淺談工農(nóng)河南排澇站建設(shè)工程水泵選型

1、    淺談工農(nóng)河南排澇站建設(shè)工程水泵選型    徐軍偉范亞東【摘要】：工農(nóng)河圩區(qū)面積約3943畝（2.63km2），該區(qū)域現(xiàn)狀全部為城區(qū)，規(guī)劃設(shè)計流量為 11.10m3/s，凈揚程1.15m。根據(jù)設(shè)計工況適宜選用軸流泵，軸流泵按其安裝形式的不同分為立式、臥式和斜軸式三種裝置。結(jié)合城區(qū)排澇泵站“平時小流量、汛期大流量”和排澇規(guī)模逐步提高的排澇特性以及運行噪音低、整體外觀效果要求高等特點，最終確定選擇多臺小直徑立式潛水軸流泵。【關(guān)鍵詞】：城區(qū)排澇泵站；水泵選型；立式潛水軸流泵1、工程概況江陰市工農(nóng)河南排澇站建設(shè)工程位于澄江街道工農(nóng)河圩區(qū)。北東至花山路，西至

2、梅園路，北為應(yīng)天河，南為興澄河。圩區(qū)外圍河道為應(yīng)天河、興澄河，圩內(nèi)河道為工農(nóng)河。工農(nóng)河圩區(qū)面積約3943畝（2.63km2），圩區(qū)的排澇流量應(yīng)為11.10m3/s?？紤]二期工農(nóng)河北拆除現(xiàn)有兩座排澇泵站再建設(shè)一座排澇站，本次新工農(nóng)河南排澇站設(shè)計排澇流量為6m3/s。2、水泵選型2.1 泵型選擇原則根據(jù)該站運行的特點和要求，從技術(shù)、經(jīng)濟等方面考慮，泵型選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）應(yīng)滿足泵站的設(shè)計流量、設(shè)計揚程及其工況的變化。（2）在正常運行工況下，水泵應(yīng)在高效區(qū)運行，以保證水泵在長期運行中，多年平均裝置效率最高。在最高與最低揚程下，水泵應(yīng)能安全穩(wěn)定運行。（3）優(yōu)先選用國家頒布的水泵系列產(chǎn)品和經(jīng)過鑒定

3、的產(chǎn)品，水泵的水力特性及抗氣蝕性能較好。（4）水泵的能量損失要小。（5）機電設(shè)備及土建投資費用低，便于施工。（6）便于維修和管理，運行費用省。2.2 機組型式比選由于泵站為單向抽水，單次運行時間短、年運行次數(shù)多。因此泵型的選擇是否合理，將直接影響泵站的裝置效率和運行成本，根據(jù)泵站特點以及澄錫地區(qū)通常選用的泵型為混流泵和軸流泵。混流泵揚程適中，流量較大，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，價格較低。與軸流泵相比，泵房投資較省，施工安裝容易，是平原和丘陵崗地區(qū)優(yōu)選泵型。如常用的hw混流泵，其口徑300800mm，流量0.122.2m?/s，揚程422m。但混流泵也存在運行管理不夠簡便，不如軸流泵啟動簡單等缺

4、點。軸流泵具有揚程低、流量大、啟動方便等特點，在江蘇省平原地區(qū)和圩區(qū)中廣泛使用，在澄錫地區(qū)的中小型泵站中也使用最多。與混流泵相比，軸流泵具備揚程配套合理、泵機數(shù)量合理、配套功率小、運行管理簡便的特點。但軸流泵也有廠房高度大、土建工程投資較大的缺點。根據(jù)上述泵站設(shè)計參數(shù)，適宜選用軸流泵，軸流泵按其安裝形式的不同分為立式、臥式和斜軸式三種裝置。立式泵機組是目前國內(nèi)泵站工程中常用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運行可靠、制造技術(shù)成熟。電機布置在廠房操作層、運行條件較好、立式水泵的徑向力很小，水導(dǎo)軸承的受力情況好，使用壽命較長，水泵運行可靠性較高。臥式泵一般可選潛水貫流泵、全貫流泵，進出水流道順直、變化平緩、水力損失小，

