大李桥排涝站水泵选型的体会|水泵选型的步骤

时间：2019-05-17 03:22:39　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【提要】本文通过对大李桥排涝站工程水泵选型的方案比较，从水泵的类型、结构形式及经济方面均作了分析和论证，对今后设计中水泵选型具有较好的参考借鉴价值。　　【关键词】排涝站、水泵、流量、扬程
　　【 abstract 】 this paper through the LiQiao drainage engineering of pump station selection of alternatives, the type, structure of the pump from the form and economic aspects are analyzed and demonstrated, for the future design of pumps selection of good reference reference value.
　　【 key words 】 drainage stand, water pump, capacity and head
　　
　　
　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
　　1 引言
　　大李桥排涝站位于安徽省凤台县西部古店乡东南3 km处黄湾村，主要任务是防洪与抽排。该站排涝面积12.0km2，设计抽排流量Q=4.5m3/s，安装3台28ZLB1.6—5.5型立式轴流泵，单机容量为130KW，总装机容量为390KW。泵站等别为Ⅳ等，其主要建筑物级别按4级设计，次要建筑物按5级设计。进水闸底板顶高程17.50m，泵室底板顶高程16.50m，穿堤涵底板顶高程为20.23m，堤顶高程为25.00m，堤顶宽10.0m。穿堤涵规模为单孔钢筋砼箱涵，孔净宽2.0m，高1.6m。
　　2 主要规划数据
　　该站的主要规划数据详见表1。
　　表1 主要设计参数表
　　项目数值
　　一、设计流量(m3/s) 4.5
　　二、特征水位及扬程(m)
　　
　　
　　3 水泵选型原则
　　水泵选型的基本原则有：
　　(1) 必须满足流量和扬程的要求；
　　(2) 水泵应在高效范围内运行，能量消耗少，运行费用较低；
　　(3) 台数合适，工程投资较少；
　　(4) 在设汁标准的各种工况下，水泵机组能正常安全运行。即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象；
　　(5) 便于安装、维修和运行管理。
　　4 水泵选型中的几个问题
　　4.1水泵类型
　　水泵类型通常根据地区特点和泵站的性质来选择。一般说来，灌溉或给水泵站，扬程较高，宜选用离心泵和混流泵。对于扬程较低的排水泵站，常选用混流泵和轴流泵。在一般的情况下，扬程小于10m时，宜选用轴流泵；5~30m时宜选用混流泵；20~100m时宜选用单级离心泵；大于100m时可选用多级离心泵或其他类型泵。根据上述扬程范围及排涝流量，本站属低扬程泵站，适合采用的泵型为轴流泵。该泵在同口径时结构简单，重量较轻。轴流泵又可分为立式轴流泵和潜水轴流泵二种，在技术上，这二种泵的性能参数基本相同；在投资上，虽然潜水轴流泵封闭在井筒流道内，井筒直接安装在进水室上，土建可以省去部分上部结构，但考虑维修和管理的方便，一般而言上部也需兴建泵房，并在泵房内设置起重设备，以便对水泵进行拆装。其土建投资虽稍有减少，但潜水泵主机价格比普通立式轴流泵高，因此，二者总投资相差不多，且潜水泵解体大修一般需返厂进行。而普通立式轴流泵结构简单，有着成熟的运行维修经验，考虑到方便运行管理，采用普通立式轴流泵。
　　4.2水泵结构形式
　　水泵的结构形式主要有卧式、立式和斜式，斜式介于卧式与立式二者之间。
　　一般来说，立式泵的平面尺寸较小，高度较大。水泵叶轮淹没于水中，水泵启动方便，动力机可安装在最高洪水位以上，通风采光条件较好，但安装要求较高，检修较麻烦。因此，立式泵适用于水位变幅较大的场合。其叶轮淹没，无须抽真空；叶轮水平旋转，工作合理；管路较短，水头损失较小，而且水泵主轴挠度小，磨损均匀。卧式泵的泵房面积较大，但安装检修较方便，泵房荷载分布较均匀，适合于地基应力较弱的泵站。卧式泵叶轮高于进水池水位时，需要增加充水设备。通常，卧式泵适用于进水池水位变幅较小的场合。由此可见，在选择水泵的结构形式时，应综合考虑泵站的任务和性质、水源水位变幅、地基条件、开挖深度等各方面的条件来确定，以达到工程投资和运行费较少的目的。
　　对于本站而言，因水位变幅较大，故采取立式泵。
　　4.3水泵台数
　　在确定水泵台数时，应考虑以下几个问题：
　　(1) 从建站投资看，在泵站流量相同的情况下，台数少，机电设备少，泵房面积小。因而泵站土建投资和机电投资都会减少。
　　(2) 从运行管理费用看，水泵机组台数少，单机容量大，机电设备的效率较高，维修管理较方便。所需的运行管理人员较少，费用较低。
　　(3) 从泵站工作任务的保证性和适应性看，水泵机组台数越多，对运行期间生产要求流量的适应性则越大。一旦水泵机组出现故障，对生产的影响较少，故具有较高的保证性。
　　(4) 从泵站性质看，一般排水泵站的设计流量及其排水过程中的流量变化均大于给水或灌溉泵站。所以，排水泵站的水泵台数一般较多。在一般情况下，当排水流量小于4m3/s时可选用2台，大于4m3/s时，可选3台以上。
　　主泵台数宜为3~9台，流量变化幅度大的泵站，台数宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少。对于本站实际情况，适宜台数为3~4台，因此采用3台水泵的方案比较。
　　5 水泵选型的方案比较
　　采用28ZLB1.6—5.5和700ZLB－70两种泵型进行方案比较，比较结果见表2。
　　表2 泵型方案比较表
　　
　　
　　从泵型方案比较表可看出，两个方案在流量、扬程等方面都能满足规划设计要求，在设计运行工况点效率上方案一优于方案二，最高扬程抽排工况下，方案二的效率指标均优于方案一；然而最高扬程抽排工况要远少于设计工况的机会，且无论在设计运行工况还是最高扬程抽排工况下，方案一的出流量均大于方案二；方案一与方案二均需3台机组，口径均为0.7m，两方案主机价格也相差无几。加之方案一所需电机功率较小，故而方案一要优于方案二。
　　土建方面，两方案采用的都是吸水室喇叭进水，施工皆很方便。泵房长度及底板高程、泵室开挖深度也相同。但方案二因电机功率较大，故而工程造价要高于方案一。
　　综上所述，方案一在效率上、投资上都优于方案二，因此推荐选用方案一。
　　6 结语
　　由以上实例可见，虽然进水口径相同，方案二的配套功率虽大于方案一，但出水流量却反而却低于方案一。水泵选型的主要内容是确定水泵的类型、型号和台数等。因为动力机、传动及辅助设备等的配套，泵站工程建筑物的设计以及泵站经济运行都是以水泵选型为依据的，选型不合理不仅会增加工程投资，而且会降低水泵的运行效率，增加泵站能耗和运行费用。因此，水泵选型必须十分重视。
　　参考文献
　　1中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265—2010）. 北京：中国计划出版社，2011
　　2中国灌溉排水发展中心. 泵站更新改造实用指南. 北京：中国水利水电出版社，2009
　　
　　[作者简介] 李传名，男，1964—，高级工程师
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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