大型貫流泵應(yīng)用在泵站工程中

1、大型貫流泵應(yīng)用在泵站工程中 1、泵站基本情況 串場河閘站工程是鹽城市城市防洪骨干工程，集防洪，排澇，通航等功能于一體。工程建成對(duì)于提高城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善投資環(huán)境起到重要 作用。該工程位于鹽城市區(qū)人民公園西側(cè)串場河與新洋港交匯處的串場河上，為閘站結(jié)合形式，設(shè)計(jì)排澇流量60m3/s，中間設(shè)1孔通航孔兼作自排孔，凈寬 24m，泵站規(guī)模為大型。閘站采用了4臺(tái)直徑2.4m的2400ZGB17-1.9型豎井式貫流泵，設(shè)計(jì)揚(yáng)程1.9m，單泵設(shè)計(jì)流量17m3/s，配4臺(tái) YKS500?D6型，630kW臥式異步電機(jī)。由于水泵與電機(jī)轉(zhuǎn)速不同，通過H2SM13型平行軸齒輪箱連接，通航孔，抽排

2、孔出水流道工作閘門及事故閘門采用液壓啟閉機(jī)啟閉，采用微機(jī)監(jiān)控。工程于2022年5月建成投入使用。 2、主泵的選用及豎井式貫流泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 規(guī)劃要求串場河閘站設(shè)計(jì)揚(yáng)程：1.9m，最大揚(yáng)程：2.35m，平均揚(yáng)程：1.9m，最低揚(yáng)程：0.55m；總設(shè)計(jì)流量：60m3/s.根據(jù)本工程特征水 位組合，地埋位置特征及工程要求，凈揚(yáng)程在01.9m之間，采用4臺(tái)泵，單泵所需流量15m3/s，揚(yáng)程較低，流量大。 有關(guān)資料普遍認(rèn)為不論何種進(jìn)水流道，只要是均勻收縮進(jìn)水，其水力損失值大體為0.10.15m.進(jìn)水流道與各種出水流道相配總的水力損失值：虹吸式出水 流道水力損失值為0.7m；水平直管式出水流道水力損失值為0

3、.6m；渦殼式出水流道水力損失值為0.6m；而貫流式出水流道水力損失值僅為0.4m.前 三種流道比貫流流道水力損失值相差0.20.3m.如考慮泵段效率為88%，由此推算：1.9m揚(yáng)程的泵站采用貫流式比其他流道形式效率高約10%。流 道的水力損失占總揚(yáng)程的比例較大，流道水力損失對(duì)裝置效率影響較大，考慮貫流泵流道從進(jìn)口至出口呈直線形，流道平順沒有彎曲，流道形狀較簡單，水流平穩(wěn)， 流道水力損失小，裝置效率高。因此，低揚(yáng)程效率高是貫流式顯著的優(yōu)點(diǎn)。 豎井貫流式機(jī)組是燈泡貫流式的派生機(jī)型，以廉價(jià)的鋼筋混凝土開敞豎井式結(jié)構(gòu)代替鋼制封閉燈泡體，將軸承，減速機(jī)，電機(jī)等設(shè)備安置在有流線形斷面的開敞豎井中，既保持

4、了燈泡貫流式機(jī)組優(yōu)越的性能指標(biāo)，解決了燈泡式機(jī)組的燈泡體復(fù)雜結(jié)構(gòu)，又避免了軸伸貫流式機(jī)組彎尾水管對(duì)水輪機(jī)性能的影響，并克服了燈泡式機(jī)組安裝維修困難的缺點(diǎn)，以常規(guī)電機(jī)代替了價(jià)格昂貴的燈泡電機(jī)，降低了機(jī)組造價(jià)。另外貫流泵由電動(dòng)機(jī)，減速裝置和水泵組成一整體，裝設(shè)在過水流道泵房基坑內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，基礎(chǔ)開挖深度小，土建工程量小，工程造價(jià)低。 因此結(jié)合串場河閘站工程需要，從經(jīng)濟(jì)，機(jī)組運(yùn)行管理，檢修維護(hù)等幾個(gè)方面考慮，經(jīng)比選決定采用4臺(tái)2400ZGB17-1.9型豎井式貫流泵。 3、配套電機(jī)，齒輪箱，聯(lián)軸器選用 大中型電力排灌泵站的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，大都采用低速大型同步高壓電動(dòng)機(jī)。大型同步電動(dòng)機(jī)具有效率高，功率因數(shù)

