关于对广利泵站水泵的探讨

　　摘要： 广利泵站的排涝标准为10年一遇24小时暴雨184mm一天排干，设计流量为9.53 m3/s。总装机1200KW。本文以广利泵站为例，阐述广利泵站治涝原则和水泵设计的依据，为泵站水泵的设计提供借鉴。

　　关键词：泵站,排涝,潜水泵,转速

　　肇庆市景丰联围是珠江三角洲的五大堤围之一，围内排涝区共7个，分别是端州区的跃龙排涝区和羚山排涝区、鼎湖区的广利排涝区、横槎排涝区、永安排涝区、贝水排涝区和新窦排涝区。广利排涝区处在西江沿岸，北面为鼎湖山、南面为西江，受暴雨、山洪和西江洪水的夹击。根据实际情况，广利泵站治涝遵循如下原则：

　　1、高水高排、低水低排的原则，利用鼎湖山截洪渠和水坑截洪渠将高处的山地洪水拦截后自排出外江，实现高水高排，减轻围内涝区泵站和涵闸的排水压力。

　　2、闸排与泵排相结合的原则，为减少泵站的抽排费用，力争自排、减少抽排，抓住汛期西江水位短期回落的时机进行自流抢排，汛后枯水期尽量自排。

　　3、近远期相结合的原则，随着社会经济、城市化的发展，涝区农业用地越来越少，条件发生改变，治涝工程既要兼顾现状地势较低鱼塘的排涝安全，也要兼顾城市规划调蓄容积减少后的治涝安全。

　　4、泵站和排水涵闸重建后，排水流量加大，引水主干渠道过水能力应相应提高，建立完整的排水系统，而渠道整治应与城市建设适当结合。

　　广利泵站的排涝标准为10年一遇24小时暴雨184mm一天排干，设计流量为9.53 m3/s。广利泵站的特征净扬程中的最低净扬程为-0.7m～0m，即进水池水位高于出水池水位，此工况时水泵停止运行，水流通过自流涵自流排水;当外水位升高，水流不能自排时，关闭自流涵闸门启动水泵排水，因此，水泵运行的最低净扬程按0.0m计算。经计算，广利泵站扬程损失设计工况为0.85m，较核工况为0.64m，故设计扬程为8.1m, 最高扬程为10.85m, 最低扬程为0.85m。

　　一、水泵型式、台数、单泵流量选择

　　根据广利泵站的扬程较高，最高扬程达10.85m，且扬程变化范围较广，较适合的泵型为潜水泵，因而对潜水轴流泵进行机组台数的方案比较。根据水泵厂家资料，对泵站台数方案比选，初选3台和5台机组进行方案比较，机组技术性能比较见表1。

　　从表1可知，泵站在两种工况下，方案一的效率都比方案二的效率要高，抽排量均能满足设计要求，方案二装机比方案一稍大;经济性方面，机组设备总投资方案二比方案一多15万元，且方案二机组台数多，相应的土建投资还会增大，所以综合考虑，确定选方案一为推荐方案，方案二为备用方案。

　　二、水泵的主要参数

　　ZQ4050-6潜水轴流泵的工作性能见表2，工作性能曲线见图1。

　　三、流道及断流方式

　　为减少土建开挖，节省投资，采用开敞式进水流道。由于直管拍门断流方式结构简单，施工方便，且出水管有拍门和事故闸门，断流可靠，故采用直管拍门断流方式。

　　四、调节保证

　　采用立式的潜水轴流泵，为三机一函，采用拍门断流。经初步分析，事故停泵瞬态特性满足低于额定转速40%的运行时间不超过2min,最高压力不超过水泵出口额定压力的1.3倍。

　　三、流道及断流方式

　　为减少土建开挖，节省投资，采用开敞式进水流道。由于直管拍门断流方式结构简单，施工方便，且出水管有拍门和事故闸门，断流可靠，故采用直管拍门断流方式。

　　四、调节保证

　　采用立式的潜水轴流泵，为三机一函，采用拍门断流。经初步分析，事故停泵瞬态特性满足低于额定转速40%的运行时间不超过2min,最高压力不超过水泵出口额定压力的1.3倍。

　　五、水泵安装高程的选择

　　水泵安装高程按下列2个条件考虑：1、按基准面最小淹没深度大于0.5m确定安装高程。2、按进水池最低运行水位满足不同工况下水泵必须汽蚀余量校核安装高程。潜水泵的安装高程以进水喇叭口为准，经计算结果为-0.6m。

　　六、辅助机械设备

　　由于采用潜水泵，故不需要上部厂房，机组起重设备和检修闸门起重设备一起考虑，共用一台10吨电动葫芦门式起重机，起重机跨度为14米。潜水泵不需要油、气和技术供水系统，广利泵站只设水力监测、检修排水和通风空调系统。本泵站不设检修车间，只设日常常用的检修设备。

　　七、电动机功率选配

　　水泵配套的轴功率的计算式：N轴= ，式中：N轴为水泵轴功率(kW)，γ为水的重度，取9.8KN/m3/s，Q为水泵流量(m3/s)。

　　为使机组在任何情况下安全运行，电动机不超载，所选电动机额定功率要大于水泵最大轴功率，N轴取水泵在设计工况和校核工况下的轴功率的最大值。

　　与水泵配套的电动机按下式计算：PN=KN轴，式中：PN为选配电动机的计算功率(kW)，N轴为水泵轴功率(kW)，K为安全系数。当泵站N轴>55kW，K取1.05～1.1，故广利泵站K取1.08。

　　根据以上计算公式和原则，水泵电动机选配结果为型号ZQ4050-6，轴功率364 kW，水泵转速490 r/min，选配电动机计算功率393.12 kW，选配电动机额定功率400 kW。

　　目前广利泵站已完成建设任务，各水泵运行良好，达到理想的效果，为广利排涝区的排涝任务提供了有效的保障。

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文章名称： 关于对广利泵站水泵的探讨

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