水利工程中軸流泵及其附屬系統(tǒng)的選型設計
某年中央1號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》下達,7月8日至9日,中央水利工作會議在北京舉行,主席在講話中指出,“興水利,除水害,歷來是治國安邦的大事?!彼こ逃绕涫桥庞魏凸喔汝P系國計民生和安全,所以國家加大了這方面的投資。由于排澇和灌溉揚程一般都比較低,所以選用軸流泵也越來越多。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計選型主要從以下幾個方面入手。
一、泵站凈揚程
泵站凈揚程由以下公式計算得出:
最大凈揚程出水池最高水位(m)-前池最低水位(m)
最小凈揚程H=出水池最低水位(m)-前池最高水位(m)
設計凈揚程H=出水池設計水位(m)-前池設計水位(m)
二、泵站揚程計算
泵站設計揚程由以下公式計算得出:
Hr——泵站的設計揚程,Hr=Hjr+hf+V2/2g
Hjr——泵站設計凈揚程
hf——進出水系統(tǒng)的水頭損失
V2/2g——廣東南方水泵出口動能損失
根據(jù)泵站進、出水池的水位,考慮在設計流量時的進出水系統(tǒng)的水力損失、擴散管水力損失、出口斷流裝置損失、出口流速動能即可計算設計揚程。出口斷流裝置損失根據(jù)選用的裝置種類進行計算。
三、泵型選擇
南方水泵根據(jù)泵站的運行揚程范圍,當泵站的揚程范圍小于12m時,優(yōu)先采用技術很成熟、應用很廣泛的軸流泵,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主要從以下幾個方面去比較:
1)大型潛水電機制造經(jīng)驗尚不成熟,大型泵站的軸流泵應采用立式軸流泵。
2)從南方水泵運行來看,潛水軸流泵潛入水中,不需清水潤滑和冷卻,且運行維護簡單,機泵運行平衡性好、穩(wěn)定、振動小、噪音低。
3)從機組價格來看,立式軸流泵的機電投資較少,潛水軸流泵一次性投資大、配置簡單。
4)從土建投資來看,潛水軸流泵的開挖深度稍大,但廠房結構簡單,立式軸流泵需設置相對復雜的主廠房,所以混凝土澆筑土方量遠大于潛水軸流泵,潛水軸流泵站的整體投資要小于立式軸流泵組。
5)從水泵運行管理來看,潛水軸流泵因泵組都設置于地面以下,對于遠離市區(qū)且比較分散的泵站群來說更易于管理。
6)從泵組的安裝程序和費用來看,因潛水軸流泵與電機構成一體,無需在現(xiàn)場進行裝配,安裝簡便,費用低。
2016/7/30水利工程中軸流泵及其附屬系統(tǒng)的選型設計_南方泵業(yè)股份有限公司m.stdading.com
四、廣東南方水泵臺數(shù)的選擇
泵站設計規(guī)范規(guī)定,泵站裝機臺數(shù)以3~9臺為宜。流量變幅大的泵站,臺數(shù)宜多;流量變幅小的泵站,臺數(shù)宜少。臺數(shù)的多少涉及到機電和土建投資的變化,所以要進行經(jīng)濟比較,另外還要根據(jù)泵站規(guī)模和國內(nèi)主要泵廠的產(chǎn)品性能和樣本,選用泵組臺數(shù)。
五、電動機功率
應計算在設計工況下的配套電動機的功率,并計算在校核工況下(最大流量及對應揚程情況下)的配套電動機的功率,取最大的配套電動機功率,儲備系數(shù)按1.05~1.1選取。
六、選型應用實例
東莞南方泵業(yè)根據(jù)以上確定的泵站揚程、水泵流量,在廠家提供的選型曲線上即可選出相應的泵型。
以安徽鴨兒溝泵站選型為例:
根據(jù)規(guī)劃,泵站的設計排澇流量為Q=17m3/S,泵站運行揚程經(jīng)計算,設計揚程為Hr=7.61m,最大運行揚程9.18m,最小運行揚程2.18m,設計過程中對裝機臺數(shù)5臺和8臺進行了性能和經(jīng)濟比較,對照廠家樣本,本泵站可裝機5臺36ZLB-7.6立式軸流泵組或8臺28ZLB-7.0立式軸流泵組。
(1)南方水泵廠從運行參數(shù)來看,兩種裝機臺數(shù)均可滿足本泵站的要求。
(2)從機電設備費用來看,由于裝機5臺泵組需采用高壓電機,而裝機8臺泵組可采用低壓電機。機電設備費用5臺泵組比8臺泵組費用高約51萬元。
(3)從廠房開挖深度來看,裝機5臺泵組較裝機8臺泵組多開挖0.5m。
(4)從土建費用來看,裝機5臺泵組較8臺泵組土建投資少30萬元,但泵站總投資較8臺泵組投資多21萬元。
同時,對裝機6臺泵組方案進行了初步比較:裝機6臺泵組,南方水泵型號為900ZLQ-85(+2°),配套電機為JSL1410-12,可采用電壓等級為6000V的標準電機或電壓等級為380V的非標電機,但泵組設備投資較8臺泵組方案多8萬元(低壓電機)或26萬元(高壓電機),土建投資基本相同,但8臺泵組運行更靈活,通過比較,選用裝機8臺泵組。
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)域見圖1。