水輪泵原理、技術(shù)分析及運行管理

[摘要]文章概述了水輪泵原理、技術(shù)分析及水泵的運行管理。

[關(guān)鍵詞]水輪泵原理 技術(shù) 管理

一、前言

水輪泵是利用可再生水力能源為動力的提水機械、它實際上是由水輪機和水泵按一定的聯(lián)接方式和一定的內(nèi)在規(guī)律組合成的。從動力產(chǎn)生到提水完結(jié)的全過程，基本上沒有中間能量多次轉(zhuǎn)換和傳遞的損耗。所以，在同等水能設(shè)計參數(shù)條件下，只要是合理地設(shè)計水輪泵，它應(yīng)當(dāng)比任何其它能量轉(zhuǎn)換型式的提水機械具有更高的效率。水輪泵是以灌溉農(nóng)田為其主要目的的。但是，農(nóng)田灌溉是有季節(jié)性的，據(jù)不完全統(tǒng)計，水輪泵年平均運行時間大約為2000h，其余時間的水能利用問題卻是需要巫待解決的一項課題。水輪泵動力輸出技術(shù)的研究幾乎與水輪泵誕生的同時就已開始，并做了大量研究，取得了一定的成果，但由于受傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式的限制，有一定的難度，問題比較棘手，至今仍未獲得滿意的結(jié)果。但在長期實踐中為了解決所存在著的技術(shù)難點，由水輪泵的結(jié)構(gòu)型式衍生出了各種各樣的動力輸出的結(jié)構(gòu)型式。本文就水輪泵動力輸出技術(shù)的若干問題進(jìn)行了討論。

二、水輪泵原理簡述

水輪泵型式可按水輪機和水泵主軸聯(lián)接方式分：同軸型（單級同軸型和多級同軸型）和非同軸型（含有傳動裝置）。由水輪泵型式，水輪泵動力輸出型式也可按水輪機和水泵主軸聯(lián)接方式分：同軸型（單同軸型和多級同軸型）和非同軸型（含有傳動裝置）。水輪泵實際上是由水輪機和水泵按一定的聯(lián)接方式和一定的內(nèi)在規(guī)律組合而成的。轉(zhuǎn)輪部分是其動力部分，它把水流的能量轉(zhuǎn)換成機械能，而葉輪部分則是其提水部分，它把由轉(zhuǎn)輪傳遞來的機械能又轉(zhuǎn)換成水流的能量，從而使一部分的水流揚升到預(yù)期的高度。水輪泵最大的優(yōu)點是不用油、不耗電、無污染、在有分散水力資源的地方，直接利用就地提水，把開發(fā)水力能源和利用所開發(fā)的能源于提水的全過程，統(tǒng)一于一體之內(nèi)。所以能源利用最為直接，基本上沒有中間能量的轉(zhuǎn)換與傳遞的損耗，效率可達(dá)55-75％以上。只要設(shè)計和運用得當(dāng)，它是既開源又節(jié)流的提水機械。

三、技術(shù)分析

1.非同軸動力輸出型水輪泵

非同軸動力輸出型水輪泵機組實際上就是以水輪機作為原動機，變更不同的工作機械，達(dá)到既定或需要的技術(shù)功能參數(shù)，即：既可直聯(lián)水泵提水，直聯(lián)發(fā)電機發(fā)電；也可通過傳動裝置帶水泵提水，或通過傳動裝置帶發(fā)電機發(fā)電。這種機泵分離結(jié)構(gòu)型式可以獨立組合成常規(guī)的水輪泵機組或水輪發(fā)電機組。顯然，這種組合型式是可行的，也是成熟的，并無其它更多的難點。其主要缺點是變換工作機械比較麻煩，不能快速切換。但是，目前常采用的仍是停機更換的辦法，或是變更工作機械用聯(lián)軸器直接聯(lián)接，或是用三角膠帶間接聯(lián)接。至于連接運行快速切換工況就要采用離合器結(jié)構(gòu)，這樣勢必增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和制作成本。盡管如此，這是水輪泵動力輸出的發(fā)展方向。