5、裝置效率較高。其中，潛水貫流泵電機與水泵構(gòu)成一體，安裝維護方便，且不需要上部廠房。但為了減少燈泡比，通常需采用行星齒輪減速器傳動，水泵結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，對水泵的密封要求較高，相應(yīng)的輔助系統(tǒng)也較復(fù)雜，需增設(shè)高位油箱等，目前中小型潛水電泵已在國內(nèi)多個防洪排澇工程中相繼投運，技術(shù)也趨于成熟。全貫流潛水電泵裝置，其原理是水泵葉輪安裝在電機的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔，與轉(zhuǎn)子形成一個整體，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于水泵的葉輪外殼，使電機的無效部分變成工作部分，工作時水流從轉(zhuǎn)子內(nèi)腔流過，裝置保持了潛水電泵投資省、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、噪聲低、散熱好等優(yōu)點，但是其轉(zhuǎn)子、定子都淹沒在水中，能耗相對較高。斜軸式軸流泵泵軸斜置后、受力復(fù)雜，對導(dǎo)軸承的要

6、求較高，故障率較高，安裝運行維護不方便，斜式軸流泵的外形尺寸也較大，所以廠房的尺寸也相應(yīng)加大，從而增加了廠房占地面積及土建投資，本站暫不考慮。針對上述幾種泵站進行分析比較，立式軸流泵泵型結(jié)構(gòu)簡單、制造技術(shù)成熟，檢修方便，且本地區(qū)有豐富的建設(shè)、按照、運行和管理經(jīng)驗。但大直徑立式軸流泵一般需采用進出水流道，土建結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且需配套專用輔機系統(tǒng)，管理相對繁瑣。應(yīng)結(jié)合城區(qū)排澇泵站排澇特點，適當(dāng)增加泵站機組臺數(shù)，減小水泵葉輪直徑，采用低功率的電機，取消供水、供油系統(tǒng)。綜合考慮上述因素確定選擇立式軸流泵。2.3 機組臺數(shù)確定工農(nóng)河南排澇站設(shè)計流量為6.0m3/s，根據(jù)工農(nóng)河水位水深，平時運行特點，初步擬

7、定選用4臺水泵，單機流量為1.5m3/s。h凈=1.15m初估損失揚程35%，h=35%×h凈=0.35×1.15m=0.4mh= h凈+ h =1.15+0.4=1.55m經(jīng)比較擬選用700zlb-160軸流泵，轉(zhuǎn)速為730r/min。700zlb-160軸流泵工作性能參數(shù)表700zlb-160軸流泵工作性能參數(shù)表葉片安裝角度 流量 揚程（m） 轉(zhuǎn)速（r/min） 軸功率（kw） 配用功率（kw） 效率（%）（m?/h） （m?/s）0° 4716 1.31 3.60 730 57.0 80 81.05220 1.45 2.78 47.8 82.65508 1.

8、53 2.25 42.2 80.1根據(jù)進出水管道經(jīng)濟流速確定，出水管路直徑700mm。管路損失hf揚程計算包括：攔污柵，進水口安裝喇叭口一只，出水管路采用直徑700mm新鑄鐵管，長度約2m，管路上安裝有60°彎頭1只和出水口設(shè)鑄鐵拍門1只。管路水頭損失hf可由下式計算：hf=h沿+h局=式中：n管壁內(nèi)壁粗糙系數(shù)，鑄鐵管n=0.013；l進出管道長度（m），取2.0m；q水泵設(shè)計流量（m?/s），取1.5m?/s；d管道直徑（m），取0.7m；管路局部阻力系數(shù)，查中小型泵站設(shè)計與改造技術(shù)相關(guān)表格，計算得管路局部阻力系數(shù)1.55。計算得，hf=1.26m。水泵設(shè)計揚程h泵=ha+hf=1

9、.15+1.26=2.41m水泵在h=2.41m工況下，根據(jù)水泵性能表推出，q=1.5m3/s，效率=81.5%，水泵在該揚程運行下處于高效區(qū)。2.4 配套電機功率根據(jù)工況點參數(shù)，按照下列公式可以計算出所需的電動機配套功率：nsf=gqh/（1000p） nmt=knsf/dr式中：k電機功率備用系數(shù)；nsf水泵軸功率，nmt配套電機功率，kw；p水泵效率；dr電機傳動效率效率；h揚程，m；q揚程對應(yīng)流量，m3/s。通過計算，選用4臺80kw電機（y2-315s-8、730r/min）。結(jié)論立式軸流泵泵型結(jié)構(gòu)簡單、制造技術(shù)成熟，檢修方便，但大直徑立式軸流泵一般需采用進出水流道，土建結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且需配套專用輔機系統(tǒng)，管理相對繁瑣；應(yīng)結(jié)合城區(qū)排澇泵站“平時小流量、汛期大流量”和排澇規(guī)模逐步提高的排澇特點，結(jié)合河道水深因素，適當(dāng)增加泵站機組臺數(shù)，減小水泵葉輪直徑，采用低功率的電機，取消供水、供油系