量的工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；如的確需要在上述工況下運(yùn)行，則應(yīng)將運(yùn)行時(shí)間盡量縮短；關(guān)閉模式下的運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)3 min。

5）檢查填料密封，如不合適可調(diào)節(jié)壓蓋螺栓，保證應(yīng)有少量水能從填料密封持續(xù)滲出。

6）應(yīng)注意任何異常噪音及振動(dòng)，如有空氣或異物進(jìn)入泵體，或設(shè)備運(yùn)行點(diǎn)發(fā)生變化，或在排出管路出現(xiàn)誤操作和閥體故障，則會(huì)產(chǎn)生異常噪音和振動(dòng)。此時(shí)泵的排出壓力可能波動(dòng)很大，或電機(jī)儀表讀數(shù)發(fā)生突變，在此情形下，應(yīng)立即檢查故障現(xiàn)象并查明故障原因。

7）檢查電機(jī)溫度檢測(cè)器，泵開(kāi)始運(yùn)行后應(yīng)特別注意電機(jī)軸承的溫度升高是否正常。在電機(jī)軸承的溫度趨于穩(wěn)定后，也應(yīng)不時(shí)檢查其溫度，如發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承發(fā)生任何異常升溫現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)停泵，并查明原因。

8）檢查電機(jī)軸承的潤(rùn)滑油位應(yīng)符合要求。

9）檢查電機(jī)的冷卻水量供給應(yīng)保證充足。

10）如發(fā)生以下輕微故障，應(yīng)立即檢查并查明故障原因：①泵體振動(dòng)不正常；②電機(jī)軸承溫度異常上升；③電機(jī)定子溫度異常上升；④電機(jī)冷卻水低于正常水平。

11）如發(fā)生以下重大故障，應(yīng)立即關(guān)停泵，并同時(shí)完全關(guān)閉排出閥：①電機(jī)超載；②啟動(dòng)延時(shí)；③電機(jī)推力軸承溫度上升超過(guò)緊急狀況限制；④吸入水量低于緊急狀況限制。

12）應(yīng)注意其他儀表和計(jì)量器。

13）在排出閥完全閉合后，再行關(guān)泵。

14）在確定泵完全關(guān)閉后，關(guān)停電機(jī)的冷卻水進(jìn)水。

15）如果泵因停電而關(guān)閉，應(yīng)先關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，然后再行關(guān)閉排出閥，這可防止泵在電源恢復(fù)時(shí)突然啟動(dòng)。

16）延長(zhǎng)停機(jī)期間的維護(hù)：應(yīng)對(duì)泵定期進(jìn)行維護(hù)，以便隨時(shí)進(jìn)行操作?？赡芮闆r下，每月操作泵1次。

4 斜流循環(huán)泵配合設(shè)備及其使用要求

1）循環(huán)泵出口液控蝶閥使用要求：液控蝶閥既可就地控制操作，也可在控制室遠(yuǎn)程操作，系統(tǒng)配備有遠(yuǎn)控/就地操作切換開(kāi)關(guān)。就地操作一般在系統(tǒng)第1次啟動(dòng)或調(diào)試檢修時(shí)使用，正常運(yùn)行時(shí)均接受遠(yuǎn)程控制。在操作盤上可顯示其運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警。由于電廠循環(huán)泵為主要輔助設(shè)備，如果操作異常或故障均可能導(dǎo)致循環(huán)水中斷、機(jī)組跳閘，成為安全生產(chǎn)的重大隱患，而液控蝶閥又在循環(huán)泵的啟停和事故處理時(shí)起著關(guān)鍵性的作用，這就要求液控蝶閥要具有高可靠性，避免機(jī)組因其停機(jī)和系統(tǒng)損壞。一般電廠選用重錘式液控蝶閥，保證危機(jī)情況能快速關(guān)閉，同時(shí)蝶閥所用的電源為分段獨(dú)立的保安電源和自備直流電源，完全可以保證事故情況下電源的絕對(duì)可靠。

2）攔污柵的使用要求：攔污柵布置在前池后、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)前，主要作用是過(guò)濾較大尺寸的雜物，防止旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)突然堵塞跳閘?；具壿嫞寒?dāng)任一臺(tái)攔污柵前后水位差達(dá)到200 mm時(shí)（可在100~300 mm之間調(diào)節(jié)），清污機(jī)自動(dòng)移動(dòng)到該攔污柵處，開(kāi)啟清污機(jī)及耙斗進(jìn)行耙草（雜物）；清污機(jī)連續(xù)運(yùn)行20 min（可調(diào)），水位差降至80 mm（可調(diào)）以下，則停止清污機(jī)及耙斗運(yùn)行；如運(yùn)行20 min后水位差未達(dá)80 mm以下，則繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在控制臺(tái)報(bào)警并向DCS發(fā)出報(bào)警信號(hào)；每隔24 h（自行設(shè)定），清污機(jī)及耙斗按從1~5號(hào)攔污柵逐臺(tái)運(yùn)行1次，每次運(yùn)行時(shí)間可設(shè)為10 min左右；當(dāng)任一臺(tái)攔污柵前后水位差達(dá)300 mm以上時(shí)，PLC控制系統(tǒng)將發(fā)送信號(hào)至機(jī)組DCS系統(tǒng)，報(bào)警通知值班人員立即到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查原因并及時(shí)處理，同時(shí)將信號(hào)傳送至清污機(jī)控制臺(tái)。

