天津市濱海新區供水泵站優化運行影響因素分析

盧少同 ，李志芹 ，信 權

（1.天津市引灤工程爾王莊管理處，天津 寶坻 301802；2.引灤工程潮白河管理處，天津 寶坻 301800）

天津濱海新區供水泵站管理所隸屬于天津市引灤工程爾王莊管理處。濱海所共有6座泵站，4座變電站及一些附屬設施；承擔著向天津濱海新區、武清開發區供水的重任；為人民生活、工農業生產及重要用戶的用水提供需求。

由于引灤明渠水位已經遠遠達不到直接啟動要求，泵站開機前必須對水泵進行抽真空，這樣機組才能夠正常啟動。如何提高泵站的生產效率，提高現有泵站機組的使用壽命，本文就影響現有機組優化運行的原因作簡要分析。

1 影響機組優化運行的原因及解決方法的探討

1.1 汽蝕

在流動的液體中，出現氣體而發生空穴的現象成為汽蝕。汽蝕嚴重影響了泵站水泵的正常運行和效益的充分發揮。因此，防止汽蝕是科學管理的重要任務。

1.1.1 泵站機組產生汽蝕的原因

（1）前池水位過低。1臺泵在流量和轉速一定的情況下，是否發生汽蝕，依其吸上揚程而定。前池水位過低時，使大泵吸上揚程過低，并在其入口處產生渦流及氣泡，氣泡經流動的水被大泵吸入泵內，使其產生汽蝕，而影響大泵正常運行。濱海所泵站引起水位過低的情況多數為取水口欄污柵砌水。形成砌水主要原因有：①水草及雜物。特別是在夏、秋兩季。水面上漂浮的水草及雜物相當多，在輸水的同時，它們順著水流貼在取水口欄污柵及前池鐵篳子上，運行時間一長，一旦打撈不及時，倒置前池及取水口形成砌水，使水泵處于低水位下運行。②冬季也容易形成砌水，特別是在剛入冬時，水面上形成薄冰，而明渠水位不穩定，這樣冰很容易破碎，將取水口堵住而形成砌水。這個現象主要體現在入港、入石化及入揚泵站。

（2）由于輸水管道的滲漏，使管道中生成空間并存有空氣。當維修完畢機組重新啟動時，特別是冬季沿線輸水管道中放氣閥被凍住時，由于管道中水的帶動，在管道中必然將產生壓力不斷變化的氣囊，直接影響水泵穩定的工況，并且水泵工況與氣囊壓力的脈動交互影響。這時水泵振動不止和發出很刺耳的噪音，同時也產生了汽蝕。為了避免這種事情的發生在機組啟動前，先將檢修碟閥關閉，當電機的轉速達到額定轉速時，再將出水檢修碟閥慢慢地打開，加大流速，增加水流夾氣能力，但是流速大會加大水頭損失，影響水泵正常運行時裝置效率。當輸水管道中的氣體全部排出并充滿水后，再將檢修碟閥全部打開，這種方法取得了很好的效果。

（3）大泵精度問題。由于大泵長期在高轉速下運行，機械磨損相當嚴重，使其間隙變大，部件之間有挪動，當葉片與液體脫離時，葉片與液體之間的壓力降低，并在振動的葉片表面液體發生汽化，產生氣泡。在高壓力區形成對葉片表面進行打擊。上述過程重復進行，振動葉片的表面就會被汽蝕所破壞，嚴重的會將葉片擊穿，直接影響水泵的效率。所以，在安裝或檢修當中，一定要選合格配件同時提高其安裝精度。

1.1.2 如何避免汽蝕

（1）提高水泵設備的光潔度。當葉片和導葉加工粗糙時，可根據其翼型型線要求進行打磨，以此來提高該部件的光潔度。

（2）工況點盡可能靠近高效區。水泵在運行狀態下，工況點靠近高效區是很重要的。它可以很大程度上減少汽蝕的破壞；可以通過多次改變大泵流量，同時來傾聽泵內的噪音及振動，直到噪音及振動降到最小為止。

（3）采用抗汽蝕材料。多采用強度好、韌性好、硬度高、化學穩定性好的材料。如：鋁鐵青銅9-4、含鉻的不銹鋼2Cr13等。雖然抗汽蝕性能好，但價格較高。但不論選擇那種的材料，一定要根據現場的實際運行情況進行選材。

（4）汽蝕對水泵造成損失的補救措施。采取補焊的方法填補葉片的損壞部位后，再進行打磨、拋光。此種方法雖然能大大提高該處的抗汽蝕能力，但也存在一定的不足。因在焊接過程中，電弧的溫度高達5000℃以上，葉輪的外殼遇熱會產生較大的幾何變形，為此降低了大泵的使用效率。

1.2 電動碟閥和止回閥關閉快慢的影響

1.2.1 關閉快的影響

當機組停運后，由于排水管內充滿的流水具有很大的動能。如果電動碟閥、止回閥關閉的太快，在這種情況下，流速隨時間的變化越大，則產生的壓力變化就越大，將形成水錘造成后果就是機組及管道移位，直接影響泵站的安全輸水。

1.2.2 關閉慢的影響

當機組停運后，如果電動碟閥、止回閥關閉的太慢，這將使排水管道的水反流過來，并帶動葉輪電機反方向旋轉。當達到一定速度后，將會對電機造成不良影響。

1.2.3 解決方法

（1）定期檢查止回閥減壓系統（除石化泵站以外）。

（2）定期檢查液壓閥的油路系統（石化泵站）。

（3）經常檢查機旁箱及液控閥控制箱里停機時間繼電器動作是否準確。

1.3 真空系統的要求

由于近幾年的干旱少雨，明渠水位遠不如以前，根本無法直接啟動。如何保護大泵的正常啟動，主要有以下幾點：

（1）開真空泵時，首先打開進氣閥，使泵內充滿水，然后準確調節進氣閥，通過觀看真空主管道上的壓力表使其泵內壓力控制在7.5kPa運行。

（2）泵內壓力達到7.5kPa時，聽到爆裂聲立即調節進氣閥，以補充空氣，使其爆裂聲消除，再恢復到7.5kPa運行。

（3）判斷方法為：當真空度達到而機組沒有自動啟動時，如果管道沒有形成真空，就會聽到嗤嗤的聲音，為假真空，應繼續抽，當聽到很流暢的流水聲時，真正形成了真空，要盡快采取手動開機。

1.4 盤根的要求

大泵加裝盤根主要作用是密封、冷卻及保護軸承的作用。如果盤根加的不合適，將產生如下幾種可能的后果：

（1）盤根加的太緊，使軸套表面形成過熱，將軸套損壞，將增加大泵的維修次數。

（2）由于盤根是由石棉繩浸泡以后形成的。如果加的太緊，由于大泵轉速較高，這樣會將盤根中的一些物質擠出，就有可能將流水孔堵住，使大泵軸承進水，加快其損壞速度，增加了大泵的檢修次數。

（3）如果盤根加的太松，大泵中的水將會大量流出使其無法排出，將導致大泵軸承進水，加快其損壞速度，增加了大泵的檢修次數。

［1］（日）梶原滋美著,孫尚勇譯.泵及其應用［M］.北京：煤炭工業出版社，1984.

［2］麥爾康.提高泵站裝置效率的幾個問題［J］.廣東水利水電，2006.

［3］張仁田，張平易，閻文立.大型泵站裝置性能換算方法的研究［J］.江蘇農業研究，1998.