5、高的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)速低運(yùn)行，安全可靠。但是大型同步電 動(dòng)機(jī)存在著體積大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維護(hù)工作量大，價(jià)格貴等缺點(diǎn)；且啟動(dòng)過程復(fù)雜，與之配套的電氣設(shè)備保護(hù)設(shè)備較多，也增加了泵站主機(jī)設(shè)備的造價(jià)。當(dāng)電機(jī)功率達(dá)到800kW及以上時(shí)，一般選用同步電機(jī)較適合。但串場河閘站水泵配套電機(jī)功率630kW，供電電壓為10kV直供，因此選用YKS500?D6型臥式異步電機(jī)。 泵站采用齒輪箱減速，可以提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而降低電動(dòng)機(jī)的造價(jià)，而貫流式機(jī)組中采用齒輪箱比立式機(jī)組易于實(shí)現(xiàn)。齒輪箱作為變速傳動(dòng)系統(tǒng)，是本工程豎井貫 流泵站選用的核心部件之一，己建泵站采用輪齒箱傳動(dòng)較容易出現(xiàn)問題的部位，如齒輪輪齒嚙合狀況差，振動(dòng)，噪聲大，

6、溫度高，漏油等現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)查，認(rèn)為其主 要原因是受加工技術(shù)條件的限制，采用的大模數(shù)，輪齒面的低精度齒輪，滿足不了大功率機(jī)組的要求。為了減少振動(dòng)和噪聲，降低溫升，防止漏油，經(jīng)比較，選用德 國FLENDER公司生產(chǎn)的原裝H2SM13型平行軸齒輪箱。設(shè)水冷卻盤管冷卻，采用油浸潤滑。 為方便整機(jī)組的聯(lián)接安裝，水泵主軸與齒輪箱輸出軸之間，電動(dòng)機(jī)輸出軸與齒輪箱輸入軸之間用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接。 4、機(jī)組的安裝過程 豎井貫流泵站的水泵分件現(xiàn)場組裝，齒輪箱整體與電機(jī)整體均在廠內(nèi)組裝調(diào)試，現(xiàn)場進(jìn)行組裝即可操作。在土建工程完成具備水泵安裝條件后開始現(xiàn)場安裝，具體順序如下： 在泵房內(nèi)組裝水泵前錐管，葉輪外殼和導(dǎo)體。 將組

7、裝件吊入機(jī)坑放在基礎(chǔ)支墩上就位，墊好調(diào)整塊，穿好地腳螺栓，調(diào)整高程水平，臨時(shí)固定。 找正水泵中心線和葉輪中心線。 以水泵中心線和葉輪中心線為基礎(chǔ)，找正葉輪外殼，導(dǎo)葉體的中心。 將前錐管，葉輪外殼和導(dǎo)葉體的上部分打開，將導(dǎo)軸承安裝在導(dǎo)葉體內(nèi)，推力軸承安裝就位。 調(diào)整并找正葉輪外殼，導(dǎo)軸承，推力軸承三者之間的同心，偏差控制在0.1mm之內(nèi)。 澆注地腳螺栓二期混凝土，待達(dá)到強(qiáng)度要求后，擰緊地腳螺栓，并復(fù)查找正，直至達(dá)到要求。 將泵軸部件吊入電機(jī)坑，從填料密封孔中穿過伸入泵體內(nèi)，擱在導(dǎo)軸承及推力軸承上就位，調(diào)整軸心位置及中心。 轉(zhuǎn)輪部件與泵軸部件進(jìn)行組裝，盤車測量擺度。泵體部件上半部分復(fù)位，測量葉片與

8、外殼的間隙。 水管路進(jìn)行清洗與耐壓試驗(yàn)，要求各接頭處不泄漏。 安裝臥式電機(jī)及齒輪箱，保持軸與水泵軸平行。 全部安裝完成后，對(duì)操作，控制，保護(hù)和指示裝置進(jìn)行模擬試驗(yàn)，要求動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。 傳統(tǒng)貫流泵站的水泵電機(jī)是一個(gè)整體，體積大，重量較重，給安裝起吊增加了難度。豎井貫流泵機(jī)組現(xiàn)場安裝工作量比常規(guī)立式軸流泵站機(jī)組安裝工作量減少約40%。 5、泵站運(yùn)行效果 通過主機(jī)泵安裝完成后的試運(yùn)行以及工程建成投入使用后2022年汛期運(yùn)行情況看，經(jīng)觀測和測試數(shù)據(jù)分析，整個(gè)機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，噪音和振動(dòng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)工況的要求，裝置效率高，安裝維修運(yùn)行管理方便。 6、結(jié)語 低揚(yáng)程大流量泵站采用豎井式貫流泵具有比較明顯的優(yōu)點(diǎn)： 進(jìn)出水流道順直，流道總水力損失小，水力效率高，過流能力大。 機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，水工布置簡單。 起吊高度小，泵房高度低，基礎(chǔ)開挖深度低，有效減少土工及建筑工程投資。 裝置效率高，配套電機(jī)功率小，運(yùn)行費(fèi)用較低。 建議在建設(shè)低揚(yáng)程大流量灌排泵站時(shí)以貫流泵作為