3）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的使用要求：旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)布置在循環(huán)泵的入口流道內(nèi)，作用是保證循環(huán)水系統(tǒng)清潔無(wú)雜物，避免系統(tǒng)阻塞和污染。當(dāng)濾網(wǎng)內(nèi)的雜物未來(lái)得及清理，會(huì)導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞，濾網(wǎng)自動(dòng)跳閘。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致循環(huán)泵入口水位下降，水位過(guò)低或低于水泵必須汽蝕余量，導(dǎo)致水泵的出力下降，機(jī)組被迫降負(fù)荷，或循環(huán)泵和機(jī)組跳閘，所以旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的維護(hù)和正常運(yùn)行也非常重要。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行的基本邏輯和攔污柵的控制原理相同，也是通過(guò)自動(dòng)控制沖洗水泵保證濾網(wǎng)作用正常發(fā)揮及出現(xiàn)問(wèn)題故障報(bào)警，為進(jìn)入循環(huán)泵的水源進(jìn)一步發(fā)揮過(guò)濾作用。

5 經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法

斜流循環(huán)泵在以海水為介質(zhì)的工況下運(yùn)行情況最為復(fù)雜，循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用中還要注意以下事項(xiàng)。

1）前池和涵道積沙，由于海水受季風(fēng)和洋流的影響，每年季風(fēng)期都會(huì)在循環(huán)泵入口前的涵道和前池中沉積大量的積沙，每年均會(huì)定期清理，需要占用大量的維護(hù)費(fèi)用。尤其是海底涵箱的清理要求較高的工藝條件，為了減少積沙，如必須在易攜砂的近海取水，在設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮降低清沙難度，比如取水使用開(kāi)放式系統(tǒng)。

2）軸系損壞情況，因循環(huán)泵的軸系較長(zhǎng)，測(cè)點(diǎn)大多布置在基礎(chǔ)臺(tái)板以上，臺(tái)板以下的軸系產(chǎn)生較大的振動(dòng)時(shí)無(wú)法監(jiān)控，當(dāng)軸晃較大時(shí)就會(huì)加大動(dòng)靜磨損，尤其是當(dāng)攜沙的海水進(jìn)入軸承內(nèi)將使軸系嚴(yán)重?fù)p壞。為避免以上情況出現(xiàn)，應(yīng)改進(jìn)循環(huán)泵的密封冷卻水系統(tǒng)，合理判定泵體振動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)生較大的軸晃和電流擺動(dòng)時(shí)應(yīng)立即切換運(yùn)行泵并檢查軸系損壞情況，避免延誤早期維護(hù)。

3）管道系統(tǒng)損壞，主要是預(yù)防循環(huán)泵出口段管道的損壞，主要包括水錘和系統(tǒng)倒水拉空損壞管道系統(tǒng)，應(yīng)定期做好通氣閥活動(dòng)實(shí)驗(yàn)和循環(huán)泵啟停切換實(shí)驗(yàn)，避免手動(dòng)啟停和切換循環(huán)泵，嚴(yán)格按照自動(dòng)步序進(jìn)行操作管理，保證系統(tǒng)壓力平穩(wěn)變化。

4）循環(huán)泵跳閘的應(yīng)急處理，循環(huán)泵應(yīng)保證良好的備用狀態(tài)，發(fā)生跳閘時(shí)如備用泵未聯(lián)動(dòng)，在系統(tǒng)壓力大量損失時(shí)禁止手動(dòng)強(qiáng)啟備用，以免發(fā)生系統(tǒng)沖擊損壞承壓部件，導(dǎo)致系統(tǒng)跑水和水淹廠房事件。

6 結(jié)語(yǔ)

斜流泵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用范圍日漸廣泛，具體使用方式根據(jù)環(huán)境條件和要求各有不同，控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度和附屬設(shè)備、設(shè)施也不盡相同，上文舉例論述的情況是比較復(fù)雜的，但無(wú)論何種使用方式按照提到的操作注意事項(xiàng)和維護(hù)保養(yǎng)要求進(jìn)行使用，對(duì)輸水系統(tǒng)利用效率和泵體使用壽命都是十分有益的。