二灘水電站大壩及水墊塘滲漏排水泵換型改造及其應(yīng)用

謝林+邵建林+王鄖中

摘 要：二灘水電站大壩及水墊塘滲漏集水井共設(shè)置有九臺滲漏排水泵，如何迅速排出大壩及水墊塘的滲漏水，提高滲漏排水泵安全穩(wěn)定運行可靠性，對二灘水電站大壩及水墊塘安全運行具有重要的意義。本文主要介紹大壩及水墊塘滲漏排水泵換型改造目的及其應(yīng)用效果，對各類排水系統(tǒng)的設(shè)計或改造在水泵的選型上具有重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：二灘 大壩 水墊塘 滲漏排水泵 改造

1.引言

二灘水電站在投運初期，大壩滲漏集水井設(shè)置有3臺井用長軸深井泵，水墊塘滲漏集水井設(shè)置有6臺井用長軸深井泵，其型號均為300JC/S210-10.5×8，主要用于大壩及水墊塘的滲漏排水。本文將從大壩及水墊塘滲漏排水泵運行狀況及改造的意義入手，對排水系統(tǒng)運行穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化。

2.原滲漏排水深井泵介紹

原二灘水電站大壩及水墊塘滲漏排水深井泵為封閉式井用長軸深井泵，自1998年6月安裝投運。壩體、水墊塘滲漏深井泵長期運行在潮濕環(huán)境中，管件等銹蝕較為嚴(yán)重。出廠設(shè)計中，深井泵的揚(yáng)水管聯(lián)接方式采用細(xì)牙螺紋（M217×2）聯(lián)管器聯(lián)接。由于輸送介質(zhì)是水，并且設(shè)備長期運行在潮濕環(huán)境中，使得細(xì)牙螺紋因銹蝕而難以拆卸，為此，后期又設(shè)計一對帶內(nèi)螺紋的特殊法蘭聯(lián)管器取代原有的聯(lián)管器，將上下兩根揚(yáng)水管用法蘭聯(lián)接方式聯(lián)接起來。而傳動長軸的軸承及軸承支架安裝于揚(yáng)水管內(nèi)，因此，法蘭連接的施工質(zhì)量直接影響傳動長軸軸線的平直度、決定泵組運行的平穩(wěn)度。

由于井用長軸深井泵運行時泵組及管件劇烈振動，惡化了泵組及管件的運行環(huán)境，加上橡膠材質(zhì)老化等原因，橡膠軸承及支架存在碎裂的隱患。從2010年開始，多次發(fā)生井用長軸深井泵橡膠軸承支架碎裂、脫落后卡死水泵葉輪的設(shè)備故障，使強(qiáng)迫退出運行，因無法正常排出大壩及水墊塘的滲漏水，造成極大的安全隱患，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

3.深井泵改造的選型及應(yīng)用效果

為減少和預(yù)防由于設(shè)備老化、運行環(huán)境差等因素所導(dǎo)致的設(shè)備故障，提高滲漏排水泵工作的可靠性及穩(wěn)定性，同時，也為減輕設(shè)備維護(hù)的工作量。對此，二灘水電站通過充分的調(diào)研及設(shè)備選型，自2012年開始，分批次將壩體、水墊塘共9臺深井泵全部改為潛水泵。

3.1選型改造的實施

通過調(diào)研及選型，并結(jié)合現(xiàn)場水泵工作電源的電壓等級、揚(yáng)程、排水流量、電機(jī)功率等綜合因素，此次改造選用水泵與電機(jī)為一體化設(shè)計的井用潛水泵代替原有的井用長軸深井泵。相關(guān)對比參數(shù)見表1。

改造的整體方案為：拆除原有的井用長軸深井泵，以原深井泵的井臺為基礎(chǔ)，在井臺上加裝鋼板，并制作潛水泵支架體，鋼板上端面與支架體底部均保持水平；保留原有井用長軸深井泵的揚(yáng)水管，并制作彎頭將揚(yáng)水管垂直段與水平段相連；取消揚(yáng)水管內(nèi)部軸承支架、傳動軸、橡膠軸承，揚(yáng)水管僅作為傳輸水流介質(zhì)用；將原深井泵更換為井用潛水泵，潛水泵整體懸吊安裝于集水井中，泵體出水口通過變徑段揚(yáng)水管與原垂直段相連，且潛水泵電機(jī)位于水泵取水口以下。改造前后設(shè)備布置示意圖如圖5所示。

換型改造關(guān)鍵技術(shù)要點：

（1）此次改造主要將排水泵機(jī)械部分進(jìn)行換型，涉及的壩體與水墊塘滲漏排水泵控制系統(tǒng)未進(jìn)行同步改造，新安裝的井用潛水泵運行控制方式、運行水位均與原深井泵運行控制方式、運行水位相同，改造前，需充分校核控制系統(tǒng)停泵水位的高程，通過調(diào)整垂直段揚(yáng)水管長度來滿足井用潛水泵正常工作的水位要求。

（2）井用潛水泵電機(jī)為封閉式絕緣電機(jī)，且長期位于水面以下，電機(jī)運行期間，定子線圈溫度較高，做好電機(jī)的扇熱，對電機(jī)長期穩(wěn)定、可靠運行起著至關(guān)重要的作用。為提高電機(jī)扇熱效率，在潛水泵電機(jī)外殼加裝有導(dǎo)流罩，水泵在工作期間，水流通過電機(jī)外殼，帶走電機(jī)熱量后方可到達(dá)水泵進(jìn)水口，從而實現(xiàn)對電機(jī)的冷卻作用，大大降低了潛水泵電機(jī)的溫度，提高的電機(jī)的使用壽命。

3.2選型改造的應(yīng)用效果

滲漏排水泵換型改造完成后，通過多次測量水泵排水流量、水平段揚(yáng)水管出口水壓、工作電流等參數(shù)進(jìn)行校驗，改造的井用潛水泵完全滿足滲漏排水的需求（原井用長軸深井泵排水流量為210m3/h、出口壓力為0.1MPa）。其相關(guān)試驗參數(shù)如表2所示。

4.結(jié)語

二灘水電站壩體及水墊塘滲漏排水泵換型改造后，井用潛水泵工作穩(wěn)定，全面滿足迅速排出大壩及水墊塘的滲漏水的需求，提高了滲漏排水泵安全穩(wěn)定運行的可靠性，對二灘水電站大壩及水墊塘安全運行具有重要的意義。同時，井用潛水泵又具有免維護(hù)性能，平均工作壽命可達(dá)20～30年之久，既減輕日常維護(hù)的工作量，又大大地節(jié)約了檢修維護(hù)的人力、物力成本。此次設(shè)備的換型改造應(yīng)用，對各類排水系統(tǒng)的設(shè)計或改造在水泵的選型上具有重要的借鑒意義。endprint