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排涝泵站水泵机组选型探讨
摘要:排涝泵站是城乡基础设施重要的组成部分,其水泵机组的选择直接影响到泵站投入使用后的整体效果。为此,本文结合工程应用实例,通过介绍排涝泵站的基本特征参数,重点围绕扬程范围、布置形式、台数、调节方式和技术参数等方面的内容探讨了泵站水泵机组的选型工作,以供类似工程研究参考。
关键词:排涝泵站;水泵机组;特征参数;起吊方式
随着我国社会经济建设步伐的加快,国家对城乡基础设施建设的投资力度逐渐加大,水利基础设施数量日益增加。排涝泵站作为城乡水利基础设施的重要组成部分,担负着城市排水、防涝和防洪等重任,在改善城乡生态环境、促进经济发展和提高人们生活水平等方面发挥着不可替代的作用。目前,排涝泵站由于分布广、流域面积小、水位变化大、管理要求高、和运行年限长等特点,许多泵站存在水位和扬程变幅大等情况,给泵站的水泵机组选型工作带来了诸多的困难,一旦水泵选型不当,不仅会影响到排涝泵站整体功能的有效发挥,而且也会造成不可换回的损失。因此,建设单位必须重视泵站水泵机组的选型工作,从而最大限度确保排涝泵站的运行安全。
1 工程概况及特征参数
为了有效解决某地区的防洪排涝问题,要求建一座排水流量为160m3/s的泵站,排涝设计标准为20年一遇。泵站的相关参数见表1。
根据表1所述数据,泵站的水位和扬程变幅较大,给该站的水泵选型带来困难。
2 主水泵选型
该站装设6台主水泵(台数分析见后),通过计算的流道损失约为Δh= 1Q2 m,由此推算,~,,,水泵型式既可以选择轴流泵,也可以选择导叶式混流泵。轴流泵属于高比转速叶片泵,比转速通常不小于500,适用于低扬程区段。其特点是流量大、高效区较窄,效率受流量的变化影响较大,通常不能在小流量范围内运行。混流泵比转速较轴流泵低,其范围通常为300~500,适用于扬程相对较高的区段。其特点是高效区较宽、效率随流量变化的影响较小,能更好地适应流量变化要求。其功率曲线比较平坦,一般能够在小流量范围内运行。
根据以上分析,大中型全调节轴流泵大多使用在净扬程7m以下,而混流泵在2~10m及以上均有广泛运用。随着技术的发展,某些全调节轴流泵的使用扬程可达到10m左右,但在此情况下,可稳定运行的最大扬程和最小扬程之比会有所减小,,稳定运行的扬程范围受到一定限制。
导叶式混流泵一般应用的扬程范围在5~30m之间,近年来,导叶式混流泵的使用扬程向下延至2m甚至更低,且也能稳定运行。
基于以上分析,在泵型的比选中将轴流泵方案和导叶混流泵方案各选一泵型做代表进行比较,从而选择出最优的水泵型式。为便于比较,2个方案均按泵站装机6台、。泵段综合性能曲线见图1和图2。
从图1、图2可以看出,混流泵方案在高扬程下效率低于轴流泵,在设计扬程下的效率与轴流泵方案相当,在平均扬程和最小扬程下效率均高于轴流泵方案。显然混流泵方案比轴流泵更适应于本泵站的扬程变化。一般而言,轴流泵比混流泵更适合低扬程区运行,但是当泵站的特征扬程出现类似于本站的特点,即运行扬程变幅较大、最高扬程与平均扬程之比及最高扬程与最小扬程