水利工程中軸流泵及其附屬系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)
某年中央1號(hào)文件《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》下達(dá),7月8日至9日,中央水利工作會(huì)議在北京舉行,主席在講話中指出,“興水利,除水害,歷來(lái)是治國(guó)安邦的大事?!彼こ逃绕涫桥庞魏凸喔汝P(guān)系國(guó)計(jì)民生和安全,所以國(guó)家加大了這方面的投資。由于排澇和灌溉揚(yáng)程一般都比較低,所以選用軸流泵也越來(lái)越多。軸流泵在農(nóng)田灌溉、城鄉(xiāng)排澇、排污或其它水利工程中獲得廣泛應(yīng)用。常用的軸流泵有立式軸流泵和潛水軸流泵,軸流泵在工程中的設(shè)計(jì)選型主要從以下幾個(gè)方面入手。
一、泵站凈揚(yáng)程
泵站凈揚(yáng)程由以下公式計(jì)算得出:
最大凈揚(yáng)程出水池最高水位(m)-前池最低水位(m)
最小凈揚(yáng)程H=出水池最低水位(m)-前池最高水位(m)
設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程H=出水池設(shè)計(jì)水位(m)-前池設(shè)計(jì)水位(m)
二、泵站揚(yáng)程計(jì)算
泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程由以下公式計(jì)算得出:
Hr——泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程,Hr=Hjr+hf+V2/2g
Hjr——泵站設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程
hf——進(jìn)出水系統(tǒng)的水頭損失
V2/2g——廣東南方水泵出口動(dòng)能損失
根據(jù)泵站進(jìn)、出水池的水位,考慮在設(shè)計(jì)流量時(shí)的進(jìn)出水系統(tǒng)的水力損失、擴(kuò)散管水力損失、出口斷流裝置損失、出口流速動(dòng)能即可計(jì)算設(shè)計(jì)揚(yáng)程。出口斷流裝置損失根據(jù)選用的裝置種類進(jìn)行計(jì)算。
三、泵型選擇
南方水泵根據(jù)泵站的運(yùn)行揚(yáng)程范圍,當(dāng)泵站的揚(yáng)程范圍小于12m時(shí),優(yōu)先采用技術(shù)很成熟、應(yīng)用很廣泛的軸流泵,軸流泵的泵型又分為立式軸流泵和潛水軸流泵等。
在選用立式軸流泵和潛水軸流泵時(shí)主要從以下幾個(gè)方面去比較:
1)大型潛水電機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)尚不成熟,大型泵站的軸流泵應(yīng)采用立式軸流泵。
2)從南方水泵運(yùn)行來(lái)看,潛水軸流泵潛入水中,不需清水潤(rùn)滑和冷卻,且運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,機(jī)泵運(yùn)行平衡性好、穩(wěn)定、振動(dòng)小、噪音低。
3)從機(jī)組價(jià)格來(lái)看,立式軸流泵的機(jī)電投資較少,潛水軸流泵一次性投資大、配置簡(jiǎn)單。
4)從土建投資來(lái)看,潛水軸流泵的開挖深度稍大,但廠房結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,立式軸流泵需設(shè)置相對(duì)復(fù)雜的主廠房,所以混凝土澆筑土方量遠(yuǎn)大于潛水軸流泵,潛水軸流泵站的整體投資要小于立式軸流泵組。
5)從水泵運(yùn)行管理來(lái)看,潛水軸流泵因泵組都設(shè)置于地面以下,對(duì)于遠(yuǎn)離市區(qū)且比較分散的泵站群來(lái)說(shuō)更易于管理。
6)從泵組的安裝程序和費(fèi)用來(lái)看,因潛水軸流泵與電機(jī)構(gòu)成一體,無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配,安裝簡(jiǎn)便,費(fèi)用低。
2016/7/30水利工程中軸流泵及其附屬系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)_南方泵業(yè)股份有限公司m.stdading.com
四、廣東南方水泵臺(tái)數(shù)的選擇
泵站設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,泵站裝機(jī)臺(tái)數(shù)以3~9臺(tái)為宜。流量變幅大的泵站,臺(tái)數(shù)宜多;流量變幅小的泵站,臺(tái)數(shù)宜少。臺(tái)數(shù)的多少涉及到機(jī)電和土建投資的變化,所以要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,另外還要根據(jù)泵站規(guī)模和國(guó)內(nèi)主要泵廠的產(chǎn)品性能和樣本,選用泵組臺(tái)數(shù)。
五、電動(dòng)機(jī)功率
應(yīng)計(jì)算在設(shè)計(jì)工況下的配套電動(dòng)機(jī)的功率,并計(jì)算在校核工況下(最大流量及對(duì)應(yīng)揚(yáng)程情況下)的配套電動(dòng)機(jī)的功率,取最大的配套電動(dòng)機(jī)功率,儲(chǔ)備系數(shù)按1.05~1.1選取。
六、選型應(yīng)用實(shí)例
東莞南方泵業(yè)根據(jù)以上確定的泵站揚(yáng)程、水泵流量,在廠家提供的選型曲線上即可選出相應(yīng)的泵型。
以安徽鴨兒溝泵站選型為例:
根據(jù)規(guī)劃,泵站的設(shè)計(jì)排澇流量為Q=17m3/S,泵站運(yùn)行揚(yáng)程經(jīng)計(jì)算,設(shè)計(jì)揚(yáng)程為Hr=7.61m,最大運(yùn)行揚(yáng)程9.18m,最小運(yùn)行揚(yáng)程2.18m,設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)裝機(jī)臺(tái)數(shù)5臺(tái)和8臺(tái)進(jìn)行了性能和經(jīng)濟(jì)比較,對(duì)照廠家樣本,本泵站可裝機(jī)5臺(tái)36ZLB-7.6立式軸流泵組或8臺(tái)28ZLB-7.0立式軸流泵組。
(1)南方水泵廠從運(yùn)行參數(shù)來(lái)看,兩種裝機(jī)臺(tái)數(shù)均可滿足本泵站的要求。
(2)從機(jī)電設(shè)備費(fèi)用來(lái)看,由于裝機(jī)5臺(tái)泵組需采用高壓電機(jī),而裝機(jī)8臺(tái)泵組可采用低壓電機(jī)。機(jī)電設(shè)備費(fèi)用5臺(tái)泵組比8臺(tái)泵組費(fèi)用高約51萬(wàn)元。
(3)從廠房開挖深度來(lái)看,裝機(jī)5臺(tái)泵組較裝機(jī)8臺(tái)泵組多開挖0.5m。
(4)從土建費(fèi)用來(lái)看,裝機(jī)5臺(tái)泵組較8臺(tái)泵組土建投資少30萬(wàn)元,但泵站總投資較8臺(tái)泵組投資多21萬(wàn)元。
同時(shí),對(duì)裝機(jī)6臺(tái)泵組方案進(jìn)行了初步比較:裝機(jī)6臺(tái)泵組,南方水泵型號(hào)為900ZLQ-85(+2°),配套電機(jī)為JSL1410-12,可采用電壓等級(jí)為6000V的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)或電壓等級(jí)為380V的非標(biāo)電機(jī),但泵組設(shè)備投資較8臺(tái)泵組方案多8萬(wàn)元(低壓電機(jī))或26萬(wàn)元(高壓電機(jī)),土建投資基本相同,但8臺(tái)泵組運(yùn)行更靈活,通過(guò)比較,選用裝機(jī)8臺(tái)泵組。
圖1:28ZLB-7.0軸流泵性能曲線
選用的28ZLB-7.0軸流泵性能曲線和工作區(qū)域見(jiàn)圖1。