2.同軸動力輸出型水輪泵

長期習(xí)慣上稱謂的水輪泵，是指典型傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式的同軸型水輪泵，例如：高產(chǎn)牌系列和D系列水輪泵等等。至今仍占水輪泵保有量95％以上所以，解決該結(jié)構(gòu)型式水輪泵動力輸出問題應(yīng)為水輪泵動力輸出技術(shù)研究分析的重點，以期尋求可行的辦法，并予以推廣選用。

四、水泵的運行管理

1.水泵運行的要求

水泵運行的要求是安全可靠，低消耗，高效率。為了達(dá)到這個要求，在運行管理工作中必須采取以下幾項措施。（1）嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，搞好運行值班工作。（2）定期執(zhí)行水泵的檢修規(guī)程，經(jīng)常仔細(xì)地維護(hù)檢查水泵的各個部件，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，使它們處于良好的技術(shù)狀態(tài)。（3）按照水泵的特性，在運行中不斷地摸索并選定適用于該水泵運轉(zhuǎn)條件的最佳水位，使水泵經(jīng)常在高效率范圍之內(nèi)運行。（4）進(jìn)行有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的觀測工作，如水泵出水量、軸功率、進(jìn)、出水池水位、水源含沙量以及真空壓力讀數(shù)等，以便檢查分析水泵的工作狀態(tài)。

2.水泵運行前的準(zhǔn)備與檢查

安裝完畢或經(jīng)過檢修以及長期停運后的水泵，在運行前應(yīng)作好下列各項準(zhǔn)備與檢查工作，確信水泵各部件都處在正常的良好狀態(tài)下，方可開機運行。（1）按照安裝或檢修的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，檢查驗收各項技術(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)符合規(guī)定要求。（2）值班運行常用的工具應(yīng)準(zhǔn)備齊全，并放在固定、明顯的地方，以便隨時取用。（3）清理抽水機組現(xiàn)場，擦去水泵外部的油泥、灰塵，傳動裝置附近不應(yīng)放置其它物品。有皮帶輪的，輪上的油泥必須擦凈，以防傳動帶打滑甩轉(zhuǎn)或脫落。（4）檢查進(jìn)水池吸水管的支撐是否穩(wěn)定，欄污柵應(yīng)完整無缺，并清除進(jìn)水池內(nèi)的雜物，以防開機后，雜物吸入泵體減少出水量或打壞水泵的部件。（5）檢查水泵、動力機的底腳螺栓是否擰緊，靠背輪與各個管道的連接法蘭螺栓有無松動掉落。離心式水泵的吸水管。（6）盤車檢查，用手轉(zhuǎn)動機組靠背輪或皮帶輪時，轉(zhuǎn)動松緊均勻，水泵不應(yīng)卡死，否則應(yīng)檢查填料壓蓋螺栓的松緊，有無其它摩擦卡住的地方以及泵體內(nèi)是否進(jìn)入異物。（7）檢查填料函內(nèi)的盤根是否硬化變質(zhì)，引入填料函內(nèi)的潤滑水封管路有無堵塞。（8）檢查水泵軸承的潤滑油脂是否充足干凈，用機油潤滑的軸承，油位應(yīng)正常。用黃油潤滑的軸承油量不能太多或太少，其用量以占軸承室體積的1／2～2／3為宜，在機組盤車轉(zhuǎn)動時，應(yīng)傾聽軸承有無雜音，查看滑動軸承油環(huán)是否轉(zhuǎn)動帶油（9）出水活門與出水閘閥關(guān)閉應(yīng)嚴(yán)密，并靈活可靠。開機前出水閘閥的位置是：離心式水泵應(yīng)關(guān)閉，裝有出水閘闊的軸流泵應(yīng)開啟。（10）檢查水泵各部分的冷卻管道是否水流通暢，冷卻管道上的截門是否靈活，裝有真空表、壓力表時，其表針指示應(yīng)在“0”位。（11）對于新安裝的機組，在第一次啟裂對，務(wù)必檢查動力機旋轉(zhuǎn)的方向是否與水泵旋轉(zhuǎn)方向一致，特別是軸流泵機組必須判明動力機的旋轉(zhuǎn)方向與軸流泵的旋轉(zhuǎn)方向相符后，方可連接傳動裝置。